Automobil- und Maschinenbau
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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.
Shafts with a stepped shoulder are particularly well known in the field of drive technology. In combination with a form-fit shaft–hub connection, the shaft shoulder fixes the hub on the shaft as well as being responsible for the absorption of the axial forces. With profiled shafts, there is a notch overlay in the shaft shoulder, involving the shaft shoulder and profile. If the hub is also connected with the profiled shaft, the hub edge acts as an additional notch in the shaft shoulder area. The multiple resulting notches have not previously been part of research activities in the field of innovative trochoidal profile connections. Compared to conventional positive-locking connections, such as the keyway connection or the involute splined shaft profile, the favourable features of trochoidal profiles have only been based on connections with stepless shafts without a shoulder in previous studies. Accordingly, this article addresses numerical and experimental investigations of trochoidal profile connections with offset shafts for pure torsional loading. Focusing on a hybrid trochoid with four eccentricities and six drivers, a well-founded numerical and experimental investigation was carried out with numerous fatigue tests. In addition, the influence of a shaft shoulder was also demonstrated on simple epitrochoidal and hypotrochoidal profiles.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Neuentwicklung bzw. mit der Konstruktion einer Automatisierungslösung zur Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen, im Speziellen von Schleifmaschinen. Ziel der Arbeit ist es, diesen Prozess nach einem wissenschaftlich anerkannten Verfahren durchzuführen und zu beschreiben. Dazu wird zunächst ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik gegeben und Systemdaten für das eigene Produkt recherchiert. Es folgt die Erläuterung verschiedener wissenschaftlicher Grundlagen des Konstruktionsprozesses, auf die die Arbeit Bezug nimmt. Im Folgenden wird eine Anforderungsliste erstellt und es werden die Funktionen der Auto-matisierung konzipiert. Hierzu werden mehrere Lösungsvarianten der jeweiligen Teilfunktionen erarbeitet, um mittels Variantenvergleich eine Vorzugsvariante zu ermittelt. Für diese werden die mechanischen Komponenten ausgewählt und ausgelegt. Es folgt eine erste Risikobeurteilung der Maschine. Aus diesen Erkenntnissen wird ein Sicherheitskonzept zur Minderung der Gefahren nach relevanten Normen erarbeitet. Nachfol-gend wird auf die Maschinensteuerung eingegangen. Hierbei wird im speziellen die steuerungstechnische Hardware betrachtet, die notwendig ist, um die angestrebten Maschinenfunktionen realisieren zu können. Danach wird eine Kostenanalyse zur Ermittlung eines Angebotspreises durchgeführt und es werden einige Erläuterungen zum erstellten CAD-Modell gegeben. Zuletzt folgt eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Erkenntnissen aus der vorliegenden Arbeit.
In der Batteriefertigung kommen zum Fördern der Module Werkstückträgertransfersysteme zum Einsatz. Die Mitnahme der Werkstückträger erfolgt dabei rein kraftschlüssig, in-dem der Warenträger auf einer Bandstrecke aufliegt. Aufgrund diverser Vorteile werden Werkstückträgertransfersysteme auch in Zukunft den Großteil des Zell- und Modultransportes in der Batteriefertigung übernehmen.
Bei diesem Förderprinzip ist die Dauer für den Palettenwechsel üblicherweise sehr hoch. Damit steigt auch die Taktzeit, welche sich aus Förder- und Prozesszeit zusammensetzt. Der Reduzierung der Zeit für den Warenträgerwechsel sind, aufgrund des kraftschlüssigen Transportes des Warenträgers auf der Bandstrecke, Grenzen gesetzt.
Deshalb wird ein Schnelleinzugssystem entwickelt, das die Palettenwechselzeit verkürzt. Die Besonderheit des Palettenwechslers ist seine Adaptierbarkeit an Transportsysteme unterschiedlicher Hersteller. Er wird in einer Standardmontagezelle (MAU) eingesetzt.
Auf Basis einer Ablaufanalyse und einer Funktionsanalyse werden Lösungsvarianten gebildet. Dabei wird auch die Positionierung der Werkstückträger durch den Schnelleinzug in Betracht gezogen. Die Bewertung der Lösungen erfolgt nach VDI 2225. Die dadurch herausgearbeitete Vorzugsvariante wird auskonstruiert. Den Abschluss der Arbeit bildet ein Algorithmus der die Einsatzmöglichkeit des Schnelleinzuges für Transfersysteme verschiedener Hersteller und für unterschiedliche Anwendungsbedingungen prüft.
