Automobil- und Maschinenbau
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In the field of modern drive technology, conventional form-fit shaft-hub connections, such as the standardized keyway connection, are reaching their mechanical limits due to the space-saving design. The trochoidal profiles are elegant modern shaft-hub connections with a compact design for high-power transmission. This article deals with an analytical approach to determining the stress state in trochoidal profiles under shear bending. The solution completes the existing analytical attempts at the load cases of pure bending and torsion. Similar to the torsional loading case, a conformal mapping must be found that can completely transform the unit circle to the non-circle profile area. The conformal mapping function is deduced from the contour equation of the profile. To check the analytical results, in addition, numerical investigations were carried out. The results of the complementary numerical studies show very good agreement with the analytical solutions. The equations derived for the maximum stresses enable a reliable and cost-effective design of the profile shafts subjected to shear force loading.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines umfassenden Workflows zur Optimierung der 3D-Modellierung und Stoffsimulation in Blender. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der effizienten Nutzung der vielseitigen Funktionen von Blender, um qualitativ hochwertige Stoffsimulationen zu erzeugen. Verschiedene Werkzeuge werden analysiert und praktisch angewendet. Ein Sitzmodell wird von der Grundform bis zur detaillierten Nahtsimulation erstellt. Außerdem werden Import- und Exportmöglichkeiten sowie die Weiterverarbeitung in anderen CAD-Systemen untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine signifikante Effizienz- und Qualitätssteigerung im Modellierungsprozess, was den industriellen Einsatz von Blender erweitert.
Ziel dieser Diplomarbeit war es, den Prozess der Statistischen Prozesslenkung zu analysieren und zu optimieren. Die Analyse wurde mithilfe von Qualitätsmethoden wie zum Beispiel der 8D-Methode oder dem Ishikawa-Diagramm durchgeführt. Anhand dessen wurden die Ursachen festgestellt und Lösungsansätze erarbeitet. Wiederkehrende und regelbehaftete Abläufe wurden ermittelt. Damit beinhaltet der Lösungsansatz das Automatisieren der Statistischen Prozesslenkung mithilfe einer geeigneten Software. Zuerst wurde mit Hilfe einer Nutzerwertanalyse die geeignete Software ausgewählt. Danach wurde der Input für die Automatisierung ausgearbeitet und die Datenstruktur angepasst. Zum Schluss wurde die Wirksamkeit des Lösungsansatzes anhand von Beispieldaten überprüft.
Diese Diplomarbeit ist für Interessenten der Automatisierung und Dokumentation von Statistischer Prozesslenkung mit der Softwarelösung Q-DAS qs-STAT und Q-DAS M-QIS.
In dieser Diplomarbeit werden Haftmechanismen zwischen Textiloberflächen untersucht, die für medizinische Anwendungen geeignet sind. Dabei soll mit der Haftverbindung ein Feuchtigkeitssensor auf ein Inkontinenzmaterial aufgebracht werden, um eine bessere Überwachung des Patienten zu ermöglichen und die Pflegekräfte im Pflegealltag zu unterstützen. Da zum Zeitpunkt des Projekts das endgültige Material nicht feststeht, werden alle dafür infrage kommenden Materialien im Zusammenhang mit der Haftverbindung getestet. Das ist ein Polypropylen-Vliesstoff, ein Polyester-Vliesstoff und ein Viskose-Gewebe. Das Inkontinenzprodukt besteht ebenfalls aus Polypropylen-Vliesstoff. Zunächst wird sich mit den Eigenschaften und Besonderheiten auseinandergesetzt.
Es folgt eine Zusammenstellung mechanischer und chemischer Haftmechanismen, die im weiteren Verlauf mit den gestellten Anforderungen verglichen werden, um sie anschließend mit experimentellen Untersuchungen auf ihre Haftkraft mit den Prüfverfahren T-Peeltest und Zugscherversuch zu testen. Weitere an die Haftverbindung gestellten Anforderungen sind, eine stabile Verbindung zwischen den Sensor und dem Inkontinenzprodukt herzustellen und es auch möglichst zerstörungsfrei wieder lösen zu können. Gleichzeitig müssen die Anforderungen für den Einsatz im medizinischen Bereich bei Hautkontakt erfüllt werden.
Das Fügen durch Innenhochdruckumformung stellt ein innovatives Fügeverfahren dar, welches dem modernen Leichtbaugedanken nahekommt und in verschiedensten Indust-riezweigen Anwendung findet. Bei diesem Verfahren wird ein Bauteil, beispielsweise eine Hohlwelle, durch hohen Druck von innen umgeformt, um es mit einem anderen Bauteil, wie einer Nabe, zu verbinden. Die Hohlausformung der Welle bedingt eine deut-lich leichtere Verbindung als beispielsweise ein Schrumpfverband gleicher Dimension. Der Prozess des Innenhochdruckfügens ermöglicht eine hochpräzise und feste Verbin-dung, ohne dass zusätzliche Elemente zum Verbinden erforderlich sind, wie Schweiß-nähte oder Klebstoffe. Weitere Vorteile sind die hohe Festigkeit der Verbindung sowie die Möglichkeit der Realisierung komplexer Geometrien bei gleichzeitiger Reduzierung des Materialverlusts.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Geometrien und weiterer Parameter auf die Pressverbindungen. Des Weiteren erfolgt ein Abgleich mit den Resultaten der Simulation.
Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die simulative Brennverfahrensauslegung eines mit Erdgas betriebenen BHKW auf den Betrieb mit Wasserstoff. Im Fokus stand dabei die Reduzierung der Klopfneigung sowie der bei der heißen Verbrennung auftretenden Stickoxidemission mittels Wasserdirekteinspritzung.
Nach Erstellung des 1-D-Simulationsmodells und Validierung mittels Motorenprüfstandsmes-sungen wurden durch Variation des Verbrennungsluftverhältnis sowie der Einbringung von Wasser in den Brennraum. Die Bewertung der Maßnahmen erfolgte durch eine Beurteilung der Klopfwahrscheinlichkeit und Stickoxidemission sowie der Prozessparameter Brenndauer, Dauer der Entflammungsphase und indizierter Mitteldruck.
Zur Überprüfung der realen Darstellbarkeit der Wasserdirekteinspritzung mit marktüblichen Benzindirekteinspritzventilen verschiedener Bauart erfolgten Wassermengenmessungen an einem hardwareseitig bereits existierenden Wassereinspritzprüfstand. Für diese Untersuchungen wurde eine Steuerplatine zur Ansteuerung der Injektoren entwickelt. Weiterhin wurden optische Untersuchungen der Einspritzvorgänge mit einer Highspeedkamera durchgeführt und in Bezug auf die Parameter Spraywinkel, Sprayweite und Eindringtiefe vergleichend ausgewertet.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer Vorrichtung zur In-Line-Vermessung von thermogeformten Sandwichbauteilen aus Faserverbundwerkstoffen. Zunächst wurden die Eigenschaften der Bauteile analysiert und relevante Parameter ermittelt. Aufgrund der Einschränkungen hinsichtlich der Messsysteme fiel die Wahl auf optische 3D-Messmethoden, konkret auf die Streifenprojektion.
Für das Handling und die Positionierung der Bauteile wurde eine angepasste Rahmenkonstruktion entwickelt, die eine beidseitige Vermessung ermöglicht. Erste Messungen mit dem ur-sprünglichen Messgerät „TopoCam 500“ zeigten Probleme mit der dort verwendeten Best-Fit-Methode, weshalb feste Referenzpunkte in den entwickelten Rahmen integriert wurden. Das vorhandene Messgerät“ erwies sich außerdem als unzureichend hinsichtlich der Messzeit und Auflösung. Durch Anpassungen am System und die anschließende Integration in den Gesamtfertigungsprozess konnte der Messprozess jedoch erfolgreich getestet werden. Eine Eignungsprüfung des Messsystems nach VDA-Band 5 konnte aufgrund des weiterhin unzureichenden Auflösungsvermögens des Messgerätes nicht durchgeführt werden.
Die entwickelten Vorrichtungen und die erfolgreiche Integration in den Fertigungsprozess bilden damit die Grundlage für ein funktionsfähiges In-Line-Messsystem. Weitere Verbesserungen und Prüfungen sind notwendig, um die Eignung des Messprozesses für die angestrebte Messaufgabe vollständig nachzuweisen.
Die vorliegende Arbeit behandelt den Umgang mit großformatigen FFF-Druckern, wobei der Fokus insbesondere auf dem Big Meter V3 des Herstellers Modix liegt.
Zur Einführung in das Thema der additiven Fertigung wird zunächst eine allgemeine Einordnung der additiven Fertigung sowie eine Vorstellung verschiedener Fertigungsverfahren derselben vorgenommen.
Im weiteren Verlauf werden der Aufbau, die Kalibrierung und typische Fehler, die beim 3-D-Drucken auftreten können, detailliert erläutert. Des Weiteren werden unter Variation verschiedener Druckparameter Schlussfolgerungen hinsichtlich ihres Einflusses auf geometrische Toleranzen und die mechanische Belastbarkeit additiv gefertigter Bauteile gezogen. Zudem wird die Möglichkeit der Fertigung von topologisch optimierten Bauteilen mittels 3-D-Druck diskutiert und das Vorgehen bei dieser, am Beispiel eines Lagerbocks, beschrieben.
Abschließend werden auf Grundlage der gesammelten Erkenntnisse Richtlinien für die druckgerechte Konstruktion von Werkstücken abgeleitet.
