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In der heutigen Mobilität spielt der elektrische Antrieb eine immer wichtigere Rolle. Durch die Politik wird die E-Mobilität gefördert und fossile Brennstoffe gleichzeitig verteuert. Dieses Vorgehen erhöht den Anteil der Elektrofahrzeuge in Deutschland stetig. Elektrofahrzeuge besitzen allerdings eine begrenzte Reichweite und lange Ladezeiten. Für die Beheizung des Fahrgastraumes wird ebenso elektrische Energie benötigt, da beim elektrischen Antrieb nur wenig Abwärme anfällt. Eine Möglichkeit, den Leistungsbedarf der Heizung zu senken, ist die Wärmepumpe. In dieser Arbeit wird der Einsatz von Wärmepumpen und deren Komponenten im Kraftfahrzeug untersucht. Dazu wird der Stand der Technik bei der Beheizung von Elektrofahrzeug dargestellt. Anschließend wird ein Verbindungselement eines Wärmepumpensystems ausgewählt und konstruktionsmethodisch analysiert. Der Fokus liegt dabei auf den verschiedenen Möglichkeiten der Fertigung des Bauteils. Anhand einer Vorzugsvariante werden die Fertigungsschritte sowie das Werkzeugkonzept dafür vorgestellt. Durch eine Simulation wird die Machbarkeit der Fertigung dieses Bauteils bewertet und Verbesserungsvorschläge erarbeitet.

In 1948 wurde der erste Transistor gebaut. Nur 14 Jahre später im Jahr 1962 entwickelte man die erste integrierte Schaltung. [1] Dies war der Beginn der Halbleitertechnik. Seitdem nahm die Komplexität von integrierten Schaltungen und Halbleiterbauelementen immer mehr zu. Gleichzeitig besteht jedoch die Anforderung, mit immer kleineren Bauelementen und Schaltkreisen die gleiche Leistung zu erzielen. Das Halbleiterelement Silizium hat dabei für die Halbleiter- und Mikrostrukturtechnik zunehmend an Bedeutung gewonnen, sodass heute die Mehrheit aller Halbleiterbauelemente und integrierten Schaltungen hauptsächlich aus Silizium oder mit Silizium als Ausgangsmaterial hergestellt werden. Auch in der Photovoltaiktechnik wird vorwiegend dotiertes Silizium für die Herstellung von Solarzellen verwendet. In der Halbleiterfertigung werden während verschiedener Prozessschritte Siliziumwafer auf Temperaturen bis zu 1500 °C erhitzt und mehrere Fertigungsprozesse instrumentalisieren die optischen Eigenschaften von Silizium. Demnach ist es von Interesse, wie sich die spektralen Eigenschaften von Silizium bei Erhitzung verändern. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler einige Relationen aufgestellt, um den Zusammenhang zwischen dem komplexen Brechungsindexes von Silizium und der Wellenlänge darzustellen. Einige haben sich auch mit der Temperaturabhängigkeit des Brechungsindexes befasst. Um das Reflexions-, Transmissions- und Absorptionsverhalten des Halbleitermaterials theoretisch ermitteln zu können, werden jedoch der Brechungsindex und der Extinktionskoeffizient benötigt. In dieser Arbeit wurden zwei Methoden nach Sun et al. und Forouhi und Bloomer für die Modellierung einer allgemeingültigen Relation für die Temperatur- und Wellenlängenabhängigkeit des komplexen Brechungsindexes von Silizium mit Literaturwerten verglichen und ausgewertet. Es wurde gezeigt, dass das Modell nach Forouhi und Bloomer [2], in dessen modifizierter Form, für die Kalkulation des Brechungsindexes und Extinktionskoeffizienten von Silizium bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 450 °C für einen Wellenlängenbereich von 250 bis 1400 nm gut geeignet ist. Das Modell nach Sun et al. [3] hingegen, erzielt bei höheren Temperaturen zwar eine höhere Übereinstimmung mit Literaturangaben, ist jedoch nur in einem Spektralbereich von 400 bis 1200 nm anwendbar.

Aufgrund seiner guten Anwendungseigenschaften ist Holz ein beliebter Rohstoff, der häufig im Bausektor verwendet wird. Ein bekanntes Einsatzgebiet ist auch der Bau von Bühnenplatte, da es eine hohe Druckfestigkeit bei gleichzeitiger Elastizität und oft eine hohe Beständigkeit aufweist. Ziel dieser Arbeit war es, die Modellierungsstrategien von Holzplatten, die bei der Konstruktion von Bühnenböden verwendet werden, unter statischer und dynamischer Belastung zu charakterisieren. Zunächst wurden die für die Konstruktion von Bühnenplatte geeigneten Holzarten ausgewählt. Entscheidend waren dabei die Verarbeitbarkeit und die elastischen Eigenschaften. Mit parametrischen FE-Modellen wurden die Rechteckplatten unter statischer Längs- und Querbelastung unter Berücksichtigung des Schichtaufbaus analysiert. Ziel war es, die Verformungen und Spannungen in den orthotropen Schichten nach verschiedenen Modellierungsansätzen (Schalen-, Volumen- und Volumen-Schalen-Modelle) zu vergleichen, um das Modell mit den zuverlässigsten Ergebnissen herauszufinden. Die anderen FE-Modelle wurden in rechnerischen Modalanalysen untersucht und mit den experimentellen Testergebnissen korreliert. Zur Überprüfung des Modells werden die Verschiebung und die Spannung am Vollmodell und am Viertelmodell (unter Verwendung von Symmetriebedingungen) berechnet, wobei beide Modelle die gleichen Werte aufweisen müssen. Es muss nachgewiesen werden, dass die Modalanalyse des Schalenmodells und des Volumenmodells bis auf eine minimale Abweichung die gleichen Frequenzen aufweisen und diese auch mit experimentelle Modalanalyse (EMA) vergleichen. Ein wichtiger Teil der Arbeit war die Konvergenzstudie, um festzustellen, welche Netzgröße und welche Annäherungsfunktion für die Konstruktion der Plattenproben geeignet sind.

Durch Strukturveränderungen im Gesundheits- und Pflegebereich zeichnet sich in den vergangenen Jahren ein großer Wandel ab. Eine große Herausforderung zeigt sich vor allem bei der Besetzung offener Stellen. Seniorenpflegeheime stehen heutzutage im harten Wettbewerb um qualifizierte Pflegekräfte. Im Einzelnen ist damit die hohe Mitarbeiterfluktuation, die Abwanderung von Pflegekräften in Unternehmen mit besseren Bedingungen und der vorherrschende Fachkräftemangel gemeint. Die Fachkräfteprognose für das Jahr 2035 – speziell in Pflege- und Gesundheitsberufen – ist erschreckend. Schätzungsweise wird ein Fachkräftemangel von ca. 270.000 Personen vorherrschen. Diese Veränderungen stellen die Unternehmen vor neue Herausforderungen. Einer der Schwerpunkte ist, den Mitarbeitern Orientierung, Unterstützung und vor allem Sicherheit zu geben. Teamarbeit gewinnt besonders in Pflegeberufen, aufgrund von Personalengpässen und des demographischen Wandels immer mehr an Gewicht und ist somit unverzichtbar. Führungskräfte müssen ihr eigenes Verhalten reflektieren und auf eine große Menge an Methoden zurückgreifen können, um gezielt und innovativ im Umgang mit ihrem Team zu sein. Von wesentlicher Bedeutung ist die Beziehungsgestaltung im Team. Dabei gilt Offenheit und Sensibilität – besonders im Umgang mit Fehlern – und eine Kommunikation auf Augenhöhe. Die Mischung der verschiedenen Ansichten, Fähigkeiten und Kompetenzen der Menschen wirkt sich positiv auf die Leistung im Team aus. Prozesse werden schneller bearbeitet und vielseitiger betrachtet. Umfangreiche Arbeitsprozesse können statt von einer Person, von allen Teammitgliedern getragen werden. Bereits Benjamin Franklin erkannte, dass effektives Lernen durch das eigene Handeln geschieht. So gewinnen Personal- oder Teamentwicklungsmaßnahmen – als eine Methode, die auf das aktive und erlebnisorientierte Lernen ausgerichtet ist – in Unternehmen immer mehr an Beliebtheit. Da diese Methoden nicht nur die Weiterentwicklung der Mitarbeiter, sondern auch Kommunikationsförderung zum Ziel haben, werden sie gerne auch in Pflege- und Gesundheitsberufen eingesetzt. Die Vorteile effektiver Teambildung sind vielzählig. Nach wissenschaftlichem Kenntnisstand erhöhen sie sowohl Produktivität als auch Zufriedenheit der Mitarbeiter. Im gleichen Zuge sinkt die Fehlerrate bei der Aufgabenbearbeitung. Des Weiteren wirken sich derartige Maßnahmen positiv auf die Flexibilität und die Koordinierbarkeit der Mitarbeiter aus. Ein großer Gewinn für Unternehmen, sind selbstreflektierte Mitarbeiter, die über die Rollenverteilung im Team und die eigenen Fähigkeiten Kenntnis haben.

Die Digitalisierung entwickelt sich weiter. Auch in der Medizin nimmt sie vermehrt Einzug. Medinzintechnische Geräte werden an das Krankenhausnetzwerk angeschlossen und ITSysteme unterstützen die Arbeit an den Geräten. Mit dem Krankenhauszukunftsgesetz, welches am 18. September 2020 in Kraft trat, ergibt sich für viele Krankenhäuser die Möglichkeit, die Digitalisierung weiter voranzutreiben. Eine mehrheitliche Vernetzung ist auch im Heinrich-Braun-Klinikum gewünscht. Dieser Plan schließt ebenso die Systeme der Sonographie ein. Um sie umsetzen zu können, war zu Beginn die Erfassung der bereits angebunden Ultraschallgeräte notwendig. Dazu wurden die Bestandsliste der Medizintechnik mit der Liste der Medizinischen Informatik zusammengeführt und wichtige Gerätedaten für die jeweiligen Listen ergänzt. Die Medizintechnik erhielt Daten, wie z.B. die MAC- und IP-Adressen, sowie den AETitle. Für die Medizinische Informatik wurden die ID-Nummern der jeweilen Ultraschallsysteme zur Verfügung gestellt. Es zeigte sich, dass die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Medizintechnik und Medizinische Informatik wichtige Faktoren sind. Weiterhin war die Planung der Einbindung für noch nicht digitalisierte Ultraschallsysteme durchzuführen. Dabei ergaben sich Probleme bei der Integration in das Krankenhausnetzwerk und bei bereits länger angebundenen Ultraschallgeräten. Diese Probleme galt es zu analysieren. Es stellte sich heraus, dass es von Vorteil ist, eng mit den Herstellerfirmen und der Krankenhaus-IT zusammen zu arbeiten.