Automobil- und Maschinenbau
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Understanding the fracture mechanisms in brazed joints offers opportunities to improve joint design and brazing processes. Traditional ex-situ methods cannot capture the material behavior in real-time, making in-situ observation during mechanical testing, such as in SEM, invaluable. In the present work, in-situ bending tests were used to observe the crack propagation in brazed joints exhibiting both ductile and brittle fracture mechanisms. Samples were prepared with precise geometries and notched to initiate cracks in the joining zone. These in-situ tests provide valuable data on the mechanical behavior of brazed joints, offering insights into their failure processes. Three different joints were analyzed: AISI 304 brazed with AgCu filler metal, Mar M 509 brazed with Co-based filler metal and mixed joints of AA 6082 and AISI 304 brazed with AlGeSi filler metal. In the medium strength joint brazed with Ag 272 filler metal, the fracture occurred by slipping through the eutectic. In the high strength joint brazed with Co 900 filler metal, the crack propagated transgranularly through the intermetallic phases and stopped at the interface between the intermetallic and Co solid solution. The AA 6082 / AISI 304 joint was studied using an overlap geometry, showing that microcracks formed as the bending stress increased, finally leading to a failure at the Al7Fe2Si intermetallic layer, a critical microstructural feature. The used test procedure is suitable for further observations on the fracture mechanism in joints brazed in specific geometries as well as using different brazing process parameters and comparing the results with existing investigations.
[Chemische Formeln nicht adäquat darstellbar.]
Ziel dieser Diplomarbeit war es den Umlaufbiegeprüfstand zu einem technisch hochwertigen und zugleich kostengünstigen Verspannprüfstand weiterzuentwickeln. Dieser soll Welle-Nabe-Verbindungen auf ihre Dauerfestigkeit bei kombinierter Belastung prüfen. Hierzu wurde zunächst der aktuelle Stand der Technik recherchiert, eine Anforderungsliste unter Berücksichtigung der Randbedinungen erstellt und die Konstruktion in Teilaufgaben gegliedert, um relevante Lösungsvariaten zu erarbeiten. Danach wurden die Varianten technisch und wirtschaftlich nach VDI 2225 bewertet und verglichen, um daraus die Vorzugsvariante zu wählen. Diese Variante wurde dann noch in eine Wunschlösung und eine realisierbare Lösung eingeteilt, um weitere Kosten einzusparen. Im Anschluss wurde die realisierbare Variante dann dimensioniert, ausgelegt und in CATIA V5 konstruiert.
Das Ergebnis zeigt, dass die Lösung mit einer Asynchronmaschine im Umrichterbetrieb mit Rekuperation zur Antriebsmaschine sowohl die höchste technische als auch wirtschaftliche Wertigkeit hat und somit allen andren Varianten überlegen ist. Danach wurden Angebote für die gesamten elektrischen Maschinen von regionalen Unternehmen eingeholt.
Der hier vorliegenden Diplomarbeit geht eine Machbarkeitsuntersuchung eines Planetengetriebekonzeptes im vorhanden Bauraum voraus. In der vorliegenden Diplomarbeit werden die Varianten der Machbarkeitsuntersuchung analysiert, bewertet und miteinander verglichen. Anschließend wird eine Vorzugsvariante ausgewählt. Diese wird an die näher definierten Anforderungen angepasst und optimier. Vorerst wird das Vorzugskonzept der Machbarkeitsuntersuchung in den bestehenden Bauraum integriert, um für die Entwicklung einer Bremse, den Bauraum definieren zu können.
Mithilfe des nun näher definierten Bauraums kann das Getriebe an jenen angepasst werden. Der Getriebeentwurf kann anschließend in KISSsoft eingearbeitet und bestätigt werden. Mit KISSsoft werden die zwei Stufen des Planetengetriebes ausgelegt und optimiert. Hierfür werden Berechnungsmodelle für die Verzahnungen der beiden Stufen, für das Wellensystem bestehend aus: Getriebeeingangswelle, Planetenträger der ersten und zweiten Stufe, der Radnabe, sowie den beiden Hohlrädern und die Planetenbolzensysteme aufgebaut. Neben den Zahnrädern werden auch die Lager ausgewählt und deren Einsatz analysiert.
Das entwickelte Planetengetriebekonzept wird mithilfe von CATIA V5 in den bestehenden Bauraum integriert. Die Anordnung der Radlager wird näher betrachtet und das einzustellende Spiel festgelegt. Die möglichen Arten der Schmierung werden betrachtet, ausgewählt und näher beschrieben. Die Montage der Gesamtbaugruppe wird ebenfalls beschrieben. Das angefertigte Planetengetriebekonzept bildet die Grundlage für weitere Untersuchungen und Nachweise im zu bearbeiteten Projekt.
Die vorliegende Diplomarbeit behandelt die Nutzungsanalyse einer Datenbrille im industriellen Umfeld des westsächsischen Unternehmens Linamar Antriebstechnik GmbH (LAT). Zentrales Ziel ist es, die Einsatzmöglichkeiten des Referenzmodells RealWear Navigator 500 primär in den Bereichen Instandhaltung, Schulung und Einarbeitung sowie Fernwartung/-support systematisch zu prüfen. Hierzu werden vorab u. a. theoretische Grundlagen hinsichtlich Erweiterter Realität und zugehöriger Technik dargestellt und anschließend ein praktischer Bezug anhand der ausgewählten Datenbrille im Einsatz in konkreten Anwendungsszenarien des Unternehmens hergestellt.
Die Analyseergebnisse zeigen, dass die dem Praxistest unterzogene Datenbrille aufgrund typspezifischer funktionaler Einschränkungen nur bedingt für den industriellen Einsatz im Unternehmen geeignet ist. Dennoch kann grundsätzlich bestätigt werden, dass Datenbrillen ein großes Potenzial zur Verbesserung industrieller Prozesse besitzen und zu Effizienzsteigerungen beitragen können.
Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass das Modell RealWear Navigator 500 bei LAT künftig lediglich für Visualisierungszwecke genutzt wird. Für eine flächendeckende Einführung der Technologie sind hinsichtlich der Ausweitung, Abwandlung und Standardisierung des Pilotprojektes unternehmensinterne Entscheidungen zu treffen. Zusammenfassend liefert die Arbeit am Beispiel des Einsatzes eines Referenzgerätes in einem ausgewählten Unternehmen praktisch fundierte Erkenntnisse hinsichtlich des Einsatzes digitaler Assistenzsysteme und bildet eine Grundlage für die weitere Auseinandersetzung mit dieser Thematik.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellierung und Untersuchung des Schwingungsverhaltens von auf magnetoaktiven Elastomeren (MAE) basierenden Dämpferelementen. Zentrales Ziel war die Entwicklung und Umsetzung eines Versuchsaufbaus, mit dem die feldabhängige Veränderung sowohl der Dämpfung als auch der Materialeigenschaften dieser Werkstoffe nachgewiesen werden kann.
Zur Validierung wurden numerische und analytische Berechnungen des Dämpfungssystems durchgeführt, wobei neben der Bestimmung der Eigenfrequenzen und Dämpfungsgrade insbesondere die Abhängigkeiten von Magnetfeldstärke und Zusatzmasse untersucht wurden. Die gewonnenen Ergebnisse wurden analysiert und miteinander verglichen und liefern erste Erkenntnisse zur Eignung magnetoaktiver Elastomere für den Einsatz in adaptiven Dämpfungssystemen.
Im Rahmen der Optimierung des Aufnahme- und Genehmigungsprozesses der Abteilung Zeitwirtschaft der DB Regio AG werden verschiedenste Methodiken beschrieben und angewendet, um einen Prozess darzustellen, dessen Fehlerursachen zu finden und Lösungsideen zu erarbeiten, um diese im Anschluss zu bewerten. Hierfür wird ein Umsetzungskonzept erarbeitet, welches sich stark an den Leitlinien eines kontinuierli-chen Verbesserungsprozesses orientiert und durch die IPMA-Projektphasen strukturiert wird.
Ziel der Arbeit ist es, die ermittelten Methodiken so einzusetzen, dass aus dem Ist-Prozess, ein verbesserter Ablauf, unter Einhaltung von Rahmenbedingungen, hervorgeht.
Die positiven Veränderungen des neuen Prozesses werden durch eine Umfrage sowie eine Wirtschaftlichkeitsberechnung belegt.
Diese Masterarbeit untersucht die konzeptionelle Machbarkeit und die thermodynamische Auslegung einer adaptiven Peltier‑Temperierung in additiv gefertigten Kunststoffformeinsätzen für Spritzgießwerkzeuge. Ziel ist es, ein Peltier‑System zur variothermen Werkzeugtemperierung zu integrieren und hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit zu bewerten.
Ausgehend von einer Analyse des Standes der Technik und aktueller Forschungsarbeiten zu Peltier‑Systemen und additiv gefertigten Werkzeugen wurde ein Berechnungstool zur stationären Wärmebilanz polymerbasierter Formeinsätze erstellt.
Simulationen und Experimente zeigten, dass klassische Kühlzeit‑Formeln für Kunststoffwerkzeuge ungeeignet sind, die Schätzformel nach Gerke erwies sich als anwendbar. Versuche mit Peltier‑Modulen in Stahlwerkzeugen zeigten eine Temperaturreduktion von ca. 2 K und bestätigten den prinzipiellen Effekt der Temperierung.
Die Integration eines Peltier‑Moduls in ein Kunststoffwerkzeug belegte die Machbarkeit, offenbarte jedoch Defizite in der Festigkeit. Eine konturfolgende Pel-tier‑Temperierung für eine Fließspirale scheiterte an Bauraum, Anordnung und Lötver-bindungen, lieferte jedoch wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung.
Prozessmessungen belegten temperaturinduzierte Verformungen und eine höhere Standzeit metallischer Einsätze. Zukünftig sind spezifische Auslegungsmethoden, bessere Werkstoffe und integrierte Regelkonzepte nötig.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die strategische Fabrikplanung für ein Wärme-Hardware-Startup in Weißwasser, Deutschland, das bewusst im frühen Stadium der Produktentwicklung Erkenntnisse aus antizipierbaren Herausforderungen einer Pilot- und Serienfertigung zur Weiterentwicklung des patentierten Produktes nutzen möchte. Die Arbeit spannt als Teil der inhaltlichen Projektbearbeitung, vorgelagert den Bogen in die Systemtheorie, um innovativ nicht nur fachspezifische Ergebnisse, sondern auch die Fachspezifika selbst hinterfragen zu können. Fundamental öffnet der so hergeleitete Methodenrahmen im Kern der Arbeit die Türen für eine zielführende Planung. Diese erfolgt, getrennt von klassischen Ansätzen der Fabrikplanung als Frühe-Phase-Fabrikplanung zyklisch. Erkenntnisse werden rekursiv in neuen Zyklen weiterentwickelt, übernächste Lösungsräume erschlossen und das Hemmnis, aufwändig Erarbeitetes – aber Überholtes – nicht loszulassen, aufgelöst.
Im Ergebnis steht ein immer- gültiges, abstraktes Systemmodell, in dem fachliche Grundlagen kritisch hinterfragt und – orientiert am Projekt – passende Methoden gewählt und bewertet werden. Individuelle Heuristik und perzeptuelle Grenzen der Planungsteilnehmer sowie das soziale Netz des Teams sind in der autopoietischen Entwicklung des Startups wichtiger als jede technische Entscheidung. In der praktischen Umsetzung des ersten Zyklus der Frühe-Phase-Fabrikplanung wurden grundlegende Fertigungsimplikationen erkannt und erste Fertigungskonzepte identifiziert. Kalkulatorisch zeigt die Auswertung zur Herstellbarkeit und den Herstellungskosten des Wärmespeicher-Systems besonders das Problem teurer Lernzyklen und zahlreicher Gestaltungsunsicherheiten mit riesigem Potenzial auf.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Biegeprüfstand für Holzschrauben konzipiert, konstruiert und erprobt. Die Anlage ermöglicht eine präzise Erfassung der Biegeeigenschaften verschiedener Schraubentypen. Ergänzend wurden Gefügeuntersuchungen an Proben aus einem vorangegangenen Torsionsversuch durchgeführt, um das werkstofftechnische Verhalten der Schrauben zu bewerten.
Darüber hinaus erfolgten erweiterte Einschraubversuche in OSB - Holz sowie in den Holzarten Fichte, Buche und Ahorn, um das Trag- und Montageverhalten der Verbindungsmittel im praxisnahen Einsatz zu untersuchen. Die gewonnenen Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse für die Optimierung von Holzverbindungen im konstruktiven Holzbau.
Die vorliegende Diplomarbeit behandelt die Entwicklung einer standardisierten Berechnungsmethodik für Schienenfahrwerke von Reclaimern und Stackern. Ziel ist es, die bislang stark einzelfallbasierte Auslegung zu systematisieren und die Projektierung künftig zu beschleunigen. Als Grundlage dient ein modulares Fahrwerkskonzept, das im Rahmen des Projekts „Vanino“ entwickelt wurde und seither für mehrere Tagebaugroßgeräte zum Einsatz kam.
Die Analyse stützt sich auf internationale Regelwerke wie FEM 2.131 und ISO 5049-1, die zentrale Vorgaben für Lastannahmen und Betriebsbeanspruchungen liefern. Ergänzend wurden spezifische Anforderungen des Reclaimers aus dem Projekt „Simandou“ berücksichtigt. Auf dieser Basis wurde ein parametergesteuertes Finite-Elemente-Modell in ANSYS aufgebaut, mit dem sich typische Lastfälle automatisiert abbilden und auswerten lassen. Die Ergebnisse ermöglichen eine gezielte Bewertung kritischer Bauteilbereiche und
liefern eine belastbare Grundlage für die Ableitung konstruktiver Optimierungspotenziale.
Die durchgeführten Analyse ermöglichen die gezielte Bewertung der Spannungsverteilungen und zeigen konstruktive Schwachstellen innerhalb der aktuellen Schwingenbauformen. Darüber hinaus wurde ein tabellarisches Vergleichswerk für die Fahrwerksvarianten aufgebaut, das eine schnelle Vorauswahl geeigneter Schwingen erlaubt. Die Ergebnisse liefern damit einen belastbaren Beitrag zur Etablierung einer standardisierten statischen Nachweisführung für zukünftige Projekte.
The machine parts subjected to high wear are conventionally thermally hardened and/or hard coated to minimize surface erosion. The hard coating requires special arrangements and complex machining and finishing processes, which are time and labor-intensive. An alternative solution is work hardening of the surfaces, where hardening and surface finishing can be achieved within a single process step. The manganese steel X120Mn12 is known for its excellent work hardening and wear resistance, making it suitable for applications that require superior surface properties. The addition of 15 wt.% vanadium carbide (VC) enhances its abrasion resistance. Deep rolling (DR) processes have been found to affect microtopography, including surface roughness, increase hardness, and induce compressive residual stresses. Within the scope of this paper, a layer X120Mn12+VC is PTA (Plasma-transferred arc) welded onto a S235 steel substrate. The samples are then deep rolled under various combinations of influencing parameters such as rolling pressure, tool diameter, and feed. The main focus was to achieve maximum surface hardness, an optimal hardness depth profile, and reduced surface roughness. The combination of optimal deep rolling parameters achieved the surface hardness of 640 HV 1 while maintaining a relatively smooth surface. Additionally, an FE model was built, and the optimal DR process was simulated to study the development of residual stresses. The local distribution of equivalent plastic stresses corresponds well with the measured hardness distribution.
Mechanische Erscheinungen
(2025)
The paper investigates the change of the structural dynamic behavior caused by embedding dry carbon fibers into beam-shaped specimens. It was assumed that a significant part of the vibration energy is dissipated due to friction between the dry fibers. To verify this, and to separate the effects of mass and stiffness changes, three different types of specimens – with and without dry fibers – were designed, manufactured and dynamically characterized through a bending resonance test. The results show a significant increase in damping due to the embedding of dry carbon fibers. Contrary to expectations, the natural frequency of this type of specimen increased along with the damping. However, the reason for this increase in damping and natural frequency remains unclear, as the decay curves, for example, do not exhibit a friction-typical characteristic.
Bei der manuellen Montage der inneren Türdichtung ergeben sich verschiedene Herausforderungen. In dieser Diplomarbeit wird ein neues Montagekonzept entwickelt, um diese zu überwinden. Zunächst erfolgt eine Analyse der aktuellen Situation sowie die Definition von Zielstellungen für das neue Montagekonzept.
Es werden zwei potenzielle automatisierte Montagekonzepte vorgestellt und bewertet, wobei sich als Vorzugsvariante eine automatisch geklebte Türdichtung vom Endlos-Coil herausstellt. Diese Variante wird in einem manuellen Versuchsaufbau getestet und einer ersten wirtschaftlichen Bewertung unterzogen. Abschließend werden die Effekte für die Serienfertigung abgeleitet.
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Prozessoptimierung in der Ersatzteillogistik eines OEM für Solartechnologie. Ziel ist die Effizienzsteigerung durch Digitalisierung, Automatisierung und Standardisierung der Prozesse. Die Analyse der Ist-Situation in den Lagerbereichen Wittenberger Straße und Kossaer Straße zeigt Optimierungspotenziale auf.
Wichtige Maßnahmen sind die Einführung von Handscannern, die Integration von Softwareschnittstellen und die Implementierung von Dashboards für Kennzahlen. Dadurch sollen Medienbrüche reduziert, Fehler minimiert und Prozesszeiten verkürzt werden.
Die Arbeit beinhaltet einen Umsetzungsplan sowie eine Effektabschätzung der erwarteten Verbesserungen. Jedoch wurde die Implementierung gestoppt, da der Ersatzteilversand ausgelagert wird. Die Kossaer Straße bleibt für Reklamationen und Retouren zuständig. 2025 soll ein neuer Plan für die Prozessneugestaltung in einer neuen Halle erstellt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit bieten eine fundierte Grundlage für künftige Optimierungen und Digitalisierungsprojekte im Unternehmen.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Thematik der Einführung eines Handlaserschweißgerätes in die Fertigung des Unternehmens Schwalbe Metallbau GmbH. Das Handlaserschweißen stellt eine neue Technologie dar, bei deren Nutzung das Unternehmen sich wirtschaftliche Vorteile erhofft. Da es sich um einen neuen Prozess handelt, geht die Einführung der Technologie mit einigen Herausforderungen einher, auf die in der Diplomarbeit eingegangen wird. Die Herausforderungen hierbei liegen vorwiegend in dem Verständnis für die Parameterwahl, sowie des Arbeitsschutzes. Zum ersten Mal befindet sich eine Person im Arbeitsbereich eines Lasers der Laserklasse 4. Aus diesem Grund wird ein Schutzkonzept erstellt und an die Handlaserschweißer vermittelt. Die Gefahr einer direkten Bestrahlung durch den Laser wurde u.a. an einem Stück Schweinefleisch näher untersucht. Das Verständnis für die Parameterwahl konnte mithilfe von Versuchsplänen unterstützt werden. Die ersten Schweißprodukte wurden aus dem Werkstoff 1.0330 (DC01) mit Überlappnähten gefügt.
Eine weitere Herausforderung für das Unternehmen besteht darin, dass das Laserschweißen eine neue Fügetechnologie darstellt: Bisher wurde mit den konventionellen Verfahren WIG, MAG und MIG geschweißt. Hier kommt es zu Umstellungen bei der Konstruktion von Bauteilen und Vorrichtung. Entsprechend den Erfahrungen durch diese Diplomarbeit und Literatur wurde ein Konzept erstellt. All das neue Wissen muss an den entsprechenden Stellen im Unternehmen vermittelt werden. Hierfür bedarf es einer guten Kommunikation der Abteilungen. Für das Laserschweißen wurde die Tandem- und Mentoring-Methode gewählt, um das erarbeitete Wissen an weitere Handlaserschweißer weiterzugeben.
There is a great need for innovative, efficient processes to remove hazardous chemical substances from wastewater, as wastewater treatment plants can be relieved by applying decentralized water treatment processes in the industrial or medical sector.
This study is dedicated to achieve a deeper comprehension for a new developed hybrid membrane process combined with an enzymatic reaction for the reduction of micropollutants in waste water. In the experiments the micropollutant Remazol® Brilliant Blue R (RBBR) was used and reduced by the enzyme laccase F by ∼49 %. The enzymatic reduction of the dye takes place in a reaction chamber which is the main component of a special designed test cell.
By combination of the enzymatic reduction with a two-stage membrane filtration process (ultrafiltration and nanofiltration), the RBBR concentration was reduced by ∼69 %, compared to the RBBR concentration in the raw water stream. In this study we present the principle of proof for the developed process. The results of pretests for the enzymatic reactions will be shown as well as the results of three experiments in the test cell.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Evaluierung von Programmen zur Materialflusssimulation in der Angebotsphase eines Unternehmens des Sondermaschinenbaus. Um die Basis für das Verständnis von Simulationsprogrammen und Montagesystemen zu schaffen, werden grundlegende Inhalte der Planung diverser Anlagenkonzepte vermittelt. Anlagen müssen effizienter und für Kunden nachvoll-ziehbarer geplant werden. Durch eine Bedarfsermittlung und den Austausch mit Fachleuten werden die Anforderungen an zu evaluierende Programme abgeleitet. Diverse Programme werden recherchiert, ausgewählt, getestet und bewertet. Somit kann die Zahl möglicher Programme eingegrenzt und der Fokus auf die besten gelegt werden. Verschiedene Programme werden mit praxistauglichen Tests an realen projektierten Montageanlagen erprobt. Das Ergebnis der Diplomarbeit ist eine fundierte Empfehlung für das geeignetste Programm zur Materialflusssimulation in der Angebotsphase. Dies eröffnet künftig neue Möglichkeiten für die Planung von Montagesystemen im Rahmen der Projektierung.
As part of the “Perspectives on labour research Lusatia” (PAL) project, five chairs at Zwickau University of Applied Sciences are working with industrial partners to develop low-threshold methods and tools for simplified screening of work characteristics. Traditionally, the assessment of work systems requires extensive specialist knowledge in the areas of occupational safety, ergonomics and operational design. Creating a hazard and stress register as a basis for work system design is therefore time-consuming and most of the times cost-intensive, which leads to a wait-and-see attitude, especially among small and medium-sized companies. However, innovations in the field of work analysis are now enabling the use and integration of smart, digital assistance systems, such as smartwatches or fitness trackers, combined with portable, intelligent environmental measurement technology. This combination allows an autonomous, in-house assessment of the stresses occurring without the need for external specialists and expensive equipment. The protection of personal rights is guaranteed by anonymized and pseudonymized data transmission. The departmental or process-specific evaluation of the collected data using machine learning creates an indicative stress assessment that enables work to be organized in line with all requirements. The resulting rough classification of key areas for action serves to define priorities for action and supports targeted decision-making processes for further measures, in which experts are involved on a selective basis. As a result, companies can carry out a focus-oriented and therefore economically sensible optimization of work design. Of particular importance, however, are the expected positive effects on employees, such as increasing motivation as well as higher job satisfaction.
