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Despite their excellent torsional and bending strength, the economical production of hypotrochoidal profiles (H-profiles) remains an obstacle to their use. Due to the tool clearance angle, the commercially available twin-spindle turning process has limited ability to manufacture many of the profiles standardized according to DIN 3689 (Deutsches Institut für Normung). On the other hand, the manufacturing of cycloidal as a non-involute special geometry using generating processes (hobbing or continuous generating grinding) depends critically on the accuracy of the tool geometry—whether a hobbing cutter or a grinding worm. Conventional tool design methods—based on approximations, involute-derived profiles, or iterative trial-and-error corrections—face fundamental limitations: unpredictable cutting force variations, elevated surface roughness, and limited process capability. However, if the exact tool geometry has been determined analytically, the same machine achieves significantly better performance. In this work, the exact tool geometry conjugated to the H-profile for profile manufacturing is determined based on the gearing law. This provides modular H-profile manufacturing without deviations. Consequently, a design concept that enables the implementation of all existing rolling processes—including gear hobbing, gear shaping, gear planning, and other variants such as gear grinding—is presented. For profile shaping of hollow contours, the transfer ratio is considered and a curve conjugated to the profile contour is determined for the tool. A CAD-based simulation shows very good consistency with the analytically determined tool geometry.

Der vorliegende Text beschäftigt sich mit der Frage, wie ein zusätzliches, neues Bauteil in die Fertigungsabläufe einer bestehenden Anlage integriert werden kann. Dies geschieht am Beispiel eines Kunststoff-Spritzgussteils, auf welches eine Polyurethan-Schaumdichtung aufgetragen wird. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf dem Erhalt und der Steigerung der Anlagenflexibilität, der Verfeinerung und Optimierung des Prozessablaufs und der Einhaltung von Qualitätsanforderungen. Auf Basis einer umfangreichen Datensammlung und unter Anwendung von wissenschaftlichen Methoden und Werkzeugen werden die verschiedenen Problemstellungen detailliert herausgearbeitet und analysiert. Für die verschiedenen Aspekte der erkannten Probleme werden Lösungsvarianten entwickelt und hinsichtlich ihrer gegenseitigen Beeinflussung untersucht. Aus den erarbeiteten Einzellösungen wird ein Gesamtkonzept zusammengestellt, welches alle Faktoren und Bedingungen der unterschiedlichen Lösungsvarianten berücksichtigt. Anhand des Einflusses des Gesamtkonzepts auf verschiedene Kennzahlen wird die Zielerreichung und Wirksamkeit nachgewiesen. Auf Grundlage von realen Angeboten für die Umsetzung, fortgeschrittener Planungen und Prototypen wird die praktische Umsetzung des Konzepts anschaulich illustriert. Abschließend wird anhand der Gegenüberstellung der notwendigen Investitionskosten und der erzielbaren Einsparungen die Wirtschaftlichkeit des Konzepts nachgewiesen und bewertet.

Die vorliegende Diplomarbeit untersucht wiederkehrende Schäden an Kühlwasserausgleichsbehältern eines Schienenfahrzeugs unter dem Gesichtspunkt der Schadensursache, des damit verbundenen Risikos und der konstruktiven Verbesserung. Ausgangspunkt ist die hohe Bedeutung von Inspektion, Wartung und Instandhaltung für die Verfügbarkeit und Betriebssicherheit von Schienenfahrzeugen. Wiederholt auftretende Schäden an einzelnen Komponenten führen nicht nur zu erhöhtem Instandhaltungsaufwand, sondern können sich auch auf die Einsatzbereitschaft ganzer Fahrzeuge und damit auf die Betriebsqualität auswirken. Im Zentrum der Arbeit stehen die systematische Schadensanalyse des originalen Behälters, die Ermittlung der maßgeblichen Schadensursachen sowie die risikobezogene Bewertung des schadhaften Behälters, der rekonstruierten Ausführung und der Fertigung eines Prototyps mithilfe der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Auf dieser Grundlage werden konstruktive Verbesserungsmaßnahmen entwickelt und hinsichtlich ihrer technischen Umsetzbarkeit sowie ihrer Wirtschaftlichkeit beurteilt.

Die Kombination von Fused-Filament-Fabrication (FFF) und Inkjet-Druck ermöglicht die direkte Integration elektrisch leitfähiger Strukturen in thermoplastische Bauteile, wird jedoch durch die hohe Oberflächenrauigkeit FFF-gefertigter Substrate erschwert. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Haftung und Strukturqualität einer silberhaltigen Inkjet-Tinte auf PEI-Proben sowie die Identifikation geeigneter Prozessparameter für FFF, Inkjet-Druck und ggf. Oberflächenaktivierung. Hierzu wurden geglättete und ungeglättete PEI-Probekörper mittels FFF hergestellt und anschließend hinsichtlich Oberflächenenergie und Rauheit charakterisiert. Die aufgedruckten Silberstrukturen wurden hinsichtlich ihrer Schichtbildung und elektrischen Leitfähigkeit bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Glättung der PEI-Oberfläche unerlässlich ist, da die Topografie ungeglätteter Proben eine durchgängige Struktur verhindert. Auf geglätteten Oberflächen führte jedoch eine erhöhte Kapillarwirkung zu einem starken Verlaufen der Tinte, sodass eine zusätzliche Plasmabehandlung keinen Vorteil bietet. Erst durch sofortiges thermisches Sintern konnte das Verlaufen reduziert werden, jedoch auf Kosten der Homogenität der Silberschicht. Insgesamt ist der Inkjet-Druck auf FFF-gefertigtem PEI grundsätzlich möglich, erfordert jedoch eine weitergehende Optimierung von Substratbeschaffenheit, Druckparametern und Sinterstrategie, um qualitativ hochwertige leitfähige Strukturen zuverlässig herstellen zu können.

In today’s rapidly evolving commercial landscape, manufacturing enterprises face significant challenges in maintaining resilience amid disruptions such as pandemics, natural disasters, and geopolitical conflicts. To address these challenges, we introduce a novel GPT-based early detection tool designed for real-time supply chain risk assessment. This system integrates proprietary company data, including supply chain portfolios, with publicly available information, such as news articles, to estimate risk scores for respective supply chains, thereby enhancing decision-making processes. Leveraging advanced machine learning techniques–Generative Pretrained Transformers (GPT), zero-shot learning, and structured outputs–the tool operates locally to ensure data privacy and minimize information leakage. Utilizing the "news-please" crawler and the "Llama 3.1" GPT model, the system continuously monitors selected media sources, providing timely risk assessments. Our research demonstrates the tool’s potential to enhance proactive risk management in supply chains, validated through testing on both real and augmented datasets. By evaluating four exemplary supply chains, we characterize the tool’s capability to support decision-making in unpredictable global environments. The results indicate that, while the system occasionally exhibits oversensitivity, it consistently aids in identifying critical events that may impact supply chain operations. Future developments will focus on refining the tool’s accuracy and expanding its applications, particularly in monitoring regulatory changes.

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der konstruktiven Optimierung des bestehenden Z3 – Kopfes der Maschinenreihe ECOSPEED. Ziel ist es dessen statische und dynamische Eigenschaften signifikant zu verbessern. Ein zentraler Punkt stellt dabei die Optimierung von Steifigkeit und Schwingungsverhalten unter Berücksichtigung der realen Belastungsszenarien bei der Bearbeitung von großvolumiger Aluminium-Strukturbauteilen dar. Mit Hilfe eines eigens dafür erstellten FE – Modells in dem Simulationsprogramm ANSYS wird der Ist – Zustand der aktuellen Baugruppe ermittelt. Dieser ist die Grundlage für eigentliche Optimierung. Die Geometrie wird vereinfacht von dem CAD – Modell in das Simulationsprogramm importiert und dort vernetzt sowie mit Kräften belastet. Der Fokus liegt dabei auf die Ausgabe von Verformungsergebnissen, welche die Realität exakt widerspiegeln sollen. Durch die Verformung kann die Steifigkeit des Z3 – Kopfes berechnet werden. Die ermittelten Ergebnisse für die Steifigkeiten und die Eigenfrequenzen sind die Grundlage aller weiteren Optimierungsrechnungen. Anhand von den zuvor ermittelten Parametern Werkstoff, Länge und Breite der Schwenkarme oder dem Durchmesser des Tonnengestells werden verschiedene Varianten erstellt. Für jede dieser Varianten erfolgt eine separate FEM – Rechnung. Die Ergebnisse werden anhand selbst gewählter Anforderungskriterien in Bezug auf die Steifigkeit, der Eigenfrequenzen, der Masse oder der Anschlussgeometrie miteinander verglichen. Als optimale Variante stellt sich dabei eine Kombination von breiten und verkürzten Schwenkarmen aus Stahl heraus.

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 sind hier nicht adäquat darstellbar.]

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 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.