114 Works

Neuer institutsinterner Schnellkupplungsstandard für Schleifringübertrager

M. Heß
Schleifringköpfe stellen eine zuverlässige Übertragungsmöglichkeit für, auf rotierenden Bauteilen aufgenommene, Messdaten dar. Mit einem neu entworfenen Anschlusskonzept lassen sich diese schnell axial demontieren und so einfach für verschiedene Messaufgaben einsetzen.

The accuracy of indirect measurements and model calibration by falsification

Jens Wendelstorf
Scientific measurements should deliver quantitative values and error specifications. This requirement is also valid for indirect measurements, were model parameters are deduced from direct measurements. The regression (fitting) of parameters should include a specification of their accuracies. This is difficult for the case of two or more parameters. An individual direct measurement can be quantified by a numerical interval. It represents all available information in the frequent case of a predominating systematic error. For models...

Zur zeit-, temperatur- und umsatzabhängigen Entwicklung polymerphysikalischer Vernetzungsschwindung aminisch vernetzender Epoxide

Jan-Peter Schümann
Rotorbl¨atter von Windenergieanlagen werden nach dem heutigen Stand der Technik zumeist in Halbschalenbauweise in Faserverbundbauweise gefertigt und dann verklebt. Am weitesten verbreitet sind Klebstoffe auf Epoxidharzbasis, die mit aminischen Komponenten ausgeh¨artet werden. In den Verklebungen k¨onnen bereits w¨ahrend des Aush¨artungsprozesses des Klebstoffes Sch¨adigungen in Form von Rissen in der Hinterkantenverklebung der Rotorbl¨atter auftreten. Die Ursachen f¨ur das Auftreten dieser Risse sind nach dem heutigen Stand der Technik unbekannt, vermutet wird ein Zusammenhang mit der Schwindung...

Electrochemical synthesis of silicon-based materials and their evaluation as anodes for lithium-ion batteries (LiBs)

Adel Elsayed
Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind derzeit die leistungsstärkste Energieversorgung für tragbare elektronische Geräte. Silizium ist ein vielversprechendes Anodenmaterial für LIBs mit theoretischen Kapazitäten von bis zu 4200 mAh/g. Der Kommerzialisierung von Silizium als Anode in LIBs steht jedoch seine schlechte Zyklenstabilität entgegen. Die vorliegende Doktor-Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese von Si-Verbindungen (SixGe1-x, SixGe1-xAly) und dünnen Schichten aus Si-Verbundstoffen (Si-reduziertem Graphenoxid, Si-rGO) als Anodenmaterialien, die durch gepulste-Elektroabscheidung (pulsed electrodeposition, PED) hergestellt wurden. Blanke Si-Filme wurden durch gepulste...

Modellierung des Leckstroms eines Kohleringdichtsystems unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur Interaktion

Yang Yang
In der vorliegenden Arbeit wird die Strömung in Kohleschwimmringdichtungen untersucht. Kohleschwimmringdichtungen sind berührungsfreie Dichtungen und werden häufig in Ventilatoren und mehrstufigen Kompressoren verwendet. Durch Einsatz verschiedener CFD-Tools werden die Einflüsse der Fluid-Struktur Interaktion sowie der mikroskopischen und makroskopischen Obeflächenstruktur auf die Leckage analysiert. Die Arbeit konzentriert sich auf stationäre und damit stabile Betriebszustände. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines reduzierten Modells, das mit geringem Rechenaufwand die Leckage im Dichtsystem mit hoher Genauigkeit vorhersagen kann....

Nanocomposite PECVD multiphase coatings for wear reduction under thermal load conditions

A. Nienhaus, G. Braeuer, H. Paschke, D. Stangier, W. Tillmann, M. Paulus & C. Sternemann
With increasing demands for an enhanced service lifetime of tools, used in the hot form-ing and extrusion molding industry, new coating systems play an important role. Such applications demand a high thermal stability, high wear resistance, and low adhesion between the tool surface and hot metals (e.g. steel, aluminum, copper). Nanocomposite coatings consist of nm-size grains, embedded in an amorphous matrix. Due to their structure, they show a high hardness and wear resistance even under...

Verlustmessung und Ermittlung von Reibungskennwerten an Kreuzgelenkwellen mit verzahntem Längenausgleich

Marius Jakob
In diesem Jahr ging am IMW inzwischen ein siebter Verspannprüfstand in Betrieb, mit dem für einen Industriepartner erfolgreich Reibungskennwerte und Verluste an Kreuzgelenkwellen ermittelt wurden. Für einen Folgeauftrag mit höheren Drehmomenten bis 8 kNm wird der Prüfstand derzeit umgebaut.

Entwicklung und Evaluation eines Graspable User Interface für ein arbeitswissenschaftliches digitales Menschmodell

David Wiegmann
Ergonomic simulation offers high potential to improve the ergonomics and productivity of future manual production processes. Nevertheless, ergonomic simulation is used quite rarely in production planning processes compared to other simulation methods e.g. robotic simulation. The main reason for this is the high effort in time which is required to control a digital human, which is often needed to create human movements in the simulation. Basically, it is possible to set a posture of a...

Optimization of multistage hydraulic fracturing treatment for maximization of the tight gas productivity

Mengting Li
Hydraulic fracturing technology is usually required to allow tight gas to escape from the low-permeability reservoir and flow through the wellbore to the surface. So far, there are no numerical tools in the petroleum industry which can optimize the whole process from geological modeling, hydraulic fracturing until production simulation with the same 3D model with consideration of the thermo-hydro-mechanical coupling. In addition, optimization design should be considered from the perspective of production, especially for multiple...

Electrical load forecasting using adaptive neuro-fuzzy inference system

Ali Hashemifarzad
The importance of a precise load forecasting in energy system designing has been known since many years ago. To achieve an efficient, secure and economically optimal operation in an energy systems, it is necessary to analyze the power system operation in time and perform fast reactions to changes in electrical load. These are highly dependent on an accurate short-term load forecasting. One the other hand, the load prediction is also of great importance for energy...

Lebenszyklusorientiertes Portfoliomanagement von Value-Added Services am Beispiel E-Carsharing

Bernhard Dietz
In dem sich gegenwärtig vollziehenden Mobilitätswandel stehen Elektrofahrzeuge und Car sharing seit geraumer Zeit im Blickfeld medialer Aufmerksamkeit. Dabei ist Carsharing als Konzept der Kurzzeitmiete von Personenkraftwagen verbunden mit dem „Probefahrt-Charakter“ geradezu prädestiniert, eine junge Zielgruppe an Elektromobilität heranzuführen. Trotz dieser offenkundigen Synergien ist E-Carsharing aufgrund hoher Anschaffungskosten für Fahrzeuge und ladebedingter Ausfallzeiten bislang wirtschaftlich kaum darstellbar. Das zusätzliche Angebot von Mehrwertdiensten – sog. Value-Added Services – kann für E-Carsharing einen Ansatz zur Verbesserung der...

Energy management of a hybrid energy storage system in a single-family house including e-car mobility

Stamatia Dimopoulou
The transition into the new era in transport sector after the invasive introduction of electromobility and the already established tactic of the installation of small‐scale renewable energy units in the domestic sector force to the exploration of an undiscovered aspect of energy allocation if the individual components are synthesized into an ensemble which is supported from storage devices. The existence of a unique battery system is already a widespread policy in the new renewable installations....

Dauerhafter Schutz von Hanf und Kiefernholz durch kovalente Modifizierung mit neuartigen Bor- und Phosphor-Flammschutzmitteln

Christopher Ehrhardt
Im Rahmen dieser Arbeit war es Ziel, weitere Benzotriazolyl-aktivierte Carbonsäuren wie 1, 2 und 4 zu synthetisieren und kovalent, vorzugsweise an Hanf und Holz, anzubinden. Dabei standen funktionelle Verbindungen im Vordergrund, die Bor oder Phosphor enthielten. Der jeweilige Erfolg der kovalenten Modifizierung war auf verschiedene Art und Weise nachzuweisen. Alle Funktionalisierung wurden erfolgreich spektroskopisch nachgewiesen. Dies erfolgte hauptsächlich über das Auftreten der Carbonylschwingung im ATR-IRSpektrum. Mit den Bor- und Phosphorverbindungen konnte ein teils sehr guter...

The influence of artificial weathering and treatment with FE–DBD plasma in atmospheric conditions on wettability of wood surfaces

J. Žigon, M. Petrič, S. Dahle, Ü. Ayata & R. Zaplotnik
The treatment of wood surfaces with plasma in atmospheric conditions is a well–known and researched processing technique. In this study, we introduce a new approach of wood surface treatment using a floating electrode dielectric barrier discharge (FE–DBD) plasma. The main principle of this kind of plasma is that wood represents an object for charge storage and the potential of the electrodes is changing according to the surround-ings in the moment of voltage supply from high...

Einsatz von Laser Profil Scannern bei der Mehrlagenwicklung von Seilen

Martin Schulze
Zur Berechnung von Seiltrommeln ist die Kenntnis des Aufbaus des Wickelpaketes und damit auch die Kenntnis des Seilquerschnitts notwendig. Der Seilquerschnitt kann vor allem bei Faserseilen nicht als kreisrund angenommen werden. Um die Form genauer analysieren zu können, kommen Laser Profil Scanner in zwei verschiedenen Versuchsaufbauten zum Einsatz. Mit dem einen ist es möglich, den lagenweisen Aufbau des Wickelpaketes zu erfassen. Mit dem anderen kann der Querschnitt des Seils aufgenommen werden. Anschließend können die aufgenommenen...

Schalttopologien und Regelungskonzepte zur Steigerung der Effizienz direkter Abwärmenutzung in thermoelektrischen Energiesystemen

Abdelhamid Bentaleb
Ein Großteil der eingesetzten Energie geht in Haushalten, Industrie und Verkehr als Abwärme ungenutzt verloren. Als Beispiele seien hier Bäckereien, Stahlwerke und Verbrennungskraftwerke genannt. Mit Thermogeneratoren lässt sich Wärme direkt in elektrische Energie umwandeln. Thermoelektrische Abwärmenutzung könnte den Primärenergieverbrauch senken, und damit signifikant zum Klimaschutz beitragen. Die Wesentliche Aufgabe dieser Arbeit war den Gesamtwirkungsgrad der thermoelektrischen Abwärmenutzung unter realistischen Bedingungen zu messen und Schalt‐ und Regelungskonzepte zu erforschen und zu entwickeln um die Effizienz des...

Höhere Drehmomente bei gleichem Wellendurchmesser: SMS GROUP entwickelt erfolgreich neue Welle-Nabe-Verbindung

Marius Jakob, J. Merz, Günter Schäfer & K. Scheffe
Eine von der Firma SMS GROUP entwickelte und gefertigte neue Verzahnungsform für Welle-Nabe-Verbindungen verspricht signifikant höhere übertragbare Drehmomente bei gleichem Bauraum. Das Institut für Maschinenwesen führte im Auftrag erfolgreich experimentelle Torsionsversuche zur Bestätigung der Auslegungsberechnungen durch.

Wechselwirkung von Polycarbonat-Schmelze mit Werkzeug-Oberflächen als Ursache der Belagbildung in Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Maria Sonnenberg
Während der Verarbeitung von Kunststoffen kommt es häufig zu Produktionsausfällen und Qualitätsbeeinträchtigungen auf Grund von Belag- und Stippenbildung. Als Stippe wird aneinander haftendes, degradiertes Kunststoffmaterial bezeichnet, welches als Feststoff in der Schmelze verbleibt. Dabei entstehen Stippen aus Belägen, welche sich auf der Extruderwand- oder Werkzeugoberfläche aus der Kunststoffschmelze heraus ablagern. Besonders kritisch ist die Bildung von Belägen bei der Produktion von hochwertigen Formteilen mit einer hohen Anforderung an optischer Transparenz oder hoch glänzenden Oberflächen. Im...

Oberflächen-Desoxidationsmechanismen von Edelstählen bei Vakuumlötprozessen

C. Strauß, R. Gustus, Wolfgang Maus-Friedrichs, S. Schöler, U. Holländer & K. Möhwald
Zwei Edelstähle werden verglichen, zum einen 1.4301 (AISI 304), ein austenitischer Chrom-Nickel-Stahl, zum anderen 1.4762 (AISI 446), ein ferritischer Chrom-Stahl, der Aluminium enthält. 1.4301 ist leicht durch Vakuumlöten zu fügen, 1.4762 hingegen kaum, da sich während der Wärmebehandlung im Lötofen eine mehrere Mikrometer dicke Aluminiumoxidschicht bildet. Durch den Vergleich der Auswirkungen auf Ober-fläche und Volumen von Wärmebehandlungen bei Sauerstoffpartialdrücken zwischen 10-13 und 10-6 mbar können Rückschlüsse auf die ablaufenden Prozesse gezogen wer-den. Während 1.4301 in...

Entwicklung eines Mixed Reality Frameworks zur Objekterkennung in Industrie 4.0 Anwendungen

Sebastian Lawrenz
Der Übergang von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0 hat die Rolle des Menschen im industriellen Produktionsprozess verändert. Im Rahmen von automatisierter Fertigung und Robotik begann der Ablöseprozess des Menschen bereits in der dritten industriellen Revolution. Mit der vierten rückt er gänzlich in den Hintergrund des Produktionsprozesses und übernimmt als Augmented Operator lediglich prozessüberwachende Aufgaben und Entscheidungen. Diese veränderte Rolle des Menschen erfordert langfristig neue veränderte Mensch Maschinen Schnittstellen. Hierfür bieten sich insbesondere Mixed Reality Technologien...

White-Etching-Cracks-Detektion an Wälzlagern mit Laser-Doppler-Vibrometer

X. Cao, C. Rembe, B. Tarigan, Hubert Schwarze & Institut Für Tribologie Und Energiewandlungsmaschinen Fakultät Für Mathematik/Informatik Und Maschinenbau
Failure modes, White Etching Cracks (WECs) and White Etching Areas (WEAs), ap-pear prevalently in rolling contact bearings. There is still a lack of efficient methods to identify such failure modes as early as possible before the visible crack appears on the bearing surface. In this article, a comparison was done between the measured opera-tional deflection shapes (ODS) from a rolling contact bearing with and without WECs and WEAs. The measurement was obtained by using a...

Einfluss von Qualitätsoptimierungsmaßnahmen auf die Oberfläche freier Schnittkanten und deren Schwingfestigkeit

P. Diekhoff, Th. Nitschke-Pagel & K. Dilger
Der Einsatz von unterschiedlichen Schneidverfahren in der metallverarbeitenden In-dustrie ist weit verbreitet. Neben den Schweißnähten gewinnen freie Schnittkanten als potentielle Rissausgangsorte zunehmend an technischer und wirtschaftlicher Relevanz. Durch den Einsatz von verschiedenen Schneidverfahren kommt es zu unterschiedli-cher Schnittkantenqualität, die Einfluss auf die Schwingfestigkeit hat. In dieser Unter-suchung wurden Schwingfestigkeitsversuche an 8 mm dicken Proben aus S355M so-wie S690Q durchgeführt. Dabei wurde das autogene Brenn-, das Plasma-, das Laser-strahl- sowie das Wasserstrahlschneiden eingesetzt. Außerdem wurden Qualitätsopti-mierungsmaßnahmen...

Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften gasgetragener Partikel auf Basis der Photoemission

Jannis Röhrbein
Die Oberflächeneigenschaften von partikulären Stoffsystemen beeinflussen verschiedene Pulvereigenschaften wie Fließfähigkeit, Dispergierbarkeit, Kompressibilität und allgemeine chemische Eigenschaften wie z. B. die katalytische Aktivität. Diese Eigenschaften sind von erheblichem Interesse für die Handhabung und Charakterisierung dieser Materialien. Die Oberflächen von gasgetragenen Partikeln können auf verschiedene Arten modifiziert werden: Neben einer chemischen Oxidation kann ein Kondensationsprozess verwendet werden, um Material auf ihrer Oberfläche abzulagern. Wenn diese Kondensationsprozesse untersucht werden sollen, ist es wichtig die Partikelumgebung während der Analyse...

Simulation eines Schneidvorgangs mittels expliziter Dynamik

M. Prumbohm
Für das Einschneiden der Werkzeuge einer automatischen Zerlegungsanlage in die Produktblechhülle von elektronischen Altbauteilen wird ein FEM-Modell mit dem Ansatz der expliziten Dynamik vorgestellt. Hierfür wird der Ablauf und die Hintergründe des Verfahrens erläutert, die getroffenen Annahmen und Vereinfachungen zur Modellerstellung werden erörtert. Die Modellergebnisse werden anhand von idealen Berechnungsergebnissen aus der Schneid- und Stanztechnik verglichen. Abschließend werden das Anwendungsgebiet und die weiteren Schritte vorgestellt. Projektträger ist das von der EU-Kommission finanzierte EIT Raw Materials.

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an hochgefüllten Graphit-Polymer-Compounds mittels 3 verschiedener Messsysteme

M. Grundler, P. Stannek & A. Heinzel
Die reproduzierbare Bestimmung von thermischen Materialkennwerten – primär der Wärmeleitfähigkeit [W/m*K] – ist in vielen Anwendungen von immenser Bedeutung. Nur mit Kenntnis der Wärmeleitfähigkeit des eingesetzten Materials kann eine sinn-volle Auslegung des Thermo-Managements eines Bauteils erfolgen. Wärmeleitfähige thermoplastische Compounds wurden in den letzten Jahren vermehrt für Bauteile mit Entwärmungsaufgaben eingesetzt und haben metallische Bauteile zum Teil verdrängt. Einsatzbereiche finden sich in der Elektronik, Mechatronik aber auch in technischen Teilen in der Automobilindustrie, da bspw. die...

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  • 2019
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