Ein Beitrag zum Entwurf nachgiebiger Mechanismen mithilfe von finiten Balkenelementen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2024. - 1 Online-Ressource (xx, 185 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 43)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2024
Nachgiebige Mechanismen haben vielfältige Anwendungen in der Feinwerk-, Mess- und Mikrosystemtechnik. Zu ihrem Entwurf werden verschiedene Analyse- und Synthesemethoden eingesetzt. Finite-Elemente-Modelle mit Balkenelementen zeigen dabei infolge ihrer Recheneffizienz ein hohes Potenzial für die Analyse von Entwürfen in frühen Entwicklungsphasen sowie für die Strukturoptimierung nachgiebiger Mechanismen. Hierdurch motiviert, erfolgt in der vorliegenden Arbeit die Untersuchung von Finite-Elemente-Modellen mit Balkenelementen. Aufbauend auf der Einordnung bestehender Analyse- und Synthesemethoden für den Entwurf nachgiebiger Mechanismen werden ein neuartiges Prozessmodell und Handlungsempfehlungen zur Methodenwahl abgeleitet. Um die Eignung von verschiedenen finiten Balkenelementen zu bewerten, folgt im Hauptteil der Arbeit ein Vergleich von Modellen zur Analyse nachgiebiger Gelenke mit Viertelkreiskontur bei ebener Belastung. Es wird der kombinierte Einfluss der Gelenkabmessungen und Lastfälle betrachtet. Der Modellvergleich erfasst dabei geometrisch lineare und nicht lineare Finite-Elemente-Modelle mit Balken-, Scheiben- und Volumenelementen sowie lineare Nachgiebigkeits-Matrix-Modelle. Die ausgewerteten Modellergebnisse enthalten die maximal auftretende Dehnung im Gelenk, die Verformungsanteile am Kraftangriffspunkt und die Drehachsenverlagerung. Für den Einsatz von finiten Balkenelementen werden verschiedene Modellierungsparameter näher betrachtet und vorteilhafte Modellvarianten identifiziert. Die Approximation von Modellabweichungen ermöglicht dabei die Berechnung von Korrekturfaktoren. Zudem erfolgt die Untersuchung des Einflusses der Lastdefinition bei verschiedenen eingeprägten Verformungs- und Kraftgrößen. Eine Fehlerbetrachtung schließt den Modellvergleich ab. Das Potenzial nicht linearer Balkenelemente wird darauf folgend anhand des Entwurfes eines nachgiebigen Greifers unter Nutzung von Optimierungsverfahren aufgezeigt. Durch die Identifikation vorteilhafter Modelle und Modellierungsparameter sowie durch die Entwicklung von Ansätzen zu deren Auswahl leistet die Arbeit einen Beitrag zur effizienten rechnergestützten Entwicklung nachgiebiger Mechanismen.
https://doi.org/10.22032/dbt.60051
Entwicklung von Konzepten zur Integration von Wasserstoff-Speichersystemen in eine ausgewählte Fahrzeugbaureihe mit Verbrennungsmotoren. - Ilmenau. - 116 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024
Der Klimawandel und die kontinuierliche Verschärfung der Emissions- und Verbrauchsgrenzwerte stellen insbesondere die Kraftfahrzeugindustrie vor erhebliche Herausforderungen. Primär das chemische Element Wasserstoff rückt im Bereich der klimafreundlichen Energieversorgung sowohl für stationäre als auch für fahrzeugtechnische Anwendungen zunehmend in den Mittelpunkt. Auf Basis der chemischen Eigenschaften ist eine schadstoffarme Verbrennung des Brennmediums bei einem hinreichend mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch möglich. In der Thematik der Wasserstoffspeicherung entstehen infolge der Reaktivität und geringen Dichte Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Die vorliegende Arbeit knüpft an dieser Problematik an und untersucht die Möglichkeiten der Integration eines Wasserstoff-Speichersystems in eine bestehende Fahrzeugbaureihe mit einem konventionellen Verbrennungsmotor. Auf Grundlage einer methodischen Vorgehensweise sind primär die Anforderungen an das System in Bezug auf technische Umsetzbarkeit und Komplexität, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit erarbeitet. Auf der Basis einer zum Dieselkraftstoff energieäquivalenten Wasserstoffspeicherung ist im Weiteren das Speicherverfahren und die Art des Speichers durch eine Bewertungsmatrix evaluiert. In Bezug auf die räumlichen Gegebenheiten im Fahrzeug sind in der Variantenerstellung funktionsfähige Systemanordnungen erstellt. Die zielführende Variante, welche gleichzeitig die leistungsfähigste Option darstellt, kristallisiert sich aus einer weiteren Bewertung heraus. Im anschließenden Konstruktionsteil erfolgt die konkretisierte Modellierung der Speicherbehälter mitsamt einigen funktionswichtigen peripheren Komponenten. Ein für die Integration entstehender Änderungsumfang am Fahrzeug ist dokumentiert. Das finale Systemlayout ermöglicht die Speicherung von Wasserstoff als Druckgas in einem bestehenden Fahrzeug und realisiert eine zum Diesel vergleichbare Reichweite. Ferner kann die Vorgehensweise der Erarbeitung der Systemanordnung auf andere Fahrzeugbaureihen übertragen und als Leitfaden angesehen werden.
Entwicklung von Konzepten für den Stößelgewichtsausgleich an Exzenterpressen. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von Konzepten zur Opti-mierung des Stößelgewichtsausgleichs an mechanisch angetriebenen, weggebundenen Exzenterpressen. Je nach Presse können die Massen von Stößel, Werkzeugoberteil und Pleuel über 50 Tonnen betragen. Der Stößelgewichtsausgleich kompensiert diese Massen so, dass sie für den Antriebsstrang nahezu gewichtslos erscheinen. Stand der Technik sind Pneumatikzylinder, die über Leitungen mit einem großen Puffervolumen verbunden sind. Bei einem Werkzeugwechsel muss der Druck aufgrund der Massenänderung neu eingestellt werden. Dazu müssen derzeit große Druckluftvolumina bewegt werden, was den Verlust wertvoller Zeit und einen hohen Energieaufwand bedeutet. Ausgehend von der Erfassung des Standes der Technik wird dieser kritisch hinterfragt und Probleme aufgezeigt. Eine Betrachtung der möglichen Stakeholder sowie verschiedene Erhebungstechniken nach IREB-Standard (International Requirements Engineering Board Standard) liefern die Anforderungen an das zu entwickelnde System. Aus der Analyse des bestehenden Systems wird in weiterer Folge ein Ablaufplan abgeleitet, der auf das zu entwickelnde System adaptiert wird. Die daraufhin gebildete Funktionsstruktur sowie die Untersuchung physikalischer Effekte zur Krafterzeugung bilden die Grundlage für die Erarbeitung der technischen Prinzipe. Betrachtet werden sowohl rein mechanische als auch elektromechanische Systeme. Darüber hinaus wird versucht, das bestehende pneumatische System hinsichtlich Zeit- und Energieverbrauch zu optimieren. Diese Prinzipe werden anhand verschiedener Kriterien bewertet und das Beste in Form eines konkretisierten technischen Prinzips weiterentwickelt, welches die Grundlage für weitere Arbeiten und Untersuchungen zur Optimierung des Stößelgewichtsausgleichs bildet.
Supporting circular economy strategies for design of sustainable mechatronic systems using MBSE. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 4 (2024), S. 2645-2654
The paper investigates approaches for implementing circular economy strategies, such as designing mechatronic products for longer service life by replacing, upgrading, or remanufacturing subsystems. The research aims at applying MBSE to provide the necessary support for dealing with the complexity of these approaches. Requirements and challenges for the development of MBSE support in this context are examined. An example of an EV battery system model shows the benefits and challenges of comprehensive system modelling and traceability in the context of circular economy strategies.
https://doi.org/10.1017/pds.2024.267
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2024
Kontaktwiderstand, Thermospannung und ungleichmäßige Wärmeverteilung sind die Hauptfehlerquellen bei der Messung von kleinen Platin-Dünnschicht-Widerstandsthermometern. Diese Masterarbeit widmet sich der Entwicklung eines Messsystems, das genaue und zuverlässige Widerstandsmessungen ermöglicht, indem eine präzise Kontaktierung der Temperatursensoren gewährleistet wird. Besonderes Augenmerk wird auf die Gestaltung einer Messzange gelegt, die für die Kontaktierung von kleinen Platinwiderständen geeignet ist. Die Arbeit präsentiert eine umfassende Analyse des Designs einer dauerfesten Messzange und diskutiert verschiedene Lösungsansätze inkl. deren Konstruktionsmerkmale und Materialien. Darüber hinaus werden Testverfahren und Bewertungskriterien diskutiert, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Messzange zu beurteilen. Die Überarbeitung des bei der Messung verwendeten Lüfters wird ebenfalls behandelt, wobei ähnliche Entwicklungsmethoden wie bei der Messzange angewendet werden. Es wurde eine systematische Vorgehensweise gewählt, beginnend mit der Vervollständigung der Aufgabenstellung und der Definition der Anforderungen und Randbedingungen. Der Stand der Technik wurde durch Recherche wissenschaftlicher Artikel und relevanter Normen ermittelt. Einflussfaktoren auf die Messgenauigkeit wurden analysiert und Lösungsansätze mit Hilfe konzeptioneller Entwurfsmethoden erarbeitet. Dazu wurden Expertenmeinungen eingeholt und Entwürfe bewertet. Die Bewertungen erfolgten nach Messungen, wobei die gewählte Versuchsmethodik auf alle Konzeptkombinationen angewendet wurde. Die gewonnenen Daten und Erfahrungen wurden dokumentiert und Empfehlungen für zukünftige Verbesserungen formuliert.
Rüstzeitverkürzung und Flexibilitätserhöhung für den Fertigungsprozess. - Ilmenau. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024
Das BMW Group Werk Eisenach stellt den weltweit größten Werkzeugbaustandort des Unternehmens dar und ist zusätzlich Karosseriebaustandort für diverse Kleinst- und Kleinserien verschiedener Modelle der Marken BMW, Rolls-Royce, MINI und BMW-Motorrad. Die Bachelorarbeit entstand im Bereich der Teilefertigung, um im vorhandenen Presswerk Prozessverbesserungen zu erzielen. Der Pressenstraße ist ein verfahrbarer Platinenlader vorgeschaltet, welcher optional für die mechanisierte Teilefertigung genutzt werden kann. Der Schwerpunkt der Bachelorarbeit lag auf der reproduzierbaren Bauteileinlage im Ziehwerkzeug der ersten Presse. Der vorhandene Belader besitzt keine Orientierstation und ist damit technisch nicht selbstständig in der Lage, automatische Lagekorrekturen durchzuführen. Dementsprechend sind manuelle und zeitaufwändige Tätigkeiten vor Produktionsstart zu absolvieren. Im Sinne der Rüstzeitverkürzung und Flexibilitätserhöhung für den Fertigungsprozess ist es erforderlich, neue technische Umsetzungen zu analysieren und zu bewerten. Die Lösungsoptionen gliedern sich unter den direkten und indirekten Eingriff in die Produktionszeit auf. Im externen, indirekten Rüstvorgang ist das einzelne Umsetzen jeder Platine, in der vorhandenen Roboterzelle, auf das Universalgestell und anschließender interaktiver Inspektion zielführend. Im internen, direkten Rüstvorgang kann entweder ein Bildverarbeitungssystem inklusive variablem Platinengreifer integriert oder ein neuer Platinenlader mit eigener Zentrierstation angeschafft werden. Im weiteren Sinn müssen notwendige Arbeitsschritte eingekürzt, parallelisiert und umverteilt werden.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024
Die vorliegende Arbeit behandelt die systematische Lösungsfindung einer Anlagenerweiterung für eine Fertigungseinrichtung mit einer Inline- Plasmaaktivierung. Die Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH fertigt Niederdrucksensoren für Automobilanwendungen und stattet diese mit NTC-Elementen aus. Zur Oberflächenmodifizierung und Verbesserung der Haftungseigenschaften wird die Isolierung dieser Bauelemente mit einer Plasmaanlage aktiviert. Dieser Prozess findet außerhalb der Fertigungslinie statt und im Rahmen dieser Arbeit wird ein Konzept für eine Realisierung innerhalb der Linie ausgearbeitet. Die Grundlage für die Ausarbeitung ist eine detaillierte Aufnahme der Ist-Situation und daraus abgeleitete eine Sammlung von Anforderungen an eine Inlinevariante. Mit verschiedenen Anlagenherstellern für Plasmatechnik werden mögliche Realisierungsmöglichkeiten erarbeitet und bewertet. Für die Vorzugslösung wird ein Plan zur Integration in die Fertigung erarbeitet. Unterstützt wird das Konzept mit dem Nachweis der Funktionsfähigkeit der gewählten Anlage, einem Sicherheitskonzept für den speziellen Anwendungsfall und einer umfangreichen Abschätzung von benötigten Freigaben nach Maschinenrichtlinie und internen Abläufen. Die Bachelorarbeit kann als Leitfaden mit allen nötigen Entscheidungsschritte für eine Anlagenerweiterung angesehen werden und somit auch in einem anderen Anwendungsfall im Eisenacher Werk als Vorlage dienen.-
Systematik zur Ermittlung zweckdienlicher Simulationsmodelle als Basis für die Ausgestaltung von Digitalen Zwillingen . - Ilmenau. - 92 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2024
Digitale Zwillinge werden für immer weiter steigenden Anzahl an Anwendungsfällen und Produktphasen eingesetzt. Dafür werden die benötigten Daten- und Systemstrukturen der Digitalen Zwillinge immer komplexer. Für eine effiziente Implementierung Digitaler Zwillinge ist eine einheitliche Entwicklungs- und Designmethode zielführend. Die größten Vorteile daran sind, dass dadurch das Fehlerpotenzial verringert wird und dass die Entwicklungszeiten und somit auch die Entwicklungskosten reduziert werden können. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, eine solche Methodik zu schaffen, die vor allem auf den Bereich der Simulationsmodelle und -tools von systembasierten Digitalen Zwillingen beschränkt wird, weil eine allgemeine Methode aufgrund der Vielfalt und Komplexität moderner Digitaler Zwillinge zu hoch gegriffen wäre. Die Systematik zur Entwicklung und zum Aufbau systembasierter Digitaler Zwillinge beginnt mit der Analyse des Realen Zwillings, geht anschließend systematisch auf die Auswahl der Anforderungen an die Architektur und Simulationsmodelle des Digitalen Zwillings ein. Anschließend wird diskutiert, wie aus diesen Anforderungen eine Auswahl der Architektur und Simulationsmodelle zustande kommen kann. Darauf aufbauend wird auf Methoden zum Aufbau einzelner Simulationsmodelle und deren Verbindungen eingegangen und abschließend das Vorgehen bei Veränderungen des Realen Zwillings und die Optimierung während der Nutzung näher beschrieben. Die Erläuterung der Systematik wird durch den beispielhaften Aufbau eines Digitalen Zwillings für ein Wellenmessgerät untermauert. Aus diesem Beispiel lässt sich ableiten, dass die Systematik für den Aufbau eines Digitalen Zwillings geeignet ist und bietet so eine zukünftige Grundlage für den Aufbau weiterer systembasierter Digitaler Zwillinge.
Ilmenau’s contributions to Design Science. - In: Design science, ISSN 2053-4701, Bd. 10 (2024), e2, S. 1-73
Ilmenau is a relatively small town in a beautiful landscape, close to the centre of Germany. Since 1894 it has been the home of a Technical College which after World War II and through some permutations became today’s Technische Universität Ilmenau. For 70 years the university has contributed to Design Science. It is interesting to note that the fundamentals were developed in practice, at the Carl Zeiss company in Jena; it was only later that the new ideas were further developed for academic research and teaching in Ilmenau. The origins at Zeiss Jena still account for the main application area at Technische Universität Ilmenau today: Precision Engineering which, in addition to mechanical, has always included electric, electronic, control, software, and even optical components (“mechatronics” before the term was coined). This article - written by three (out of four in total) of the professors who were and are, respectively, in charge over almost 50 out of the 70 years - tells the story of Design Science in Ilmenau: background, beginnings, development, contributions to research, teaching, and transfer to industry. As Ilmenau was situated in the German Democratic Republic (“East Germany”) between 1949 and 1990, the story is not free of political and societal implications, some of them quite surprising.
https://doi.org/10.1017/dsj.2023.33
Surrogate-based calculation method for robust design optimization considering the fatigue probability for variable service loads of eBike drive units. - In: Designs, ISSN 2411-9660, Bd. 8 (2024), 1, 4, S. 1-39
This paper proposes a robust design-optimization approach for eBike drive units that incorporates the highly variable driver-dependent load collectives and system conditions into a fatigue calculation. In an initial step, the relevant influences and loads on the investigated system are examined and reviewed in relation to the current normative requirements. From a methodical viewpoint, this paper presents a surrogate-based simulation-based approach to assess reliability across the entire geometry according to a probabilistic fatigue calculation. The probabilistic evaluation considers the several measured load collectives of different drivers and driving scenarios to enable a robust and type-oriented bike design. In addition to methods of fatigue calculation, this approach also includes common methods of order reduction and reliability-based design optimization. To avoid additional uncertainties in the calculation, this approach considers a complex critical-plane-based multiaxial-fatigue calculation to correctly evaluate the multiaxial and non-proportional stress state across the whole geometry. A data-based surrogate model that supports the fatigue calculation by predicting the load across the given uncertainties is the key to the efficient assessment of the service life of the eBike. Lastly, the identified uncertainties in the design of eBike drive units are investigated and evaluated by this method.
https://doi.org/10.3390/designs8010004
Collaborative Model-based Systems Engineering using Dataspaces and SysML v2. - In: Systems, ISSN 2079-8954, Bd. 12 (2024), 1, 18, S. 1-22
Collaborative Model-based Systems Engineering between companies is becoming increasingly important. The utilization of the modeling possibilities of the standard language SysML v2 and the multilateral data exchange via Dataspaces open new possibilities for efficient collaboration. Based on systemic approaches, a modeling concept for decomposing the system into sub-systems is developed as a basis for the exchange. In addition, based on the analysis of collaboration processes in the context of Systems Engineering, an architectural approach with a SysML editor and Dataspace for the exchange is elaborated. The architecture is implemented on the basis of open-source solutions. The investigations are based on an application example from precision engineering. The potential and challenges are discussed.
https://doi.org/10.3390/systems12010018
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
In der Industrie 4.0 wird die Technologie des digitalen Zwillings als eine Möglichkeit gefördert, ein Objekt in der virtuellen Welt zu replizieren und in einer Vielzahl von Bereichen zu nutzen. Bei der Implementierung von digitalen Zwillingen werden genaue-re und detailliertere Daten benötigt. Wärme und Vibrationen, die während des Betriebs des Demonstrators des digitalen Zwillings entstehen, beeinflussen die Fehler in den geometrischen Messungen. Daher wurde in dieser Bachelorarbeit der Demonstrator erweitert, um Informationen über die durch den Betrieb der Maschine erzeugte Wärme und Vibration durch Sensoren für genauere Messungen und zusätzliche Informationen zu liefern. Zunächst wurde die während des Maschinenbetriebs erzeugte Wärme mit einer Wärmebildkamera gemessen und festgestellt, dass der Drehtischmotor die Hauptwärmequelle ist. Basierend auf diesem Ergebnis wurden ein Vibrationssensor, ein IR-Sensor zur Messung der Temperatur des Drehtischmotors, eine LED-Anzeige und ein Raumtemperaturfühler als Temperatursensoren am Demonstrator installiert und über einen Arduino mit einem PC verbunden, um den Demonstrator zu erweitern. Schließlich wurde eine Methode zur Lösung von Sicherheitsproblemen, die während des Betriebs der Maschine auftreten können, mit Hilfe eines Sicherheitslichtvorhangs und der Installation eines Drucksensors an der Halterung vorgestellt.
Systematisierung von Kreislaufwirtschafts-Ansätzen für die zukünftige Produktentwicklung. - Ilmenau. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Systematisierung und Erweiterung bestehender Prinzipien und Richtlinien für eine kreislaufgerechte Produktentwicklung. Der Arbeitsschwerpunkt liegt hierbei auf Methoden zur Verlängerung der Produktlebensdauer durch die Anwendung von Upgrades. Der Kern dieser Arbeit ist eine Methodik zur Unterstützung der Entwicklung. Einen wesentlichen Schwerpunkt der Methodik bilden Leitfragen. Die Leitfragen dienen dazu, die Upgrade-Fähigkeit eines Produktes zu bewerten, wobei der Fokus auf der Nutzungsphase liegt. Anschließend erfolgt die Darstellung verschiedener möglicher Konzepte zur Umsetzung von Upgrades auf der Architekturebene. Nach der Detaillierung des ausgewählten Konzeptes erfolgt eine abschließende Bewertung der Auswirkungen auf die weiteren Produktlebensphasen. Die Anwendbarkeit der entwickelten Methodik erfolgt anhand eines Laptops als Produktbeispiel. Diese Methodik ist als Ergänzung zu bestehenden Verfahren gedacht und kann bereits bei der Planung von Produkten in der Produktgenerationsentwicklung eingesetzt werden. Auf Basis der Methodik können zielführend Entscheidungen zur Upgradefähigkeit und den Upgrademöglichkeiten für Produkte während der Planung und Konzeption getroffen werden.
An AI-driven design method as basis for teaming. - In: Engineering for a changing world, (2023), 5.4.138, S. 1-9
The product development process could benefit from a synergistic human-machine teaming, potentially shortening product development cycles and improving product performance and sustainability. However, there is a lack of available methods to achieve this goal. A technical product has to satisfy numerous requirements. Due to the variety and complexity of these requirements, the design process is challenging for human engineers. While engineers are supported by various tools (e.g. FEM) for analyzing product properties, tools for computer-aided synthesis of product properties considering the corresponding requirements are still only available in exceptional cases. However, such synthesis capabilities are necessary to qualify a computer-aided tool for productive teaming with engineers. Special methods based on artificial intelligence show a high potential for general computer-aided synthesis methods. This contribution presents an innovative approach in this direction based on topology optimization techniques.
https://doi.org/10.22032/dbt.58937
Sustainability strategies and their influence on the product development of machine tools and special machines. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.125, S. 1-19
In the context of product development, the goal of developers is to design products based on a variety of stakeholder needs so that they sufficiently satisfy a wide range of required characteristics. The required properties relate to function, safety, manufacturability, cost, usability, etc. In recent years, sustainability has gained importance as an additional and now indispensable guiding principle in product development due to the rapidly growing global environmental, social and economic challenges. The focus of this paper is on sustainability, which takes into account resource consumption, environmental protection and ecology. The same applies to the circular economy as an essential component of sustainability strategies when it comes to product or material cycles, as well as the targeted repair, reuse, modification, waste prevention and upgrading of products, etc. A product category that is rarely in the public eye is machine tools and special machines. In order to consistently consider sustainability and the associated circular economy in the development of these machines, product developers need practice-oriented and methodically validated decision-making means. The paper discusses and systematizes possible sustainability strategies and their implications from different perspectives, such as business models or applicability.
https://doi.org/10.22032/dbt.58896
Improving system of objectives maturity through systematic reuse of knowledge using ontology-based knowledge representations. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.087, S. 1-16
Technical products are developed to meet the needs of different stakeholders. In addition, various constraints from all phases of the product life cycle have to be considered. In existing work, this information and its dependencies are systematically represented in the so-called system of objectives. A major challenge in modeling the system of objectives is that the necessary information in the system of objectives is often incomplete and uncertain. In addition, this uncertainty and the maturity of the system of objectives cannot be directly quantified because the target state of the system of objectives often cannot be unambiguously described. This research investigates a methodical approach to assess and improve the maturity of the system of objectives. Two means to reduce uncertainty and thus increase the maturity of the system of objectives are the systematic reuse of knowledge and the systematic building of knowledge through verification and validation activities.
https://doi.org/10.22032/dbt.58908
Building agile product design competences in student projects. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.066, S. 1-11
The increasing complexity of technical solutions caused by constantly changing requirements and competitive situations, has led to the introduction of agile development processes in various domains in order to be able to react faster and more efficient to changes. This paper explores the integration of agile aspects into engineering education to prepare students for the corporate world. Two approaches, a single-stage and a two-stage approach, were implemented and evaluated in student projects at Technische Hochschule Ulm and Technische Universität Ilmenau. The findings reveal that both approaches effectively enhance students' competencies in agile product development. The observations highlight the value of iterative sprints, design thinking, peer learning, focused work, stakeholder involvement and the application of digital tools. Students exhibited increased confidence, independence, and creativity in their development projects. The integration of agile approaches in teaching methodologies proves beneficial in addressing the challenges posed by complex technical solutions and evolving requirements.
https://doi.org/10.22032/dbt.58911
Methodical procedure for a surrogate model based fatigue calculation to support the design process of eBike drive units. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.053, S. 1-19
In this paper, a method is developed to consider multiaxial load spectra and their variation in a computationally efficient local fatigue calculation procedure. This method is based on an FE data-based surrogate model and is intended to support the simulation-based product design process. To demonstrate their application and necessity, a case study on the design of eBike drive units is presented. For this purpose, the general requirements for the design of eBike drive units as well as the fundamentals of multiaxial fatigue analysis and surrogate modeling are outlined. In addition, a validation process of the surrogate model and its use for fatigue calculation is presented and discussed.
https://doi.org/10.22032/dbt.58909
Hybrid teaching and learning environment in the context of virtual product development. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.052, S. 1-8
Product development means identifying the needs of different stakeholders, developing a product for them to the point where it is ready for production and use, and documenting it. To manage the complexity of product development, it is becoming increasingly digitalised. As virtual product development is a key area of industry, teaching in this area is an important component of a practice-oriented engineering curriculum. Engineering education constantly requires new teaching and learning formats. The trend is towards a systematic combination of digital teaching materials for self-organised individual and cooperative self-study on the one hand, and in-depth forms of classroom teaching tailored to the needs of students on the other - in short: hybrid forms of teaching and learning. Within the framework of an eTeach impulse project for a hybrid teaching and learning environment for virtual product development, important results have been developed, implemented and evaluated to achieve this goal.
https://doi.org/10.22032/dbt.58902
Systematization of existing uncertainties in the context of product development in the automotive supply industry. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.044, S. 1-18
Along the development process of technical products, challenges arise repeatedly, which result from uncertainties, i.e., conscious, or unconscious gaps in knowledge or definitions. The causes often lie in the fact that empirical values represent the basis for many decisions, from the specification of tasks to the required organizational and control structures to the models and calculation tools used. Based on this knowledge, it is essential to continuously identify, evaluate and, if necessary, reduce the degree of uncertainty during the development of innovative products. This is intended to avoid potentially negative influences on the strategic goals of the magic triangle of project management (costs, time, and quality). This is exactly where the investigations started, using the example of an automotive supplier company. Completed projects are the starting point. A first focus is on the analysis of the effects of unclearly defined requirements and ambiguities in verification, validation, and end customer use. A second focus is the systematization, classification up to the provision of project-specific tools, which should facilitate the reduction of uncertainties already in early project phases.
https://doi.org/10.22032/dbt.59012
Analysis of potential errors in technical products by combining knowledge graphs with MBSE approach. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.032, S. 1-15
Technical products are developed to meet the demands of stakeholders. Therefore, the product's functions and associated properties are important. Various influencing factors e.g., external disturbances can have an impact on the input flows of the products or its characteristics and thus on the functions. If this leads to deviations between the required and as-is functions, these deviations are called errors. It is therefore important to analyze errors in product development and implement measures to increase the robustness of the product. Model-Based Systems Engineering (MBSE) supports the development of complex systems. However, MBSE alone has limited ability to identify in-depth errors. This requires knowledge of possible errors from previous products in specific contexts. For this purpose, the method proposed in this paper facilitates identifying errors in the concept phase by combining MBSE approaches with reusable knowledge (i.e., knowledge graph). The approach is presented using an application example for a mobile robot.
https://doi.org/10.22032/dbt.58898
Systematic use of model-based solution patterns using the example of a load cell. - In: Engineering for a changing world, (2023), 4.2.029, S. 1-17
Complex mechatronic products are usually decomposed into several sub-systems for their development. These sub-systems are developed in parallel or even independently based on their specifications and use cases. The application of model-based solution patterns is an effective way to comprehensively and efficiently describe the available knowledge about the sub-systems. This contribution proposes an approach to support the selection and application of model-based solution patterns. The approach, based on a metamodel for solution patterns using SysML, describes the process for selecting solution patterns and aligning requirements and constraints with the as-is properties of the sub-systems. Additionally, the approach supports the design of solution patterns taking into account special knowledge from the development of the sub-systems as well as the usage of the solution patterns in different systems and contexts. As an example, an application scenario of a specific load cell within a measurement system is explained.
https://doi.org/10.22032/dbt.58904
Error classification as a basis for automating the conformity of production process in the automotive industry. - In: Engineering for a changing world, (2023), 2.1.011, S. 1-16
In the automotive industry, the complexity of ensuring production conformity has increased significantly. Reasons for this are a growing number of vehicle variants in combination with increasing regulatory requirements in import markets. Violations of the "Conformity of Production" (CoP) can result in drastic penalties. This is contrasted by a partially random and manual inspection process that is currently not sufficiently automated and digitalized. According to the BMW Group CoP expert workshop there is not enough error analysis and classification in the current situation to comprehensively perform automated inspections. To gain more insight into this manual inspection process, a comprehensive error analysis and classification must first take place to derive measures. Based on the requirements for the CoP process and the findings from the state of the art, the objective of this contribution is to analyze the status quo regarding error frequencies and to derive possible measures from the findings.
https://doi.org/10.22032/dbt.58850
Entwicklung eines Ausgabespeichers zur Aufnahme von Kleinteilen an Spritzgussmaschinen. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
In dieser Bachelorarbeit wird ein Ausgabespeicher zur Aufnahme von Kunststoff-Kleinteilen verschiedener Größen aus Spritzgussmaschinen entwickelt, um das manuelle Bereitstellen von Kisten zu automatisieren sowie den Personalaufwand und ungeplante Störungen des Betriebsprozesses zu reduzieren. Die Arbeit beginnt mit der Abstimmung der Anforderungen mit dem Kunden und berücksichtigt dabei den begrenzten Bauraum in dessen Produktionshallen sowie die Einhaltung sicherheitsrelevanter Richtlinien beim Betrieb der Anlage. Die vorliegende Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in den Entwicklungsprozess und die technischen Herausforderungen bei der Konstruktion eines solchen Ausgabespeichers. Es werden zwei verschiedene Lösungskonzepte mit vertikaler Bauweise erarbeitet, die sich in ihrer technischen Umsetzungsmöglichkeit unterscheiden. Der wesentliche konstruktive Unterschied besteht darin, dass die Kisten selbst transportiert werden oder fest an einer Stelle verbleiben. Beide Konzepte werden durch das Erstellen Technischer Prinzipe weiter untersetzt. Anhand unterschiedlich gewichteter Bewertungskriterien (technisch und ökonomisch) wird eine Vorzugsvariante mit feststehenden Kisten herausgearbeitet, welche mittels einer verfahrbaren Transporteinheit mit Kippmechanismus befüllt werden. Das Konkretisierte Technische Prinzip bildet die Basis für die Konstruktion und die Dimensionierung der benötigten Aktoren der Anlage, unter Berücksichtigung der Zykluszeit der Spritzgussmaschine. Das Ergebnis ist ein rein elektrisch betriebener Ausgabespeicher, der durch nur zwei Aktoren angetrieben wird. Dieser ist so konzipiert, dass er flexibel, ohne das Umrüsten von Baugruppen an verschiedene Spritzgussmaschinen-Typen anpassbar ist und unterschiedliche Kistengrößen aufnehmen kann. Der entwickelte Ausgabespeicher erfüllt alle Kundenanforderungen und aufgrund seiner Flexibilität kann er auch für den breiten Markt von Interesse sein.
Going one step further: towards cognitively enhanced problem-solving teaming agents. - In: Engineering for a changing world, (2023), 5.1.137, S. 1-12
Operating current advanced production systems, including Cyber-Physical Systems, often requires profound programming skills and configuration knowledge, creating a disconnect between human cognition and system operations. To address this, we suggest developing cognitive algorithms that can simulate and anticipate teaming partners' cognitive processes, enhancing and smoothing collaboration in problem-solving processes. Our proposed solution entails creating a cognitive system that minimizes human cognitive load and stress by developing models reflecting humans individual problem-solving capabilities and potential cognitive states. Further, we aim to devise algorithms that simulate individual decision processes and virtual bargaining procedures that anticipate actions, adjusting the system’s behavior towards efficient goal-oriented outcomes. Future steps include the development of benchmark sets tailored for specific use cases and human-system interactions. We plan to refine and test algorithms for detecting and inferring cognitive states of human partners. This process requires incorporating theoretical approaches and adapting existing algorithms to simulate and predict human cognitive processes of problem-solving with regards to cognitive states. The objective is to develop cognitive and computational models that enable production systems to become equal team members alongside humans in diverse scenarios, paving the way for more efficient, effective goal-oriented solutions.
https://doi.org/10.22032/dbt.58925
Entwurf von Brems-/Festhaltungskonzepten für Heckklappenantriebe an Personenkraftwagen. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
Die zunehmende Verbreitung von Fahrzeugen mit automatisch öffnenden Heckklappen eröffnet neue Herausforderungen im Bereich der Brems- und Festhaltungskonzepte. Das Ziel dieser Arbeit ist es, effiziente Lösungen zu entwickeln, die in verschiedenen Öffnungsstellungen Brems- und Haltemomente gewährleisten können. Diese Lösungen müssen unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten wie Einklemmung und Witterungseinflüssen funktionieren. Darüber hinaus sollten die Heckklappen individuell steuerbar sein, um personalisierte Öffnungswinkel zu ermöglichen. Die bevorzugten Konzepte sollten in den begrenzten Bauraum der Heckklappenantriebe integrierbar sein und die Möglichkeit bieten, den Antriebsmotor in der Halteposition abzuschalten. Die vorliegende Arbeit umfasst eine Bestandsaufnahme bestehender Brems- und Haltekonzepte, die Analyse der Anforderungen und Randbedingungen, die Entwicklung neuer Lösungen und die Erstellung eines Grobgestaltung für die bevorzugte Lösung.
Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für parallel existierende mobile Robotersysteme unter Nutzung von MBSE. - Ilmenau. - 166 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023
Wir befinden uns in einer Zeit sich rasant entwickelnder Technologien. Auch die unaufhaltsam wachsende Robotik-Branche ist hiervon betroffen. In dieser Ära der Technik werden robotische Systeme stetig mehr in den menschlichen Alltag integriert, was eine immer stärker werdende Mensch-Roboter-Kollaboration mit sich bringt. Auch in der Industrie 4.0 ist eine kontinuierlich weiter reichende Integration robotischer Systeme, beispielsweise durch intelligente Serviceleistungen, zu beobachten. Die vielfältigen Einsatzgebiete und Aufgabenfelder für Robotersysteme bringen ein breites Spektrum an Anforderungen mit sich. Es ergibt sich die Notwendigkeit unterschiedlichster Varianten robotischer Systeme, welche insbesondere von Unternehmen wie MetraLabs entwickelt werden. Sie bieten unzählige Möglichkeiten, den Horizont sowohl von Einzelpersonen als auch von Unternehmen zu erweitern. Angesichts dieser Entwicklungen steht die Industrie vor dem dringenden Bedarf, die Struktur und Architektur solcher Syste me zu optimieren und zu harmonisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine universelle Robotersystem-Architektur zu schaffen, die sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen berücksichtigt. Im Mittelpunkt dieser Masterarbeit steht die Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für die Robotersysteme von MetraLabs, einschließlich der Modelle „TORY RFID“, „TORY SHELF“ und „STERYBOT“ auf Grundlage der Code-Basis jener Roboter. Mit dem methodischen Ansatz des Model-Based Systems Engineering (MBSE) werden SysML-Modelle dieser Roboter entwickelt. Das SysML-Modellierungswerkzeug Papyrus wurde aufgrund seiner Eclipse Public License ausgewählt, um Zustandsautomaten und Aktivitätsdiagramme zur Darstellung der entwickelten Architektur zu nutzen. Basierend auf einer eingehenden Analyse bestehender Robotersysteme wurde ein Top-Down-Ansatz angewendet, um eine zukunftssichere und harmonisierte Architektur zu schaffen. Kernpunkte dieser Arbeit umfassen die Identifizierung von Optimierungspotentialen, die Vereinheitlichung von Prozessen, und die Einführung neuer Zustände für eine verbesserte Zustandsmaschine. Das Ergebnis ist eine optimierte, kundenzentrierte Architektur, die den Entwicklungsprozess verbessert und die Heterogenität und Komplexität der Robotersysteme von MetraLabs harmonisiert.
Anpassung einer Rückwand-Anlage von Papp-Elementen auf Blech. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
Neue Brandschutzverordnungen für den Markt Australien/Neuseeland erfordern den Aus-tausch der bisherigen Papp-Rückwand bei Kühl- und Gefriergeräten durch eine Blech-Rückwand. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Konzeptionierung und Ausarbeitung notwendiger Umbaumaßnahmen an der Rückwand-Montageanlage, damit diese in Zukunft in Gemischtfahrweise betrieben werden kann. Nach einer ausführlichen Einführung in den Ist-Stand des Prozesses und der Beschreibung der einzelnen Baugruppen wird eine Fehleranalyse des Prozesses durchgeführt. Der Schwerpunkt ist dabei auf die Verarbeitung des Rückwandblechs gelegt. Die zu überarbeitenden Komponenten und Funktionen werden aus der Fehleranalyse abgeleitet. Als Grundlage für die Bearbeitung wird eine Übersicht der auf der betroffenen Linie gefertigten Kühlgeräte-Typen erstellt, aus der die eingesetzten Gebinde abgeleitet werden. Zudem werden weitere notwendige Rahmenbedingungen und Anforderungen definiert. Für die Lösung der Aufgaben werden systematisch geeignete Konzepte entwickelt und ihre Vor- und Nachteile gesammelt. Geeignete Varianten werden gegenübergestellt und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten bewertet und gewichtet, sodass die optimale Lösung ermittelt werden kann. Die gewählten Konzepte werden anschließend in einer 3D-CAD Umgebung konstruktiv umgesetzt und die dazugehörige Konstruktion wird beschrieben. Nachfolgend werden die Umbaumaßnahmen im Rahmen der Risikobeurteilung hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Sicherheit der Anlage untersucht, bevor die Arbeit mit einem Fazit und Ausblick abgeschlossen wird.
Entwicklung eines automatischen Be- und Entladungssystems für Modellzüge. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
Um die Forderungen von Kunden und den Druck der Konkurrenz zu erfüllen, müssen Modellbahnen stetig weiterentwickelt werden. Dies ist oft mit steigenden Anforderungen an Funktion und Optik verbunden. Immer öfter werden daher digital steuerbare Sonderfunktionen in Wagen verbaut, um diese interessanter zu gestalten. Die Sonderfunktionen sind aufgrund der geringen Größe der Modelle und den hohen Ansprüchen an Vorbildgetreue oft anspruchsvoll zu entwickeln. Eine solche Sonderfunktion stellt auch das Be- und Entladen von Modellzügen dar. Dieses kann für mehrere Anwendungszwecke, wie Beladung von Gepäck, Tieren und Transportgut verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Be- und Entladen eines Themenwagens zur „schwäb’schen Eisenbahn“ konzipiert und ausgestaltet, wobei eine Ziege auf einen Plattformwagen der Nenngröße H0 (1:87) geladen und abgesetzt wird. Um das Modell zu entwickeln, werden die Anforderungen an das fertige Produkt analysiert. Anschließend werden verschiedene Konzepte für die Bewegungsmechanik und den Antrieb erarbeitet, verglichen und bewertet, um die Beste Umsetzungsart zu finden. Die benötigten Bauteile werden konstruiert, gefertigt und zum Abschluss der Arbeit, zu einem funktionsfähigen Prototypen montiert.
Systematic optimisation process for an eBike drive unit in a highly variable environment. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 3 (2023), S. 3305-3314
Drive units of eBikes are used in every type of bicycle and for different riding scenarios and riders. Due to the different riders and bike types, an enormous variety of influencing parameters and load spectra must be considered during the design process. Therefore, in this paper, a systematic approach for the optimization of the drive unit is presented, which adopts and combines several approaches from design theory. The focus is on efficient modeling and simulation of the relevant parameters and load spectra to minimize uncertainties in the design process. Based on a system analysis, dimension-reduced parameter spaces are formed for the simulation of the system, meta-models are integrated into the simulation model and the results of the simulation are transferred into a data-based surrogate model to cover the parameter space in an efficient way with a minimum number of time consuming FE simulations. Furthermore, a coordinate-based evaluation method is presented for the FE model in order to form the input for the surrogate model, reduces the amount of data, and to allows a geometry- and mesh-independent evaluation to compare different models.
https://doi.org/10.1017/pds.2023.331
Perspectives on robust design - an overview of challenges and research areas across industry fields. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 3 (2023), S. 2885-2894
Robust Design offers a coherent and widely appreciated approach for the parametric exploration of the design space by means of simulation or experimentation, which is well-established in the quality-by design domain. From the perspective of design research, however, this only addresses a relatively narrow part of the design process and is not fully integrated with other design decisions such as concept exploration, the suitable configuration of system elements, or the design of interfaces. Particularly in light of the growing importance of developing technologically advanced and “smart” systems, it seems that a new methodical perspective on Robust Design is needed. Against this background, this paper consolidates knowledge and insights from different research fields and industry sectors. On this basis, new angles to the discussion on product robustness in different domains are explored in order to suggests directions for action and new research areas, both with respect to a methodical RD approach as well as the question of systematic research procedures.
https://doi.org/10.1017/pds.2023.289
Model-based systems engineering using security design patterns in the context of ISO/SAE 21434. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 3 (2023), S. 2675-2684
The development of modern vehicles is complex, especially regarding compliance with security and safety. ISO/SAE 21434 considers security and safety along the entire product life cycle. According to the standard, a system architecture, a risk analysis, and the application of countermeasures are carried out in the early system design. Design patterns are solutions to known design problems. Security Design Patterns (SDP) describe countermeasures and are used to reduce risk. After our literature review, we did not find a suitable approach that presents SDPs that would be applicable in early system design. In this paper, we present 10 SDPs for early system design, which we evaluated during an 11-week student project with 28 teams. We present the results of the quantitative analysis and the evaluation of the feedback.
https://doi.org/10.1017/pds.2023.268
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023
Ziel dieser Arbeit war die Analyse von Nachhaltigkeitskonzepten und deren Auswirkungen auf die Geschäftsmodelle von Unternehmen des Werkzeugmaschinenbaus. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse werden die Kostenimplikationen und die Relevanz der einzelnen Nachhaltigkeitskonzepte untersucht, um die spezifischen Auswirkungen auf Entwicklung und Konstruktion aufzuzeigen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Nachhaltigkeit in Unternehmen des Werkzeugmaschinenbaus machbar ist und dass nachhaltige Geschäftsmodelle sowie Produktentwicklung und -design dabei eine wichtige Rolle spielen. Der Rahmen und die Definitionen in dieser vorliegenden Arbeit sollen Managern, Designern und Entwicklern in der Geschäftswelt als Leitfaden dienen. Darüber hinaus baut es auf früheren Forschungsarbeiten in den Bereichen Produktdesign, Nachhaltigkeit usw. auf, um zukünftigen Forschern eine konkretere Orientierung zu geben. Die Forschungsmethodik dieser Arbeit hat Grenzen in der praktischen Anwendbarkeit aufgrund des Fehlens einer empirischen Untersuchung. Zukünftige Forschungsarbeiten könnten sich daher auf mehr unterschiedliche Perspektiven und spezifischere nachhaltige Strategien und Praktiken konzentrieren, zusammen mit entsprechenden empirischen Daten und Modellbewertungen.
Systemic conception of the data acquisition of Digital Twin solutions for use case-oriented development and its application to a gearbox. - In: Systems, ISSN 2079-8954, Bd. 11 (2023), 5, 227, S. 1-17
Digital Twins are being used more and more frequently and provide information from the Real Twin for different applications. Measurements on the Real Twin are required to obtain information, which in many cases requires the installation of supplementary sensors. For their conception and design, it is particularly important that the measuring principles are selected purposefully and the appropriate sensors are integrated at the goal-oriented measuring positions without impairing the functions and other properties of the Real Twin by the integration of these sensors. In this article, a "Design for Digital Twin" approach is discussed for the systematic procedure and demonstrated using a multi-staged gearbox as a concrete example. The approach focuses on the mechanical and hardware side of the Real Twin. For the systematic conception and design of the Digital Twin solution, an understanding of the stakeholder demands and the expected use cases is necessary. Based on the stakeholder demands and use cases, the relevant product properties can be determined. Using the relevant properties, an iterative process of conception, design, and analysis takes place. The conception is carried out by means of target-oriented cause-effect analyses, taking into account systemic interrelations of the Real Twin components and systematics for the selection of measurement principles. Systemic considerations, combined with an effect graph, allow for the analysis and evaluation of disturbing factors.
https://doi.org/10.3390/systems11050227
Determination and characterization of the influences of the bike frame on eBike drive units as the basis for their design and optimization. - In: Neunte IFToMM D-A-CH Konferenz 2023, (2023), S. 1-7
In this paper, the influence of the bike frame on the loading of the eBike drive unit is determined. For this purpose, relevant load cases and boundary conditions are derived based on the existing norms for the individual consideration of the frame and the drive. In this context, external loads on the frame and the forces acting on the engine must be taken into account. The following simulative study shows that the bike frame has an enormous and load-dependent influence on the load situation of the frame interface and the stresses within the housing of the drive unit. In general, this influence can be explained by the stiffness of the frame construction. Altogether, these results show that the design of the eBike drive unit according to its current standard requirements is not sufficient to cover these enormous influences of the bike frame.
https://doi.org/10.17185/duepublico/77395
Erarbeitung und Analyse einer Systematik zur Realisierung Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit 2023
Aufgrund des großen Bedarfs von Digitalen Zwillingen in Verbindung mit physischer Infrastruktur wurde eine Systematik entwickelt, welche die Konzeption und Realisierung Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur unterstützt. Mit Hilfe der entwickelten Systematik soll ein End-to-End-Prozess einer Realisierung eines Digitalen Zwillings physischer Infrastruktur ermöglicht und anschließend am Anwendungsfall Arzneimittellager validiert werden. Es wurde aufgrund der Anforderungen und Randbedingungen an Digitale Zwillinge, systematisch ein Konzept unter Beachtung spezifischer Anwendungsfälle der Infrastruktur entwickelt. Die erarbeiteten Anwendungen Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur basieren auf den Anwendungen Digitaler Zwillinge in einem Krankenhaus. Das Ergebnis der Diplomarbeit bildet eine Systematik, die in die drei Ebenen Anforderungs-, Detail- und Umsetzungsebene unterteilt wird. Den jeweiligen Ebenen sind unterschiedliche Leitfragen und Tabellen zugeordnet, die aus den Anforderungen an die Systematik und dem Digitalen Zwilling entwickelt wurden. Auf Grund des Fokus dieser Diplomarbeit, kann die Systematik auf Gebäude angewendet werden. Die Systematik kann aufgrund der verwendeten Anwendungen Digitaler Zwillinge auf Gebäude angewendet werden. Durch eine Erweiterung der Anwendungen Digitaler Zwillinge hinsichtlich physischer Infrastruktur ist die Anwendbarkeit der Systematik auf weitere physische Infrastruktur möglich.
Model signatures for design and usage of simulation-capable model networks in MBSE. - In: Product lifecycle management, (2023), S. 155-164
Product development is characterised by numerous synthesis and analysis loops. Analysis provides information on the fulfillment of the required properties of the system under development. Analysis results therefore are an important basis for further synthesis steps. In the context of Model-Based Systems Engineering (MBSE), different types of simulation models play an important role. The overall system (product) can be broken down to system elements. For each system element a set of models has to be established, that provides the required degrees of fidelity, representations of system properties, flows, etc. reflecting the variety of modelling purposes. These models have to be integrated horizontally (same system level along the relevant flows of material, energy, and information) and vertically (aggregation from subsystem level to the overall system level, refinement in the opposite direction) to create a holistic model-based system representation. An important and challenging task is to identify and shape relevant subsystem models. In order to define an appropriate structure of these models, model developers may utilize criteria like selected properties of system elements and interrelations, their degree of detail or modelling assumptions. The relevant criteria have to be made transparent. For this purpose, the paper discusses the concept of model signatures that contain relevant meta information about each single model of all system elements, subsystems up to models of the overall system. This standardized meta information enables an identification and selection of those models and the decision on the necessary model integration. The concept is discussed on the basis of a roller bearing as an example out of an electro-mechanical drivetrain. A potential analysis provides information about the possible usage of the model signatures concept.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-25182-5_16
Modellbasierte Beschreibung von Lösungsmusternmittels SysML am Beispiel einer Wägezelle. - Ilmenau. - 88 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2022
Mechatronische Systeme bestehen aus einer zunehmenden Anzahl von physikalischen Komponenten, um immer komplexere und schwierigere Aufgaben zu lösen. Für eine umfassende und effiziente Beschreibung der vorhandenen Erkenntnisse über die Komponenten ist die Anwendung eines modellbasierten Lösungsmusters ein effektives Mittel. Es hat zum einen den Vorteil der Fehlerreduktion sowie der Wiederverwendung von Erkenntnissen. Andererseits werden Kosten gesenkt, der Entwicklungsprozess verkürzt und der Produktlebenszyklus überwacht. Um die Anwendung von Lösungsmustern zu ermöglichen, wird in dieser Arbeit eine Methodik vorgeschlagen. Die Methodik ermittelt zunächst die Anforderungen an Modelle und Prozesse. Dann wird ein Metamodell des Lösungsmusters aus theoretischer Sicht durch einen modellbasierten Ansatz in der SysML beschrieben. Das Modell enthält alle Elemente, die ein vollständiges solution pattern haben sollte, und die Zusammenhänge zwischen den Elementen. Es folgt eine ausführliche Erläuterung des Anforderungsprozesses bei der Identifikation von Lösungsmustern für komplexe Systeme und des Feedback-Austauschprozesses der Spezifikationsinformationen des Lösungsmuster selbst. Schließlich wird ein Top-down- und Bottom-up-Vergleich durchgeführt, um die Auswahl der Lösungsmuster zu unterstützen. Die Erläuterung der Methodik wird durch ein Anwendungsszenario einer spezifischen Wägezelle innerhalb eines Messsystems als Beispiel unterstützt. Mit der Methodik ist es möglich, Lösungsmuster für Wägezellen mit speziellen Erkenntnissen und komplexen Informationen in verschiedenen spezifischen Szenarien zu entwickeln. Dieses Lösungsmuster unterstützt wiederholte Anwendungen in verschiedenen Messsystemen.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2022
In dieser Arbeit wurden 24 Prinzipien aus der deutschen Literatur und 24 weitere Prinzipien aus der sowjetischen Literatur gesammelt und analysiert. Die Kriterien für die Systematisierung dieser Prinzipien wurden ausgewählt. Es wurde festgelegt, welche Prinzen zur Erfüllung welcher Kriterien beitragen. Die Kriterien wurden als bekannte und allgemein anerkannte Anforderungen an jedes technische Produkt, das auf den Markt kommt, gewählt. Alle Prinzipien wurden systematisiert. Es ist anerkannt, dass die Hierarchie von den Randbedingungen und Anforderungen abhängt, die an das System gestellt werden. Eine Hierarchie von Prinzipien wurde im Hinblick auf die wichtigste Anforderung für den Konstrukteur, die Funktionsfähigkeit, erstellt. Das heißt, diese Prinzipien haben die größte Bedeutung für die technische Bedeutung dieses oder jenes Produkts. Die Anforderungen an Mindestgewicht und Mindestvolumen wurden als Begleitkriterien akzeptiert. Einen besonderen Platz nahm die Entwicklung einer Hierarchie von Prinzipien ein, die vom Grad der Interaktion des jeweiligen Prinzips mit den anderen abhängt. Und als Folge des Einflusses auf diese Prinzipien. In diesem Fall haben sich diese Faktoren durchgesetzt. Wie viele Prinzipien beeinflussen ein bestimmtes Prinzip, wie viele Prinzipien beeinflusst es selbst, wie wichtig sind die Prinzipien, mit denen es in Wechselwirkung steht. Zur Beantwortung dieser Fragen sowie zur Erreichung der Ziele dieser Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen den Prinzipien und die Art dieser Wechselwirkungen ermittelt. Es war besonders wichtig zu verstehen, welche Prinzipien werden durch die Anwendung eines Prinzips impliziert. Welche Prinzipien können nicht angewendet werden, wenn das eine oder das andere Prinzip angewendet wird. Es wurde ermittelt, welche Prinzipien die automatische Anwendung der begleitenden Prinzipien nach sich ziehen und welche außerdem selbst eine Voraussetzung für die anderen sind. Auf diese Weise wurden vier verschiedene Systeme einer Hierarchie von Prinzipien geschaffen. Und jede unterscheidet sich von der anderen. Damit wurde die These, dass die Hierarchie von den Randbedingungen abhängt, entlarvt. Jedes Mal führte die Änderung einer Randbedingung zu einer Umstrukturierung der gesamten Hierarchie. Auch der Begriff der Abstraktionsebene wurde in die Arbeit eingeführt. Das heißt, in welchem Stadium der Entwicklung kann das eine oder andere Prinzip zur Anwendung kommen. Die Prinzipien aus der sowjetischen Literatur wurden mit den Prinzipien aus der deutschen Literatur verglichen. Es wurden gleiche, ähnliche und unähnliche gefunden. Nach einer gewissen Abstraktion von der Bezeichnung der Grundsätze und einer Erläuterung des Grundsatzes durch seinen Verfasser wurde festgestellt, welche Prinzipien zusätzlich mit den deutschen verglichen werden können. Es stellte sich heraus, dass ein Teil der sowjetischen Grundsätze mit den deutschen Richtlinien verglichen werden konnte und deren Ähnlichkeit festzustellen war. So wurde festgestellt, dass die sowjetischen Prinzipien den deutschen sehr ähnlich sind. Es gibt jedoch einige Unterschiede, die auf die verschiedenen Anforderungen der Kunden und die unterschiedlichen Produktionsbedingungen zurückzuführen sind. Mehrere sowjetische Prinzipien wurden ebenfalls nach dem zuvor festgelegten Formular für die deutschen Prinzipien bewertet. Das heißt, ihre Systematisierung wurde durchgeführt, Hierarchisierung in Bezug auf die Hauptkriterien, Identifizierung der Interaktion mit den deutschen Prinzipien. Das Ergebnis der Arbeit ist eine Systematisierung der 24 drei wichtigsten deutschen Prinzipien. Definition ihrer Interaktionen untereinander. Das Ergebnis ist eine umfassende Tabelle. Aufbau einer einheitlichen Hierarchie auf der Grundlage der verschiedenen Kriterien. Daraus ergibt sich ein Hierarchiebaum von Prinzipien. Bestimmung des Grades der Ähnlichkeit zwischen dem sowjetischen und dem deutschen Prinzip. Prüfung, ob das sowjetische Prinzip nach den anerkannten Normen für die deutschen Prinzipien systematisiert werden kann. In dieser Arbeit wurden nur die Prinzipien der Gestaltung berücksichtigt. Neben den Gestaltungsprinzipien gibt es aber auch Erfahrungswerte wie Methoden und Empfehlungen. Diese wurden in dieser Arbeit nicht berücksichtigt. Darüber hinaus gibt es weitere Prinzipien, die aus anderen Quellen bekannt sind. Dieser Arbeit zeigt, dass es möglich ist, eine begrenzte Anzahl von Prinzipien zu analysieren und zu systematisieren. Ein weiterer Schritt in diese Richtung könnte darin bestehen, andere Prinzipien aus der deutschen Literatur zu berücksichtigen. Außerdem wurde eine Einführung in die Analyse von Prinzipien aus der ausländischen Literatur gegeben. Die englischsprachigen Quellen wurden im Rahmen der Arbeit nicht berücksichtigt, wohl aber die englischen und amerikanischen Gestaltungsschulen. In Zukunft wäre es ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Analyse und Anwendung von Konstruktionsprinzipien, die vom chinesischen technischen Denken angewandten Prinzipien zu bewerten. Die Berücksichtigung chinesischer Prinzipien ist eine Angelegenheit für das nächste Jahrzehnt, wenn die chinesische Schule zusätzliche eigene Erfahrungen sammeln wird, die nur indirekt mit europäischen oder amerikanischen Erfahrungen zusammenhängen. Umso wichtiger wäre es, die Richtlinien und Methoden zu analysieren, die in der deutschen Literatur existieren. Sie könnten in gleicher Weise wie die Prinzipien analysiert und systematisiert werden. Oder es müssen spezielle Analyse- und Systematisierungsmethoden entwickelt werden, die den Richtlinien und Methoden besser entsprechen. Zusätzliche Möglichkeiten für die Analyse von Prinzipien, Methodologie und Empfehlungen. Es gibt auch ein Potenzial für die Computertechnologie, die für die weitere Arbeit mit den Gestaltungsprinzipien genutzt werden könnte.
Kosten- und industriedesigngerechte Gestaltung der robusten Zuführzelle. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit 2022
Zuführ- und Sortiersysteme bilden in sämtlichen Industriezweigen einen essenziellen Bestandteil bei der Automatisierung von Produktionsprozessen. Neben der Vereinzelung und Bereitstellung von Werkstücken tragen diese zusätzlich dazu bei, Montageinheiten in geeigneter Taktzeit zu bestücken. Derzeit verfügt die SIM Automation GmbH über ein Standardprodukt „robuste Zuführzelle“, welches ausgewählte Komponenten der Zuführ- und Sortiertechnik systematisch in einer kompakten Zelle kombiniert. Auf Grund der gegenwärtigen Auftragslage besteht die Notwendigkeit, eine zusätzliche Variante der Zuführeinrichtung zu entwickeln. Für eine künftige Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit wird mit der vorliegenden Arbeit das Ziel verfolgt, eine Kosten- und Industriedesignoptimierung der bestehenden Anlage durchzuführen, um die Attraktivität des Produktes auf dem Markt zu erhöhen. Ausgehend von einer Erarbeitung der notwenigen Grundlagen, wird zunächst der Ist-Zustand der robusten Zuführzelle analysiert und vorgestellt. Anschließend ist infolge einer Aufgabenpräzisierung ein umfassendes Anforderungsprofil an das System zu erstellen. Im nächsten Schritt ist das Produkt auf etwaige Optimierungspotenziale zu untersuchen, um nach einer Klassifikation der gewonnenen Erkenntnisse, eine Strategie zur Kostenreduzierung und Industriedesignanpassung ableiten zu können. Zur Umsetzung der erarbeiteten Verbesserungsmaßnahmen werden daraufhin drei verschiedene Lösungskonzepte methodisch erstellt und präsentiert. Um die Auswahl einer Vorzugsvariante ersichtlich zu machen, findet im Anschluss durch das Gegenüberstellen der Konzepte eine objektive Bewertung statt. Im Ergebnis der Arbeit steht abschließend die Ausgestaltung des ermittelten Vorzugskonzeptes, wodurch mit dem Entwurf das Produktportfolio des Unternehmens erweitert wird.
Entwicklung und Design eines Verpackungs- sowie Transportkonzepts von Festoxidbrennstoffzellen für die Serienfertigung (SOFC). - Ilmenau. - 84 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Die Festoxidbrennstoffzellen oder Solid Oxid Fuel Cells (SOFC) sind sehr empfindliche Geräte, die mit teuren und komplexen Komponenten ausgestattet sind. Eine fachgerechte Verpackung für den Transport ist deswegen für das innovative Produkt der Robert Bosch GmbH unabdingbar und ein wesentlicher Punkt, der im Hinblick auf die künftige Serienfertigung solcher Geräte zu berücksichtigen ist. Das Ziel in der vorliegenden Arbeit ist es, ein Verpackungs- sowie Transportkonzept für die neue Generation der stationären Bosch Brennstoffzellen (FCS07) zu entwickeln. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Wie kann das Gerät unversehrt und sicher an dessen Zielort transportiert werden? Wichtig zu beachten ist, dass der Fokus dieser Arbeit sich auf die Landfracht mit dem LKW auf dem Europäischen Markt konzentriert. Um die Frage zu beantworten, wurde eine Studie zu den funktionalen und nicht funktionalen Anforderungen an ein solches Konzept durchgeführt. Die Anforderungen hinsichtlich der Kräfte beim Transport und der gesicherten Geräte wurden besonders betrachtet und quantifiziert, um letztendlich die beste Art der Ladungssicherung festzulegen. Alle gesammelten Anforderungen wurden durch einen zweifachen Ansatz gewichtet und priorisiert, und drei unterschiedliche Lösungsvarianten wurden vorgestellt. Durch eine Bewertungsmatrix wurde die finale Variante ausgewählt. Die drei untersuchten Varianten wurden in Form von Explosionszeichnungen und technischen Skizzen dargestellt. Die finale Variante wurde im Detail weiterentwickelt. Für diese wurde eine technische Zeichnung sowie eine zusätzliche Explosionszeichnung erstellt. Für die zukünftige Forschung über dieses Thema wird empfohlen, die Anforderungen quantitativ zu formulieren und den paarweisen Vergleich im Team durchzuführen, um ein möglichst objektives Lösungskonzept erarbeiten zu können.
Model signatures for the integration of simulation models into system models. - In: Systems, ISSN 2079-8954, Bd. 10 (2022), 6, 199, S. 1-15
Model-based systems engineering (MBSE) is an auspicious approach to the virtual development of cyber-physical systems. The behavior of the system’s elements is thus represented by specialized simulation models that are integrated into the descriptive SysML-based system model. Although many simulation models have been developed in research for the common system elements for various purposes and fidelities, their integration remains a major challenge: the parameter interfaces of the simulation models must be coupled with each other and with the parameters of the system elements in such a way that they are correctly parameterized. So far, this coupling can only be carried out by model experts in a time-consuming and error-prone manner. Therefore, in this paper, we first propose a concept that structures the system element parameters for targeted use in validation and design cases. Second, we propose a model signature for simulation models that differentiates its parameters by input, internal, output, and model parameters and specifies them with spatial and temporal dimensions as well as admissible ranges, among others. Based on the two contributions, domain models can be validly and automatable coupled and used for the virtual development of system elements in model-based systems engineering.
https://doi.org/10.3390/systems10060199
Entwurf einer Transport- und Hebevorrichtung für eine Gleitschleifreinigungsanlage. - Ilmenau. - 97 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
In der Industrie gibt es für zahlreiche Produktionsschritte Erfordernisse zur Bearbeitung von Bauteiloberflächen, um unterschiedlichsten Anforderungen der Kunden bzgl. Unebenheiten, Sauberkeit, Glanz etc. gerecht zu werden. Dies gilt auch für metallische Stanzteile der Fa. psm protech GmbH & Co. KG, die, bevor diese ausgeliefert werden können, einer Oberflächenreinigung unterzogen werden müssen. Für das Bedienpersonal an der Gleitschleifreinigungsanlage ergeben sich durch die vor- und nachgelagerten Prozessschritte der Gleitschleifreinigung erhebliche körperliche Probleme. Die Arbeiter müssen 200 bis 500 Werkstückkisten pro Schicht mit einem Gesamtgewicht von ca. 20kg pro Kiste und Boxen mit den keramischen Schleifkörpern von mehr als 50kg hochheben und Transportieren, durch langfristig arbeiten wird Arbeitsbelastung immer erhöht. Solche Arbeitsumgebungen müssen verbessert werden, Im Einzelnen sind Aufgaben zu bearbeiten: Darstellen des Standes der Technik, Erarbeiten eines Gestaltentwurfs der optimalen Lösung und Bewerten mehrerer Lösungskonzepte
Entwicklung einer Auswerteeinheit für die Qualifizierung der Häcksel- und Verteilqualität. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Mähdrescher ernten landwirtschaftlich angebaute Feldfrüchte und trennen hierbei die Körner von den Ernterückständen. Während die Körner vom Feld geborgen werden, werden nicht benötigte Ernterückstände wieder auf dem Feld ausgebracht. Die bei dieser Ausbringung vorliegende Verteilung der Ernterückstände legt einen maßgeblichen Grundstein für die nächste Ernte. Die Ausbringung der Ernterückstände ist Teil des Nährstoffkreislaufs und hat Einfluss auf den Aufgang der Folgefrucht und den im Folgejahr vorhandenen Krankheitsdruck. Die vorliegende Häcksel- und Verteilqualität, der wieder auf dem Feld ausgebrachten Ernterückstände, soll mit einer neu konzipierten Prüfeinrichtung untersucht werden können, welche die aktuelle partielle Messtechnik verbessern soll. In dieser Arbeit wird eine Auswerteeinrichtung für die neue Prüfeinrichtung entwickelt. Der Fokus wird auf die Findung und Auswahl des am besten geeigneten Konzepts gelegt. Nach Erläuterung der Relevanz einer guten Verteilung, werden die benötigten Anforderungen aufgezeigt. Besondere Schwerpunkte werden auf der Detektion von Schwachstellen durch die pendelnde Verteilung, einen modularen Aufbau und die Beachtung des Auslassens der Einlaufphase, während der Verteilung der Ernterückstände gelegt. Unter Beachtung der gewünschten Funktionen kommt es zur Erarbeitung von Konzepten und schließlich zur Auswahl eines zu verfolgenden. Die Realisierungsmöglichkeit des ausgewählten Konzepts wird mit einem Vorversuch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit, der mittels Wägezellen ermittelten Massenverteilung untersucht. Damit einher geht die Überarbeitung des Konzepts. Nach der Auswahl der Gestalt der einzelnen Baugruppen wird ein Funktionsmuster erstellt. Dies stellt die Grundlage für weitere Vorversuche, welche die Eignung der entwickelten Konstruktion überprüfen sollen, dar. Der entstandene modulare Aufbau bietet die Möglichkeit, die Auswerteeinheit an die zu untersuchende Arbeitsbreite des Mähdreschers anzupassen.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
In dieser Arbeit wird eine nachgelagerte Anlage zur qualitativen Prozessoptimierung von Kunststoff-Spritzgießprozessen mit Vielfach-Kavitäten entworfen. Kunststoffspritzgussanlagen mit Vielfachkavitäten werden häufig vollautomatisiert mit nachgelagerter Peripherie betrieben. Im Sinne der Automatisierung, Autonomie und anschließenden qualitätssichernden Maßnahmen ist es im Interesse eines Herstellers, zu jedem Zeitpunkt des gesamten Fertigungsprozesses eines Produktes, Rückschlüsse auf einzelne Teilprozesse ziehen zu können. Dies erfordert eine gewisse Ordnung und Sortierung der einzelnen Bauteile über mehrere aneinanderreihende Prozessschritte. Um dies zu erreichen, werden sogenannte Separierer eingesetzt, welche Formteile sorten- und nestrein in Beutel verpacken. Waren diese in der Vergangenheit oft manuell betätigt, soll eine Weiterentwicklung in Bezug auf Autonomie und Automatisierung erfolgen. Zu Beginn der vorliegenden Arbeit werden eine bestehende, manuelle Vorrichtung zum Separieren und eine vorangegangene Machbarkeitsuntersuchung kritisch analysiert. Der Stand der Technik wird erfasst. Unter Verwendung des an der Technischen Universität gelehrten konstruktiven Entwicklungsprozesses und entsprechendem methodischen Vorgehen wird eine vollautomatisierte Separieranlage konzipieren. Das Produktionsergebnis einer Spritzgussmaschine wird anhand der Abwurfposition separiert. Für schnelles Wechseln der Speicherbereiche sorgt ein getakteter Rundtisch. Ein kartesisches Handling mit Greifer entleert einzelne Speichersegmente in eine Schlauchbeutelmaschine, welche Formteile verpackt für nachgelagerte Anwendungen ausgibt. Speichervolumina, Autonomie und Automatisierung werden erweitert. Ergebnis dieser Arbeit ist ein konkretisiertes Technisches Prinzip, welches mit der CAD-Software Inventor 2020 erstellt wurde.
Programmierung, Kalibrierung und Messmittelfähigkeitsuntersuchung eines Prüfsystems zur Widerstandsmessung von Automotive-Luftgütesensoren auf einem Keramiksubstrat. - Ilmenau. - 102 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Inbetriebnahme eines Prüfsystems zur Widerstandsmessungfür die Firma paragon electronic GmbH. Die Inbetriebnahme umfasst das Messprogramm sowie anschließende Kalibrierung und Messmittelfähigkeitsuntersuchung der Anlage. Zunächst wird das Vorgehen bei der Programmierung, Kalibrierung und Messmittelfähigkeitsuntersuchung erklärt und mit der nötigen Theorie erläutert. Anschließend werden die Unterschiede zwischen den verschiedenen Methoden zur Messmittelanalyse verglichen. Zum Schluss werden die gewonnenen Daten aus der Inbetriebnahme beurteilt und weitere Schritte besprochen.
Untersuchung zur Optimierung der Simulationszeit für Unterbodenbatterie- und Karosseriestrukturen von Elektrosportwagen. - Ilmenau. - 94 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2022
Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs rückt in den vergangenen Jahren die batterieelektrischen Fahrzeuge in den Fokus der Entwicklung. Um die Reichweite und die fahrdynamischen Eigenschaften der Fahrzeuge zu verbessern, ist die hohe Fahrzeugmasse aufgrund der Traktionsbatterie und deren Schutzstruktur eine relevante Stellgröße. Aufgrund des noch hohen Optimierungspotentials erfordern die Unterbodenbatteriestrukturen eine schnelle Entwicklung hinsichtlich leichterer Fahrzeuge. Hinsichtlich einer schnelleren Optimierung von Leichtbaukonzepten wird in der vorliegenden Arbeit die Simulationszeit für Unterbodenbatteriestrukturen von Elektrosportwagen für einen Unterbodenlastfall optimiert. Das Ziel dieser Optimierung ist die Rechenzeit der jeweiligen Unterbodenbatteriestrukturen im Lastfall zu senken, um Rechenkapazität zu sparen und Ergebnisse schneller zu generieren und auswerten zu können. Die Deformation der Ausgangsmodelle und die Analyse des Kraftflussverlaufs bilden die Basis für eine iterative Modellreduzierung. Eine definierte Abweichung von den Intrusionswerten der jeweiligen Ausgangsmodelle wird als Randbedingung im Modellreduzierungsprozess verwendet. Aufgrund der Abhängigkeit der Rechenzeit und der Knotenanzahl des Systems, welches die Dimension der Steifigkeitsmatrix bestimmt, liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Minimierung der Knotenanzahl. Die Vorgehensweise ist im ersten Schritt der Modellreduzierung das Simulationsmodell von strukturirrelevanten Bauteilen unter Einhaltung der Reduzierungskriterien zu minimieren. Nach Überprüfung der Intrusion und den Reduzierungskriterien wird im Anschluss dieser Prozess iterativ durchgeführt, bis alle für den Lastfall struktur- und steifigkeitsirrelevanten Bauteile aus dem Modell entfernt sind. Der zweite Schritt der Modellreduzierung ist eine neue Vernetzung des reduzierten Modells, womit die Knotenanzahl bei gleicher Abbildungsgenauigkeit weiter reduziert wird. Der Diskretisierungsprozess wird unter den Reduktionskriterien ebenfalls iterativ durchgeführt. Der in dieser Arbeit dargestellte Ansatz zur Optimierung der Simulationszeit dient zur Verbesserung der Laufzeit eines Prozesses, der parametrische Modelle aufbaut, simuliert und auswertet. Eine Modellreduzierung hat hinsichtlich des Designraums, in dem mehrere hundert Varianten betrachtet werden, großen Einfluss auf die benötigte Rechenkapazität.
Simulation, Optimierung und Auslegung von Teilsystemen eines Wasserstoff-Komponentenprüfstands. - Ilmenau. - 109 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Die Sonplas GmbH in Straubing ist ein Unternehmen für Sondermaschinenbau, Planung und Service und arbeitet seit einigen Jahren an innovativen Projekten im Bereich der Elektromobilität und Wasserstofftechnik. Dazu wird der Ansatz der intensiven Marktrecherche, des Einbringens langjähriger Erfahrung aus der Entwicklung diverser Prüfstände für die Automobil-, Zulieferer- und Luftfahrtindustrie sowie des Erarbeitens neuer und kreativer Lösungen verfolgt. Diese Bachelorarbeit entstand im Rahmen eines Projekts zum Bau und Inbetriebnehmen eines Wasserstoff-Komponentenprüfstands, der den Kunden im späteren Betrieb verlässliche Tests und Aussagen zur Funktionsfähigkeit ihrer Produkte liefern soll. Mit dem aufgebauten Prototypen wird angestrebt, die Entwicklung und finale Konzeption eines marktreifen Produkts voranzutreiben. In dieser Arbeit wurde ein Simulationsmodell für den Fluidplan des aktuellen Prüfstands in Simscape (MATLAB-, Simulink-Umgebung) erstellt. Für die Modellierung der dabei auftretenden physikalischen Eigenschaften wurden in einigen Vorbetrachtungen Vergleiche mit der Theorie gezogen und etwaige Abweichungen diskutiert. Mit der Auswertung der Simulationsergebnisse des Prüfkreismodells liefert diese Arbeit Aussagen zu den für die Inbetriebnahme wichtigen Betriebsgrenzen. Für die Validierung der Simulation mit realen, an der Anlage aufgenommenen Messwerten und der damit verbundenen Anpassung des Modells wurde ein allgemeines Vorgehen beschrieben. Abschließend wurden im Zuge einer geplanten Wasserstoff-Rezirkulation ein physikalisches und empirisches Modell für den dafür benötigten Hubkolbenverdichter nach Herstellerdaten in der beschriebenen Software-Umgebung implementiert.
Bestimmung der dynamischen Festigkeit und der tribologischen Eigenschaften verschiedener Kunststoff-Stahl-Verbindungen. - Ilmenau. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Mit dieser Arbeit sollen weitere Grundlagen für die Entwicklung eines neuen Lagerkonzeptes zur Lagerung großer Rotoren in Windkraftanlagen gelegt werden. Bestehende Konzepte zur Nutzung hydrodynamischer Gleitlager sehen typischerweise die Verwendung einer segmentierten Bauweise vor. Jedes Segment, auch als Kippsegment oder Gleitlager-Pad bezeichnet, besteht aus einem Stahlstützkörper, der mit einer hochbelastbaren Gleitschicht aus dem Kunststoff PEEK versehen ist. In der Arbeit werden zwei wesentliche Aspekte näher betrachtet. Zunächst ist die Langzeitbeständigkeit der Verbindung von Stahl und Kunststoff von größtem Interesse. Im Rahmen von Vorarbeiten wurde eine neuartige formschlüssige Verbindung entwickelt, patentiert und erste Validierungsschritte begonnen. Darauf aufbauend ist es Ziel der Arbeit, weitere und umfangreichere mechanisch-dynamische Prüfungen durchzuführen und die grundlegende Eignung für die Anwendung nachzuweisen oder zu widerlegen. Als Prüfmethoden kommen hier verschiedene Haftfestigkeits-Tests mit und ohne Vorbeanspruchung zum Einsatz. Der zweite wichtige Aspekt betrifft die Auswahl des PEEK-Compounds. Es existieren eine Reihe marktverfügbarer Typen, die sich in der Zusammensetzung stark unterscheiden. Daher werden im Rahmen der Arbeit erste Untersuchungen zum tribologischen Verhalten drei verschiedener Materialien durchgeführt und die Unterschiede unter Ölschmierung bewertet. Dabei wird ein Stift-Scheibe-Tribometer unter geringer Gleitgeschwindigkeit eingesetzt.
Entwicklung eines Gehäuses für einen medizinischen Roboter unter Beachtung der notwendigen Kühlung sowie Serienfertigung. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022
Sowohl für industrielle Anwendungen als auch im häuslichen Umfeld werden mobile Roboter bereits eingesetzt. Auch im Medizinbereich kommen sie immer häufig zum Einsatz. Die vorliegende Arbeit befasst sich um eine Konstruktion des Gehäuses für einen mobilen Assistenzroboter, der im Medizinbereich eingesetzt wird. Der Fokus der Arbeit liegt auf der Konstruktion des Gehäuses unter Beachtung des Wärmemanagements im Roboter und der Auswahl eines Fertigungsverfahrens für das Gehäuse, mit dem Ziel der Serienfertigung. Zu Beginn werden die Ausgangslage, der aktuelle Stand der Forschung und Technik dargestellt. Dabei wird der Einsatz des Roboters in der Rehabilitation und die Komponenten des Roboters erläutert. Die relevanten Begriffe und Grundlagen werden anschließend erklärt. Folglich wird eine Reihe von Designprinzipen vorgestellt und verglichen. Auf Basis des ausgewählten Prinzips erfolgt die Auslegung und Optimierung der Bauteile. Es folgt die Konzipierung und Auslegung des benötigten Belüftungssystems. Seine Umsetzung wird anhand der Versuche nachgewiesen. Abschließend wird über das geeignete Fertigungsverfahren für die Serienfertigung des Gehäuses diskutiert.
Modeling of corner-filleted flexure hinges under various loads. - In: Mechanism and machine theory, Bd. 175 (2022), 104937, S. 1-11
Compliant mechanisms are widely applied in precision engineering, measurement technology and microtechnology, due to their potential for the reduction of mass and assembly effort through the integration of functions into fewer parts and an increasing motion repeatability through less backlash and wear, if designed appropriately. However, a challenge during the design process is the handling of the multitude of geometric parameters and the complex relations between loads, deformations and strains. Furthermore, some tasks such as the dimensioning by means of optimization or the modeling for a controller design require a high number of analysis calculations. From this arises the need for sufficient computational analysis models with low calculation time. Existing studies of analysis models are mostly based on selected load cases, which may limits their general validity. The scope of this article is the comparison of models for the analysis of corner-filleted flexure hinges under various loads, to determine their advantages, disadvantages and application fields. The underlying methods of the study can further be used to evaluate future models based on a broad selection of possible load cases.
https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.104937
A method for the support of the design for Digital Twin solution and its application on a gearbox system. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 2 (2022), S. 1609-1618
The information from Real Twins are increasingly used to construct Digital Twins. Acquisition of information from the Real Twin or in other words performing measurements on the Real Twin may lead to effects in the working of Real Twin. For instance, the introduction of sensors may impair certain functions of a Real Twin. Therefore, it is important to analyse the effect of any change that is performed on the Real Twin for achieving the Digital Twin. In this paper, a method for Digital Twin solution is presented that address these aspects as well as its use is demonstrated by a case example.
https://doi.org/10.1017/pds.2022.163
A modelling method for describing and facilitating the reuse of SysML models during design process. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 2 (2022), S. 1925-1934
MBSE and SysML are increasingly finding their applications in industry as well as in academia. The reuse of the information described in SysML models depends, among others, on the modelling methods, management of dependencies between elements and on the needed remodelling effort. In this paper, a modelling method is presented that address the reuse of SysML models and descriptions as well as reuse of model variants in SysML. A case example is presented to explain the modelling methods and the gained experience is summarised in the form of general recommendations for further use.
https://doi.org/10.1017/pds.2022.195
Integrating model-based design of mechatronic systems with domain-specific design approaches. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 2 (2022), S. 1895-1904
In addition to the known approaches for product development new or supplementary approaches have emerged. An important approach in this field is Systems Engineering (SE) and Model-Based Systems Engineering. Through these approaches, new procedures, level-focused description concepts and terms come into product development. However there are still some uncertainties as to how the known approaches of product development can be combined with the SE approaches. This paper aims to show how the known development approaches can be extended by and integrated with SE approaches.
https://doi.org/10.1017/pds.2022.192
Wichtiger Wettbewerbsfaktor Thüringer Unternehmen. - In: Wirtschaftsspiegel, ISSN 2190-409X, Bd. 18 (2022), 1, S. 24-25
Determination and systematization of load situations for eBike drive units as basis for their design and optimization. - In: Achte IFToMM D-A-CH Konferenz 2022, (2022), S. 1-6
https://doi.org/10.17185/duepublico/75445
Model-based systems engineering: a new way for function-driven product development. - In: Design Methodology for Future Products, (2022), S. 221-241
Since the 1950ies Design Theory and Methodology has described product and system development as a process that goes through the stages of requirements definition, considerations of functions, allocation of solution principles and, finally, detailing. Computer support of this process has more or less evolved backwards: Starting with manufacturing information (i.e. supporting processes after product development), going through geometric modelling to simulation - which is basically our present state. Functional modelling and requirements management has been very difficult to realise with conventional methods. Today, Model-Based Systems Engineering (MBSE) offers new ways to come to a holistic coverage of the product development process providing and - very importantly - linking model elements for all of its stages. Starting from the needs, as seen from Design Theory and Methodology, this article describes the current state of MBSE as a new, integrative approach for product and system development and identifies needs for further progress in this field.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-78368-6_12
Virtual Reality (VR) for the support of the analysis and operation of a solar thermal tower power plant. - In: 41st Computers and Information in Engineering Conference (CIE), (2021), DETC2021-70202, V002T02A080, 9 Seiten
Neukonzeption und Konstruktion einer Set-Drop-Prüfvorrichtung für Displaygläser. - Ilmenau. - 84 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Die SCHOTT Technical Glass Solutions GmbH fertigt an ihrem Standort Jena Coververglasungen für Smartphones. Das Streben Produkte aller höchster Qualität anzubieten, führt zu einer stetigen Weiterentwicklung der chemischen Zusammensetzung und der Nachbearbeitungsverfahren der Gläser. Im Ergebnis werden die Coververglasungen immer widerstandsfähiger gegen Stürze. Der Fortschritt in der Haltbarkeit der Gläser führt gleichzeitig zu steigenden Anforderungen an deren Prüfung. Die bisher am Standort verwendete Set-Drop(Falltest)-Prüfvorrichtung stößt an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit, sodass der Bedarf nach einem neuen Teststand entsteht. Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist die Konzeption und Konstruktion einer neuen Prüfvorrichtung für Displaygläser. Ausgehend von den bisher im betreuenden Unternehmen durchgeführten Prüfungen wurden Anforderungen an den Prüfprozess und an den Prüfaufbau erarbeitet. Während der systematischen Entwicklung werden zunächst die relevanten Funktionen definiert, für welche anschließend Lösungsprinzipe erarbeitet wurden. Auf dieser Grundlage wurden systematisch drei neue Konzepte, die den definierten Anforderungen genügen, erstellt. Um eine Entscheidung für ein Vorzugskonzept herbeizuführen, wurden Bewertungskriterien auf Grundlage der Anforderungen erarbeitet. Zur Unterstützung der Entscheidungsfindung wurden Messungen mit Hilfe eines eigens angefertigten Demonstrators durchgeführt. Nach der Bewertung der konzeptionellen Lösungen wurde ein Pendelschlagwerk mechanisch ausgelegt und konstruktiv umgesetzt. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse erfolgte die Fertigung und Inbetriebnahme der neuen Prüfvorrichtung. Abschließend wurden erste Versuche mit dem erstellten Prototyp durchgeführt und es erfolgte eine Bewertung auf Grundlage der zu Beginn definierten Anforderungen.
Comparison of nonlinear continuum beam models with finite beam models for the analysis of compliant mechanisms :
Vergleich nichtlinearer Kontinuums-Balkenmodelle mit finiten Balkenmodellen für die Analyse nachgiebiger Mechanismen. - In: IFToMM D-A-CH Konferenz 2021 der IFTOMM Member Organizations Austria, Germany, Switzerland, (2021), S. 58-61
Nachgiebige Mechanismen haben sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Feinwerk-, Mess- und Mikrotechnik etabliert. Für den iterativen Entwurf sowie die Optimierung von nachgiebigen Mechanismen besteht ein Bedarf an zeiteffizienten Analysemodellen mit möglichst geringen Abweichungen zum gefertigten Mechanismus. Hierfür wurden eine Reihe verschiedener Modellierungsansätze zur Beschreibung des Bewegungsverhaltens entwickelt und untersucht, unter denen nichtlineare Kontinuums-Balkenmodelle und nichtlineare finite Balkenmodelle ein hohes Potenzial zeigen. Trotz der ähnlichen Ansätze der Balkentheorie ergeben sich Unterschiede im Einsatz beider Modelle, die aufbauend auf den Ergebnissen bestehender Veröffentlichungen im Rahmen dieses Beitrages näher diskutiert werden.
https://doi.org/10.17185/duepublico/74053
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines stufenlosen Getriebes für elektrifizierte Kraftfahrzeuge. Im Speziellen besteht die Schwerpunktsetzung darin, die Nachteile bisheriger Umsetzungen stufenloser Getriebe in Hinblick auf das übertragbare Drehmoment auszugleichen. Zudem soll das zu erarbeitende Konzept zu einer Effizienzsteigerung in elektrifizierten Antriebssträngen führen und somit dazu beitragen insbesondere Komponenten mit hohem Ressourcenbedarf wie Motor und Batterie effektiver dimensionieren zu können. Eine Analyse verbreiteter Getriebearten im Allgemeinen und im Speziellen von repräsentativen Realisierungsvarianten stufenloser Getriebe unterstützt bei der Ableitung von zu erfüllenden Anforderungen an die zu erzielende Neukonzeption. Darüber hinaus trägt eine Patentrecherche dazu bei, etwaige differente Lösungsansätze zu generieren. Auf Basis der zu Grunde liegenden Analyse werden unter Berücksichtigung der abgeleiteten Anforderungen und weiterer notwendiger Randbedingungen Lösungselemente zur Erfüllung der Zielstellung erarbeitet. Anschließend erfolgt die Kombination der Einzelelemente zu funktionserfüllenden Konzepten, welche im Rahmen einer Gegenüberstellung anhand von objektiven Bewertungskriterien verglichen werden. Das potenziell effektivste Konzept wird durch Einbeziehung realer Motorparameter überschlägig berechnet und durch eine konstruktive Grobgestaltung visualisiert. Ziel der Arbeit ist somit die konzeptionelle Umsetzung eines stufenlosen Getriebes zur Anwendung in elektrifizierten Kraftfahrzeugantriebssträngen mit hoher Drehmomentkapzität.
Konstruktion einer Roboterplattform für mobile Assistenzroboter. - Ilmenau. - 185 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021
Mobile Roboter werden bereits in vielen industriellen Bereichen eingesetzt. Auch im häuslichen Umfeld finden sie zunehmend Anwendung. Hier ergeben sich jedoch gänzlich andere Anforderungen bezüglich der Gesamtabmessungen, Masse und Manövrierbarkeit, was die Entwicklung neuartiger Roboterplattformen nötig macht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem methodischen Entwurf und der Konstruktion eines mobilen Assistenzroboters für den häuslichen Einsatz. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf der Untersuchung, Auswahl und Dimensionierung des Fahrgestells, der Radführung und des Rahmens zur Aufnahme der Hardwarekomponenten, mit dem Ziel der Gewichts- und Kostenminimierung. Einleitend werden im Stand der Forschung und Technik die Einsatzgebiete und Antriebskonzepte mobiler Roboter vorgestellt. Es folgt die Aufarbeitung der Anforderungen im häuslichen Umfeld. Für die einzelnen Systemkomponenten wird eine Reihe von Prinzipen erarbeitet, verglichen und ausgewählt. Insbesondere dreirädrige und sechsrädrige Antriebskonzepte werden anhand von Auslegungsrechnungen hinsichtlich ihrer Gesamtabmessungen, Kippstabilität und Manövrierbarkeit gegenübergestellt. Auf Basis der ausgewählten Prinzipe erfolgt der Gestaltentwurf des Roboters. Funktionsentscheidende Baugruppen werden mithilfe von Dimensionierungsrechnungen unter Anwendung einer Topologieoptimierung in ihrem Gewicht reduziert. Die erarbeiteten Baugruppen werden den gestellten Anforderungen gerecht und bilden eine ausgereifte Grundlage für eine Reihe verschiedener Roboterplattformen.
Using model-based systems engineering for need-based and consistent support of the design process. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2732-527X, Bd. 1 (2021), S. 3369-3378
Model-Based Systems Engineering (MBSE) is an efficient approach to support product development in order to meet today's challenges. The MBSE approach includes methods and, above all, modelling approaches of the technical system with the aim of continuous use in development. The objective of this paper is to use the potential of the MBSE models and to show the added value of such models on the system level when used as a single source. With this objective, this paper presents a three-step approach to systematically identify and apply meaningful modelling approaches within MBSE, based on the needs during the development process. Furthermore, an FMEA example is included in this paper to elaborate the use of MBSE in the system failure analysis.
https://doi.org/10.1017/pds.2021.598
High-precision and large-stroke XY micropositioning stage based on serially arranged compliant mechanisms with flexure hinges. - In: Precision engineering, Bd. 72 (2021), S. 469-479
Compliant mechanisms are state of the art in micropositioning stages due to their many beneficial features. However, their design usually compromises between motion range, motion accuracy and design space, while mechanisms with distributed compliance are mostly applied. The further use of flexure hinges with common notch shapes strongly limits the stroke in existing high-precision motion systems. Therefore, this paper presents a high-precision compliant XY micropositioning stage with flexure hinges capable of realizing a motion range of ± 10 mm along both axes. The stage is based on a novel plane-guidance mechanism, which is optimized to realize a precise rectilinear motion of the coupler link while keeping the rotation angles of all hinges below 5˚. The XY motion is then achieved by coupling two of these mechanisms in a serial arrangement. Next, the synthesis of the monolithic XY stage is realized by replacing all revolute joints of the rigid-body model with flexure hinges using optimized power function notch shapes. Emphasis is also placed on the embodiment design of the stage and the actuator integration to minimize possible error sources. Finally, the quasi-static behavior of the compliant stage is characterized by a simulation with a 3D FEM model and by an experimental investigation of a prototype. According to the results, the developed compliant XY micropositioning stage achieves a maximum positioning deviation of less than 10 μm in both axes and a yaw error of less than 100 μrad over a working range of 20 mm × 20 mm with a comparably compact design of the compliant mechanism of 224 mm × 254 mm.
https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2021.02.001
Entwurf von Pressmechanismen für Kernschießmaschinen. - Ilmenau. - 96 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
In dieser Arbeit wird ein Pressmechanismus unter Nutzung eines servomotorisch angetriebenen Doppelkniehebelsystems entwickelt, der für Triethylamin-Kaltkammer-Kernschießmaschinen zum Einsatz kommen soll. Grundlage der Entwicklung waren umfangreiche Kinematik- und Kraftanalysen an Einfach- und Doppelkniehebelsystemen zur Ermittlung von Aufbauformen mit niedrigen Anforderungen an Servomotoren und Spindeln, wobei Doppelkniehebelsysteme sich als besonders geeignet erwiesen haben. Aufbauend auf diesen theoretischen Untersuchungen wurde eine Berechnungsvorschrift zur Auslegung von Doppelkniehebelsystemen unter Nutzung der Software Mathematica entwickelt, die die kinematischen Parameter unter Beachtung von Bauraum- und Pressanforderungen ermittelt. Die kinematischen Parameter werden dabei so bestimmt, dass sich immer ähnliche Kinematik- und Krafteigenschaften des Doppelkniehebelsystems während der Fahrbewegung ergeben, d.h., dass eine hohe Ausgangsgeschwindigkeit beim Beginn des Einschießens gesichert ist, die im Laufe des Schießvorgangs bis zur Formschließung abnimmt, wobei die Antriebsgeschwindigkeit während des Bewegungsvorgangs konstant bleibt und die max. Antriebskraft weniger als das Doppelte der Schwerkraft der beweglichen Aufspannplatte ist. Die Berechnungsvorschrift enthält auch einen iterativen Algorithmus zur Abschätzung der Gelenkkräfte und -momente in Abhängigkeit von der Presskraft, um die Grundlage für ein 3D-Modell zu schaffen. Mit dem 3D-Modell, das das Doppelkniehebelsystem, den Servomotor mit Spindel und Führungen usw. berücksichtigt, können anschließend weitere Untersuchungen zur Beanspruchung und den Verformungen mit der Presskraft durchgeführt werden, und die Spannungsverteilung für jeden Hebel ähnelt der Spannungsverteilung unter Gelenklast, die mit iterativen Verfahren berechnet wurde. Den Abschluss der Arbeit bilden Vorgaben zur Kalkulation der Herstellkosten des Pressmechanismus.
Entwicklung mechanisch bewegter Rostfeuerungen unter Nutzung neuer Bewegungskonzepte. - Ilmenau. - 153 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021
Rostfeuerungen finden Anwendung bei der Erzeugung von Prozesswärme für die Industrie, zur kommunalen Wärmeversorgung und zu der Verwertung von Abfällen und anderen festen, stückigen Reststoffen. Bewegliche Rostfeuerungen ermöglichen den Transport, die Durchmischung des brennenden Gutes und den Abtransport der Asche aus dem Feuerraum. Die entstehende Wärme wird mittels des Rauchgases Wärmetauschern zugeführt und zur beispielsweise Dampferzeugung genutzt. Das Thema dieser Arbeit ist, unterschiedliche Bewegungskonzepte für Rostfeuerungen zu analysieren und zu entwickeln, um Brennstoffe wie Holz, andere biogene Brennstoffe und Abfälle auf dem Weg durch den Feuerraum zu durchmischen und somit gleichmäßig zu verbrennen. Auf Basis dieser Ergebnisse sollen Lösungen auf Konzept- und Gestaltebene erarbeitet werden.
Ausarbeitung von Praktika zur Präzisionsmessung unterschiedlicher Maschinenteile unter Anwendung einer Universallängenmessmaschine. - Ilmenau. - 182 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Die ULM 01-600d ist ein hochpräzises, optisches Universallängenmessgerät, das das Abbesche -Komperatorprinzip in Verbindung mit einer mikrometrischen Skala nutzt. Durch die universelle Bauweise der ULM 01-600d können unterschiedliche Messanordnungen aufgebaut werden, die vielfältige Messaufgaben zur Innen- und Außenmessung an Objekten bis zu einer Maximalgröße von 100 mm x 100 mm x 100 mm erlauben. Das Ziel der Masterarbeit bestand darin, verschiedene Messszenarien für die ULM 01-600d zu entwerfen und Arbeitsunterlagen für deren praktische Durchführung auszuarbeiten. Diese Unterlagen erlauben Studierenden sich selbstständig auf Messversuche vorzubereiten. Dabei werden die notwendigen DIN-Normen bzw. die einschlägige Literatur und Fragen für Selbsttests berücksichtigt. Als konkrete Messobjekte kommen metrische Gewinde, Wälzlager und Stirnräder zum Einsatz. Zudem wurden Versuchsunterlage für Prüfer entworfen, die ergänzende Hinweise zur Nutzung der ULM 01-600d, die Antworten der Selbsttests und weitere Informationen enthalten.
Topologieoptimierung von Mechanismengliedern unter Berücksichtigung von Kollisionen. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Mechanismen finden sich in zahlreichen Bereichen des Maschinenbaus. Für die Gestaltung von Mechanismen sind neben den grundlegenden Funktionen der Bewegungs- und Kraftübertragung weiterer Eigenschaften von Bedeutung. Zu diesen Eigenschaften zählen unter anderem die Steifigkeit und Masse der Mechanismenglieder. Bestehende Verfahren der Topologieoptimierung ermöglichen diesbezüglich eine zielgerichtete Unterstützung bei der Gestaltung. Bisherige Ansätze vernachlässigen jedoch zumeist mögliche Kollisionen zwischen den Mechanismengliedern. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Konzepten zur Topologieoptimierung von Mechanismengliedern unter Vermeidung von Kollisionen. Aufbauen auf der Analyse bestehender Arbeiten, werden nötige Teilfunktionen und Ansätze für das zu erarbeitende Lösungskonzept ermittelt. Diese dienen zur Erarbeitung, Systematisierung und Bewertung möglicher Konzepte. Im Hauptteil der Arbeit werden anschließend die Teilfunktionen eines ausgewählten Optimierungskonzeptes erarbeitet und implementiert. Kernbestandteil des ausgewählten Konzeptes ist die kollisionsfreie Aufteilung des zur Verfügung stehenden Bauraums für die Topologieoptimierung der einzelnen Glieder. Diese beinhaltet die Diskretisierung des Bauraums, die Verarbeitung der Relativbewegungen der Glieder, heuristische Verfahren zur Kollisionsvermeidung sowie die Aufbereitung der Daten für die Topologieoptimierung. Anhand von ausgewählten Fallbeispielen wird das Gesamtkonzept bestehend aus kinematischer Analyse, Bauraumaufteilung und Topologieoptimierung validiert. Das erarbeitete Vorgehen ermöglicht die Topologieoptimierung von Gliedern ebener Mechanismen für eine Vielzahl möglicher Zielfunktionen und Optimierungsverfahren. Abschließend werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst und ein Ausblick mögliche Weiterentwicklungen gegeben.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Nachgiebige Mechanismen haben einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Mechanismen mit konventionellen Gelenken, die vor allem für Präzisionsanwendungen von Bedeutung sind. Aufgrund zahlreicher Gestaltparameter und vielschichtiger Zusammenhänge zwischen den mechanischen Eigenschaften, stellt die Synthese eines nachgiebigen Mechanismus eine Herausforderung dar. Dabei steht zumeist die Gestaltung der Gelenke im Vordergrund. Aber auch die Gliedgestaltung ist von Bedeutung für die Eigenschaften des Mechanismus. Sie beeinflusst beispielsweise maßgeblich den Bauraum, die Fertigbarkeit und die Kollisionsfreiheit. Automatisierte Entwurfswerkzeuge könnten hierbei die Gliedgestaltung wesentlich erleichtern. Als erster Schritt zur Erarbeitung solcher Entwurfswerkzeuge, werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit geeignete Analysemethoden und Lösungsstrategien erarbeitet. Dazu werden Merkmale und Eigenschaften aufgezeigt, die für die Gliedgestaltung eines nachgiebigen Mechanismus von Bedeutung sind. Auf deren Grundlage werden verschiedene Lösungsstrategien und Anwendungsmöglichkeiten für die Gliedgestaltung von planaren Mechanismen betrachtet. Darunter zeigen Lösungsstrategien mittels Wegfindungsalgorithmen eine hohes Potenzial. Diese bilden daher den Fokus der Untersuchungen. Hierzu werden die nötigten Grundlagen der Graphentheorie erläutert. Es werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, mit denen der zur Verfügung stehend Bauraum für die Wegfindung aufbereitet werden kann. Zudem wird ein Überblick zu Wegfindungsalgorithmen gegeben. Aus diesem werden geeignete Wegfindungsalgorithmen ausgewählt. Zugehörige Implementierungen werden anschließend hinsichtlich ihrer Laufzeit und Robustheit verglichen. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden aufgearbeitet, ausgewertet und Schlussfolgerungen für die Anwendung in Lösungsstrategien zur Gliedgestaltung gezogen. Abschließend werden die Ergebnisse kritisch reflektiert und ein Ausblick auf die mögliche weiterführende Forschungstätigkeit gegeben.
Modelling and use of SysML behaviour models for achieving dynamic use cases of technical products in different VR-systems. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - 1 Online-Ressource (XXII, 241 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 38)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Digitale Methode und Modellen ermöglichen den Produktdesignern eine frühzeitige Evaluierung des Produkts, damit sie das Verhalten des Produkts und seine Interaktionen mit benachbarten Systemen in seinen späteren Lebensphasen besser verstehen können. Virtual Reality (VR) ist eine Technologie, die zum frühen Evaluierungsprozess beitragen kann, indem spätere Lebenssituationen eines Produkts schon in der Entwurfsphase angezeigt werden können. Die Anwendung von VR in der Industrie ist jedoch derzeit aufgrund des hohen Modellaufbereitungsaufwands und der limitierten Wiederverwendbarkeit vorhandener Modelle begrenzt. Daher befasst sich diese Arbeit mit der Entwicklung einer Methode, die die frühzeitige Evaluierung des Produkts innerhalb von VR und die Verwendung von VR im Produktentwicklungsprozess erleichtern kann. Diese Methode befasst sich mit dem Prozess der Entwicklung allgemeiner Verhaltensbeschreibungen zur Verwendung in VR, die auch wiederverwendet werden können, um dynamische Anwendungsfälle eines Produkts in den verschiedenen VR-Systemen abzubilden. Der Fokus liegt auf der Reduzierung des gesamten Aufbereitungsaufwands von VR-Modellen und auf das Verwirklichen einer hohen Wiederverwendbarkeit bereits vorhandener Modelle. Die Kernkomponenten der Arbeit bestehen in der Verwendung von Model Based Systems Engineering (MBSE) zur Entwicklung allgemeingültiger Verhaltensmodellbeschreibungen, ihrer Verwendung beim Erstellen verschiedener Anwendungsfälle eines Produkts in einem VR-System und ihrer Wiederverwendung in den verschiedenen VR-Systemen. Die Systems Modeling Language (SysML) wird zur Beschreibung der Verhaltensmodelle verwendet, der Modellierungsprozess wird systematisch beschrieben und auch in Form allgemeiner Anwendungsrichtlinien für die spätere Verwendung zusammengefasst. Darüber hinaus wird eine dedizierte Physik-Engine verwendet, um die physikalischen Berechnungen für virtuelle Objekte in VR durchzuführen, welche auch mit SysML integriert ist. Diese SysML-Verhaltensmodelle zusammen mit der Physik-Engine bilden eine echtzeitfähige Produktanwendungssimulation in VR. Dieselben SysML-Verhaltensmodelle werden für verschiedene VR-Systeme verwendet, um Echtzeitsimulationen abzubilden und ihre Wiederverwendung zu validieren. Zwei VR-Prototypen wurden entwickelt, um die Wirksamkeit und Verwendung der vorgestellten Methoden zu demonstrieren. Schließlich wurde einer der Prototypen einer empirischen Untersuchung unterzogen, die mithilfe von Experten aus Wissenschaft und Industrie durchgeführt wurde.
https://doi.org/10.22032/dbt.47179
Analyse der Dynamik eines Industrieroboters hinsichtlich der sicherheitstechnischen Anforderungen für die Mensch-Roboter-Interaktion. - Ilmenau. - 168 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
In der Industrie und Forschung werden stetig neue Ansätze erarbeitet, um Produktionsabläufe effizienter zu gestalten. Die Verwendung von Industrierobotern zur Automatisierung von Prozessabläufen ist dabei keine Seltenheit. Eine Herausforderung bei der Einführung der Industrie 4.0 besteht darin, innerhalb der Massenproduktion auch die Produktion individualisierter Produkte zu ermöglichen. Dabei wird die Interaktion zwischen Mensch und Roboter zunehmend wichtiger. Eine gemeinsame Arbeitsweise zwischen Mensch und Roboter ist mit kollaborativen Robotern bereits realisierbar. Die notwendige Reduzierung der Verfahrgeschwindigkeit wirkt sich jedoch nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit aus. Mit dem Ansatz eines hybriden Montagearbeitsplatzes soll im Rahmen des Forschungsprojekts "KOMERO - sichere Kollaboration zwischen Mensch und Roboter" ein Arbeitsraum geschaffen werden, in dem die Stärken von Mensch und Industrieroboter aufeinander abgestimmt bzw. genutzt werden. Auf Grundlage eines beispielhaft gewählten kollaborativen Montageplatzes wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Sicherheit des Menschen bei der Interaktion mit dem Roboter untersucht. Es werden Methoden zur Ermittlung von Ansprech- und Nachlaufzeiten sowie zur Analyse der Roboterdynamik erarbeitet und angewendet. Außerdem werden Aspekte zur Sicherheitsbewertung hinsichtlich geltender Normen vorgestellt. Unter anderem erfolgt die Thematisierung von Sicherheitsabständen und zulässigen Robotergeschwindigkeiten. Anhand der Messwerte und der sicherheitstechnischen Betrachtung werden die Grenzen des Montagearbeitsplatzes bei der Mensch-Roboter-Interaktion aufgezeigt und Anpassungsmöglichkeiten vorgestellt. Die ermittelten Messwerte zeigen, dass eine sichere Interaktion zwischen Mensch und Roboter in dem für diese Arbeit zugrunde liegenden Montagearbeitsplatz, nur in ausgewählten Betriebszuständen realisierbar ist. Diese Erkenntnis lässt sich auf ähnliche Montagearbeitsplätze übertragen. In weiterführenden Forschungsansätzen ist zu klären, ob eine Geschwindigkeitsanpassung des verwendeten Roboters oder der Einsatz eines alternativen Robotersystems die sichere Interaktion ermöglicht.
Vergleich von Analysemodellen für Festkörpergelenke bei Längs- und Querkräften. - Ilmenau. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2021
Die Anwendung nachgiebiger Mechanismen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen mit kraft- und formschlüssigen Gelenken zahlreiche Vorteile wie z.B. die Spielfreiheit der Bewegung. Allerdings stellen die Synthese und dazugehörige Dimensionierung von Festkörpergelenken aufgrund einer Vielzahl an zu beachtenden Parametern und Abhängigkeiten weiterhin eine Herausforderung dar. Eine Möglichkeit, mit diesen komplexen Zusammenhängen umzugehen, stellt die Anwendung von Optimierungsverfahren dar. Diese erfordern zeiteffiziente und gleichzeitig genaue Analysemodelle. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Analysemodelle verglichen, die zur Berechnung der Dehnung von Festkörpergelenken mit Viertel- und Halbkreiskontur bei Längs- und Querkräften geeignet sind. Bei der Untersuchung des Standes der Technik stellt sich heraus, dass keines der bekannten Analysemodelle die Anforderungen einer genauen und gleichzeitig effizienten Analyse erfüllt. Metamodelle, die aus den Ergebnissen bestehender Analysemodelle abgeleitet werden, stellen hierbei eine vielversprechende Alternative dar. Um verschiedene Metamodelle, die in der Arbeit erstellt werden, zu vergleichen, wird zunächst ein 3D-FEM-Modell erarbeitet und eine Netzstudie durchgeführt. Anhand eines Versuchsplans erfolgen die Analysen mit dem FEM-Modell, deren Ergebnisse als Basis für unterschiedliche Metamodelle dienen. Die erstellten Metamodelle werden verglichen und das vielversprechendste dieser näher untersucht. Von den untersuchten Metamodellen weisen die künstlichen neuronalen Netze den geringsten Approximationsfehler auf. Das im Rahmen der Arbeit entstandene Metamodell benötigt zur Analyse eine um ein Vielfaches geringere Rechenzeit im Vergleich zum 3D-FEM-Modell und einem linearen FEM-Balkenmodell. Des Weiteren stellt sich im Vergleich zum FEM-Balkenmodell ein geringerer Modellfehler heraus. Aus den Ergebnissen dieser Arbeit lassen sich Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen und Arbeiten ableiten. Dazu gehören z.B. die weitere Reduzierung des Approximationsfehlers und Metamodelle zur Analyse der Dehnung für weitere Kerbgeometrien und weitere Festkörpergelenkeigenschaften.
Characterization of thin flexure hinges for precision applications based on first eigenfrequency. - In: Microactuators, microsensors and micromechanisms, (2021), S. 15-24
Flexure hinges with small cross-section heights are state of the art in numerous precision engineering applications due to their capability for smooth and repeatable motion. However, the high sensitivity to manufacturing influences represents a challenge. We propose a characterization method for flexure hinges based on the measurement of the free oscillation, to enable the consideration of manufacturing influences in the early stages of the design process. Three semi-circular flexure hinges with different cross-section heights and highly accurate geometry were investigated experimentally to compare them with three theoretical modeling approaches. The results for the three flexure hinge specimens showed small deviations to the predicted values from the models which is in agreement with the results of dimensional measurements. With each modeling approach, a deviation of the minimal notch height from the nominal value can be calculated. This value, in turn, can be used as manufacturing allowance for subsequent manufacturing of compliant mechanisms using the same manufacturing method. An exemplary compliant parallel-crank mechanism proves the applicability of the concept to compliant mechanisms with multiple flexure hinges.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-61652-6_2
Auswahl robuster Wirkprinzipien auf Basis einer Erweiterung des CPM/PDD-Ansatzes. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 1 Online-Ressource (XV, 256 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 36)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020
Ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil eines Unternehmens besteht darin, Produkte zu entwickeln, welche den Anforderungen des Kunden gerecht werden. Zu diesen Anforderungen zählt, dass Produkte während ihrer Nutzung nicht ausfallen. Statistiken zeigen allerdings, dass Ausfälle bei neu entwickelten Produkten trotz der Anwendung von Methoden zur Fehlervermeidung in der Konstruktion zunehmen. Einige Autoren sehen mangelnde Robustheit gegenüber Störgrößen als Hauptursache für die heutigen Ausfälle von Produkten. Autoren aus der Konstruktionswissenschaft geben in diesem Zusammenhang an, dass sich Einflüsse durch Störgrößen am besten mit der Auswahl von Wirkprinzipien vermeiden lassen, die invariant oder innozent gegenüber Störgrößen sind bzw. Störgrößen kompensieren. Die vorliegende Arbeit analysiert zunächst den heutigen Auswahlprozess für Wirkprinzipien. Danach wird das heutige Vorgehen zur methodischen Vermeidung von Ausfällen im Konstruktionsprozess erläutert. Darüber hinaus wird ein Konstruktionsprinzip vorgestellt, das den Einfluss von Störgrößen auf Produkte reduzieren kann. Aufbauend auf den Erkenntnissen entwickelt die vorliegende Arbeit Referenzprozesse zur Ermittlung störgrößenbedingter Fehlerursachen und zur Definition von Vermeidungsmaßnahmen für diese. Die Referenzprozesse basieren auf einer Erweiterung des CPM/PDD-Ansatzes. Aufbauend auf den Referenzprozessen entwickelt die Arbeit eine Methode, die eine Bewertung und Auswahl von Wirkprinzipien in der Konzeptphase nach ihrer Robustheit erlaubt. Es wurde nachgewiesen, dass bereits in der Konzeptphase Informationen vorliegen, die einen Robustheitsvergleich von Wirkprinzipien möglich machen. Ebenfalls wurden Kriterien aufgezeigt, die für einen Robustheitsvergleich von Wirkprinzipien in der Konzeptphase des Konstruktionsprozesses herangezogen werden können. Mit einem Anwendungsbeispiel wurde nachgewiesen, dass die neue Methode in der Lage ist, Wirkprinzipien nach ihren Robustheiten in der Konzeptphase zu bewerten und auszuwählen.
https://doi.org/10.22032/dbt.45602
Untersuchung der Absicherung von Montageprozessen am Beispiel von Produktionsanläufen in der Automobilindustrie. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 1 Online-Ressource (XIV, 188 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 35)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
Absicherungsmaßnahmen werden im Produktentwicklungsprozess zur Überprüfung bestimmter Eigenschaften und Funktionen eines Konstruktionsstands eingesetzt. So sollen mögliche Abweichungen von den Zielvorgaben frühzeitig erkannt und Erkenntnisse für die weiteren Entwicklungsschritte gewonnen werden. Die Ergebnisse der Absicherung können auch als Indikatoren für die Reife des Produkts, der Fertigungsprozesse oder des Projekts dienen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung eines Vorgehens zur Analyse von Verbesserungspotentialen in der Absicherung. Der Fokus liegt dabei auf der Absicherung der Montage. Das Vorgehen wird anhand einer Fallstudie in der Automobilentwicklung dargestellt. Kern der Untersuchung ist die Identifikation der für die Montage relevanten Produkt- und Prozesseigenschaften und die Analyse spät im Entwicklungsprozess erkannter Zielabweichungen. Diese werden hier als Indikator für Verbesserungspotentiale in der Absicherung verwendet. Für die notwendigen Analyseschritte wurden im Rahmen der Fallstudie sehr große Mengen an Informationen aus der Dokumentation abgeschlossener Produktentwicklungsprojekte verarbeitet. Daher wurde der Einsatz von Text-Mining-Werkzeugen untersucht und in das erarbeitete Vorgehen zur Identifikation von Verbesserungspotentialen integriert.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000681
Entwicklung eines Baukastensystems eines Handlingsystems für die kollaborative Industrierobotik. - Ilmenau. - 114 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) hat in letzten Jahren aufgrund der rasant fortschreitenden Produktionsautomatisierung und einhergehenden Entstehung vieler Schnittstellen zwischen menschlicher Arbeitskraft und Industrierobotern für Unternehmen stark an Bedeutung gewonnen. Eine Marktlücke besteht dabei noch in der sicheren Handhabung großer Werkstücke, wie beispielsweise KFZ-Front- und Heckschürzen. Die Bosch Rexroth AG, die bereits kollaborative Industrieroboter in ihrem Produktportfolio führt, hat daher eine Entwicklung eines Greifers angestoßen, der sich selber sowie das Werkstück während des Handhabungsprozesses gegen Kollisionen mit dem Werker absichert. In dieser wissenschaftlichen Arbeit wird ein Konzept für einen entsprechenden Greifer entwickelt. Dieser soll als Baukastensystem ausgeführt sein, um an verschiedene Werkstückdimensionen und -geometrien anpassbar zu sein. Zu Beginn findet dafür eine Einarbeitung in das Aufgabengebiet mittels Untersuchens normativer Forderungen der MRK statt. Zudem wird eine Markt- und Patentrecherche zu typverwandten Systemen angestellt. Anschließend werden mittels graphischen Forderungsplans gegebene Randbedingungen festgehalten und Ansprüche an den Greifer in einer Anforderungsliste festgehalten. Die anschließende Konzeptionierung teilt sich in Funktionssynthese, Prinzipsynthese sowie Bewertung und Auswahl auf. Die Funktionssynthese dient dem separieren der Gesamtfunktion mit Hilfe einer Funktionsstruktur in Teilfunktionen. In der Prinzipsynthese werden Lösungsprinzipe zur Erfüllung dieser Teilfunktionen aufgestellt und in Kombinationstabellen festgehalten. Die Auswahl der zu bevorzugenden Lösungsprinzipe findet durch das Gegenüberstellen in einer Bewertung statt. Das ausgewählte Gesamtprinzip wird in eine Grobgestaltung überführt sowie deren Umsetzung als Baukastensystem beschrieben. Ergebnis dieser Arbeit ist ein partiell konstruiertes Konzept eines Greiferbaukastensystems, das hohen funktionalen und wirtschaftlichen Ansprüchen genügt. Für dieses sind in Zukunft noch tiefergehende sensortechnische Betrachtungen durchzuführen und die Funktionen anhand eines Prototyps in der Praxis zu evaluieren.
Entwurf eines Maschinenkonzeptes zum Einbringen von Natriumfäden in Motorkolben. - Ilmenau. - 138 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Bei der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren kommt es unter anderem durch höhere Verbrennungstemperaturen zu einer Steigerung der thermischen Belastung von Motorkomponenten. Aufgrund dieser steigenden Belastung besteht die Notwendigkeit einer verbesserten Kühlung der Motorkolben. Ein Konzept für den Wärmeabtransport vom hochbelasteten Kolbenboden ist die Nutzung des Shaker-Effektes mit Natrium als Kühlmittel. Für die Befüllung von Bohrungen im Motorkolben mit Natrium, den Verschluss der Bohrungen und die Prüfung des Bohrungsverschlusses wurde bei der Firma HELLER Maschinen & Technologie AG eine vollautomatische Fertigungsanlage angefragt. Für ein grundlegendes Verständnis der erforderlichen Fertigungsprozesse erfolgt zunächst die Einarbeitung in die Funktionsweise des Shaker-Effektes, der Besonderheiten im Umgang mit Natrium und des erforderlichen Prozessablaufes der Anlage. Ausgehend von einem bestehenden Konzept für eine Natriumpresse der Firma Heller Maschinen & Technologie AG erfolgt die Analyse zur Verbesserung des Konzeptes. Die gefundenen Konzepte werden experimentell geprüft und bewertet, um die Prozesssicherheit bei der Herstellung der benötigten Natriumfäden gewährleisten zu können. Die Entwicklung des Gesamtanlagenkonzeptes erfolgt anhand des Konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) der TU Ilmenau. Die Leistungsfähigkeit des Gesamtkonzeptes wird anhand einer Taktzeitprüfung und einer Kostenabschätzung geprüft.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeption und dem Entwurf eines mechatronisierten Radmoduls für eine mobile Roboterplattform. Dabei sollen medizinische Kautelen beachtet werden. Zuerst werden technische Grundlagen zu Radmodulen dargelegt. Anschließend wird ein aktueller Stand der Technik der Radmodule aufgezeigt und anhand gewählter Kriterien bewertet. In Kapitel 3 ergibt sich durch die Analyse des bestehenden Systems zuerst ein grafischer Forderungsplan für die räumliche Abgrenzung. Nachfolgend wird auf Basis medizinischer Kautelen und der Produktlebenszyklen eine Anforderungsliste erstellt. In Kapitel 4 werden aufbauend auf der Gesamtfunktion die Elemente der Funktionsstruktur in einem morphologischen Kasten mit Lösungselementen abgebildet. Zur Eingrenzung des Lösungsfeldes wird unter anderem eine Anforderungsanalyse der Bewegungsmöglichkeiten einer mobilen Roboterplattform durchgeführt. Dabei werden unterschiedliche Konzepte von Radanordnungen getestet, verglichen und bewertet. Aus dem eingegrenzten Lösungsfeld werden technische Prinzipe erstellt und anhand ausgewählter Kriterien verglichen. Die Hauptkomponenten des ausgewählten technischen Prinzipes werden anschließend, in Kapitel 5, auf Basis der zu erwartenden Belastungen grobdimensioniert.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Linearführungen auf Basis von nachgiebigen Mechanismen haben sich in einer Vielzahl von Applikationen der Optik, Halbleitertechnik, Messtechnik, Medizintechnik oder Mikrofertigung etabliert. Jedoch ist ihre Gestaltung aufgrund der Vielzahl möglicher Entwurfsparameter und Anforderungen mit großen Herausforderungen verbunden. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Gestaltungsrichtlinien für nachgiebige Linearführungsmechanismen hinsichtlich üblicher Anforderungen. Ausgangspunkt ist dabei die Topologieoptimierung, welche bereits sehr erfolgreich für den Entwurf von nachgiebigen Mechanismen eingesetzt wurde. Anhand ausgewählter Fallbeispiele werden verschiedene Optimierungsansätze hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Besondere Beachtung findet dabei das MMA-Verfahren in Kombination mit dem SIMP-Ansatz für verschiedene Zielfunktionen und Restriktionen. Um die Aussagekraft der Ergebnisse zu erweitern, werden zudem weitere Fallbeispiele mit ausgewählten Topologien hinsichtlich ihres Stellweges und Steifigkeit optimiert und verglichen. Aus den Ergebnissen werden allgemeine Erkenntnisse abgeleitet, die für die Auswahl einer geeigneten Topologie innerhalb einer Gestaltungsrichtlinie genutzt werden können.
Anpassungskonstruktion eines Dreifachpendels für experimentelle Untersuchungen. - Ilmenau. - 63 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
Im Fachgebiet Regelungstechnik der TU Ilmenau wird für Experimente ein von einem Führungsschlitten angetriebenes inverses Dreifachpendel verwendet. Bei bestimmten Bewegungsmanövern werden Kollisionen zwischen den Armen beobachtet, welche das Pendel beschädigen. Um diese Kollisionen zu vermeiden, wird das Dreifachpendel konstruktiv angepasst. Die Arbeit beschäftigt sich im ersten Teil mit der Analyse des bestehenden Systems. Dazu werden zunächst die Eigenschaften der Pendelarme aufgenommen und mit den Herstellerangaben verglichen. Anschließend werden verschiedene Belastungsfälle in Verformungsversuchen untersucht. Die Messergebnisse werden mit Simulationen abgeglichen, in denen dann die Verformungsanteile der Bauteile ermittelt werden. In weiteren Simulationen werden Einflussgrößen wie die Lagerart, der Achsabstand und die Querschnittsgeometrie untersucht und Möglichkeiten für konstruktive Verbesserungen identifiziert. In der Konstruktionsphase werden Gestaltentwürfe für die einzelnen Teilelemente erarbeitet und miteinander verglichen. Schließlich werden die Teillösungen zu einem Gesamtentwurf kombiniert. Das neue Pendel weist in kritischen Lastfällen eine ca. 50% höhere Steifigkeit bei annähernd gleichem Gewicht auf.
Entwicklung von Maschinenkomponenten zur Positionierung und Aufnahme von Niederhalterwerkzeugen. - Ilmenau. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Die Entwicklung neuartiger Maschinenkonzepte ist in den letzten Jahren geprägt durch den stetigen Trend zur Automatisierung. Bei automatischen Biegemaschinen steigen zudem die Anforderungen hinsichtlich der Blechdicken, Schachtelhöhen und Prozessgeschwindigkeiten. Hierfür ist insbesondere die Positionierung und Aufnahme von Niederhalterwerkzeugen ein Kernelement. Die Analyse bestehender Maschinen und Prozessabläufe zeigt ungenutztes Entwicklungspotenzial auf. Die vorliegende Masterarbeit beinhaltet die Entwicklung von Maschinenkomponenten zur Positionierung und Aufnahme von Niederhalterwerkzeugen in automatischen Biegemaschinen. Einleitend erfolgt die Betrachtung des aktuellen Stands der Forschung und der Technik. In der Konzeptphase werden durch Analyse einer bestehenden Konstruktion die Anforderungen an das System ermittelt, sowie eine Funktionsstruktur entwickelt, aus derer sich die einzelnen Teilfunktionen ableiten. Auf Basis der ermittelten Teilfunktionen werden Lösungskonzepte erarbeitet und in einer Morphologischen Matrix zusammengestellt, aus denen drei Lösungskonzepte ausgewählt und gegenübergestellt werden. Es wird ein ausgewähltes Konzept konkretisiert und konstruiert. Dies beinhaltet die Werkzeugaufnahme und die Anpassung der Niederhalterwerkzeuge. Zudem wird ein zugehöriger Werkzeugwechsler entwickelt, der die unterschiedlichen Niederhalterwerkzeuge aufnehmen und positionieren kann. Die Konstruktion wird unterlegt durch die notwendigen Berechnungen der Maschinenkomponenten. Abschließend wird die Neuentwicklung durch einen Vergleich mit bestehenden Konstruktionen evaluiert.
Entwicklung eines Prüfstandes zum Test eines Rear Pressure Bulkheads aus thermoplastischem CFK. - Ilmenau. - 216 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020
Massereduktion ist eines der probatesten Mittel, um die ökonomische Effizienz von Verkehrsflugzeugen zu steigern und deren Schadstoffausstoß zu senken. Aufgrund dessen findet im Flugzeugbau eine zunehmende Substitution der Aluminiumbauteile durch CFK-Bauteile statt. Faserverbundkunststoffe mit thermoplastischer Matrix ermöglichen dabei Fertigungsverfahren, die Potential für eine Reduktion der Produktionskosten gegenüber den duroplastischen Bauteilen bergen. Aus diesen Gründen entwickelt Premium AEROTEC ein neues Druckschott für den Abschluss der Druckkabine der Airbus A320-Familie aus thermoplastischem CFK. In dieser Arbeit wird ein Prüfstand für Statik- und Ermüdungsversuche an diesem Druckschott entwickelt und konstruiert. Im Test findet eine Belastung des Prüflings durch Luftüberdruck auf der Seite der Druckkabine statt. Hierzu werden zu Beginn die Anforderungen analysiert. Anschließend findet eine Aufteilung der Gesamtaufgabe in Teilfunktionen statt. Diese beinhalten die Dummy-Rumpfstruktur, deren Ausrichtung, sowie deren Verschluss, die Befestigung des Verschlusses an der Dummy-Rumpfstruktur, Zugangsmöglichkeiten von beiden Seiten des Druckschotts für Inspektionen und die Befüllung der Druckkammer. Für diese werden Teilkonzepte entwickelt und bewertet. Die Bewertungen finden anhand ausgewählter Kriterien statt. Dabei stehen die Kosten, die Benutzerfreundlichkeit und die Fehleranfälligkeit des Testaufbaus im Vordergrund. Ein Gesamtkonzept, dass sich aus den Teilkonzepten zusammensetzt, wird anhand der Bewertungen ausgewählt. Basierend darauf findet die Erarbeitung, Bewertung und Auswahl von Gestaltvarianten statt. Es erfolgt eine Modellierung im 3D-CAD. Weiterer Bestandteil der Arbeit sind Vorschläge für die Positionierung und Auswahl von Prüfmitteln. Dabei wird der Einsatz von Dehnungsmessstreifen, faseroptischen Messmitteln und dem Bildkorrelationsverfahren beleuchtet. Es folgt eine Abschätzung der erzielbaren Messgenauigkeit. Abschließend findet eine letzte Kontrolle der Anforderungserfüllungen statt. Zuletzt wird ein Fazit gezogen und ein Ausblick auf ausstehende Arbeitsschritte gegeben.
Konzeption und Konstruktion eines universellen Montagekonzeptes mit Mensch-Roboter-Kollaboration. - Ilmenau. - 160 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Viele Unternehmen stehen unter einem steigenden internationalen Wettbewerbsdruck. Dabei stellen die Ansprüche der Kunden nach individualisierten Produkten zu vergleichbaren Kosten wie standardisierte Massenprodukte, die Unternehmen vor große Herausforderungen. Daher wird ein System gesucht, welches eine wirtschaftliche Produktion bei bestehender Individualität ermöglicht. Dies könnte durch eine gezielte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter erreicht werden, die die beidseitigen Vorteile in einem hybriden Produktionssystem als Mensch-Roboter-Arbeitsplatz vereint. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Produktionssystems für die Montage durch Interaktion zwischen Mensch und 6-Achs-Roboter. Auf Grundlage der Maschinen- und Robotersicherheit werden neue Sicherheitskonzepte zur Mensch-Roboter-Interaktion entwickelt. Dabei wird ein neu entwickeltes und noch nicht zertifiziertes 3D-Kamerasystem zur Erfassung bewegter Objekt im Raum in das Sicherheitskonzept integriert. Anhand eines konkreten Fallbeispiels zur Montage eines Steckereinsatzes wird ein Mensch-Roboter-Montageplatz konzipiert und ein zugehöriges Sicherheitskonzept erstellt. Hierzu wird das Produkt analysiert, ein Montageablauf festgelegt sowie ein geeigneter Interaktionsgrad zwischen Mensch und Roboter ermittelt. Für den Mensch-Roboter-Montageplatz werden Komponenten empfohlen und in einer grafischen Entwurfsskizze konkretisiert. Abschließend wird das Sicherheitskonzept validiert.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Nachgiebige Mechanismen besitzen aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften ein großes Anwendungspotenzial in Bereichen der Robotik, Präzisionstechnik, Messtechnik, Medizintechnik sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik. Der Bedarf an Entwurfswerkzeugen für nachgiebige Mechanismen hat zur Entwicklung von Entwurfsmethoden geführt, die sich häufig auf die Gestaltung der nachgiebigen Gelenke konzentrieren. Bedingt durch die Komplexität der Zusammenhänge werden die Gestaltung der Glieder und deren Einfluss auf die Größe des Mechanismus, die Kollisionsvermeidung, den Bewegungsbereich oder die Herstellbarkeit meist vernachlässigt. Die vorliegende Masterarbeit strebt die Entwicklung von Analysewerkzeugen und Lösungsmustern an, die den computerunterstützen Entwurf der Glieder in einem nachgiebigen Mechanismus ermöglichen. Basierend auf dem kinematischen Verhalten eines Starrkörpermodells sowie gegeben Abmessungen für nachgiebige Gelenke werden Softwarekomponenten entwickelt, um den zu Verfügung stehenden Bauraum für die Gliedgestaltung zu bestimmen. Durch die Berücksichtigung der Relativbewegungen zwischen den Mechanismenelementen sowie weiteren Bauteilen werden dabei Kollisionen vermieden. Die erstellten Softwarekomponenten können als Teilsystem für die Gestaltung und Optimierung eines nachgiebigen Mechanismus eingesetzt werden. Der ermittelte Bauraum für die Gestaltung der einzelnen Glieder kann als Ausgangspunkt für die Anwendung von Entwurfsmustern oder zur Topologieoptimierung dienen. Hierzu werden mögliche Prozessabläufe beschrieben und das Anwendungspotenzial der erstellten Softwarekomponenten abgeschätzt. Abschließend werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst und Potenziale für weitere Untersuchungen aufgezeigt.
Konstruktion einer prototypischen Maschine zur Unwuchtbestimmung rotierender Körper in vertikaler Lage. - Ilmenau. - 121 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten ist ein prototypischer Versuchsstand zu entwickeln, mit dem die Unwucht von Rotoren in vertikaler Lage bestimmt werden kann. Hierbei liegt der Fokus auf der Unwuchtmessung von Werkzeughalter SK 40 nach DIN ISO 69871. Die Maschine soll zudem über die Funktion verfügen, auch Rotoren anderer Geometrie auf Ihre Unwucht zu prüfen. Die Basis der Konstruktion bildet dabei das Einarbeiten in die Thematik der Auswuchttechnik, umfangreiche Recherchen zum Stand der Technik, der aktuellen Patentsituation und der Marktsituation im Bereich der Auswuchttechnik. Des Weiteren soll die Konstruktion in einer Mehrkörpersimulation auf ihre Funktion validiert und die Materialkosten unter Zuhilfenahme eines geeigneten ökonomischen Verfahrens kalkuliert werden. Die Ergebnisse dieser Masterarbeit sollen zudem zur Entscheidungsfindung der an den Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten beteiligten Unternehmen beitragen, ob eine Weiterentwicklung des Versuchstandes bis zur Marktreife anzustreben ist.
Smartphone as a stand-alone device for rendering, visualization and tracking for use during product development in virtual reality (VR). - In: ASME digital collection, (2019), DETC2019-97173, V001T02A079, 10 pages
https://doi.org/10.1115/DETC2019-97173
Toolbox for user-centered specification of VR systems. - In: ASME digital collection, (2019), DETC2019-97340, V001T02A053, 11 pages
https://doi.org/10.1115/DETC2019-97340
Konstruktionsrichtlinien für die additive Fertigung von Betriebsmitteln für den Fahrzeugbau. - Ilmenau. - 102 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der konstruktiven Optimierung von Betriebsmitteln für den Fahrzeugbau in Hinblick auf generative Fertigungsverfahren. Ziel ist es, die Konstruktion dieser Betriebsmittel innerhalb der Daimler AG soweit zu optimieren, dass die Vorteile und Möglichkeiten die eine additive Fertigung im Vergleich zur subtraktiven Herstellung bietet, zu nutzen. Aus einer exemplarischen Vorauswahl werden auf Grundlage einer Bewertungsmatrix die Betriebsmittel bestimmt, die das größte Potenzial für eine Optimierung unter Berücksichtigung von Kriterien wie Stückzahl, Konstruktionsaufwand, Herstellungszeit und Materialaufwand aufweisen. Eine Ist-Analyse der repräsentativen Bauteile ermöglicht hierbei, Anforderungen an die Neukonzeption der Betriebsmittel abzuleiten. Auf Basis dieser Anforderungsliste werden denkbare Lösungsideen erarbeitet und in einer Kombinationstabelle verglichen. Eine Patent- und Literaturrecherche unterstützt bei der Auswahl geeigneter additiver Verfahren für die Betriebsmittelherstellung und zeigt deren Grenzen und Potenziale auf, die bei der Konstruktion zu berücksichtigen sind. Darauf aufbauend werden verschiedene Konzepte zur Realisierung der Problemstellung erarbeitet und gegenübergestellt. Das vielversprechenste Konzept wird in Hinblick auf die Zielsetzung konkretisiert und gestützt durch Berechnungen und Topologieoptimierung auskonstruiert. Nach der Herstellung erfolgt ein abschließender Vergleich der Neukonstruktion mit dem bisherigen Betriebsmittel, um die Optimierungmaßnahmen zu bewerten und einzuordnen. Das Ziel der Arbeit ist somit die Erarbeitung von Konstruktionsrichtlinien, die zur Unterstützung und Effizienzsteigerung der Konstrukteure dienen und zugleich die Nachhaltigkeit durch Material- und Kosteneinsparungen steigern.
Entwurf einer Testeinrichtung zur automatisierten Prüfung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer minimalinvasiver chirurgischer Instrumente. - Ilmenau. - 112 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Das Ziel dieser Masterarbeit ist der Entwurf einer Testeinrichtung zur automatisierten Prüfung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer minimalinvasiver chirurgischer Instrumente. Hierfür wurde eine Einführung in die Thematik gegeben und die Aufgabenstellung präzisiert. Nach der Problemstellung wurde der Stand der Technik ermittelt, der eine Patent- und Normenrecherche umfasst. Im Weiteren wurden Testszenarien zur Simulation der Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Instrumente erstellt. Auf dieser Grundlage wurde eine systematische Anforderungsanalyse mit resultierendem Anforderungskatalog angefertigt. Daraus folgt eine Entwurfsphase durch das Erarbeiten eines Lösungsfeldes. Vier Lösungskonzepte wurden durch einen morphologischen Kasten näher untersucht. Mithilfe einer Bewertungsmatrix wurden diese Konzepte nach verschiedenen Kriterien eingeordnet. Die Systemkomponenten des ausgewählten Konzepts wurden ausgelegt und dimensioniert. Abschließend wurde das Konzept in dem CAD-Programm Creo Parametric realisiert.
Modellbasierter Systems Engineering Ansatz zur effizienten Aufbereitung von VR-Szenen. - In: Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019, Band 2, (2019), S. 309-321
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-369285
15 Jahre Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek. - In: Tagungsband 13. Kolloquium Getriebetechnik, (2019), S. 3-18
The reuse of SysML behaviour models for creating product use cases in virtual reality. - In: Proceedings of the Design Society, ISSN 2220-4342, Bd. 1 (2019), 1, S. 2021-2030
An early evaluation of a product along with the consideration of life phase specific actor(s) and environment(s) can help greatly to gain an understanding of the product's behaviour and interactions. Virtual Reality (VR) can help designers to examine later life situations of a product by means of use case scenarios. However, preparing a VR-scene is still a time-consuming and cumbersome task. A model based approach that uses behaviour models of SysML to describe a VR-scene can reduce the preparation efforts. Such an approach is helpful if it allows the reuse of already described VR-scenes or their contents. This paper talks about the reusability of SysML behaviour models that constitute a VR-scene. This reusability can only be achieved by the generic definition of model interfaces. Therefore, a new modelling approach is presented to facilitate the reuse of SysML behaviour models to form different use cases of a product in VR. This approach also talks about the interface definitions and the management of variants of SysML models. The presented approach is elaborated by an example model that contains variants and uses instances to build different use cases.
https://doi.org/10.1017/dsi.2019.208
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Die Anzahl von Servicerobotern in Haushalten nimmt stetig zu. Dazu gehören auch Staubsaugroboter. Sie unterstützen die Nutzer bei der regelmäßigen Bodenpflege, indem die Wohnungsflächen autonom gesaugt werden. Das mögliche Fassungsvermögen für den Staub und Grobschmutz ist aber begrenzt, da die Roboter auch klein genug sein müssen, um sowohl unter als auch zwischen Möbeln noch gut navigieren zu können. Die Folge ist, dass die Geräte regelmäßig vom Nutzer geleert werden müssen. Im Rahmen dieser Bachelor Arbeit werden deshalb Komponenten für einen Prototypen einer automatischen Entleerungsstation entwickelt. Dafür wird der aktuelle Stand der Technik untersucht. Es wird festgestellt welche kommerziellen Systeme auf dem Markt bereits existieren und welche Patente für Reinigungsroboter mit Entleerungsfunktion bereits bestehen. Da die meisten kommerziellen Systeme auf eine Entleerung über die Ansaugöffnung des Roboters zurückgreifen, werden in einem eigenen Versuchsaufbau die Eigenschaften einer solchen Lösung untersucht. Um das Konzept für die Entleerungsfunktion aufzustellen, werden mögliche technische Prinzipe erarbeitet und bewertet. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Prinzip ausgewählt und in CAD entworfen.
Develepment of a vacuum table for the production of plastic accessories for welded Stand Up Paddleboards. - Ilmenau. - 55 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
In der exponentiell wachsenden Industrie des Stand Up Paddleboardings, sind die aufblasbaren SUP-Boards eines der am schnellsten wachsenden Produkte. Durch die Möglichkeit diese zu falten und möglichst klein zu verpacken und ihr geringes Gewicht, sind diese Bretter sehr attraktiv für den Endkunden. Die Qualität dieser Bretter schwankt zwischen den verschiedenen Herstellern, wovon die Mehrheit sich in China befindet. Dies reduziert die Herstellungs- und Gemeinkosten der Bretter, reduziert aber die Qualität des Produktes, aufgrund der geringen Aunforderungen im Vergleich zu Deutschland. Zu den größten Schwierigkeiten gehört unter anderem die Lebensdauer des Klebstoffes, mit welchem die Bretter zusammengebaut werden. Er ist giftig in großen Mengen und seine Lebensdauer verkürzt sich bis zu nur zwei Jahren durch Sonnenbestrahlung, hohe Temperaturen und verlängertem Kontakt mit Salzwasser. Um diese Schwäche zu kompensieren hat Starboard das Schweißen von Kunststofflaminaten bei der Herstellung von aufblasbaren Brettern eingeführt. Diese mechanische Verbindung der Komponenten verlängert die Lebensdauer der Bretter und sorgt dafür, dass diese genauso lang haltbar sind wie die verwendeten Materialien und erhöht ihre Gesamtqualität. Eine Weiterentwicklung dieses Prozesses involviert die Einführung von Hochfrequenz-Schweißen. Hierfür ist eine Abstützung der Fügeteile notwendig, um die auftrettenden Käften ufzunehmen. Diese Abstützungen müssen die Form und Kontur der diversen Brettern aufweisen, was ihre Herstellungskomplexität wesentlich erhöht. Es wurde entschieden diese mittels eines Vakuumtisches zu produzieren. Die Hauptaufgabe dieser Masterarbeit ist die Entwicklung einer voll funktionstüchtigen Fertigungsanlage für diesen Prozess.
Konzeptuntersuchungen und Entwurf eines Systems für die Vorrotation eines Gyrokopters. - Ilmenau. - 84 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Ein Tragschrauber ist ein Ultraleichtfluggerät, das seinen Auftrieb mit Hilfe eines Rotors erzeugt. Im Gegensatz zu einem Hubschrauber wird der Rotor nicht von einem Motor angetrieben, sondern von der durchströmenden Luft als Folge der Vorwärtsbewegung des Flugzeugs (Autorotation). Um die erforderliche Länge der Startbahn zu reduzieren, kann der Rotor vor dem Start für kurze Zeit angetrieben werden. Dieser Vorgang wird als Vorrotation bezeichnet. Im "Rotorvox C2A" der "GGC GmbH" existiert bereits ein hydraulisches Vorrotationssystem, welches den Rotor auf eine Drehzahl von 200 U/min beschleunigen kann, aber dieses System ist fehleranfällig. Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Konstruktion eines neuen Vorrotationssystems. Dabei sollen Stillstandszeiten reduziert und die Wartungsintervalle verlängert werden. Zusätzlich soll die maximale Drehzahl auf 250 U/min erhöht werden. Zunächst werden einige allgemeine Berechnungen des Drehmoments, welches zum Antreiben des Rotors erforderlich ist, durchgeführt. Anschließend wird das bestehende System und insbesondere die Vor- und Nachteile analysiert. Mit Hilfe dieser Informationen werden drei Konzepte (ein elektrisches System, ein hydraulisches System und ein mechanisches System) zur Umsetzung der Vorrotation entwickelt. Basierend auf technischen und wirtschaftlichen Faktoren werden diese Konzepte untereinander verglichen. Anschließend wird die am besten bewertete Lösung umgesetzt und dafür notwendige Berechnungen angestellt. Abschließend wird ein 3D-Modell der Baugruppe erstellt, aus dem ein Technischer Entwurf des Systems abgeleitet wird.
Entwicklung einer Heckklappe für Notarzteinsatzfahrzeuge. - Ilmenau. - 97 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
In einigen Notarzt-Einsatzfahrzeugen, auf Basis von Kastenwagen, werden Fahrzeuge mit einer Heckklappe eingesetzt. Diese dient als Wetterschutz für das Rettungsdienstpersonal sowie für die medizinische Ausrüstung. Bei Fahrzeugen wie dem Mercedes-Benz Vito oder dem Volkswagen T6 gibt es in serienmäßiger Ausführung mit Heckklappe. Jedoch werden Notarzt-Einsatzfahrzeuge auch auf Basis des Mercedes-Benz Sprinters aufgebaut, für diesen Fahrzeugtyp gibt es keine serienmäßige Heckklappe. Bei der Firma BINZ Ambulance- und Umwelttechnik GmbH wurde daher für die alte Baumusterreihe des Mercedes-Benz Sprinters 906 eine nachrüstbare Heckklappe entwickelt. In dieser Arbeit wird die bestehende Lösung auf die neue Baumusterreihe des Mercedes-Benz Sprinters 907 angepasst. Zudem werden einige firmeninterne Verbesserungswünsche eingearbeitet. Neben der Verwendung der Heckklappe in Einsatzfahrzeugen soll die angepasste Konstruktion der Heckklappe in das Aufbauhersteller-Portal von Mercedes-Benz aufgenommen werden. Dadurch kann sich ein weiterer Vertriebsweg, u. a. für Privatpersonen, etablieren. Für die Konstruktion der Heckklappe werden die Teilsysteme Führungsgetriebe, Hochstellmechanismus sowie Verschlusssystem analysiert und für die einzelnen Teilsysteme geeignete Funktionsprinzipe ausgewählt. Anschließend werden den Funktionsprinzipe entsprechende Baugruppen konstruiert bzw. verwendbare Produkte von Zulieferern ausgewählt. Aufgrund der Komplexität der Konturen der Fahrzeugkarosserie und der Anforderungen an das Führungsgetriebe kann hier nicht auf eine bestehende Lösung zurückgegriffen werden. Aus diesem Grund wird ein entsprechendes Führungsgetriebe synthetisiert. Diese Maßsynthese erfolgt mit der Methode der Zwei-Lagen-Synthese sowie der modularen Analyse ebener Gelenkgetriebe mit Dreh- und Schubgelenken nach der VDI-Richtlinie 2729. Anschließend wird, auf Basis der Maßsynthese, ein Prototyp des Führungsgetriebes konstruiert. Diese Konstruktion wird mit einer Belastungsanalyse mithilfe des CAD-Programms Autodesk Inventor 2020 auf das Auftreten eines Bruchfalls geprüft.
Erstellung eines Matlab/Simulink-Programms zur Vorauslegung einer bedarfsgerechten Steuerung des Kühlerlüfters eines Kraftfahrzeuges. - Ilmenau. - 69 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
In dieser Arbeit wird ein Lüftermodel eines Kraftfahrzeugs mithilfe von Matlab Simulink erstellt und validiert. Bei der Umsetzung der Modellierung mussten Funktionsblöcke zur Nachbildung der Funktionen im Steuergerät entwickelt werden. Außerdem wurde die große Anzahl an verschiedenen Fahrzeugvarianten mittels einer Softwarelösung bewältigt. Es wurde eine Strategie für die Etablierung einer virtuellen Produktentwicklung entworfen und näher betrachtet. Beispielsweise wurde das Potenzial von KNN (Künstlichen Neuronalen Netzen) für die Entwickelung der Lüfterapplikation beleuchtet. Über einen Austausch mit anderen Fachabteilungen wurde eine Plattform gefunden CUBA (ein Matlab basiertes Applikationsprogramm) mit dessen Hilfe das geschaffene Simulationsnetzwerk für die Entwicklung genutzt werden kann in einem MDL (Model in the Loop) verfahren. Diese Plattform bietet eine Reihe an benötigten Schnittstellen und erleichtert dadurch den Einstieg in die virtuelle Entwicklung. Auf CUBA aufbauend wurden zwei neue Funktionalitäten entwickelt, die den Entwicklungsprozess erweitern. Zum einen ein Panel zum Modulieren der Eingangssignale, damit kann die Reaktion eines Modells getestet werden, ohne dass dieser spezielle Fall im Prüfstand gemessen wird, oder kleine Anpassungen der Messdaten können die Messung einer ähnlichen Modellvariante erübrigen. Zum anderen die Sensitivitätsanalyse, zur Bewertung des Modells, zur Erleichterung der Arbeit des Applikationsingenieurs durch mehr Transparenz des Modells, sowie als erster Schritt zur Etablierung weiterer Maßnahmen auf dem Weg zu einer umfassenden virtuellen Produktentwicklung. Angewandt wurde eine globale Sensitivitätsanalyse nach der Morris Methode, wo die elementaren Effekte eines jeden Eingangssignals errechnet werden. Eine Vielzahl verschiedener Strategien zur Generierung der Stichproben wurden ebenfalls in die Applikation integriert.
THEDI - the first online editor for the IFToMM dictionary. - In: Advances in mechanism and machine science, (2019), S. 3511-3519
Patents from the age of Prussian industrialization revived. - In: Advances in mechanism and machine science, (2019), S. 1223-1232
Synthesis method for compliant mechanisms of high-precision and large-stroke by use of individually shaped power function flexure hinges. - In: Advances in mechanism and machine science, (2019), S. 1569-1578
Optimization-based approach to the embodiment design of compliant mechanisms with different flexure hinges. - In: Advances in mechanism and machine science, (2019), S. 1579-1588
Compliant mechanisms for ultra-precise applications. - In: Interdisciplinary applications of kinematics, (2019), S. 249-256
This paper reports about enhanced compliant mechanisms with flexure hinge based on new analytic and/or FEM models that have been manufactured by state of the art wire EDM technology. Experimental proofs at test benches, equipped with ultra-precise interferometer based length and angular measurement systems, show first time the residual deviation to the intended path of motion with a resolution of nanometers/arc seconds. Theoretically determined and measured data are in good correlation. Repeatability limitations are rather more given by the residual noise of the overall test arrangement and mainly not by the mechanism itself.
Konzeption und Umsetzung einer halbautomatischen Prüfvorrichtung für Leckageprüfgeräte. - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
In dieser Arbeit wird eine teilautomatisierte Prüfvorrichtung für Leckageprüfgeräte entwickelt. Die Leckageprüfgeräte für Gas- und Wasserinstallationen sollen nach der Montage auf Dichtheit überprüft, kalibriert und justiert werden. Aktuell wird dies manuell durchgeführt. Dies soll nun mit einer teilautomatisierten Prüfvorrichtung umgesetzt werden. Es sollen einzelne Geräte sowie auch mehrere Geräte gleichzeitig geprüft werden. Dazu sind das Halten der Leckageprüfgeräte, das Verbinden der elektrischen und pneumatischen Abschlüsse sowie das Verteilen der Druckluft an die verschiedenen Anschlüsse der Prüfgeräte nötig. Änderungen der Umgebungsbedingungen dürfen den Prüfprozess nicht beeinflussen. Thema dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung dieser Vorrichtung. Dabei wird nach Methode des konstruktiven Entwicklungsprozesses vorgegangen. Zuerst wird die Aufgabenstellung präzisiert. Dazu wird eine Anforderungsliste erstellt und die Gesamtfunktion aufgestellt. Anschließend werden bei der Funktionssynthese die Teilfunktionen bestimmt. Zu diesen Teilfunktion werden in der Prinzipsynthese Lösungsprinzipe gefunden, verglichen und bewertet. Die ausgewählten Teilprinzipe werden zum Gesamtprinzip vereint. Dieses wird konkretisiert und in einem Technischen Entwurf umgesetzt. Der Entwurf wird detailliert und dokumentiert. Dazu werden die Stückliste und Einzelteilzeichnungen angefertigt. Anschließend wird eine Teilbaugruppe aufgebaut und getestet.
Technisches Zeichnen : Grundwissen für Studenten der Elektronik, Elektrotechnik, Feinwerktechnik und Mechatronik : Anhang. - In: Grundlagen der Konstruktion, (2018), S. 267-315
https://doi.org/10.3139/9783446455696.012
An approach for building product use-case scenarios in different virtual reality systems. - In: ASME digital collection, (2018), DETC2018-85223, V01BT02A047, 9 pages
During the product development process, it is of great importance to consider the later life phase situations of a product. This includes the interaction of the product with its environment and the human actor(s) in its different life phases. Therefore, an early evaluation of a product and its later life phase interactions are of great value. Virtual Reality (VR) technology is seen as very important at this point, as it can help the designer to realize the later life phase situations of a product inside VR. However, the preparation of VR-scenes remains a difficult task, as it requires a great amount of time and effort. Furthermore, the current methods for the preparation of such scenes offer very limited reusability. This paper will focus on an existing method that uses Model Based Systems Engineering (MBSE) to describe the VR-scene for a CAVE-type VR-system. This method will be further extended and an improvement to the existing modeling approach will be presented to achieve a faster simulation in VR and reusability of VR-scenes. Furthermore, a detailed comparison of the conventional and the new approach will be presented. The new approach enables a faster simulation that will be validated by comparing the execution speed of both approaches under the modeling approach section. The reusability perspective of the prepared VR-scene will also be discussed. A Head Mounted Display (HMD), in comparison with CAVE type VR-systems, offers a cost reduction in the use of VR technology. This paper will also provide the idea for achieving a simulation in HMD while using the same MBSE-approach used for CAVE type VR-systems. The flow of information for simulation in HMD and the idea of implementation will be presented in detail.
https://doi.org/10.1115/DETC2018-85223
Entwicklung einer Dreheinrichtung für Pakete mit variablen Größen. - Ilmenau. - 205 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Für die Entwicklung von Anlagen zur automatisierten Verpackung und Palettierung von Paketen ist die Verringerung der Taktzeiten eins der zentralen Konstruktionsziele. Bei der Verwendung von Industrierobotern werden hierzu Einrichtungen vorgesehen, die die Orientierung von unpassend ausgerichteten Paketen vor dem Greifen ändern. Je nach Größe und Gewicht der Pakete kommt es dabei zu Abweichungen von der angestrebten Positionierbewegung. Aufgrund neuer Produktionsanforderungen sowie zur Erhöhung der Taktzeiten und Prozesssicherheit, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Dreheinrichtung der KOCH Industrieanlagen GmbH neu- bzw. weiterentwickelt. Zu Beginn wird das bestehende System beschrieben und eine Problembetrachtung durchgeführt. Dabei finden neben der eigentlichen Dreheinrichtung auch die vorangestellte Paketausrichtung, Fördertechnik und Sensorik Beachtung. In der Konzeptphase werden verschiedene Ansätze zur Umsetzung dieser einzelnen Teilfunktionen entwickelt, verglichen und bewertet. Im späteren Verlauf der Arbeit wird sich auf die Entwicklung der eigentlichen Dreheinrichtung konzentriert. Die Entwicklung beginnt mit der Auswahl einer Antriebseinheit, welche die Drehung umsetzen wird. Aufbauend auf dieser Antriebseinheit wird ein CAD-Modell erstellt, mit dem die Drehbewegung umgesetzt wird. Um die Dreheinrichtung flexibel für verschiedene Anwendungsfälle nutzen zu können, werden Varianten der Dreheinrichtung ebenfalls konstruktiv entwickelt. Ergänzend zu den Modellen werden zudem die nötigen elektrischen Schaltpläne und das Steuerungsprogramm entwickelt. Diese werden zur Einbindung der Dreheinrichtung in bestehende Anlagen mit einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) benötigt.
Softwarekomponenten zur automatisierten Erzeugung von CAD-Modellen für die Analyse nachgiebiger Mechanismen. - Ilmenau. - 63 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Nachgiebige Mechanismen mit prismatischen Festkörpergelenken und konzentrierter Nachgiebigkeit besitzen ein großes Potenzial für Anwendungen in der Präzisionstechnik, Messtechnik und Robotik. Zu ihren vorteilhaften Eigenschaften gehören beispielsweise die hohe Präzision durch die Spielfreiheit der Gelenke, die Vermeidung von Oberflächenreibungseffekten und Schmierstoffen, die Möglichkeit zu Miniaturisierung sowie die Reduzierung des Montageaufwandes. Ein bedeutender Nachteil nachgiebiger Mechanismen ist die aufwendige Dimensionierung. Die Bewertung des Bewegungsverhaltens und der Kollisionsfreiheit von Mechanismenteilen erfordert die Erzeugung eines Gestaltentwurfes. Da keine CAD-Anwendungen für die automatisierte Gestaltung von nachgiebigen Mechanismen existieren, muss die Bauteilkontur stets manuell durch Geometrieelemente modelliert werden. Insbesondere für Parameterstudien oder Optimierungen ist dies aufgrund der hohen Anzahl von nötigen Gestaltentwürfen mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Die vorliegende Arbeit stellt Softwarekomponenten vor, die für die teilautomatisierte Erzeugung von CAD-Modellen für nachgiebige Mechanismen geeignet sind. Auf Basis der Eingabe von Gelenkpositionen, -orientierungen und -abmessungen sowie der Mechanismenstruktur werden automatisiert Verbindungselemente gestaltet. Der erzeugte Gestaltentwurf kann dabei im STEP-Format gespeichert werden. Zur Erzeugung der Softwarekomponenten werden zunächst Möglichkeiten der CAD-Automatisierung verglichen und eine ausgewählt. Es werden verschiedene Varianten der Verbindung von mehreren nachgiebigen Gelenken untersucht und umgesetzt. Zudem wird eine Möglichkeit aufgezeigt und umgesetzt, wie bereits belegter Bauraum im Entwurf der Verbindungselemente berücksichtigt werden kann.
Automatisierte Generierung von Verbaureihenfolgen für die Montageplanung unter Berücksichtigung der Aspekte Werkstruktur und Variantenvielfalt. - Ilmenau. - 144 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Die Automobilindustrie befindet sich, bedingt durch Megatrends wie der Globalisierung, Elektromobilität und Automatisierung, im Umbruch. Von den Kunden wird eine steigende Individualisierung der Fahrzeuge erwartet. Durch die Veränderungen und die Wünsche der Kunden steigt die Variantenvielfalt und sinkt die Produktlebenszeit der Fahrzeuge. Als Folge dieser Vorgänge reduziert sich der Zeitraum des Produktentwicklungsprozesses. Dies betrifft auch die Montageplanung als Bindeglied zwischen Entwicklung und Produktion. Um die Verkürzung in der Realität darstellen zu können, ist in den betroffenen Ressorts ein umfangreicher Optimierungsbedarf gegeben. Insbesondere im Bereich der Verbaureihenfolgenplanung ist das Verbesserungspotential hoch. Ein Faktor, um dieses Potential nutzen zu können, ist, die Verbaureihenfolge möglichst früh im Entwicklungsprozess zu bilden und damit die Montagefähigkeit zu überprüfen. Eine bestehende Methode, die in mehreren wissenschaftlichen Arbeiten entwickelt wurde, ermöglicht die automatische Generierung von Verbaureihenfolgen, sobald das Fahrzeug in Form eines digitalen Prototyps existiert. Durch die Analyse von Bauteilrelationen und die Anwendung verschiedener Regeln werden resultierende Vorrangsbeziehungen zwischen den Bauteilen gebildet. Basierend auf diesen Vorrangsbeziehungen wird eine mögliche Reihenfolge erzeugt. Die vorliegende Arbeit legt den Fokus auf die Einbeziehung der Werkstruktur unter Beachtung der Variantenvielfalt in die Verbaureihenfolgenbildung. Hierzu werden zunächst die Bauteile abhängig von ihrem Lagebereich im Fahrzeug automatisch identifiziert und resultierende bauteilbezogene Anforderungen an die Werkstruktur abgeleitet. Darauffolgend wird die Montagestruktur hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Restriktionen analysiert. Abschließend werden die Ergebnisse beider Analysen zusammengeführt und genutzt, um die Werkstruktur in der Verbaureihenfolgenbildung zu berücksichtigen.
Systemanalyse einer automatisierten Biegemaschine für die konstruktive Weiterentwicklung. - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Die Konstruktion von automatisierten Biegemaschinen erfordert tiefgehende Kenntnisse des angewendeten Umformverfahrens sowie des Sondermaschinenbaus. In der Bystronic Maschinenbau GmbH basieren Entscheidungen hierbei in vielen Fällen auf Erfahrungswerten aus der vorangegangenen Entwicklung von Biegemaschinen. Die Beteiligung externer Konstruktionsdienstleister sowie eine unvollständige Dokumentation erschweren dabei den Erhalt und die Weitergabe der nötigen Fachkenntnisse. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Systemanalyse einer bestehenden Biegemaschine als Grundlage für die konstruktive Weiterentwicklung. Einleitend erfolgt eine Betrachtung des aktuellen Stands der Forschung und der Technik. Nachfolgend werden die Funktionen der einzelnen Baugruppen mithilfe von CAD-Modellen, Prinzipskizzen sowie Berechnungsformeln erläutert. Für die Bewegungsanalyse der Biegewange wird ein Starrkörpermodell entwickelt. Auf Basis des Starrkörpermodells erfolgt die Untersuchung der einzelnen Antriebsbewegungen und Betriebskräfte. Als Grundlage für die nachstehenden Betrachtungen zur Bauteilauslegung dient die ermittelte Biegekraft. Zur Berechnung der benötigten Biegekraft werden drei Berechnungsansätze vorgestellt und verglichen. Für die Aufbereitung der Systemanalyse wird der CPM/PDD-Ansatz verwendet. Die Ergebnisse werden dargestellt und in einen Berechnungsleitfaden eingearbeitet. Abschließend wird die Biegemaschine mit Biegemaschinen anderer Hersteller verglichen und die verwendete Biegetechnologie dem Schwenk- und dem Gesenkbiegen gegenübergestellt.
Konzeption und Entwicklung einer Direktanschlussstation für Unter- und Überflurhydranten im Bereich Feuerschutz. - Ilmenau. - 137 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Die vorliegende Bachelorarbeit beschreibt die "Konzeption und Entwicklung einer Direktanschlussstation für Unter- und Überflurhydranten im Bereich Feuerschutz". Die Aufgabe des Systems ist die Wasserbereitstellung für die Feuerwehr in einem Brandfall. Zu Beginn dieser Arbeit wird der aktuelle Stand der Anlagentechnik und die Aufgabenstellung analysiert. Daraufhin werden Konzeptideen in Anlehnung an einzuhaltende Normen entwickelt und in einer Kombinationstabelle aufgelistet. Anhand dieser werden drei Technische Prinzipien ausgestaltet. Der Fokus liegt dabei auf der hygienisch sicheren Trennung, mittels einer Direktanschlussstation von der unmittelbar angeschlossenen Trinkwasserleitung sowie auf der Auswirkung auf die Umwelt. Die Auswahl des konstruktiv weiter ausgestalteten Prinzips wird anhand festgelegter Kriterien getroffen. Dieses wird, unter Einbeziehung von Herstellungsverfahren und für die Trinkwasserinstallation verwendbarer Materialien, weiter konkretisiert. Im Anschluss wird ein Technischer Entwurf erstellt. Im Hinblick auf die Absicherung des Trinkwassers wird die Direktanschlussstation einer Funktionsprüfung unterzogen und es wird eine Druckverlustermittlung durchgeführt. Dabei ist festzustellen, dass die Ergebnisse eine Verbesserung zu dem bisherigen Stand der Technik darstellen. Dennoch besteht Potenzial für weitere konstruktive Verbesserungen der Direktanschlussstation, die anschließend skizziert werden.
Anwendung von Optimierungsverfahren für die Dimensionierung von Festkörpergelenken. - Ilmenau. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Die Nutzung nachgiebiger Mechanismen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen mit kraft- oder formgepaarten Gelenken Vorteile. Dazu zählen u. a. die hohe Präzision durch Spielfreiheit der Gelenke sowie die hohe Reproduzierbarkeit der Bewegung. Daher werden nachgiebige Mechanismen v. a. im Bereich der Präzisionstechnik eingesetzt. Ein bedeutender Nachteil nachgiebiger Mechanismen ist die aufwendige Mechanismussynthese, wozu Forschungsbedarf besteht. Hierzu zählt besonders die Dimensionierung der Festkörpergelenke aufgrund einer Vielzahl von konstruktiven Parametern (z. B. Gelenkabmessungen, Werkstoff, uvm.). Mathematische Optimierungsverfahren stellen eine Möglichkeit dar, diesen Vorgang zu vereinfachen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit werden verschiedene Optimierungsverfahren für ihre Eignung zur Anwendung bei der Dimensionierung von Festkörpergelenken mit spannungsgünstigen Viertelkreiskonturen untersucht. Für die Untersuchungen wird ein lineares FEM-Balkenmodell auf Basis der Timoshenko-Balkentheorie verwendet. Es werden verschiedene Konstruktionsziele sowie Möglichkeiten zur Formulierung zugehöriger Zielfunktionen und notwendiger Restriktionen untersucht. Für ausgewählte Konstruktionsziele werden verschiedene Optimierungsverfahren mit der Programmiersprache Python implementiert und auf drei Fallbeispiele mit jeweils einem Optimierungskriterium angewandt. Auf Basis der durchgeführten Optimierungen werden die sieben Verfahren in Bezug auf Ergebnisgenauigkeit und Geschwindigkeit beurteilt. Zudem werden Schlussfolgerungen für die Anwendbarkeit der Verfahren bei der Synthese gezogen. Es stellt sich heraus, dass die Anwendung von Verfahren größer 0. Ordnung für die untersuchten Fälle nicht zweckmäßig ist. Im Gegensatz dazu lassen sich das differentielle Evolutionsverfahren, das Nelder-Mead-Simplex-Verfahren und die COBYLA-Methode anhand der durchgeführten Optimierungen als vielversprechend bezeichnen. Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Arbeit kann somit aus der Gruppe der untersuchten Verfahren eine Vorauswahl für die Dimensionierung von Festkörpergelenken getroffen werden. Des Weiteren ergeben sich Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen, wie z. B. die multi-kriterielle Dimensionierung von Festkörpergelenken und die Untersuchung der Startpunktabhängigkeit der Optimierungsverfahren.
Entwerfen und Gestalten von Konstruktionselementen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (2018), S. 9-51
CAx für Ingenieure : Eine praxisbezogene Einführung
3., vollständig neu bearbeitete Auflage. - Berlin, Heidelberg : Springer Vieweg, 2018. - Online-Ressource (VII, 655 S. 304 Abb, online resource). - (SpringerLink) ISBN 978-3-662-54624-6
Dieses nun in der dritten Auflage erschienene Buch vermittelt die Grundlagen des systematischen Einsatzes von rechnerunterstützten Methoden, Vorgehensweisen und Werkzeugen in der Produktentstehung. Es bietet seinen Zielgruppen in knapper und übersichtlicher Form das Rüstzeug für die erfolgreiche Anwendung von CAx-Systemen. Vorgehensweisen und Beispiele basieren auf Erfahrungen in Industrie und Hochschulpraxis, wo sie ihre Effizienz bewiesen haben. Die 3. Auflage wurde gründlich überarbeitet, der Kreis der Autoren erweitert. So kamen nicht nur Aspekte unterschiedlicher Modellierungsarten, Mechatronik und Wissensverarbeitung hinzu, sondern auch Ausführungen zu Systembegriff und Modellaufbau (diese bilden die Basis für CAx-Anwendungen). Sie alle beeinflussen immer stärker die Fertigungstechnik und den modernen Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau und sie spannen den Bogen zur Systemtechnik. Neben dem aktuellen und zukünftigen Leistungsstand von CAx-Systemen wurden auch Richtlinien und Empfehlungen zum Stand der Technik berücksichtigt. Zielgruppen Das Buch eignet sich für Studierende der Ingenieurwissenschaften, für Fachleute in Unternehmen sowie für Führungskräfte, die über Einsatz und Ausbau von CAx-Anwendungen entscheiden. Universitätsprofessor Dr.-Ing. Dr. h.c. Sandor Vajna, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Universitätsprofessor Dr.-Ing. Christian Weber, Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Konstruktionstechnik Universitätsprofessor DI. Dr. Klaus Zeman, Johannes-Kepler-Universität Linz, Institut für Rechnergestützte Methoden im Maschinenbau Privatdozent Dipl.-Ing. Dr. Peter Hehenberger, Fachhochschule Oberösterreich/Wels, Professur für Integrierte Entwicklung im Maschinenbau Universitätsprofessor Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Detlef Gerhard, Technische Universität Wien, Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik Universitätsprofessor Dr.-Ing. Sandro Wartzack, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-54624-6
Anwendung eines Universallängenmessers für Präzisionsmessungen an Maschinenteilen. - Ilmenau. - 161 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
In dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung zum Thema "Anwendung eines Universallängenemessers für Präzisionsmessungen an Maschinenteilen" wird ein im Fachgebiet Konstruktionstechnik vorhandener Universallängenmesser der Firma Zeiss wieder betriebsbereit gemacht, um mit dem vorhandenen Zubehör Praktika für die Lehre zu entwerfen. Zu diesem Zweck wird eine Aufgabenpräzisierung durchgeführt. Hierzu finden ein Vergleich mit dem aktuellen Stand der Technik sowie die nähere Beschreibung von Umfang und Zweck der Praktika statt. Die dem Universallängenmesser zugrunde liegenden Messprinzipien, Funktionen und Möglichkeiten werden näher erläutert. Basierend auf den Erkenntnissen werden Messprozeduren und Vorgehensweisen für die Praktika entworfen. Als Ergebnis werden verschiedene Praktika dargestellt.
SysML behaviour models for description of virtual reality environments for early evaluation of a product. - Zagreb : Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb. - 1 Online-Ressource (Seite 2903-2912)Online-Ausgabe: Proceedings of the DESIGN 2018, 15th International Design Conference / editors: D. Marjanoviâc, M. Štorga, S. Škec, N. Bojčetiâc, N. Pavkoviâc. - Zagreb : Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb, 2018, ISBN 978-953-7738-59-4
Virtual Reality (VR) can help designers to realise later life phase situations of a product in presence of a specific actor (or actors) in a specific environment by building product use-cases in VR, thus facilitating an early evaluation of a design. In this paper, we present a model-based approach that uses SysML behaviour models to describe and control VR environments. The behaviour modelling process with SysML and the simulation results obtained using these behaviour models are discussed. An overview over simulation processes is provided by constructing an example product use-case in VR.
https://doi.org/10.21278/idc.2018.0382
Konstruktion eines hochauflösenden Antriebes auf Basis von nachgiebigen Mechanismen als Alternative zu piezoelektrischen Antrieben. - Ilmenau. - 56 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Für Anwendungen in der Optik, Messtechnik, Halbleiterherstellung sowie Forschung und Entwicklung werden Positioniersysteme auf Basis piezoelektrischer Schreitantriebe eingesetzt. Diese Antriebe erreichen Schrittweiten im Subnanometerbereich, hohe Geschwindigkeiten, sind sehr gut miniaturisierbar und lassen sich in Reinraumumgebungen einsetzen. Sie erfordern jedoch eine aufwändige Ansteuerung und sind mit hohen Investitionskosten verbunden. In Analogie zu piezoelektrischen Schreitantrieben könnten für Anwendungen mit geringeren Anforderungen an Bauraum und Geschwindigkeit Schreitantriebe auf Basis nachgiebiger Mechanismen und preiswerter Aktoren verwendet werden. In der vorliegenden Arbeit wird der Stand der Technik für hochauflösende Piezomotoren ermittelt, um vergleichbare Anforderungen für einen neu zu entwickelnden Antrieb abzuleiten. Verschiedene elektromechanische Aktorprinzipe werden bezüglich ihrer Eignung für einen hochauflösenden Schreitantrieb verglichen. Für die Übersetzung der Aktorstellwege 15 Mechanismen als Starrkörpermodelle entworfen und bezüglich ihrer Eignung für den Schreitantrieb bewertet. Ein ausgewählter Mechanismus wird in einen nachgiebigen Mechanismus überführt und durch Finite-Elemente-Analyse hinsichtlich auftretender Dehnungen, Verformungsverhalten und Kraftreaktionen untersucht. Diese Simulationen werden ausgewertet und die Eignung des Antriebskonzeptes für Schrittweiten von wenigen Nanometern bestätigt. Es wird ein technischer Entwurf einschließlich der Aktorik durch Tauchspule vorgestellt.
Konzeptuntersuchung zur Konstruktion und Integration eines Palettenwechselsystems für eine Gantry-Fräsmaschine. - Ilmenau. - 165 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Ziel dieser Masterarbeit ist die Konstruktion eines Palettenwechselsystems und die Integration dieser Automatisierungslösung in eine Gantry-Fräsmaschine. Das Palettenwechselsystem ermöglicht ein hauptzeitparalleles Rüsten und steigert somit die Arbeitsproduktivität der Werkzeugmaschine. Eine Betrachtung des aktuellen Stands der Technik dient als Hinführung zum Thema und eröffnet gleichzeitigt einen Einblick in den Aufbau und die Funktionsweise von Fräsmaschinen und Palettenwechselsystemen. Anschließend werden in einer Aufbereitungsphase die Anforderungen an die Konstruktion formuliert und die funktionellen Zusammenhänge des zu entwickelnden Produktes beschrieben. Nach einer Klassifikation der Funktionselemente folgt auf Grundlage einer Analyse des Stoffflusses mit Handhabungsfunktionen die Layoutplanung. Ziel dieser ersten Konzeptphase ist neben der Festlegung der Palettenhandhabung auch die Untersuchung der Flexibilität, der Speicherdichte und des Integrationsaufwandes des Layouts. Ausgehend von einem gewählten Layout folgt in einer weiteren Konzeptphase die Konkretisierung und Integration der Hauptbaugruppen in das bestehende Maschinenkonzept. Im Vordergrund stehen hierbei der Entwurf und die Dimensionierung des Wechselantriebes. Die Ergebnisse der Konzeptphasen werden in einem Technischen Entwurf zusammengeführt. Mit einer Abschätzung der Kosten für die Realisierung des Entwurfs sowie einer Zusammenfassung der Vor- und Nachteile wird die Konzeptuntersuchung abgeschlossen.
Entwicklung eines modularen Antriebskonzepts für mobile Roboter. - Ilmenau. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Mit der Neuentwicklung des mobilen Roboters entsteht die dritte Generation eines fahrerlosen Transportfahrzeuges der HENKEL + ROTH GmbH. Dieses übernimmt autonom Logistik- und Handlingaufgaben in einem industriellen Umfeld. Dazu stehen ein Industrieroboter und eine Fahrplattform zur Verfügung. Das differentielle Antriebskonzept der Vorgängergenerationen wird mit dieser Arbeit auf eine omnidirektionale Variante in einem modularen Baukasten erweitert. Durch eine Betrachtung möglicher Einsatzszenarien werden die Anforderungen an ein neues Antriebsprinzip entwickelt und ausgewählte Sicherheitsaspekte beschrieben. Ausgehend von einer Marktrecherche werden omnidirektionale Fahrwerkskinematiken entworfen und Möglichkeiten zur Modularisierung vorgestellt. Auf der Grundlage eines geeigneten Fahrwerks werden technische Prinzipe eines flächenbeweglichen Antriebskonzeptes erarbeitet und ein geeignetes Prinzip ausgewählt. Es wird eine Konzeptkonstruktion durchgeführt. In verschiedenen praktischen Untersuchungen werden die Eigenschaften des neuen mobilen Roboters hinsichtlich der Fahreigenschaften und Standfähigkeit bewertet. Es wird die Wahl einer Antriebslösung auf Basis der Marktrecherche und Konzeptentwicklung getroffen. Eine Zusammenfassung der gewonnen Ergebnisse und ein Ausblick vervollständigen diese Arbeit.
State of the art precision motion systems based on compliant mechanisms. - In: The 4th International Conference Mechanical Engineering in XXI Century, (2018), S. 3-8
Simulation of acoustic product properties in virtual environments based on artificial neural networks (ANN). - In: Design methods and tools, (2018), S. 573-582
Entwicklung eines Greifer-/Niederhaltersystems für den Einsatz in der Fertigung von Motorhauben. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Diese Arbeit befasst sich mit dem Thema Verbinden von Fahrzeugblechteilen mittels roboterunterstütztem Rollfalzen unter Hilfe von Greifern/Niederhaltern. Speziell wird hier ein gewichtsoptimiertes Greifer-/Niederhaltersystem entwickelt, welches das Fügen zweier Blechteile von Motorhauben bei Modellen der DAIMLER AG sicherstellt. Während dem Fügeprozess müssen mittels einem Niederhalter die zwei Blechteile zueinander in Position gehalten werden. Des Weiteren soll ein zukünftiges Konzept zusätzlich das Greifen der einzelnen Blechteile sowie der gesamten Baugruppe Motorhaube übernehmen. Betreut wird diese Arbeit durch das Fachgebiet Konstruktionstechnik der TU Ilmenau. Eine Patent- & Literaturrecherche verschafft nach der Einführung in den technischen Hintergrund einen Überblick über derzeit existierende Lösungen und Verfahren. In einem analytischen Teil wird die aktuelle Ausführung des Greifer-/Niederhaltersystems erläutert und weitere, für eine neue Gestaltung erforderliche, Analysen durchgeführt. Daraus werden dann Anforderungen formuliert, welche sich abgekoppelt von der bisherigen Ausführung auf jede neue Gestaltung eines Greifer-/Niederhaltersystems übertragen lassen. Die Gesamtfunktion der Nutzungsphase sowie die Funktionsstruktur lassen das System von der Umgebung abgrenzen und Teilfunktionen bestimmen, welche jedes neue System erfüllen muss. Aus einer Vielzahl an möglichen Lösungen dieser Teilfunktionen werden mithilfe einer Kombinationstabelle drei zielführende Konzepte bestimmt und miteinander verglichen. Mit dem Ziel, eine möglichst leichte Ausführung zu erhalten liefert der Vergleich ein favorisiertes Konzept, welches im Anschluss weiter konkretisiert wird. Innerhalb der Konkretisierung des favorisierten Konzepts werden Herstellungsverfahren und Materialien ausgewählt, welche ein hohes Leichtbaupotential aufweisen. Zusätzliche Möglichkeiten einer Gewichtsreduzierung werden durch eine Topologieoptimierung aufgezeigt. Im Anschluss werden ausgewählte Lösungen konstruktiv umgesetzt. Den Abschluss dieser Arbeit bildet ein Ausblick, welcher das Potential des favorisierten Konzepts liefert und die mögliche Gewichtsreduzierung im Vergleich zur aktuellen Ausführung aufzeigt.
Aufbau einer modularen Simulation für Heckspoilersysteme. - Ilmenau. - 115 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Aufbau einer modularen Simulation für Heckspoilersysteme in MATLAB/Simulink. Die Simulation dient der frühzeitigen Analyse relevanter Produkteigenschaften anhand von konstruktiven Parametern und trägt zur Einsparung von physischen Prototypen bei. Die bestehenden Methoden zur Entwicklung von Heckspoilermodulen werden dargelegt und Anforderungen an ein ergänzendes Simulationswerkzeug formuliert. Es wird eine Analyse des Leistungsflusses im Heckspoilermodul der Baureihe 911 Carrera (Typ 991-II) und seiner funktionalen Teilsysteme vorgenommen. Ausgehend von der Funktionsstruktur des Moduls wird das Modell in die Untersysteme Steuergerät, Elektromotor, Übertragungsgetriebe, Kinematik und aerodynamische Lasten gegliedert und ausdetailliert. Die Simulation erlaubt hiermit eine ganzheitliche Betrachtung des mechatronischen Systems und der komplexen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Domänen. Der Vergleich der Berechnung mit Versuchsergebnissen zeigt, dass bei Raumtemperatur eine zuverlässige Vorhersage von Strombedarf und Ausfahrzeit durch das Modell gegeben ist. Abschließend wird am Modell eine globale Sensitivitätsanalyse durchgeführt und die zentralen Einflussfaktoren auf das Verhalten des Heckspoilers identifiziert.
Model based systems engineering (MBSE) approach for configurable product use-case scenarios in virtual environments. - In: Product, services and systems design, (2018), S. 281-290
Today, the designers have to deal with a great amount of uncertainties in the design process due to the lack of information about the product, its behaviour and the context in later life-phases (phase specific actors and surroundings). Current development primarily focuses on modelling of the product and its behaviour. The consideration of the product context also plays an important role. Virtual product development has the potential to support the designer by giving a blink into the later life-phases and context. It supports the early verification of product requirements and can also help to discover unseen requirements by means of use-case scenarios inside VR. A user and task oriented development method using VR can help to reduce the design uncertainties considerably. Therefore, in the paper a concept for user and task oriented model for product development in VR is presented. This model implements the actor(s) and the surrounding(s) along with the product inside VR using a MBSE approach. The standardised multidisciplinary modelling language the Systems Modelling Language (SysML) will be used for the modelling and an example will be presented as a proof of the presented concept.
Analyse des Einflusses von Verpackungskomponenten auf die Auslegung von Verpackungsmaschinen am Beispiel einer PET-Füllmaschine. - Ilmenau. - 123 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018
Die Bachelorarbeit ermittelt den Einfluss von Merkmalen der Verpackungskomponen-ten auf die Auslegung einer Füllmaschine für karbonisiertes Packgut anhand einer technischen Analyse. Die Arbeit ist in der Abteilung Line Solutions Customer Objects Classification der Krones AG, Neutraubling entstanden, deren Aufgabe die systematische Erfassung der Merkmale von Verpackungskomponenten für weitere Produktionsprozesse ist. Es werden die Merkmale von Verpackungskomponenten, speziell von PET-Packmitteln, verarbeitungstechnischen Funktionen einer Krones Füllmaschine zuge-ordnet. Die Füllmaschine besteht aus der Packmittelzuführung, dem Füllerkarussell und der Packmittelabführung. Die Methodik der Analyse technischer Systeme wird mit den Grundlagen der Verpackungs- und Verarbeitungstechnik verknüpft. Ziel war es, eine für die Verarbeitung relevante Übersicht der Kundenobjektsmerkmale einer PET-Flasche zu geben. Im Ergebnis wird festgestellt, dass die für eine Füllmaschine verarbeitungsrelevanten Merkmale hauptsächlich durch die Gestalt der kundenindividuellen Flasche gegeben sind und die Gestalt der Flasche maßgeblichen Einfluss auf die Realisierung der Handhabungsvorgänge in der Maschine hat. Für die Handhabung der PET-Flasche ist die Gestalt des Mundstücks ausschlaggebend. Die stoffverändernde Funktion "Füllen der Flasche" wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Füllgutes determiniert. Die Kenntnis der verarbeitungstechnischen Relevanz von Merkmalen wird auf die Ab-teilungsarbeit zurückgeführt sowie mögliche Handlungsfelder im Umgang mit der Erfassung und Bereitstellung der Merkmale für interne Abteilungen vorgeschlagen.
Entwicklung einer Vorschubeinheit für die Tiefenhirnstimulation zum Einbringen von Nadelelektroden. - Ilmenau. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018
Für die Tiefenhirnstimulation wird in einem neuartigen Verfahren eine patientenspezifische Halterung und Vorschubeinheit direkt mit dem Schädel verbunden. Ziel dieses Verfahrens ist eine verringerte Patientenbelastung während des neurochirurgischen Eingriffs. Die Vorschubeinheit ermöglicht das zehntelmillimetergenaue Absenken von Nadelelektroden bis in das Zielgebiet im Hirn. Da herkömmliche Vorschubeinheiten aufgrund ihrer Masse und der umständlichen Bedienung den Ansprüchen nicht gerecht werden, wird in der vorliegenden Arbeit ein alternatives Konzept vorgestellt und präzisiert. Hierzu wird eine modulare und leicht handhabbare Vorschubeinheit entwickelt. Diese besitzt eine Masse von 185 g, was einer Ersparnis von ca. 25 %, verglichen zu konventionellen Systemen, entspricht. Ein zusätzlicher Sensor erfasst den Nadelvorschub und gibt Aufschluss über die aktuelle Nadelposition auf einer virtuellen Ebene im Gehirn. Über einen manuellen Antrieb ist ein Vorschub in Zehntelmillimeter-Schritten möglich. Es werden verschiedene Komponenten und Materialien für den klinischen Einsatz der Vorschubeinheit in dieser Arbeit diskutiert und miteinander verglichen. Ein erstes Funktionsmuster wird mittels additiver Fertigungsmethoden umgesetzt. Hierzu wird ein sterilisierbarer Polycarbonat-Kunststoff für die Fertigungsteile verwendet. In einem Langzeitverschleißtest und statischem Versuch wird das Funktionsmuster validiert. Die Ergebnisse zeigten eine maximale Abweichung der axialen Nadelposition von 0,1 mm bei 2000 Bewegungszyklen und einem Stellbereich von 35 mm. Bei einer Krafteinwirkung von 50 N auf die Nadelelektrode, senkte sich diese um maximal 0,23 mm ab.
Akustische Simulation von Fahrzeuggeräuschen innerhalb virtueller Umgebungen basierend auf künstlichen neuronalen Netzen (KNN). - In: Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017, (2017), S. 403-414
CAD-Produktmodell - Quelle der Produktbewertung nach Zeit und Kosten. - In: Entwerfen Entwickeln Erleben - Methoden und Werkzeuge in der Produktentwicklung, (2017), S. 237-249
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-227971
Pufferspeicher für Start-Stopp-Funktion von ECF-Kühlmittelpumpen. - Ilmenau. - 125 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Mit steigendem Umweltbewusstsein wird auch die Entwicklung von Verbrennungsmotoren bezüglich ihrer Abgasemissionen stetig vorangetrieben. Ein Ziel dieses Prozesses ist die Senkung des Kohlenstoffdioxidausstoßes. Ein mit Verbrennungsmotor ausgestattetes Kraftfahrzeug stößt während seiner Warmlaufphase höhere Mengen dieses Abgases aus, als es nach Erreichen der Betriebstemperatur der Fall ist. Folglich stellt eine Verkürzung dieser Warmlaufphase einen positiven Beitrag zur gesamten Kohlenstoffdioxidemission dar. Die ECF-Kühlmittelpumpen der NIDEC GPM GmbH sind durch ein gezieltes Unterbrechen des Kühlmittelflusses in der Lage, die Zeit bis zum Erreichen der Betriebstemperatur zu verkürzen. Zusätzlich verfügen sie über eine sogenannte Start-Stopp-Funktion, welche bei Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik verhindert, dass das Auftreten einer Schwallleckage von kalter Kühlflüssigkeit am Ende eines Start-Stopp-Vorgangs den noch nicht betriebswarmen Motor ungewollt abkühlt. Allerdings stellen die mit ECF-Pumpen belieferten Automobilhersteller für zukünftige Anwendungen immer höhere Anforderungen bezüglich der Start-Stopp-Funktion. Um diesen gerecht zu werden, wird im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit eine Möglichkeit zur Optimierung dieser Funktion untersucht. Hierbei wird als erstes genauer auf die Motivation eingegangen und das Ziel der Arbeit sowie die Vorgehensweise erläutert. Im Anschluss wird der Stand der Technik bezüglich Kühlsystem, Start-Stopp-Automatik und ECF-Kühlmittelpumpen dargelegt, um ein grundsätzliches Verständnis der Ausgangssituation zu vermitteln. Nach der Festlegung eines Gesamtkonzepts anhand der nötigen Teilfunktionen werden die notwendigen Berechnungen durchgeführt. Sie bilden die Grundlage für Konstruktion und Herstellung einer neuen Baugruppe. Diese dient als Versuchsträger, um zu prüfen, welche Möglichkeiten der Start-Stopp-Optimierung vorhanden sind. Der Auslegung liegen unterschiedliche Annahmen bezüglich schwer vorhersehbarer Einflussfaktoren zugrunde, weshalb auch eine Variantenstudie Teil dieser Arbeit ist. Die durchgeführten Versuche werden ausgewertet und mit den getroffenen Annahmen verglichen, sowie ein Ausblick auf noch durchzuführende Arbeiten aufgezeigt. Eine Interpretation der Versuchsergebnisse stellt das Ergebnis dieser Arbeit dar. Der besagte Versuchsträger soll als Grundlage eines Erkenntnisgewinns dienen, der der Auslegung einer späteren Serienausführung zugrunde liegt. Weiterhin werden grob erste Möglichkeiten dargestellt, eine solche Serienlösung innerhalb einer ECF-Kühlmittelpumpe unterzubringen.
Technische Auslegung von Handhabungssystemen für mobile Roboter. - Ilmenau. - 91 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Im Zuge der Entwicklung einer neuen Generation eines mobilen Roboters ist dieser hinsichtlich konkreter Anforderungen aus der Industrie sowie auf der Grundlage von Erfahrungen zu gestalten. Die Handhabungssysteme des Roboters bestimmen maßgeblich seine Funktionalität und Flexibilität und müssen deshalb gut auf das Gesamtsystem abgestimmt werden. Dazu werden geeignete Handhabungssysteme für ihre jeweilige Aufgabe recherchiert, verglichen und ausgewählt. Im ersten Schritt werden verschiedene Szenarien für Handhabungs- und Montageaufgaben eines mobilen Roboters beschrieben. Anschließend werden technische Anforderungen aus einer Marktumfrage, eines Forschungsprojektes sowie den Wünschen der Fa. HENKEL + ROTH GmbH zusammengetragen und ein Lastenheft erstellt. Aus diesem werden mögliche Handhabungssysteme ermittelt und deren wichtigste, technische Parameter beschrieben. Auf der Basis einer Marktrecherche werden der aktuelle Entwicklungsstand in der Industrie sowie verfügbare Systeme für geeignete Lösungen ermittelt und anschließend anhand von Versuchen mithilfe von Computer¬simulationen validiert sowie bewertet. Ein Fazit und ein Ausblick auf weiterführende Versuche vervollständigen diese Arbeit.
Softwarewerkzeuge für den phasen- und domänenübergreifenden Entwurf. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2017. - 1 Online-Ressource (xviii, 198 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 29)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016
Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Verbesserung der Softwareunterstützung in frühen Phasen der Produktentwicklung. Dazu wurden insbesondere zwei Problemfelder identifiziert und bearbeitet. Dabei handelt es sich zum einen um die Realisierung eines phasenübergreifenden Entwurfskonzepts für Bewegungssysteme auf der Basis einer bidirektionalen Verknüpfung von Produktmerkmalen in Modellen unterschiedlicher Abstraktionsniveaus. Ausgehend von dieser Lösung wurde außerdem ein Verfahren entwickelt, das die Manipulation von CAD-Modellen in VR-Umgebungen erlaubt. Zum anderen wurde ein Softwarewerkzeug konzipiert, das eine domänenübergreifende Modellierung und Simulation heterogener Systeme erlaubt. Als Plattform ist es dank der komponentenbasierten Softwarearchitektur um beliebige Domänen und zugehörige Berechnungsverfahren erweiterbar. Im Unterschied zu existierenden domänenübergreifenden Werkzeugen bietet es einen nutzerzentrierten Zugang zum Produktmodell, der domänenspezifische Darstellungen und Begriffe berücksichtigt. Die Entwicklung beider Konzepte ging mit einer softwaretechnischen Umsetzung einher, die deren Realisierbarkeit belegt und eine Demonstration ihrer Arbeitsweise anhand verschiedener Anwendungsbeispiele ermöglicht. Mit dieser Arbeit wird ein umfangreiches Spektrum an Erfahrungen bei der Konzeption und Implementierung solcher Softwarewerkzeuge präsentiert und weitergegeben.
https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00033321
CPM/PDD-basierter Ansatz für Produktevaluation in Virtual Reality (VR). - In: 13. Magdeburger Maschinenbau-Tage 2017, (2017), S. 352-360
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ma9:1-10182
Entwurf und Aufbau eines Praktikumsplatzes zur Digitalisierung von gegenständlichen Objekten. - Ilmenau. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die Digitalisierung von realen Objekten gewinnt in der modernen Produktentwicklung zunehmend an Bedeutung und ist neben der gängigen computergestützten Konstruktion ein weiteres Verfahren zur Erzeugung von 3D-Modellen. Neben einer Vielzahl von Verfahren zur Digitalisierung haben sich unterschiedliche Datenformate entwickelt. Grund für die große Anzahl an Datenformate sind die unterschiedlichen Anforderungen resultierend aus den Anwendungen im konstruktiven Entwicklungsprozess. Um Studenten einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und Forschung im Bereich der Digitalisierung zu geben, wird in der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit die Umsetzung eines Praktikumsplatzes beschrieben. Zusätzlich werden die verwendeten Hardware- und Softwarekomponenten vorgestellt, sowie der Aufbau und die Umsetzung beschrieben. Des Weiteren werden eine Praktikumsanleitung und eine Bedienungsanleitung zur ordnungsgemäßen Durchführung erarbeitet. Ziel ist es einen funktionsfähigen, erweiterbaren und automatisierten Praktikumsplatz zu erstellen, um den Studenten Grundlagen zu den Verfahren, Datenformaten und Anwendungsbereichen zu vermitteln.
Application of artificial neural networks for editing measured acoustical data for simulations in virtual environments. - In: Engineering for a changing world, (2017), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-083:1
A method for efficient and task oriented configuration of Virtual Reality (VR) models for the analysis of technical systems. - In: Engineering for a changing world, (2017), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-022:8
Untersuchungen zur Performance und Qualität von Deep Convolutional Generative Adversarial Networks (DCGANs) für den Einsatz für die akustische Simulation in der VR (Virtual Reality). - Ilmenau. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Der Aufbau von Prototypen in der Entwicklungsphase eines Produktes ist mit hohen Kosten und einem großen zeitlichen Aufwand verbunden. Durch den Aufbau eines virtuellen Prototypen in der Virtual Reality kann dieser finanzielle und zeitliche Aufwand reduziert werden. Ein Konzept für die Simulation von dynamischen Fahrzeuggeräuschen in der virtuellen Umgebung basiert auf dem Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes (KNNs). Bei dem verwendeten KNN handelt es sich um einen Autoencoder, welcher darauf trainiert wird, Merkmale aus Fahrzeuggeräuschen zu extrahieren. Ziel der Arbeit ist es diesen Autoencoder zu einem Deep Convolutional Generative Adversarial Network (DCGAN) zu erweiterten. Dazu werden zunächst der Stand der Technik von KNNs erläutert und im Speziellen auf den Aufbau eines DCGANs und dessen Training eingegangen. Dabei werden Richtlinien beschrieben, durch die der Autoencoder um die Trainingsmethode eines DCGANs, zu einem KNN bestehend aus Autoencoder und Generative Adversarial Network (AEGAN), erweitert wird. Für das Training des KNNs wird ein Trainingszyklus vorgestellt, durch welches das AEGAN anschließend mit verschiedenen Trainingsdatensätzen trainiert wird. Es wird aufgezeigt, dass durch das AEGAN Audiofiles generiert werden können, die eine qualitative Verbesserung gegenüber den generierten Audiofiles des Autoencoders darstellen.
Leitfaden und Richtlinien für die Entwicklung und Verbesserung eines elektrisch angetriebenen Formula-Student-Fahrzeugs. - Ilmenau. - 141 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der grundlegenden Vorgehensweise und Richtlinien bei der Entwicklung eines elektrisch angetriebenen Formula Student Fahrzeugs. Zunächst wurden die dafür notwendigen Randbedingungen bei der Vereinsorganisation und Saisonplanung beleuchtet. Danach folgten einige Erläuterungen zu allgemeinen Anforderungen an Rennfahrzeuge bezüglich der gewünschten physikalischen Effekte. Die dafür zugrunde liegenden Kriterien waren das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, seine Schwerpunkthöhe, die Trägheitsmomente (um alle Drehachsen) und die Effizienz des elektrischen Antriebstrangs. Aus diesen Anforderungen wurde eine Reihenfolge für die Entwicklung der benötigten Systeme erstellt und die daraus folgenden Iterationsschritte aufgezeigt. Anhand dieser Reihenfolge wurden für die Bereiche und Baugruppen des Fahrzeugs unterschiedliche Konzepte und Varianten diskutiert und die jeweiligen Einflüsse auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs hinsichtlich der genannten Kriterien erläutert. Die behandelten Systeme waren die Räder, das Antriebssystem, die Elektrik, das Fahrwerk, der Rahmen/das Monocoque, das Bremssystem und ein Aerodynamikpaket.
Konzepterstellung und Konstruktion eines Prüfaufbaus für Pulsdummys. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Konzepterstellung und Konstruktion eines Prüfaufbaus für Pulsdummys. Ein Pulsdummy ist ein Probekörper aus Gusseisen zur serienbegleitenden Kontrolle der Werkstoffqualität sowie zur Erstellung von Wöhler-Linien zur Auslegung von Gussbauteilen. Hierzu wird der Hohlraum des Probekörpers einem oszillierenden Prüfdruck von bis zu maximal 900 bar ausgesetzt und die Anzahl der ertragenen Lastwechsel dokumentiert. Die Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit dem Fachgebiet Konstruktionstechnik der Technischen Universität Ilmenau und der Abteilung Mobilhydraulik der Bosch Rexroth AG in Lohr am Main erstellt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein neu entwickeltes Prüfkonzept sowie die technische Dokumentation des konstruierten Prüfstands. Der Aufbau wurde im Musterbau des Unternehmens gefertigt und für den vorgesehenen Betriebsdruck getestet.
Entwicklung eines Konzeptes für ein modulares Fördertechniksystem in einer wandlungsfähigen Montage der Automobilindustrie. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Ein volatiles Umfeld zwingt die Automobilindustrie ihre Strukturen so an zu passen, dass schneller auf Veränderungen reagiert werden kann. Um dies in der Produktion umzusetzen, werden wandlungsfähige Produktionsanlagen eingesetzt. Insbesondere um eine wandlungsfähige Endmontage zu erreichen wird im Rahmen des Projekts Advanced Conveyor Technologie (ACT) ein Gesamtkonzept für ein modulares Fördertechniksystem für die Fließbandmontage entwickelt. Zudem wird in der Arbeit ein methodisches Vorgehen für eine strukturierte Durchführung des Entwicklungsprozesses von der ersten Idee bis zur Umsetzung erarbeitet. Das in der Arbeit angewandte methodische Vorgehen kombiniert die Methoden, PAHL/BEITZ, Axiomatic Design und Scrum miteinander. Dabei dient PAHL/BEITZ zur Anforderungs-, Funktions- und Prinzipanalyse. Dies ist die Grundlage für die Funktionssynthese und somit für die Erstellung des Gesamtkonzeptes mittels Axiomatic Design. Scrum wird zur Umsetzung des Gesamtkonzeptes im Projektteam angewendet. Die Implementierung erfolgt anhand der durch Axiomatic Design erarbeiteten hierarchisch gegliederten Produktstruktur. Durch die Verbindung der drei Methoden können deren Vorteile ebenfalls kombiniert werden. Die Anforderungs-, Funktions-, und Prinzipanalyse nach PAHL/BEITZ bilden eine strukturierte Grundlage für Funktionssynthese mittels Axiomatic Design. Die erarbeitete Produktstruktur ist eine geeignete Vorlage für die Implementierung von Scrum. Allerdings bleiben die Nachteile der Methoden weiterhin bestehen. Die Analysen nach PAHL/BEITZ sowie die Implementierung und Durchführung von Scrum bringen einen hohen Aufwand mit sich. Axiomatic Design enthält den Nachteil das es den Entwickler nicht bei der Lösungsfindung unterstützt. Im Hinblick auf Wandlungsfähigkeit begünsti-gen die angewendeten Methoden die Entwicklung entsprechender Produktionsanlagen. Das in der Arbeit entwickelte Basismodul ermöglicht eine deutliche Flexibilisierung der Montageli-nien. Die Vorteile der wandlungsfähigen Technik sind vor allem dann nutzbar, wenn diese flächendeckend eingesetzt wird. Somit können künftige Schwankungen bei der Produktionsauslastung besser abgefangen und eventuelle Krisen mit weniger Verlusten überstanden werden.
Entwicklung eines Übertragungselementes zwischen Schließzylinder und Türschloss zur manuellen Entriegelung einer Kraftfahrzeugtür. - Ilmenau. - circa 125 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines präzisierten Entwurfes für ein Übertragungselement, welches vorrangig zum Übertragen der Drehbewegung bei der Notöffnung einer Kraftfahrzeugtür zwischen Schließzylinder und Türschloss in aktuellen Modellen der Audi AG eingesetzt werden soll. (Stand Frühling 2017) Die Arbeit beinhaltet einen analytischen Teil, der einen Überblick über die derzeit eingesetzten Lösungen und die geschützten Patente zu dem Thema gibt. Die Untersuchung erfolgte durch einen Rechercheantrag am PATON der TU-Ilmenau. Des Weiteren werden die Anforderungen aufgeführt, die an das neue Übertragungselement gestellt werden. Mithilfe einer Gesamtfunktion des technischen Gebildes wurden die einzelnen Elemente der Funktionsstruktur in einer Kombinationstabelle mit Teillösungen belegt. Aus den einzelnen Teillösungen wurden sechs technische Prinzipe ausgewählt. Die Untersuchung dieser durch Auswahllisten ergab drei Prinzipentwürfe, die in einem Vergleich aus Bewertungskriterien aus der Anforderungsliste gegenübergestellt wurden. Für die Bewertung wurde das harmonische Mittel der gewichteten Werte gebildet. Die Lösung mit der höchsten Punktzahl wurde für eine weitere Konzeptauslegung genutzt. Die einzelnen Bauteile der Baugruppe wurden auf die vorherrschende Belastung dimensioniert. Die Erstellung des präzisierten technischen Entwurfes folgte durch drei konstruktive Iterationsschleifen. Der präzisierte technische Entwurf wurde im Modell mit dem geringsten Bauraum analysiert und auf die Erfüllung der Forderungen in der Anforderungsliste untersucht. Das Fazit stellt einen Ausblick über den technischen Nutzen und Grenzen der Konstruktion, außerdem werden weitere Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt.
Konstruktionsleitfaden und CAD-Universalmodell für ECF-Kühlmittelpumpen. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Bachelorarbeit wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Konstruktionstechnik der Technischen Universität Ilmenau und dem Unternehmen Nidec Geräte- und Pumpenbau GmbH erstellt. Das Unternehmen entwickelt als führender Hersteller insbesondere schaltbare Kühlmittelpumpen für die Automobilindustrie. Ziel der Arbeit war die Erstellung eines Konstruktionsleitfadens sowie die Entwicklung eines CAD-Universalmodells für ECF-Kühlmittelpumpen. Diese Pumpenbauart ermöglicht eine zeitweilige Unterbrechung des Kühlkreislaufes im Kraftfahrzeug. Dadurch wird die Warmlaufphase des Motors verkürzt und Kraftstoff eingespart. Durch die hohen Kundenanforderungen erhöhen sich die Komplexität sowie die Variantenvielfalt der Pumpen. Um auch in Zukunft den Entwicklungsprozess effizient gestalten zu können, bedarf es einer Strukturierung der Entwicklungsschritte. Dies soll durch den Konstruktionsleitfaden ermöglicht werden. Des Weiteren ist nicht jeder vom Kunden vorgegebene Bauraum zum Einbau einer solchen ECF-Pumpe geeignet. Um schneller eine Analyse des vorhandenen Bauraumes vornehmen zu können, ergibt sich die Forderung nach einem CAD-Universalmodell. Hierfür wurden verschiedene Strukturierungsmöglichkeiten entwickelt und bewertet. Es ergab sich ein Strukturmodell, welches die in Zukunft geltenden Standards enthält und den Entwicklungsprozess vereinheitlicht. Des Weiteren wurden in der CAD-Umgebung die Kernelemente einer ECF-Pumpe durch zuvor festgelegte Standardmaße miteinander verknüpft.
Auslegung, Konstruktion und Vorbereitung der Serieneinführung einer elektrisch betätigten Einrichtung zum entlasteten Anlauf Stern-Dreieck-geschalteter Schraubengebläse-Anlagen. - Ilmenau. - 162 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird eine elektrisch betätigte Einrichtung zum entlasteten Anlauf von Stern-Dreieck-geschalteten Schraubengebläse-Anlagen entwickelt. Diese soll eine wirtschaftliche und technisch zuverlässigere Alternative zu bestehenden eigenmediengesteuerten pneumatisch betätigten Anfahrentlastungen bilden. Als Ausgangspunkt der Baugruppenauslegung dient die Darstellung der strömungsmechanischen und thermodynamischen Grundlagen. Nach der Festlegung der Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt werden für die erfassten Teilfunktionen Lösungsprinzipe ermittelt. Die Auswahl der Teilprinzipe erfolgt durch eine mehrwertige Bewertung unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Aus den gewählten Teilprinzipen wird zum Ende der Konzeptphase ein technisches Prinzip erarbeitet. Aufbauend auf das technische Prinzip werden Kaufteile für die Realisierung eines Kugelhahns sowie des zugehörigen elektrischen Antriebes verglichen und ausgewählt. Unter Beachtung des zur Verfügung stehenden Bauraumes sowie der entstehenden Kosten werden die Anschlussdurchmesser und Verbindungselemente anhand einer Berechnung der Druckverluste und Strömungsgeschwindigkeiten dimensioniert. Zur Realisierung der Arbeitssicherheit werden hierbei vier konstruktive Varianten betrachtet. Im Anschluss erfolgt eine Validierung der Berechnungen durch eine messtechnische Untersuchung konstruktiver Varianten. Aufbauend auf der Auswertung der Messergebnisse werden weitere konstruktive Anpassungen vorgenommen. Für die resultierende Konstruktion ergibt sich ein statischer Überdruck im Anfahrvorgang von circa 180 mbar bei Einhaltung der zulässigen Strömungsgeschwindigkeit. Dies ermöglicht ein Hochfahren des Asynchronmotors auch unter ungünstigsten Bedingungen. Im Vergleich zur bestehenden Serienlösung konnte die Summe der Kosten für die Fertigung und für Zukaufteile um mehr als die Hälfte reduziert werden. Zudem wurde der Schalldruckpegel während des Schließvorganges um 3 dB verringert bei einer nur unwesentlich erhöhten Stromaufnahme.
Betrachtung von Zargen in PA66 GF30 und PP-LGF30 aus gleichem Spritzgießwerkzeug. - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Betrachtung eines Hybrid-Werkzeuges. Dieses ermöglicht die Fertigung von Bauteilen in zwei verschiedenen Kunststoffen, ohne Änderungen der Werkzeug- oder Bauteilgeometrie und ohne zusätzliche Werkzeugeinsätze. Zu überprüfen war die technische Machbarkeit des Werkzeuges und die Einhaltung der vorgegebenen Qualitätsanforderungen, unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und terminlichen Rahmenbedingungen. Die Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit dem Fachgebiet Konstruktion der Technischen Universität Ilmenau und der Abteilung Entwicklung von Kühlerlüfter Systeme in der Firma Brose Fahrzeugteile GmbH und Co. KG erarbeitet. Die Basis für die Arbeit war ein fortlaufendes Projekt der Firma Brose, in welchem ein Hybrid-Werkzeug nötig gewesen wäre. Die Ergebnisse sollten zeigen, ob durch ein Hybrid-Werkzeug der Entwicklungsaufwand und die Entwicklungskosten von Kühlerlüfterkomponenten reduziert werden können. Diese Arbeit hat die Machbarkeit des Hybrid-Werkzeuges und seine Umsetzung bestätigt. Zusätzlich wurden die Randbedingungen und Kompromisse der Anwendung dieses Werkzeuges definiert. Die Ergebnisse sind in einer Handlungsempfehlung und einer Checkliste zusammengefasst worden. Somit kann die Verwendung eines Hybrid-Werkzeuges einfach überprüft und seine Umsetzung dadurch erleichtert werden.
Entwicklung einer Anlage zum automatisierten Handling und Polstern von Kartons. - Ilmenau. - 107 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Bachelorarbeit mit dem Titel "Entwicklung einer Anlage zum automatisierten Handling und Polstern von Kartons" wurde für die Firma Heller Maschinen und Technologie AG erstellt. Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines technischen Entwurfes für eine Anlage, welche vorkonfektionierte Pakete automatisiert mit geeignetem Polstermaterial befüllt. Um eine Ausgangsbasis für die allgemeine Betrachtung zu erhalten wurden zunächst der Ist-Zustand beim Kunden aufgenommen und die zur Verfügung stehenden Polsterarten analysiert. Anschließend wurden mithilfe des konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) die erforderlichen Teilfunktionen und Funktionsabläufe erarbeitet. Anhand dieser Daten wurden Lösungskonzepte für die notwendigen Teilprozesse der Anlage erstellt und ausgewählt. Aus der allgemeinen Betrachtung wurde unter Anwendung der Forderungsliste des Kunden eine spezifische Lösung herausgefiltert und in einen technischen Grobentwurf als Layout-Zeichnung überführt. Diese Arbeit dient als Grundlage für weitergehende Prozessuntersuchungen und für die Konstruktion der Anlage im Hause der Firma Heller Maschinen und Technologie AG.
Konzipierung und Realisierung (CAD) eines Baukastensystems für ein cyber-physisches Transportfahrzeug (CPTF). - Ilmenau. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
Die vorliegende Arbeit beschreibt den Entwicklungsprozess eines Baukastensystems für ein cyber-physisches Transportfahrzeug. Nach der Analyse der Anforderungen einer aktuellen und zukünftigen Produktion, werden die Hauptfunktionen eines fahrerlosen Transportfahrzeugs ermittelt und ein Konzept zur Erfüllung dieser erarbeitet. Der Fokus dabei liegt auf dem modularen Aufbau, um das System mit einer möglichst großen Wandlungsfähigkeit auszustatten. Hierbei nehmen die Koppelstellen zwischen den Modulen eine wichtige Rolle ein. Das Ergebnis der Entwicklung ist ein wandlungsfähiges Konzept, das durch Module für Gestell, Antrieb, Navigationssystem, Sicherheitseinrichtung und Steuerung einen Aufbau von drei verschiedenen Fahrzeuggrößen ermöglicht. Diese können flächen- oder linienbeweglich manövrieren und verschiedene Konzepte der Arbeitssicherheit abdecken. Für die individuelle Lastaufnahme, stehen Koppelstellen zur Verfügung, durch welche eine Anbindung an das Fahrzeug ermöglicht wird. Die maximale Ladung kann die Abmessungen einer kompletten Karosse und ein Gewicht von bis zu 3,5 Tonnen aufweisen. Im Vergleich zu einer anwendungsspezifischen Lösung, weist das Baukastensystem einige Potentiale auf, die am Ende der Arbeit zusammen mit den erwarteten Herstellkosten aufgezeigt werden.
Virtual acoustic model for the simulation of passing vehicle noise. - In: ASME digital collection, (2016), DETC2016-59872, V01BT02A055, 8 pages
https://doi.org/10.1115/DETC2016-59872
Acoustic source localization on vehicles on a roller test bench for a virtual traffic simulation. - In: Proceedings of ISMA2016, International Conference on Noise and Vibration Engineering/USD2016, International Conference on Uncertainty in Structural Dynamics, (2016), S. 3143-3149
Konzept für ein kontextabhängiges VR-Modell und die Verhaltensbeschreibung in SysML am Produktbeispiel. - In: Virtuelle und erweiterte Realität, ISBN 978-3-8440-4718-9, (2016), S. 149-152
Entwicklung einer Baukastenlösung für industrielle Maschinenlayout-Planung. - 125 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Eine Sondermaschine stellt in der Regel eine individuelle Lösung für Aufgaben aus der Montage und Produktion dar. Bei der Neuentwicklung einer solchen Sondermaschine gilt es, in Absprache mit dem Kunden während der Planungs- und Angebotsphase ein geeignetes Konzept zu erarbeiten. Neben dem schriftlichen Angebot müssen die Konzepte in einer verständlichen und eindeutigen Layout-Zeichnung grafisch dargestellt werden. Aktuell werden hierzu zweidimensionale, einfache Skizzen mittels 2D-CAD-Programmen erstellt, welche die späteren Abläufe, Arbeitsräume und Dimensionen illustrieren sollen. Im Hinblick auf eine schnellere und effiziente Angebotserstellung für den Konstrukteur und Vertrieb wird eine Baukastenlösung entwickelt, welche eine dreidimensionale, anschauliche und detailreiche Visualisierung ermöglichen soll. Im ersten Schritt werden die häufigsten, in der Vergangenheit von der Firma HENKEL + ROTH GmbH umgesetzten Konzepte analysiert und kategorisiert. Daraus abgeleitete Regeln für einen Konstruktionsbaukasten bilden die Grundlage für einen umfangreichen, strukturierten Datenbestand. Die Planung und Erstellung des dreidimensionalen Maschinen-Layouts erfordert eine intuitiv zu bedienende Software, welche auch ohne fundierte CAD-Kenntnisse beherrschbar ist. Mehrere auf dem Markt verfügbare Programme werden hinsichtlich der Anforderungen zur Planung, Modellierung und Präsentation evaluiert und anhand des Beispiel-Layouts einer großen Montagelinie miteinander verglichen. Ein zusammenfassendes Ergebnis sowie ein Ausblick auf weitere Möglichkeiten wie Fabriksimulationen oder 3D-Bildverarbeitung vervollständigen die Arbeit.
Application of vectorial tolerances in CAD-systems during the design process. - In: Tools, practice & innovation, (2016), S. 659-668
Solution patterns - their role in innovation, practice and education. - In: Research & methods, (2016), S. 99-108
Kontextorientierte Entwicklung und Absicherung von festen Verbindungen im Produktentstehungsprozess der Automobilindustrie. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2016. - 1 Online-Ressource (xv, 227 Seiten, 12.16 MB). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 27)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016
Die Anforderungen an die Entwicklung und Absicherung von Produkten in der Automobilindustrie sind in den vergangenen Jahren erheblich gestiegen. Während einer Absicherung werden die Ist-Eigenschaften des Produktes analysiert und mit den geforderten Soll-Eigenschaften verglichen. Neben den bekannten Herausforderungen hinsichtlich Zeit, Kosten und Qualität steigt auch der Anspruch aufgrund der hohen Varianz der angebotenen Produkte. Produkte werden aufgrund funktionaler, herstellungs- oder wartungstechnischer Belange in eine Vielzahl von Einzelteilen und Baugruppen zerlegt. Gefügt werden diese Komponenten durch diverse Verbindungsarten, welche ein ungewolltes Lösen der Einzelteile verhindern. Prinzipiell lassen sich diese festen Verbindungen in lösbare Verbindungen und nicht-lösbare Verbindungen unterteilen. Abhängig von der jeweiligen Verbindungsart wird eine Verbindung entweder mit oder ohne zusätzliche Verbindungshilfsmittel/-stoffe (z.B. Schrauben, Muttern, Kleber) gefügt. In den frühen Phasen der Produktentwicklung werden die zukünftigen Eigenschaften des Produktes definiert und dessen Merkmale ausgearbeitet. Während der Produktentstehung müssen dann alle Eigenschaften aus nachfolgenden Lebensphasen hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit analysiert und bewertet werden. Dies geschieht beispielsweise durch Simulationen oder reale Prototypen. Mit Hilfe von digitalen Absicherungen lassen sich die Merkmale der beteiligten Systeme in den unterschiedlichen Lebensphasen mit den Merkmalen des Produktes in einem gemeinsamen Kontext analysieren. Eine Analyse der Entwicklungsprozesse eines Automobilherstellers hat ergeben, dass innerhalb des Produktentstehungsprozesses unterschiedliche Methoden zur Dokumentation und Absicherung von festen lösbaren sowie festen nicht-lösbaren Verbindungen zum Einsatz kommen. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Konzept zur Dokumentation von Verbindungen entwickelt, welches auf alle festen Verbindungen anwendbar ist. Neben der Vereinheitlichung steht auch die Dokumentation von Kontextinformationen, d.h. Informationen die sich auf unterschiedlichen Lebensphasen des Produktes beziehen, im Vordergrund. Sowohl die allgemeinen, als auch die kontextabhängigen Informationen werden dabei in Verbindungsobjekten archiviert. Diese Informationen lassen sich anschließend in digitalen Absicherungsuntersuchungen nutzen.
https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00030154
Extrudieren von Material auf eine Kunststoffplatte mit einem Granulatextruder zur Untersuchung von Haftfestigkeit und Verzugsminimierung bei geringen Energieeintrag. - 75 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich damit, eine alternative Druckmethode (additive Fertigung) für die erste Schicht zu finden, um den Verzug zu minimieren. Dabei soll auf eine beheizte Druckplatte verzichtet werden. Die Ergebnisse werden mit der bisherigen Druckmethode verglichen. Für das Druckverfahren wird ein Extruder an einem Roboterarm bewegt. Um die Zugversuche durchführen zu können wird eine Einspannung und eine Zugprobengeometrie entwickelt und schrittweise verbessert. Die Zugversuche werden mit verschiedenen Methoden gedruckt, wie zum Beispiel mit einem Haftvermittler oder einem alternativen Wärmeeintrag. Das Ergebnis der Zugversuche liefert kein eindeutiges Verfahren. Aus diesem Grund werden die Vergleichsgeometrien mit verschiedenen Methoden gedruckt. Das Ergebnis über den Verzug dieser Vergleichsgeometrien ist, sehr unterschiedlich ausgefallen. Weshalb abschließend nur Anwendungstendenzen erläutert sind.
Benutzer- und aufgabenorientiertes virtuelles Modell für die Produktentwicklung. - In: Entwerfen Entwickeln Erleben 2016 - Beiträge zur virtuellen Produktentwicklung und Konstruktionstechnik, (2016), S. 239-251
Aufbau eines Regelwerks zur Sicherung der CE-Konformität automatisierter Montagevorrichtungen. - 191 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Ausgehend von den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie wird in dieser wissenschaftlichen Arbeit der Aufbau eines Regelwerks, zur Sicherstellung der CE-Konformität automatisierter, Montagevorrichtungen in einem mittelständischen Unternehmen des Sondermaschinenbaues beschrieben. Es erfolgt eine systematische Analyse des betrachteten Produkts, um dessen Eigenschaften für die weiteren Betrachtungen zu konkretisieren. Basierend auf dem im Unternehmen vorhandenen Wertschöpfungsprozess, wird die Implementierung eines veränderten Produktentwicklungsprozesses beschrieben, welcher die von der Normung geforderten Teilschritte zur Absicherung der CE-Konformiät enthält. Die entwickelte Softwarelösung, als Werkzeug zur Vereinfachung der Risikobewertung und -minimierung, wird erläutert. Die Auslegung von Sicherheitskreisen sowie die entwickelten Standardlösungen werden erläutert. Der entworfene Dokumentationsprozess und dessen Integration im Produktentwicklungsprozess werden dargestellt. Es wird auf die Auswahlkriterien der zu archivierenden Dokumente und deren Ablage im entworfenen Dokumenten-Management-System eingegangen. Die eingeführten Prozesse und Werkzeuge des Regelwerks werden abschließend an einer Vorrichtung exemplarisch getestet und auf deren Wirksamkeit hin bewertet.
The translation between functional requirements and design parameters for robust design. - In: Procedia CIRP, ISSN 2212-8271, Bd. 43 (2016), S. 106-111
http://dx.doi.org/10.1016/j.procir.2016.02.028
Kostenrechnung in der Produktentwicklung - Untersuchung und Vorschläge zur Aktualisierung der entsprechenden VDI- Richtlinien. - 107 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Vorlage zur Aktualisierung der VDI- Richtlinien 2225 Blatt 1 "Konstruktionsmethodik - Technisch- wirtschaftlich Konstruieren - vereinfachte Kostenermittlung", die VDI- Richtlinie 2234 "Wirtschaftliche Grundlagen für den Konstrukteur" und VDI- Richtlinie 2235 "Wirtschaftliche Entscheidungen beim Konstruieren - Methoden und Hilfen" erarbeitet. Dazu mussten in einem ersten Schritt die Schwächen der Richtlinien identifiziert werden. Anschließend wurden die aktuellen Themen des Rechnungswesens kritisch betrachtet und in einen sinnvollen Kontext gebracht. Inhalt des erarbeiteten Schriftsatzes sind Grundlagen des Rechnungswesens, die Definition des Kostenbegriffes und verschiedene Kalkulationsverfahren. Da sich die Richtlinien zuerst an Konstrukteure richten mit dem Ziel der kostengünstigen Konstruktion, liegt darauf das Hauptaugenmerk. Die Darstellung der einzelnen Verfahren erfolgt möglichst realitätsnah und wird mit aussagekräftigen Beispielen unterlegt. Durch die Beschreibung einzelner Arbeitsschritte wird dir konkrete Vorgehensweise der Verfahren aufgezeigt. Die aktuellen Inhalte, die auch schon in den vorliegenden Richtlinien thematisiert wurden, wurden um neue Ansätze der Kostenermittlung und Kostensteuerung erweitert. Dazu zählen die Verfahren der Prozesskostenrechnung, des Target Costing, Benchmark Costing und Life Cycle Costing. Diese neuen Verfahren und die dazugehörige Methodik in der Anwendung wurden ausführlich beschrieben.
Design concept for a full-scale tree-to-tree robot. - 57, 48 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu untersuchen, ob ein Baumfällroboter in Vollgröße unter Beibehaltung von statischer und geometrischer Ähnlichkeit zu einem 1:4 skalierten Modell umgesetzt werden kann. Ist dies nicht möglich, so wird die maximale Größe ermittelt, die unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien machbar ist. Zu Beginn wurden alle Anforderungen und Spezifikationen für das bestehende Robotermodell und die Grundidee von größeren Roboterprototypen aufgelistet. Die Hauptbeschränkungen, welche den größten Einfluss auf die Realisierbarkeit eines größeren Roboters haben, wurden erläutert. Dieser Roboter soll direkt an einem Stamm von Montrey-Kiefern angebracht werden. Allerdings besitzen diese Bäume eine schwache Wurzelstruktur. Um eine Entwurzelung zu vermeiden, wurden anhand ihres maximalen Widerstandsbiegemoments des Baumes erste Gewichtslimits für Robotergrößen in Zusammenhang mit Stammdurchmessern berechnet. Es war möglich, den Roboter durch eine Abstraktion zu vereinfachen, aber dennoch alle relevanten Werte und Verhältnisse beizubehalten. Vorhersagen für die Veränderung signifikanter Größen und Eigenschaften unter Verwendung von dimensionslosen Kennzahlen konnten getroffen und ausgewertet werden. Konstruktive Entwurfsgesetze wurden aufgeführt, welche innerhalb des Skalierungsverfahrens ermittelt wurden. Da nur ein hydraulisches Antriebskonzept die erforderliche Leistung für größere Roboter bereitstellen kann, ist dies ausgearbeitet worden. Das Gewicht aller einzelnen und notwendigen Komponenten wurde anhand von gängigen Produkten ermittelt. Um alle möglichen Materialien für die Herstellung der Hauptteile des Roboterprototypen zu erfassen, wurde eine Materialanalyse mit der Software "Cambridge Engineering Selector" durchgeführt. Diese Materialien haben ein optimiertes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und beinhalten die Betrachtung der Elastizitätsgrenze und des Elastizitätsmoduls. Mittels einer Gewichtshochrechnung konnte bewertet werden, inwiefern ein Baumfällroboter in Vollgröße realisierbar ist. Die maximal mögliche Größe unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien wurde ermittelt.
Konstruktion und Entwicklung eines Lichtsteuerungssystems auf der Basis eines innovativen und neuartigen Dimmers für LEDs. - 68 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Diese Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit der AVT GmbH angefertigt. Sie diente dem Entwurf neuer Lichtsteuerungsgeräte für LED-Lampen. Diese fügen sich mit bereits entwickelten Steuerungsgeräten zu einem Gesamtsteuerungssystem. Zu Beginn wurden bestehende Prototypen analysiert und anhand durchgeführter thermischer Untersuchungen neue Realisationskonzepte vorgestellt. Als Ergebnis entstanden ein innovativer Unterputz-Dimmer mit Schaltervariationen, ein Hutschienen-Dimmer und eine LED-Lampe zum Einsatz in EMV-Labor oder im Fotostudio. Ein großer Vorteil der neu entwickelten Dimmer liegt im störungsfreien Dimmvorgang und einer stufenlosen Lichtregulation im gesamten Beleuchtungsbereich.
Entwicklung eines Tragentisches zur Aufnahme und Fixierung von Roll-In-Tragen. - 88, 50 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der vorliegenden Masterarbeit wird der konstruktive Entwicklungsprozess eines Tragentisches zur Aufnahme und Fixierung von Roll-In-Tragen, wie er im Rettungsdienstbereich Verwendung findet, beschrieben. Die Hauptaufgaben der Vorrichtung bestehen dabei in der Umsetzung der Be- und Entladung von Roll-In-Tragen, auf welchen Patienten befördert werden, sowie in der Gewährleistung der Transportsicherung der Roll-In-Tragen innerhalb des Krankenkraftwagens. Die Ausarbeitung orientiert sich zum einen an den Normen aus dem Rettungsdienstwesen DIN EN 1789 und DIN EN 1865 und zum anderen an den entwicklungsrelevanten VDI-Richtlinien 2220 und 2221. Die rettungsdienstlichen Normen bilden dabei der Grundlage für die Einführung in die Thematik und dienen der Konkretisierung des zu entwickelnden Tragentisches. Anhand der durchgeführten Patent- und Literaturrecherche erfolgen die Ableitung des aktuellen Standes der Technik sowie die Analyse vorhandener Lösungsansätze.Unter anderem umfasst die im Anschluss durchgeführte systematische Entwicklung ein Verfahrensprinzip, eine Funktionsstruktur, verschiedene Lösungsprinzipe, mehrere Technische Prinzipe und ein konkretisiertes Technisches Prinzip. Letzteres dient im Besonderen der Erarbeitung des Gestaltentwurfs des Tragentisches. Die Ergebnisse der Entwicklung werden in Form von technischen Unterlagen zusammengefasst. Abschließend gibt die Auswertung einen Überblick über die Arbeitsergebnisse sowie zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten des Tragentisches.
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846721643lacin.txt
Web-based maintenance and enhancement of the IFToMM dictionary and its use for the information retrieval in DMG-Lib. - In: Proceedings of the 14th IFToMM World Congress, ISBN 978-986-04-6098-8, (2015), insges. 7 S.
Over the years the IFToMM dictionary has been grown up to a comprehensive digital resource which can be used as dictionary, thesaurus, taxonomy as well as glossary in several languages in parallel. Regarding today's needs of information retrieval in digital libraries it makes sense to see the IFToMM-terminology dataset as an expandable semantic network which can be used to solve different retrieval problems in digital libraries providing content on mechanisms and machine science and to support the understanding of foreign language information in this field. The article presents the DMG-Lib as such a digital library and shows, how the content of the IFToMM dictionary can be used to improve the retrieval process. Furthermore the implementation of applications is discussed, e.g. how the IFToMM dictionary content can be extended and how the maintenance process of the IFToMM dictionary can be supported by online tools.
http://dx.doi.org/10.6567/IFToMM.14TH.WC.OS15.001
Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK). - In: Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte, ISSN 2198-6746, Bd. 18 (2015), S. 53-133
Literaturangaben
Die Entwicklung der Fakultät von 1955 bis 2015. - In: Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte, ISSN 2198-6746, Bd. 18 (2015), S. 11-34
Literaturverzeichnis
Vektorielles Modell zur Analyse geometrischer Toleranzen für geschlossene Toleranzketten. - In: Summer School Toleranzmanagement, ISBN 978-3-89650-410-4, (2015), S. 100-105
Entwicklung und Verifikation der Konzepttauglichkeit einer Mitfahrplattform für eine wandlungsfähige und flexible Montage. - 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Verifikation der Konzepttauglichkeit einer Mitfahrplattform für eine wandlungsfähige und flexible Montage in den Werken der Daimler AG. Dabei soll ermittelt werden, ob durch die Anwendung der Entwicklungsmethodik Axiomatic Design Vorteile im Vergleich zu der herkömmlichen Methodik nach Pahl/Beitz für den Entwicklungsprozess von Anlagen im generellen und wandelbaren Anlagen im speziellen entstehen. Zu Beginn der Arbeit werden die Charakteristika von Axiomatic Design und der Entwicklungsmethodik nach Pahl/Beitz herausgearbeitet und die Elemente der Methoden erklärt. Zudem wird der Begriff Wandelbarkeit erläutert, und mittels der Wandlungstreiber und Wandlungsbefähiger genauer definiert. Im Hauptteil werden die Methoden zunächst zur Anforderungsanalyse und Strukturierung angewendet. Anschließend wird ein Prototyp, nach den durch die Entwicklungsmethodiken ermittelten Lösungen, konzipiert. Abschließend wird der Entwicklungsprozess betrachtet und die daraus gesammelten Erkenntnisse über die Anwendung der Entwicklungsmethoden zusammengefasst und in einem Fazit diskutiert.
Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts für das Pulver- und Teilehandling an einer Laser-Metal-Fusion Anlage. - 130 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In dieser Arbeit wird die Konzeption des Pulver- und Teilehandlings an einer Laser-Metal-Fusion-Anlage dargestellt. Dazu werden die zugrundeliegende Maschine und die notwendigen technischen Randbedingungen beschrieben. Anschließend werden die Prozessschritte, die im Umfeld der Anlage auftreten, beschrieben und systematisiert, um sie in Stationen aufzuteilen. Diese Stationen sollen Metallpulver und das fertige Bauteil trennen und das Pulver aufbereiten. Für diese Stationen werden Funktionsanalysen durchgeführt und für die Funktionen Lösungen entwickelt und bewertet. Die Lösungen für die Stationen werden dann zu einem modularen System verknüpft. Anschließend werden das modulare Konzept bewertet und Lücken im Konzept aufgezeigt. Um diese Lücken zu schließen werden ergänzende Konzepte entwickelt, die auf bereits vorhandenen Komponenten aufbauen oder Anforderungen und Lösungen für neue Komponenten definieren. Als nächstes müssen die Konzepte in Prototypen umgesetzt und erprobt werden.
Audio-visuelle Simulation der Fahrzeugvorbeifahrt unter Nutzung von VR und Prüfstandsmessungen. - In: Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, (2015), S. 21-32
Erarbeitung eines Konzepts zur automatisierten Verdrehung eines variablen Produktspektrums innerhalb einer definierten Prozesskette. - 90 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
In dieser Bachelorarbeit wird auf der Grundlage des konstruktiven Entwicklungsprozesses nach VDI 2221 ein Konzept zur automatisierten Torsion eines variablen Produktspektrums erstellt. Nach der Analyse der Werkstücke und ihrer spezifischen Eigenschaften werden sowohl die elastischen und plastischen Winkel untersucht, als auch die Momente und Kräfte zur Verdrehung und Auslegung einer Gesamtanlage berechnet. Anschließend erfolgt das Erstellen von mehreren technischen Prinzipien einer Gesamtanlage und Bewerten nach technischen und ökonomischen Kriterien. Das daraus hervorgegangene Prinzip wurde zu einem konstruktiven Entwurf umgesetzt, aus welchem sich benötigte Elemente und das Abmaß der Anlage ableiten lassen. Auf Grund der Kosten und des Aufwands der Herstellung erfolgte eine Eingrenzung des Automatisierungsgrades der Maschine.
Entwicklung einer Umreifungsmaschine für Langgüter. - 246 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Abhängig von der Anlagenplanung werden Langgüter, wie Profile oder Rohre, bei der Produktion häufig in Querlauf, also senkrecht zu ihrer längsten Ausdehnungsrichtung, gefördert. Sollen diese nun mittels Umreifung gebündelt werden, kann keine herkömmliche Umreifungsmaschine mit geschlossenem Bandführungsrahmen eingesetzt werden. Mit dieser Arbeit soll eine Maschine entwickelt werden, die Langgüter im Querlauf umreifen kann und deren Verfügbarkeit über die bestehender Lösungen hinausgeht. Aufbauend auf einer Markt- und Patentanalyse werden Schwachstellen der existierenden Lösungen hinsichtlich deren Verfügbarkeit aufgezeigt und Anforderungen an die zu entwickelnde Maschine abgeleitet. Es werden verschiedene mögliche Konzepte für die Form, Teilung und Bewegung der Bandführung systematisch hergeleitet und mittels Bewertung eine favorisierte Lösung gewählt. Für die notwendigen Funktionselemente werden Umsetzungsvorschläge in einer Kombinationstabelle gesammelt und aus dieser mehrere Technische Prinzipe abgeleitet, von denen ein bevorzugtes weiterentwickelt wird. Zu diesem werden relevante Berechnungen durchgeführt und schlussendlich eine vollständige Konstruktion erstellt. Für diese wird eine Abschätzung der technischen Verfügbarkeit durchgeführt.
Design for life : the 20th International Conference on Engineering Design (ICED 15) ; 27th - 30th July 2015, Politecnico di Milano, Italy. - Glasgow : Design Society, 2015. - (DS ; 80)Tagungsort auch in der Sprachvariante "Milan" angegeben
Determination of acoustic contributions of car components to the far field using transfer functions. - In: 15. Internationales Stuttgarter Symposium, 2015, S. 1323-1334 [i.e. S. 525-536]
Beitr. auf S. 525-536
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-08844-6
Entwicklung, Herstellung und Erprobung eines Mehrkomponenten-Extrudersystems und dessen Integration in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum für die additive Fertigung unter der Verwendung von granuliertem Kunststoff. - 209 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die additive Fertigung nimmt in den letzten Jahren stark an Bedeutung zu. Ein Grund dafür ist die direkte Herstellung von Bauteilen aus Konstruktionsdaten, ohne die Verwendung von speziellen Werkzeugen. Der Wegfall von wichtigen Schlüsselpatenten führte zu maßgeblichen verfahrenstechnischen Verbesserungen. So können heute Bauteilqualitäten von großer industrieller Bedeutung erzeugt werden. Die gegenwärtige Marktentwicklung spaltet sich in zwei Entwicklungstendenzen auf: - industrieller Einsatzbereich; - Bereich der Privatverbraucher. Die Verfahrensart des FDM 3D-Drucks ist zunehmend relevant. Deshalb soll diese Bachelorarbeit hauptsächlich den FDM 3D-Druck thematisieren. Die derzeitige FDM-Anwendung erfordert einen Einsatz von speziellen Produktionsmaterialien. Dabei werden Kunststoffe in Strangform (sogenannte Filamente) verarbeitet. Diese sind aufgrund von hohen Materialkosten und nicht geltender branchenüblicher Standards für die industrielle Verwendung ungeeignet. Ebenfalls sind Restriktionen bezüglich verfügbarer Arbeitsbauräume vorhanden. Einkomponentenextruder finden derzeitigen Einsatz, die eine gleichzeitige Verwendung von mehreren Materialien ausschließen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein Mehrkomponenten-Extrudersystem zur Verwendung von granulierten Kunststoffen entwickelt. Dabei erfolgte eine massestrombasierte Extruderschneckenauslegung. Es wurde sowohl der heutige technische Stand des FDM 3D-Drucks, als auch der gegenwärtige Standard der Extrusionstechnik analysiert und wiedergegeben. Das Extrudersystem wurde in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum integriert, was einen industrietauglichen Bauraum aufwies. Weiterhin wurde die Funktionalität mittels erfolgter Materialversuche sowohl mit Mikrokunststoffgranulaten als auch mit standardisiertem Kunststoffspritzgußgranulaten geprüft. Die Untersuchungsergebnisse brachten Aufschluss über die Verwendbarkeit von getesteten Materialien.
Systematische Überarbeitung eines mobilen Roboters für potentielle Anwendungsfelder. - 95 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die Fa. HENKEL+ROTH GmbH bietet mit dem mobilen Roboter "MR 2.0" eine innovative Lösung zur flexiblen Automatisierung von Produktionsprozessen. Es handelt sich hierbei um eine Kombination aus einem fahrerlosen Transportsystem und einem Standard-Industrieroboter. Dieser modular aufgebaute Roboter navigiert ohne mechanische oder elektronische Schienensysteme. Eine integrierte Leistungsversorgung ermöglicht einen kabellosen Betrieb. Dies erhöht den Aufgabenbereich des Roboters immens. Mehrere Messeauftritte machten deutlich, dass das Interesse an einer flexiblen Robotik-Applikation groß ist und stetig wächst. Dies ist Motivation zur Fortführung der Entwicklung, welche in dieser Abschlussarbeit vorangetrieben werden soll. Im Zuge dieser Arbeit soll ermittelt werden, wo die Interessen potentieller Kunden liegen und welche Fähigkeiten dem mobilen Roboter und dessen Peripherie verliehen werden müssen, um den Anforderungen der Interessenten gerecht zu werden. Im Anschluss werden diese Erkenntnisse in den Entwicklungs- und Konstruktionsprozess einer neuen mobilen Transportplattform einfließen. Gegenstand des ersten Teils dieser Arbeit wird eine Online-Befragung sein. Dabei wird aus Firmenkontakten vergangener Anfragen und Messeausstellungen ein Teilnehmerpool zusammengestellt. Nach Beendigung der Umfrage werden die Ergebnisse analysiert und anschaulich dokumentiert. Ausgehend von dieser Basis werden im zweiten Teil der Arbeit Anforderungen für die Neuentwicklung einer Transportplattform erarbeitet und anschließend konstruktiv umgesetzt. Da je nach Kundenwunsch unterschiedlichste Anforderungen existieren können, soll ein universeller Lösungsansatz entwickelt werden, der es ermöglicht mobile Plattformen verschiedener Größe und Ausstattung anhand eines Basissystems ohne übermäßigen Aufwand herzustellen. Ziel ist es somit ein universelles und kundenorientiertes Produktportfolio anbieten zu können. Aufgrund des beschränkten zeitlichen Rahmens dieser Abschlussarbeit kann keine vollständige Konstruktion des Gesamtsystems inklusive seiner Peripherie erfolgen. Deshalb wird als Abschluss der Arbeit ein Ausblick über noch fehlende und fortzuführende Arbeiten gegeben, welcher zugleich als Verknüpfung für die zukünftige Entwicklung dienen soll.
Use of vectorial tolerances for direct representation and analysis in CAD-systems. - In: Procedia CIRP, ISSN 2212-8271, Bd. 27 (2015), S. 230-240
http://dx.doi.org/10.1016/j.procir.2015.04.071
Entwicklung eines Konzeptes für die Integration von Elektro- und Hybridantrieben in eine Fahrsimulationssoftware. - 53 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Diese Bachelor-Arbeit befasst sich mit der Integration von Fahrzeugen mit Elektro- und Hybridantrieben in die Fahrsimulationssoftware OpenDS, um später eine Untersuchung der Lärmbelästigung durch solche Fahrzeuge vornehmen zu können. Ausgehend von einer Analyse der Funktionsweise dieser Antriebe werden Parameter, die zur Darstellung der Antriebe in der Software geeignet sind, spezifiziert. Anhand einer Untersuchung des bestehenden Ablaufs der Simulation von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und der herausgearbeiteten Parameter werden eigene Konzepte zur Simulation der neuartigen Antriebe entwickelt. Schließlich werden diese Konzepte durch Programmierung in der Sprache Java in den Fahrsimulator integriert und deren Funktion getestet.
Entwicklung eines Gebläsekonzeptes für die Mähdrescherreinigung nach dem Baukastenprinzip. - 158 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Im Rahmen der Bachelorarbeit wird ein Gebläsekonzept für die Mähdrescherreinigung entwickelt, welches über Modularisierungsprinzipien in allen Mähdrescher-Baureihen eingesetzt werden kann. Die Modularisierung von Maschinen und Produktion ist aufgrund der schnellen Marktveränderungen und der individuellen Kundenwünsche erforderlich. Auch die Einsparung von Kosten hat dabei eine große Bedeutung. Zunächst wird im Rahmen der Modularisierung getestet, ob eine andere Gebläsebauart als die der Serienmaschinen Verwendung finden kann. Der Beschreibung des Aufbaus und der Funktion eines Mähdreschers folgt eine Ist-Stand Analyse der Technik. Auf dieser Basis werden Anforderungen und Kriterien zur systematischen Auswahl eines Gebläse-Prinzips aufgestellt. Folgend wird die Integration der Bauarten in das bestehende Maschinenkonzept überprüft. In Form eines Paarvergleichs erfolgt die Auswahl einer geeigneten Gebläsebauart, welche im Hinblick auf Funktion und Kosten optimiert wird. Daran anschließend werden auf der Grundlage definierter Anforderungen an das neue Konzept Lösungsvarianten für die verschiedenen Schnittstellen im Gebläse entwickelt und dargestellt. Aus einer Bewertung geht ein optimales Gebläsekonzept hervor, welches in CATIA V5 konzeptionell ausgearbeitet wird.
Animation of historical patents. - In: New trends in mechanism and machine science, ISBN 978-3-319-09410-6, (2015), S. 913-920
Acoustical investigations in virtual environments for a car passing application. - In: ASME digital collection, (2014), DETC2014-34936, Seite 1-9
https://doi.org/10.1115/DETC2014-34936
Analyse offener und geschlossener Toleranzketten im parametrischen 3D-CAD-System. - In: Design for X, ISBN 978-3-941492-79-0, (2014), S. 157-168
https://doi.org/10.15480/882.1197
Toleranzuntersuchungen an Planetenradsätzen. - 93 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Für ein konkretes Planetenradgetriebe wird der Planetenträger hinsichtlich der Vermeidung von Eingriffsstörungen in der Verzahnung und einem Erhalt der Tragfähigkeit der Verzahnung toleriert. Dazu werden alle relevanten Abweichungen der Verzahnung und der Peripherie zusammengetragen und deren Auswirkungen erschlossen. Es handelt sich dabei um einen einfachen Planetenradsatz - bestehend aus Sonnenrad, Hohlrad und drei bzw. vier Planetenrädern - mit Schrägverzahnung. Weiterhin werden mögliche Bezugssysteme für den Planetenträger vorgestellt und Toleranzverknüpfungen für die funktionskritischen Schließtoleranzen gebildet. Die funktionskritischen Kenngrößen sind dabei Achsabstand, Planetenteilung, Neigung und Schränkung. Voruntersuchungen zur Verzahnungsqualität klären deren Einfluss auf die Toleranzgrenzen, weil die Toleranzsynthese für den Planetenträger eine fertig ausgelegte Verzahnung voraussetzt. Im Umfang der Synthese werden auch FE-Untersuchungen zu Verformungen im Planetenradsatz unter verschiedenen Randbedingungen durchgeführt. Statisch bestimmte und überbestimmte Systeme mit unterschiedlichem Belastungsausgleich werden hierbei analysiert. Ebenso werden FE-Untersuchungen von Planetenträgerkonstruktionen zur Ermittlung der Verformung unter Last getätigt. Im Rahmen der Arbeit werden zudem tendenzielle Auswirkungen von Abweichungen der funktionskritischen Kenngrößen auf das Geräuschverhalten eines Planetengetriebes und Einflüsse möglicher Korrekturen dargestellt. Abschließend werden Konstruktionsrichtlinien abgeleitet, die Vorteile bei der Tolerierung und für das Betriebsverhalten eines Planetenradgetriebes ergeben.
Untersuchungen von Toleranzketten im parametrischen 3D CAD-System. - In: Entwerfen Entwickeln Erleben 2014, (2014), S. 465-476
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-144963
Determination of the near-field-acoustics of primary vehicle sound sources in relation to indoor pass-by noise testing for the verification of a virtual acoustic vehicle model. - In: Shaping the future by engineering, (2014), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-070:2
Simulation of acoustical properties of technical systems using a network-based sound-server. - In: Shaping the future by engineering, (2014), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-067:8
Entwicklung eines Variantenprogramms zur Teilautomatisierung von Entwicklungsprozesssen für Stanzwerkzeuge an Gummiprofilen im Automobilbau. - 68 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
In der vorliegenden Masterarbeit wird die Konstruktion von ausgewählten Werkzeugen, die durch Messer- und Scherschneiden biegeschlaffe Gummiprofile für die Türabdichtung beim Automobilbau konfektionieren, teilautomatisiert. Für die Konfektionierung mit diesen Werkzeugen durchlaufen vorabgelängte Gummiprofile eine modular aufgebaute, automatische Bearbeitungsanlage. Zu Beginn der Arbeit entstehen anhand des Produktlebenszyklus Anforderungen an die Aufgabe. In einem nächsten Schritt werden bereits bekannte Schnittbearbeitungen an diesen Profilen analysiert und kategorisiert. Aus diesen Kategorien entstehen nach Auswahl von Bearbeitungen für die Teilautomation verschiedene Konstruktionen für Vorlagewerkzeuge nach einem erstellten Lösungsmuster. Ebenfalls wird der Materialkennwert für die notwendige Schneidkraft bei linearem Materialverhalten dieser Gummiprofile ermittelt. Abschließend wird anhand der Anforderungen, gesammelten Informationen und Festlegungen ein Variantenprogramm mit der Software Visual Basic im CAD-System Autodesk Inventor 2011 erstellt. Die Ergebnisse der Masterarbeit zeigen eine Kosten- und Zeitersparnis durch die Teilautomatisierung und Standardisierung bei der Konstruktion auf. Als weiteres Ergebnis sind Richtlinien und Regeln entstanden, die bei dem Umgang mit diesen Gummiprofilen bei der Erstellung von Werkzeugen für die Konfektionierung zu beachten sind.
Entwicklung eines Werkzeugs zur Visualisierung der Fahrzeugvorbeifahrt. - In: Digitales Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2014), S. 179-186
Bei der Entwicklung industrieller Produkte ist es erforderlich, unterschiedlichsten regulatorischen Anforderungen zu genügen. So wird z.B. das von Straßenfahrzeugen abgestrahlte Geräusch anhand eines Messverfahrens nach der DIN ISO 362 - die sogenannte Vorbeifahrtmessung - bestimmt und ist Voraussetzung für die Homologation neuer Fahrzeuge. Die Messungen finden dabei auf einer fest definierten Teststrecke in freier Umgebung statt. Dies bringt mehrere Nachteile mit sich, wie den Einfluss der Witterungsbedingungen oder den aufwendigen Transport und die Verkleidung von nicht veröffentlichten Prototypen. Ein erster Schritt dieses Verfahren zu verbessern und dadurch hohe Kosten zu sparen ist die Messung unter kontrollierten Bedingungen auf Prüfständen in Freifeld oder Halbfreifeldräumen. Da dies nach wie vor einen hohen Aufwand darstellt und Unschärfen bedingt, wird ständig nach neuen Werkzeugen gesucht, die es ermöglichen, den Produktentwicklungsprozess noch effizienter, ökonomischer und auch ökologischer zu gestalten. Virtual Engineering kann als ebensolch ein Werkzeug angesehen werden. Ziel der aktuellen Untersuchungen ist es, die oben genannten Mes-sungen in eine virtuelle Umgebung zu übertragen. Dazu wird ein virtuelles akustisches Modell verwendet, welches den Betriebszustand und die Schallentstehungskette bis zur Auralisierung nachbildet. Die notwendigen Prüfstandsmessungen werden vom Forschungspartner IPEK - Institut für Produkt-entwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auf dem Akustikrollenprüfstand unter Halbfreifeldbedingungen durchgeführt. Das virtuelle akustische Modell kann interaktiv im audiovisuellen VR-System am Kompetenzzentrum Virtual Reality des Forschungspartners Technische Universität Ilmenau auralisiert und visualisiert werden. Die Grundlage für die akustische Modellierung bilden digitale Filter, mit denen der Höreindruck entlang einer virtuellen Teststrecke abgebildet werden kann. Die Faltung wird in einem speziellen Sound-Server durchgeführt. Je Quelle werden in Abhängigkeit vom Schallübertragungspfad mehrere Faltungen in Echtzeit durchgeführt. Die Ausgangsinformationen lassen sich direkt über das Wellenfeldsynthese-System auralisieren. Das virtuelle akustische Modell wird in weiteren Messreihen, zur exakten Quantifizierung des Schallbeitrags einzelner Geräuschquellen am Fahrzeug, abgeglichen und optimiert. Somit wird ein Prozess geschaffen, der es ermöglicht frühzeitig im Entwicklungsprozess zu überprüfen, ob das Fahrzeug den erforderlichen akustischen Anforderungen entsprechen würde.
Vectorial tolerances for the uncertainty analysis of precision measurement devices. - In: Shaping the future by engineering, (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-034:2
Systematische Entwicklung eines Kraftmesssystems für die Lorentzkraft-Anemometrie an der offenen Gießrinne. - 118 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Diese Masterarbeit befasst sich mit der systematischen Entwicklung eines Kraftmesssystems für die Lorentzkraft-Anemometrie an der offenen Gießrinne. Ausgangspunkt ist die strukturierte Analyse möglicher Kraftmessprinzipe unter Beachtung der gegebenen Rahmenbedingungen. Nach dem Präzisieren der Aufgabenstellung folgt die Konzeption des Labormessgerätes inklusive Magnetsystemaufnahme, Messsystem und Führung unter Beachtung der Werkstoffauswahl. Aufbauend aus den gefundenen Lösungen wird ein konkretisiertes Technisches Prinzip erstellt. Dieses dient als Grundlage für konstruktive Umsetzung des Lofometers. Die Ergebnisse dieses Prozesses werden abschließend anhand des 3D-CAD-Modells erläutert. Schlagwörter: Lofometer, Lorentzkraft-Anemometrie, offene Strömung, offene Gießrinne
Entwicklung eines Moduls zur automatischen Zuführung und Montage von Schrauben aus Schüttgut in Kunststoff-Gehäuse. - 79 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In der vorliegenden Bachelorarbeit wird eine Automationsanlage zur Bestückung von Kleinverteilerkästen für die Elektroinstallation mit Schrauben aus Kunststoff systematisch entwickelt und anschließend mit einer CAD Software konstruiert. Zuerst werden die unterschiedlichen Baugrößen der Gehäuse analysiert und daraus eine Systematik des Lochmusters der zu bestückenden Bohrungen abgeleitet. Nach dem Aufzeigen der Anforderungen an die Maschine in einer Anforderungsliste, wird die Anlage in einzelne Baugruppen unterteilt und eine Funktionsstruktur erstellt. Anschließend werden in einer Kombinationstabelle verschiedene Lösungen des mechanischen Aufbaus der Baugruppen anhand von technischen Prinzipen erarbeitet. Aus diesen werden drei Gesamtprinzipe erstellt und in einer Bewertungstabelle miteinander verglichen. Das am besten geeignete Prinzip wird weiter präzisiert bis es eine geeignete Grundlage für die Konstruktion darstellt. Schließlich wird die Konstruktion der Anlage, welche unter Beachtung von fertigungstechnischen Möglichkeiten des betreuenden Betriebs erfolgt, dokumentiert und vorgestellt.
MTM im CAD-System - Produktbewertung nach Zeit und Kosten. - In: Betriebspraxis & Arbeitsforschung, ISSN 2191-6268, Bd. 221 (2014), S. 36-41
Use of vectorial tolerances in CAD during the design process. - In: Design 2014, (2014), S. 1083-1091
Design 2014 : proceedings of the 13th International Design Conference, May 19-22, 2014, Dubrovnik - Croatia. - Zagreb : Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, 2014. - (DS ; 77)
Entwicklung und Konkretisierung eines Konzeptes zur Vermeidung ungewollter Nickbewegungen im Landeflug eines Hubschraubers. - 122 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In dieser Arbeit werden mehrere Lösungen für die ungewollte Nickbewegung von Hubschraubern während der Landung vorgestellt. Viele Hubschrauber neigen sich während der Landung nach hinten und schränken die Sicht des Piloten ein. Um dem Leser das benötigte Hintergrundwissen zu vermitteln, werden zunächst die Grundlagen der Hubschraubersteuerung erläutert. Die Höhenflosse wird als Ursache der ungewollten Nickbewegung ermittelt. Mehrere Lösungskonzepte werden auf ihre Vor- und Nachteile untersucht. Eine verstellbare Höhenflosse erweist sich als beste Lösung und wird genauer betrachtet. Für die Verstellung der Höhenflosse werden zwei technische Prinzipen aufgeführt.
Systematisierung der gießtechnischen Fertigungsvorbereitung am Beispiel des Motorblocks eines Wartburgmotors. - 92 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Diese Arbeit stellt einen Leitfaden für den Prozess der Fertigungsvorbereitung eines Gussteiles dar. Dabei wird die methodische Vorgehensweise zur Realisierung eines Gussmodells in Abhängigkeit der erforderlichen technologischen Schritte systematisch dargestellt und abschließend am konkreten Beispiel eines Wartburg 353 WR Motorbockes veranschaulicht. Im Jahr 2012 entschließt sich eine Gruppe von Rennsportexperten, darunter auch der Initiator und Rennfahrer Thomas Becken an der TU Ilmenau, ein Projekt ins Leben zu rufen, welches den Rennfahrern ermöglichen soll, mit einem Wartburg 353 WR in der historischen Gruppe B antreten zu können. Um in dieser Rennklasse mitfahren zu können, muss der Zustand des Fahrzeuges die damaligen Vorschriften des FIA-Reglements erfüllen. Diese betreffen nicht nur das äußere Erscheinungsbild des Wartburg 353, sondern auch die technischen Leistungsmerkmale. Da dieser Typ des Rallyewagens nicht vom Fließband kam, stellt es sich in der heutigen modernen Zeit als extrem schwer heraus, noch originale 3-Zylinder Motoren auf dem Markt aufzutreiben. Aus dieser Problemstellung heraus wurde das Projekt Wartburg 353 Motor an der TU Ilmenau ins Leben gerufen. Die Grundlage für das Erstellen von Modell-, Kern- und Einlegeteilen für dieses Projekt, ist der CAD-Datensatz von Herrn Stephan Wolfgramm und Herrn Christian Janda. Die beiden Masterstudierenden hatten es sich in ihrer Projektseminar-Arbeit zur Aufgabe gemacht, die Originalzeichnungen des Zylinderblockes der Wartburg Rallyeausführung aus dem Archiv des ehemaligen AWE (Automobilwerk Eisenach) zu digitalisieren. Dabei erstellten sie eine 3D-Konstruktion durch den Einsatz moderner CAD Software. Mit Unterstützung dieser 3D-Konstruktion des Motorblockes sollte nun unter Bezug auf den aktuellen Stand der Technik die Fertigungsvorbereitung analysiert und systematisiert werden.
Sicherheitstechnik für mobile Roboter. - 76 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Der mobile Roboter "MR2.0" der Firma HENKEL+ROTH GmbH aus Ilmenau stellt eine flexible Alternative zu einem ortsfest installierten Standard-Industrieroboter dar. Vielmehr erweitert er diesen um ein autonomes Transportsystem und erhöht so dessen Reichweite und Aufgabenbereich. Ungebunden von Schienen oder Leitsystemen lässt er sich auch nachträglich einfach in bestehende Produktionsabläufe integrieren. In der mittlerweile zweiten Generation durchläuft der "mobile robot" weiterhin einen stetigen Entwicklungsprozess, um dessen Fähigkeiten weiter auszubauen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Sicherheitskonzept des mobilen Roboters. Mit dem Einsatz eines mobilen Roboters in Umgebungen, die nicht speziell für dessen Einsatz gestaltet wurden, müssen technische Maßnahmen ergriffen werden, um den Arbeitsschutz und die Sicherheit für die Mitarbeiter weiterhin zu gewährleisten. Zunächst sollen die allgemeinen Anforderungen an einen mobilen Roboter hinsichtlich der benötigten Sicherheitsmaßnahmen analysiert werden. Darauf aufbauend werden grundsätzliche Voraussetzungen für den Arbeitsschutz definiert, worauf hin die Sensoren und Peripherie vorgestellt und hinsichtlich der Konfiguration beschrieben werden. Für den Messeauftritt zur AUTOMATICA 2014 in München wurde der bestehende Ablauf um einen Handarbeitsplatz ergänzt. Die zuvor erarbeiteten Grundlagen wurden dabei umgesetzt, um eine Schnittstelle zwischen Mensch und Roboter zur Montage von Kundenteilen zu ermöglichen. Die erreichten Ziele und gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend diskutiert und ein Ausblick auf zukünftige Weiterentwicklungen rundet die Arbeit ab.
Systematische Entwicklung einer universellen Montagevorrichtung für Zuführsysteme. - 93 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Aufgabe dieser Masterarbeit ist die Konzeption und Konstruktion einer universellen Montagevorrichtung für Zuführsysteme. Der Herstellungsprozess für die zur Zuführtechnik gehörenden Standardkomponenten Transportbänder, Knickbänder und Bandbunker soll anhand geeigneter technischer Lösungen optimiert werden. Ausgehend von der Betrachtung der Vorrichtung in der Montage, sind die produktseitigen Anforderungen durch Analyse ihrer Produktstruktur, Verbindungstechnik und Bauteilgestalt zu erarbeiten. Nach Aufstellung der Gesamtfunktion wird geklärt, welche Teilfunktionen zur Realisierung dieser benötigt werden. Das Zusammenspiel der Teilfunktionen ist in der Funktionsstruktur ersichtlich. Nachdem den einzelnen Funktionselementen mehrere Lösungsprinzipe zugeordnet sind, erfolgt die Zusammenstellung derer gemäß der Funktionsstruktur zum Technischen Prinzip. Durch Beurteilung anhand ausgewählter Kriterien wird eines der drei Technischen Prinzipe zum Technischen Entwurf überführt. Nach Abschluss der Entwicklungsaufgabe werden mögliche montagegerechte Überarbeitungen der Produkte aufgezeigt.
Entwurf einer Befüllungseinrichtung für Hydrolager. - 138 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Die vorliegende Arbeit beinhaltet die systematische Untersuchung und Entwicklung von Verfahren zum Befüllen von Fahrwerkslagern (Hydrolager) sowie die Entwicklung einer Einrichtung zum gleichen Zweck. Das zu entwickelnde Verfahren ermöglicht das Befüllen der Hydrolager mit einem Fluid nach der Montage bei möglichst geringem Gasanteil. Die komplexe Geometrie weist dabei Hinterschneidungen bezüglich der am Hydrolager vorhanden Einfüllkanäle auf. Reinigungsoperationen nach dem Befüllen der Lager sollen weitgehend vermieden werden. Die Aufgabe wird zunächst präzisiert, indem eine Einführung der Thematik durchgeführt wird. Die Eigenschaften der zu füllenden Hydrolager werden herausgestellt, bekannte Verfahren zur Befüllung der Hydrolager analysiert und die zu entwickelnde Fülleinrichtung als System abgegrenzt. Im Anschluss dieser Aufarbeitung wird eine Patent- und Literaturrecherche durchgeführt, die sich übergeordnet an dem gasarmen Befüllen einer komplexen Geometrie orientiert. Die Abhängigkeit der Konzentration von Gasen in Flüssigkeiten, Verfahren zum Entgasen von Flüssigkeiten und Eigenschaften der abzufüllenden Flüssigkeiten werden betrachtet. Anhand dieser Grundlagenstudien werden Methoden untersucht, um eine mit Hinterschneidungen behaftete komplexe Geometrie gasarm zu befüllen. Hierbei wird die Einflussnahme am Gasanteil der Flüssigkeit zeitlich mit Bezug auf den Füllprozess und örtlich mit Bezug auf die Fülleinrichtung untersucht und Methoden aufgezeigt, um die Hinterschneidungen der komplexen Geometrie zu füllen. Mittels Vorversuchen und verschiedener Anforderungen an die Fülleinrichtung wird die dargelegte Lösungsvielfalt auf den konkreten Sachverhalt, das Befüllen der Hydrolager, eingeschränkt. Als Ergebnis wird das einzusetzende Verfahren herauskristallisiert und die Eigenschaften dieses Verfahrens werden näher betrachtet. Im Rahmen dieses Verfahrens zur Befüllung von Hydrolagern werden Teilbereiche der Fülleinrichtung für die notwendigen Funktionen definiert. Verschiedene Prinzipe der einzelnen Teileinrichtungen werden in Form von Kombinationstabellen aufgestellt, bewertet und als Lösung ausgewählt. Die Summe der Lösungen der Teileinrichtungen wird in Konzepten für das System Fülleinrichtung zusammengetragen. Die Konzepte werden bewertet und ausgewählt. Das gefundene Konzept der Fülleinrichtung wird weiter detailliert und stellt die Grundlage für den Gestaltentwurf einer Befülleinrichtung für Hydrolager dar. Dieser Gestaltentwurf ist das Ergebnis der vorliegenden Arbeit.
Konzeption eines Sensorsystems zur Regelung eines piezoaktuierten Positioniertisches für planare Positionieraufgaben. - 90 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In Industrie und Forschung schreitet der Prozess der Miniaturisierung immer weiter voran. Für die Positionierung von Proben oder Bauteilen sind Systeme erforderlich, die den Ansprüchen an Präzision nicht nur im Mikrometerbereich, sondern auch im Nanometerbereich gerecht werden. Um diese Aufgabe bewältigen zu können, spielen zum einen der Bereich der Nanofertigungstechnik und zum anderen der Bereich der Präzisionsmesstechnik eine bedeutende Rolle. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Sensorsystems, welches eine präzise Messung der Position in der Ebene ermöglichen soll. Der Einsatz des Sensorsystems soll an einem planaren Positioniertisch, der in x-, y- und [phi]_z- Richtung verfahrbar ist, erfolgen. Im ersten Teil wird das planare Positioniersystem und dessen Antriebsprinzip basierend auf Piezoaktoren erläutert. Im Hauptteil dieser Bachelorarbeit findet die Bewertung möglicher Messprinzipe zur Positionsbestimmung des planaren Positioniertisches, welcher bisher in offener Steuerkette betrieben wurde, statt. Hierbei werden die Methoden des konstruktiven Entwicklungsprozesses angewendet. Abschließend wird ein geeignetes Messprinzip ausgewählt und dessen Wirkungsweise in Versuchen analysiert.
Entwicklung von Membranmodulen für Filtrationssysteme. - 123 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Seit Jahren haben Membranen Einzug in die Abwasseraufbereitung gehalten und veränderten die bis dahin gängigen Methoden und Verfahrensweisen. Das Membranbelebungsverfahren stellt eine neue Möglichkeit der Abwasseraufbereitung dar. Verschiedene Unternehmen haben sich auf die Herstellung flächenhaft getauchter Membransysteme spezialisiert und bieten Filtrationssysteme für MBR Anlagen an. Diese besitzen aufgrund ihres Aufbaus und der Art der verwendeten Membranen bedingte Nachteile, welche sich negativ auf die Anwendung auswirken. Ziel dieser Arbeit ist die Konstruktion einer Vergussform zur Formierung partiell vergossener Einzelmembranen zu Membranpaketen. Diese Pakete sollen die nachteiligen Eigenschaften einzeln aufgehängter Membranen umgehen und in ein neu zu konstruierendes Membransystem integriert werden. Zu Beginn wird der aktuelle Entwicklungsstand dargelegt und verschiedene Systeme hinsichtlich eines modularen Membransystems mit partiell vergossenen Membranpaketen evaluiert. Die grundlegenden Anforderungen und Rahmenbedingungen wurden in Forderungslisten zusammengefasst. Nach der Ausarbeitung wurden zwei Vergussformen zur Erzeugung von Membranpaketen konstruiert und erste Prototypen zur Erprobung hergestellt. Bei der Konstruktion des Gestells, zur Aufnahme der Membranpakete, ist die modulare Erweiterbarkeit des Membransystems in horizontaler sowie in vertikaler Richtung zu berücksichtigen. Dies soll eine kundenspezifische Auslegung eines MBR ermöglichen. Den Abschluss der Arbeit bildet die Konstruktion des modularen Membransystems.
Entwicklung eines motorisch schwenkbaren Schneidkopfes für Faserlaser in einer kompakten Laserbearbeitungsanlage. - 124 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer 5-Achs-Laserschneidanlage dargestellt. Dabei wird insbesondere die Dynamik der Z-Achse betrachtet. Dazu wird kurz beschrieben, wie bisher 5-Achs-Bearbeitungen umgesetzt hat, und mit welchen Leistungsdaten die Mitbewerber aufwarten können. Außerdem wird dargelegt, wie die Konstruktion der bereits vorhandenen precicut 50/35 Compact aufgebaut ist und welche Komponenten verändert werden müssen, beziehungsweise dürfen. Anschließend wird im Konzeptteil erarbeitet, dass ein direktangetriebener Linearmotor als Z-Achs-Antrieb am besten geeignet ist. Um die Belastung für den Z-Achs-Antrieb zu verringern, wird ein Gewichtskraftausgleich konzipiert, der auf einem Pneumatikzylinder basiert. Des Weiteren werden die anderen zu verbauenden Komponenten, wie ausgewählt. Im letzten Abschnitt des Konzeptteils werden Bauraumkonzepte zur optimalen Anordnung der einzelnen Komponenten betrachtet und bewertet. Im Konstruktionsteil wird dargelegt, wie die Anbindung der zu verbauenden Komponenten untereinander erfolgt, und wie sie dann an das Gestell angebunden werden. Auch die Änderungen am Gestell werden aufgezeigt. Die Neuentwicklung wird nach ihrer Fertigung in der Erprobung auf eine ausreichende Leistungsfähigkeit der Antriebe überprüft werden müssen und auf eine ausreichende Führung des Strahlengangs.
Alternativkonzept zur Betätigung des Turbolader-Wastegates. - 140 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
Die vorliegende Arbeit beinhaltet die systematische Entwicklung eines Alternativkonzepts zur Betätigung des Turbolader-Wastegates an Nutzfahrzeugmotoren der Abgasnorm EURO 6 und Tier 4. Die Analyse der bestehenden Serienlösung bildet dabei die Grundlage der Neukonzipierung. Gemäß der in der Lehrveranstaltung Entwicklungsmethodik erlernten Vorgehensweise, wurden alle relevanten Einflüsse und Funktionsanforderungen in einer Anforderungsliste zusammengetragen, um eine systematische Entwicklung sicherzustellen. Die Lösungsfindung beinhaltet dabei die Untersuchungen verschiedener Lösungsvarianten, Funktionstests von Bauelementen und den Entwurf eines 3D-Modells der Vorzugslösung. Die Ergebnisse zeigen die Realisierbarkeit einer pneumatischen Betätigung des Turbolader-Wastegates aus ersten Versuchen am Gesamtmotor und bilden eine Grundlage für weitere Entwicklungsschritte.
Modelling products and product development based on characteristics and properties. - In: An anthology of theories and models of design, (2014), S. 327-352
Entwicklung eines neuartigen, hochflexiblen Reinraumwandsystems mit hoher Modularität und geringem Montageaufwand unter Nutzung vordefinierter Sandwich-Paneelen. - 151 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2014
Die Reinraumtechnik wird seit vielen Jahren im technischen und medizinischen Bereich angewendet. Zur Verbesserung der Prozess- und Produktqualität sowie zur Verbesserung der Hygiene in den Krankenhäusern werden reine Umgebungsbedingungen benötigt. Es wird ständig nach neuen Reinraumkonzepten gesucht. Die Anforderungen und die Konkurrenz im Reinraumbereich steigen. Deswegen sollen neue, leistungsfähige Reinraumlösungen entwickelt werden. In dieser Arbeit wird der komplette Entwicklungsprozess eines neuartigen, hochflexiblen Reinraumwandsystems betrachtet. Methodisch wird zuerst der aktuelle Stand der Technik im Reinraumbereich und in anderen für die Arbeit wichtigen Bereichen analysiert. Mit Hilfe dieser Analyse wird im nächsten Schritt die Präzisierung der Aufgabenstellung durchgeführt. Auf Basis einer Anforderungsliste wird ein Konzept erstellt, das aus einer Funktions- und Prinzipsynthese besteht. Nach der Prinzipsynthese werden mehrere technische Lösungen betrachtet, analysiert und bewertet. Am Ende dieses methodischen Schrittes wird die beste technische Lösung ausgewählt. Diese Lösung wird in der Entwurfsphase realisiert. In der Entwurfsphase wird ein Reinraumwandsystem entwickelt, das aus neun Aluminiumstrangpressprofilen besteht. Das System wird zuerst mechanisch dimensioniert. Danach werden Prototypen des Profilsystems hergestellt, analysiert und optimiert. Nach der Optimierung des Profilsystems werden alle notwendigen Stellen nachgerechnet. Zur Verifizierung der Neuentwicklung wird ein Referenzreinraum konstruiert. Diese Konstruktion ist an erster Stelle Basis zur Beschreibung der Montage des Reinraumes, sowie eine Grundlage der Kostenbetrachtung zur Bestimmung des Herstellungskosten des Reinraumes. Nach der Erstellung und Beschreibung des Verifizierungsmodelles wird die technische Dokumentation vorbereitet und es werden Anfragen in die Industrie geschickt, mit dem Ziel die Herstellungskosten des Systems zu bestimmen. Nach der Bearbeitung der Angebote werden auch der Herstellungskosten des Reinraumes bestimmt. Mit dem neuen Reinraumwandsystem können Reinräume konstruiert werden, die eine hohe Qualität haben, modular aufgebaut sind und eine sehr hohe Flexibilität bezüglich geometrischer Abmessungen haben. Die Kosten des Reinraumes werden um fast zwanzig Prozent im Vergleich zu einem bestehenden Reinraumwandsystem reduziert.
Analyse und Überarbeitung eines Versuchsstandes zur elektrohydraulischen Zerkleinerung von Recyclinggütern. - 80 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014
In der vorliegenden Bachelorarbeit wird ein Versuchsstand der Adensis GmbH zur elektrohydraulischen Zerkleinerung von Recyclinggütern analysiert und in einen neuen Versuchsstand überführt. - Dazu werden an Hand der Darstellung eines praktischen Versuchsablaufes erste Grenzen im Umgang mit der vorhandenen Anlage aufgezeigt. Darauffolgend wird die bestehende Gesamtkonstruktion in einzelne Teilsysteme zerlegt und diese anschließend mit der Umsetzung in einer industriellen Pilotanlage verglichen. Ausgehend von einer aufgestellten Funktionsübersicht erfolgt die Untersuchung einzelner Funktionselemente unter Berücksichtigung verschiedener Gesichtspunkte. Daraus resultierende Erkenntnisse werden in einer Anforderungsliste zusammengefasst. Anschließend werden eine Auswahl wichtiger Teilsysteme, die Konzeptionierung dieser und schließlich die konstruktive Umsetzung vorgenommen. Abschließend erfolgt eine Abschätzung des anwenderbezogenen Entwicklungspotentials.
The Digital Mechanism and Gear Library supports design engineers in finding ideas for design solutions in the field of motion systems. - In: Mechanika 2013, (2013), S. 87-92
Vektorielle Toleranzrepräsentation und -analyse im Kontext des 3D-CAD-Modells. - In: Summer School Toleranzmanagement, ISBN 978-3-941492-56-1, (2013), S. 26-29
Aufbau eines vektoriellen Modells zur Analyse und Simulation geometrischer Toleranzen für geschlossene Toleranzketten. - 66 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Aufbau eines Modells zur direkten Repräsentation von vektoriellen Toleranzen innerhalb eines CAD-Systems. Aufbauend auf dem Modell der vektoriellen Tolerierung wird ein Konzept erarbeitet, das die Analyse, Berechnung und Darstellung von abweichungsbehafteten Bauteilen in Baugruppen mit partiell-geschlossenen Toleranzketten ermöglicht. Anschließend erfolgt die prototypenhafte Umsetzung des erarbeiteten Konzepts im CAD-System SOLIDWORKS unter der Nutzung der Programmierschnittstelle API.
Praxisanwendung eines mobilen Roboters zur Verkettung von Fertigungs- und Montageautomaten. - XVI, 107 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
Der "mobile robot MR 2.0" der HENKEL + ROTH GmbH ist die zweite Generation des weltweit ersten autarken mobilen Roboters. Dieser ist in der Lage ohne mechanisches oder elektronisches Schienensystem, sowie ohne ein Andocken und ohne Kabelverbindungen für die Maschinenbestückung eingesetzt zu werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Konzeption und Umsetzung einer Praxisapplikation dieses mobilen Roboters zur Verkettung von Bearbeitungs- und Montageautomaten. Zunächst wird der Arbeitstand des bestehen Roboterprojektes betrachtet und die Erfahrungen mit dem System, die im Rahmen der durchgeführten Test und der Messeauftritte gesammelt wurden, ausgewertet. Im Anschluss werden die Anforderungen die an die zu erstellende Applikation gestellt werden zusammengetragen und die umzusetzende Variante festgelegt. Weiterhin wird die konstruktive Realisierung der nötigen Anpassungen am mobilen Roboter sowie Umsetzung der zu erstellenden Peripherie beschrieben und die durchgeführte Inbetriebnahme dokumentiert. Dieser Teil der Arbeit schließt mit einer Auswertung der während der Roboteranwendung gesammelten Erfahrungen sowie mit der Ableitung von zusätzlichen Weiterentwicklungsansätzen. Ein weiter Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit Überarbeitung des Sicherheitskonzeptes des mobilen Roboters. Hier werden zunächst das aktuelle Konzept und die relevanten Vorschriften beschrieben. Im Anschluss werden Lösungsansätze entwickelt und deren Umsetzbarkeit diskutiert. Den Abschluss der Arbeit bildet eine Zusammenfassung der gewonnen Erkenntnis hinsichtlich der Einsetzbarkeit des Systems in der Industrie sowie die Ableitung von Schwerpunkten für dessen Weiterentwicklung.
Entwicklung neuer Hubgerüste für Gabelstapler. - 109 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit dem Thema "Entwicklung neuer Hubgerüste für Gabelstapler". Derzeitig verwendete Hubgerüste besitzen aufbaubedingt einige Nachteile. Ziel der Arbeit ist es, ein neues Hubgerüst zu entwickeln, welches die vorhandenen Nachteile reduziert beziehungsweise beseitigt. Nach einer Einführung in das Thema Gabelstapler erfolgt eine Analyse derzeitig verwendeter Hubgerüste. Anschließend werden die Schritte beim konstruktiven Entwicklungsprozess für ein neues Hubgerüst für Gabelstapler dokumentiert. Nach Präzisierung der Aufgabenstellung und dem Erstellen einer Anforderungsliste erfolgt eine Analyse von bekannten technischen Systemen, die das vertikale Bewegen von Lasten ermöglichen. Anschließend erfolgt die Synthese von Funktionsstrukturen und Lösungsprinzipen. Hierbei werden verschiedene technische Prinzipe entwickelt, woraus anschließend das am besten geeignete Prinzip durch eine mehrwertige Bewertung ausgewählt wird. Die Arbeit schließt mit dem technischen Entwurf der favorisierten Variante und mit einer kritischen Auseinandersetzung der gefundenen Lösung ab.
Development of a modularisation concept to create an integrated and modularised Milking Point product family. - 82 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Increasing product complexity and rising individual customer demands force more and more companies into relying on complexity management to reach the desired sales level. To evade the risk of a "complexity trap" based on an extended product portfolio to fulfil all customer requirements appropriate regulation and control tools are needed. A possibility to resist this phenomenon is modularisation. A plenty of different modularisation strategies and methods had been frequently discussed in the literature for more than 35 years. All strategies have a universal operation plan in common: the first step is the analysis of the initial conditions, followed by the concept preparation and the concept evaluation. The last step is to choose the optimal solution. The strategy choice depends significantly on the company and the product requests. However, the thesis proves that a singular modularisation strategy is often not promising. Consequently the objective of this thesis is the strategy synthesis of a replicable guideline approach adapting for the DeLaval Milking Points. This guideline includes the definition of the project structure, the acquisition of the product and customer requirements, the variant optimisation, as well as the modularisation of the currently existing Milking Points and the evaluation of the results. By reference to the synthesised guideline approach two different Milking Point concepts - with and without re-engineering - are developed, while maintaining the focus on the essential requests module independence and consistent interfaces. A more integrated, simplified, but yet flexible Milking Point as well as the relevant peripheries have arisen. Key words: Modularisation, Variant Optimisation, Milking Point, Integrated Design
Die Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek eröffnet neue Möglichkeiten für den Anwender. - In: 10. Kolloquium Getriebetechnik, (2013), S. 57-74
Der Artikel präsentiert neue Möglichkeiten der Nutzung der Digitalen Mechanismen- und Getriebebibliothek (DMG-Lib), die insbesondere im Rahmen eines EU-Projektes mit dem Namen thinkMOTION entstanden sind. Dabei stehen die Unterstützung von Ingenieuren bei der Lösung von Konstruktionsaufgaben, die Hilfen für einen mehrsprachigen Zugang zu getriebetechnischen Informationen sowie die Pflege und Erweiterung der DMG-Lib durch Anwender im Vordergrund. Darüber hinaus informiert der Beitrag über den derzeitigen Datenbestand, der durch die DMG-Lib verwaltet wird.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013100033-057-4
Systematische Entwicklung von Kraftmesskonzepten für die Lorentzkraft-Anemometrie. - 84 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Konzeption eines Messsystems für die Lorentzkraft-Anemometrie. Den Kern der Arbeit stellen die systematische Analyse möglicher Kraftmessprinzipe sowie die konzeptionelle Ausarbeitung des Messsystems unter Beachtung der Rahmenbedingungen dar. Die Bewertung der einzelnen Kraftmessprinzipe und Messsystemkonzepte erfolgt anhand von technischen und ökonomischen Bewertungskriterien. Das daraus abgeleitete technische Gesamtprinzip dient als Grundlage für die konstruktive Umsetzung des Lofometers. Die Ergebnisse der Konstruktion werden an verschiedenen 3D-Modellen erläutert.
Gewichtsoptimierung des Radträgers eines Rennsportwagens. - 59 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Gegenstand dieser Bachelorarbeit ist die Gewichtsoptimierung von Fahrzeugteilen mittels FEM-Simulationen. Diese wurde an Hand der Radträgereinheiten eines Rennsportwagens (Toyota MR2) durchgeführt. Im Rahmen der Optimierung wurde zeitgleich die Kinematik des Rennsportwagens auf die neuen Bedürfnisse angepasst. Die Arbeit zeigt ausgehend von dem ursprünglichen Modell, die methodische Herangehensweise an die Optimierung mit Hilfe mehrerer Iterationsschleifen. Dabei wird vor allem auf die FEM-Simulation eingegangen. Ausgehend von der Vernetzung der Geometrie wird der Aufbau des Berechnungsmodells beschrieben. Es wird dabei auf die verschiedenen Lagerungen der Bauteile zur Umgebung und die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Bauteilen eingegangen. Anschließend werden die Ergebnisse der Simulation am Beispiel des hinteren Radträgers erläutert. Davon wird im Anschluss ein neues gewichtsoptimiertes Modell erstellt, mit welchem eine neue Iterationsschleife begonnen werden kann. Letztlich folgt die Auswertung der gewonnenen Gewichtseinsparung und der geänderten Kinematik des Fahrwerks, welche zeigt, dass bis zu 1250g je Radträger gespart werden konnten.
Technisches Zeichnen : selbstständig lernen und effektiv üben
4., überarb. und erw. Aufl.. - Wiesbaden : Springer Vieweg, 2013. - XI, 304 S.. - (Lehrbuch) ISBN 978-3-8348-0915-5
Literaturverz. S. 299
Konzeption und Gestaltung eines Gerätewagens Wasserrettung für den Katastrophenschutz Thüringen. - 61 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die Integration der Wasserrettung in den Katastrophenschutz Deutschlands stellt neue Anforderungen an das Personal und die Ausstattung von Wasserrettungsgruppen. Die Bereitstellung geeigneter Fahrzeuge ist dabei eine zentrale Problemstellung, da die Katastrophenschutzkonzeption auch mit solchen praktischen Belangen verbunden ist. Diese Arbeit beschäftigt sich zunächst mit der generellen Herangehensweise an die Gestaltung von Sonderfahrzeugen. Hierzu müssen sowohl praktische Anforderungen und Kundenwünsche als auch rechtliche Bestimmungen in einem Konzept realisiert werden. Dieser Prozess wird in der Bachelorarbeit auf die Konzeption eines Gerätewagens Wasserrettung angewendet. Aus dem prinzipiellen Einsatzbereich im Rahmen der Wasserrettung ergeben sich spezielle Forderungen an das Fahrzeug sowie Angaben zur benötigten Beladung und zu Fahrzeuganbauten. Da die Festlegung universeller Standards für neue Wasserrettungsfahrzeuge angestrebt wird, werden die in dieser Arbeit getroffenen Festlegungen in eine allgemein gefasste Formulierung überführt, die als Grundlage für die Gestaltung von Wasserrettungsfahrzeugen dienen soll. Die erstellte Vorlage wird zur Gestaltung einer günstigen Basislösung für einen Gerätewagen Wasserrettung genutzt. Dies umfasst die Auswahl eines geeigneten Nutzfahrzeuges als Basisfahrzeug, die Konzeption sowie Konstruktion aller notwendigen Fahrzeugeinbauten und auch die Planung der Fahrzeugbeladung. Das gestaltete Fahrzeug zeichnet sich durch Massen-, Volumen- und Kostendisziplin aus, sodass mit dieser Basislösung der festgelegte Mindeststandard eingehalten wird.
Entwicklung und Standardisierung eines Zuführsystems für industrielle Montageanlagen. - 109 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Standardisierung eines linearen Zuführsystems zur Anbindung an industrielle Fertigungsstraßen und Montageanlagen für die Firma Preh GmbH in Bad Neustadt a. d. Saale. Zu Beginn der Arbeit wird die Relevanz der Neukonstruktion eines Zuführsystems betrachtet. Im Anschluss daran wird der Bestand der bereits durch das Unternehmen in der Vergangenheit eingesetzten Zuführsysteme analysiert und ausgewertet. Dabei werden sowohl die verschiedenen Systeme der Zuführung, als auch die zugeführten Werkstücke (Bauteile) in Betracht gezogen. Anschließend erfolgt der konstruktive Entwicklungsprozess, basierend auf der Vorgehensweise der Entwicklungsmethodik. Auf Grund der ausgearbeiteten Ergebnisse wird eine Marktrecherche von Zuführsystemen durchgeführt. Es folgt die konstruktive Erarbeitung und Gestaltung des Gesamtsystems. Dabei stehen notwendige Berechnungen zur Dimensionierung der Bauteile, die Erstellung eines 3D-Modells des Gesamtsystems und der technische Entwurf mit Stückliste im Mittelpunkt. In diesem Zusammenhang werden alle Schnittstellen des Zuführsystems definiert. Um eine Integration in verschiedene Montageanlagen zu gewährleisten und somit einen firmeneigenen Standard festlegen zu können, wird die Thematik der Standardisierbarkeit aufgegriffen. Am Ende der Arbeit folgt ein Ausblick in zukünftige Projekte des Unternehmens.
Netzwerkbasierter Mehrkanal-Soundserver für audio-visuelle VR-Anwendungen. - In: Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, (2013), S. 205-217
Entwicklung einer Bewegungseinrichtung zur automatisierten Digitalisierung geometrischer und physikalischer Eigenschaften gegenständlicher Objekte. - 113 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
In dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung zum Thema "Entwicklung einer Bewegungseinrichtung zur automatisierten Digitalisierung geometrischer und physikalischer Eigenschaften gegenständlicher Objekte" wird der systematische Entwicklungsprozess eines technischen Systems dargestellt. Zu diesem Zweck wird eine Aufgabenpräzisierung durchgeführt. Hierzu zählen die Ermittlung des aktuellen Stands der Technik sowie der Klassifizierung von möglichen Objekten und die Bestimmung des grundlegenden Aufbaus. Weiterhin wird eine Operationsfolge und eine Lebenszyklusanalyse erstellt. Ziel ist es, den Rahmen für die Synthese zu schaffen Im nächsten Arbeitsschritt werden auf Basis der Aufgabenpräzisierung innerhalb der Synthese weitere Entwicklungsschritte durchgeführt. In diesem Zusammenhang werden grundlegende Fragen zu der Bewegung geklärt, Funktionsstrukturen und technische Prinzipe erstellt und ausgewertet. Als Ergebnis werden der Gestaltforderungsplan sowie die Konstruktion dargestellt.
FEM Untersuchungen an ultrahochvakuumtauglichen Flanschverbindungen zur Beurteilung der Montage- und Betriebsparameter von VaCFix-Spannketten. - 65 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2013
In dieser Masterarbeit mit dem Thema "FEM Untersuchungen an ultrahochvakuumtauglichen Flanschverbindungen zur Beurteilung der Montage- und Betriebsparameter von VaCFix-Spannketten" wird das Verhalten eines Schellspannsystems untersucht. Dazu wird zunächst die Kraft ermittelt, welche nötig ist, die Verbindung abzudichten. Diese Kraft wird als Dichtheitskriterium definiert und schreibt vor wie hoch die Reaktionskraft auf jeden Millimeter des Umfangs zwischen Flansch und Dichtung sein muss. Anschließend werden die FEM-Modelle erstellt und verschiedene Einsatzscenarios simuliert. Dabei wird unter Verwendung des Dichtheitskriteriums eine Aussage getroffen wie stark die Ketten belastet werden können. Diese Erkenntnisse werden übersichtlich in einem Diagramm dargestellt. Dies soll künftig dazu dienen, eine Aussage zu treffen, ob unter den jeweiligen Einsatzbedingungen die Verbindung dicht ist.
Produkte und Produktentwicklungsprozesse abbilden mit Hilfe von Merkmalen und Eigenschaften - eine kritische Zwischenbilanz. - In: Design for X, ISBN 978-3-941492-51-6, (2012), S. 25-62
https://doi.org/10.15480%2F882.1229
A view on design: the German perspective. - In: Journal of mechanical design, ISSN 1528-9001, Bd. 134 (2012), 11, S. 110301, insges. 3 S.
Guest editorial
https://doi.org/10.1115/1.4007847
Technisches Zeichnen : Grundwissen für Studenten der Elektronik, Elektrotechnik, Feinwerktechnik und Mechatronik ; Anhang. - In: Grundlagen der Konstruktion, (2012), S. 267-315
Virtuelles Produkt und Montagekosten. - In: Effizienzorientierte Prozessentwicklung, (2012), S. 69-72
Systematische Erarbeitung von Lehrmaterial für die praktische Ausbildung in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Konstruktion". - 100 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die vorliegende Arbeit beinhaltet die systematische Erarbeitung eines Ausbildungskonzeptes für ein Selbststudium in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Konstruktion". Durch das Ausbildungskonzept, bestehend aus Lehrunterlagen und einem anschließendem Praktikum, soll das Lehrangebot der Lehrveranstaltung erweitert und dadurch die Ausbildung der Studierenden noch verbessert werden. Die erarbeiteten Lehrunterlagen führen die Studierenden Schritt für Schritt durch den Analyseprozess an einem real existierenden technischen Produkt, dem Pick- &Place- Automaten. Dazu sollen die Studierenden die Lehrunterlagen im Selbststudium vorbereiten. Im anschließenden Praktikum können aufgetretene Probleme besprochen und die ermittelten Ergebnisse am realen Produkt verglichen werden. Durch die Teilnahme der Studierenden an dieser zusätzlichen Ausbildung, soll das Verständnis für den Aufbau und die Wirkungsweise technischer Produkte gesteigert werden. Zusätzlich werden wichtige Kenntnisse zum methodischen Vorgehen in der Produktentwicklung und der Konstruktion vermittelt. Um ein Ausbildungskonzept mit effizienter Wissensvermittlung erarbeiten zu können, setzt sich diese Arbeit aus folgenden Abschnitten zusammen: Zu Beginn der Arbeit werden die Grundlagen der Wissensvermittlung, sowie die Darstellung der didaktischen Grundlagen und mögliche Werkzeuge für eine sinnvolle Gestaltung von Lehrunterlagen dargestellt. Des Weiteren wird eine Zusammenfassung aller vorhandenen Lehrinhalte und Lehrunterlagen des Fachgebiets "Konstruktionstechnik" erarbeitet, um die Konsistenz zwischen Vorlesungen, Seminaren und den zu erstellenden Lehrunterlagen zu wahren. Im Anschluss daran folgt die ausführliche Analyse des Pick- & Place- Automaten und des Längstaktautomaten. Den Abschluss der Arbeit bildet die Erarbeitung des Ausbildungskonzeptes und der Lehrunterlagen für das Selbststudium.
Multilingual illustrated [mu]-thesaurus in mechanisms science. - In: Mechanisms, transmissions and applications, (2012), S. 47-58
Application of the research environment e-Kinematix in mechanism development. - In: Advances in mechanisms design, (2012), S. 27-33
Entwicklung einer automatischen Messeinrichtung für die Qualitätskontrolle an Gummiprofilen für den Automobilbau. - 60 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
In der vorliegenden Bachelorarbeit werden zukaufbare Messsysteme für die Konturerfassung an biegeschlaffen Bauteilen anhand von Gummiprofilen für den Automobilbau diskutiert und bewertet. Auf Grundlage dessen wird eine Konzeption und Konstruktion für eine flexible Messeinrichtung für Gummiprofile für den Automobilbau entwickelt, die in einer bereits vorhandenen Bearbeitungsanlage Platz findet. Dabei sollen plötzliche oder schleichende Veränderungen an Geometrien, die durch die Bearbeitungsanlage erzeugt werden, erkannt und die Sichtkontrolle ersetzt werden. Zu Beginn der Arbeit wird die Problemstellung analysiert und Anforderungen an die Station anhand des Produktlebenszyklus erarbeitet. Ein- und Ausgangsgrößen der Station bilden nötige Funktionen. Messysteme werden diskutiert, bewertet und ausgewählt. Nach Auswahl des Messsystems werden den anderen Funktionen ebenfalls Prinzipe zugeordnet. Aus diesen Prinzipen wird ein technisches Gesamtprinzip entwickelt, nach welchem die Station konstruiert wird. Die Ergebnisse werden anschließend anhand von 3D-Modellen analysiert. Möglichkeiten und Grenzen bei der Kontrolle werden aufgezeigt und mögliche Modifikationen zur Verbesserung vorgestellt. Der Entwurf ist als 3D-Model und als vollständiger Zeichnungssatz aufgeführt.
DMG-Lib - an open access digital library as an exploration tool for historians and engineers. - In: Explorations in the history of machines and mechanisms, (2012), S. 579-592
Aufbau eines Modells zur Analyse und Simulation geometrischer Toleranzen unter Berücksichtigung thermischer Lasten. - 102 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
Die aktuellen Normen zur Geometrischen Tolerierung beruhen auf der lehrenbasierten Fertigungsmesstechnik, bei welcher die Hülle eines Objekts geprüft wird. Durch die Anwendungder 3D-Koordinatenmesstechnik können Abweichungen differenzierter spezifiziert und klassifiziert werden als mit herkömmlichen Messmitteln. Daraus ergibt sich u. a. die Möglichkeit, die abweichungsbehaftete Geometrie in ein mathematisches Modell zu überführen, dessen Beschreibungsbasis mit denen aktueller CAD-Systeme übereinstimmt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung eines mathematischen Modells zur Beschreibung von Toleranzen und Abweichungen auf Basis der CAD-internen Geometriedarstellung. Dazu werden bestehende Modelle zur Toleranzintegration in CAD-Systeme recherchiert, analysiert und der aktuellen Tolerierung nach Norm gegenübergestellt. Dabei werden die Unzulänglichkeiten des Norm-Systems in Bezug auf eine mathematische Darstellung erörtert und Lösungsansätze für das mathematische Modell diskutiert. Aufbauend auf den Vorarbeiten wird ein mathematisches Modell zur Abweichungsrepräsentation in CAD-Systemen sowie zur Berechnung von Toleranzketten an Baugruppen entwickelt. Dabei werden die geometrischen Grundelemente Ebene, Zylinder, Kugel und Kegel berücksichtigt. Des Weiteren wird aufbauend auf dem mathematischen Modell eine Demonstrationsanwendung entwickelt. Diese kombiniert die, mit dem CAD-System erzeugte, Nominalgeometrie mit weiteren Informationen, zu denen auch die Abweichungsparameter des mathematischen Modells zählen. Die erweiterten Informationen des CAD-Modells werden anschließend genutzt, um die Berechnung einer Toleranzkette unter Berücksichtigung definierter Randbedingungen zu ermöglichen. Dabei kann eine beliebige Toleranzkette vom Anwender vorgegeben werden. In Abhängigkeit dieser Vorgabe werden von der entwickelten Demonstrationsanwendung automatisch alle zur Toleranzkette gehörenden Flächen bestimmt, zur Berechnung aufbereitet und die Toleranzkette anschließend nach dem mathematischen Modell berechnet. Zur Ergebnisdarstellung wird die Demonstrationsanwendung um die Fähigkeit erweitert, die abweichungsbehafteten Flächen vereinfacht im CAD-Modell zu modellieren. Um dem Anwender zusätzlich eine Rückmeldung über die berechneten Werte zu geben werden diese tabellarisch angezeigt. Abschließend erfolgt eine Betrachtung möglicher fortführender Arbeiten auf Basis des entwickelten Modells.
Aufbau eines Modells zur Analyse und Simulation geometrischer Toleranzen unter Berücksichtigung thermischer und mechanischer Lasten. - 65 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
In dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung zum Thema "Aufbau eines Modells zur Analyse und Simulation geometrischer Toleranzen unter Berücksichtigung thermischer und mechanischer Lasten" wird eine Literaturrecherche zu bisher bestehenden vektoriellen Modellen zur Darstellung geometrischer Abweichungen durchgeführt. Anschließend wird ein Modell ausgewählt und die Möglichkeit der Repräsentation von vektoriellen Toleranzzonen diskutiert. Desweiteren wird das bestehende Modell um die Berechnung und Darstellung der Gesamtabweichung eines Bauteils und bauteilübergreifend in einer Baugruppe erweitert. Die Umsetzbarkeit dieses mathematischen Modells wird im CAD-System Autodesk® Inventor durch die Programmierung eines CAD-Add-In-Prototyps in der Programmiersprache Visual Basic unter Verwendung der Inventor-Programmierschnittstelle diskutiert.
Entwicklung einer bedarfsgerecht schaltbaren Ölabsaugpumpe. - 100 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer schaltbaren Ölabsaugstufe beschrieben. Die Arbeit unterteilt sich in einen konzeptionellen und in einen versuchstechnischen Teil. Im ersten Teil der Arbeit wird das Konzept der schaltbaren Absaugstufe erarbeitet und eine konstruktive Umsetzung dargestellt. Im versuchstechnischen Teil wird zuerst auf die Konstruktion des Versuchsträgers eingegangen. Anschließend werden die Versuche beschrieben und die Absaugstufe bewertet.
Entwicklung und Konstruktion eines Prüfstandes für den Kontakt zwischen Nocke und Rollenstößel für Kraftstoff-Hochdruckpumpen ("Cam-Box"). - 38 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Koppelstelle zwischen Nocken und Rollenstößel einer Hochdruckpumpe. Im Rahmen der Vorbetrachtung werden Faktoren analysiert, die die Funktionalität/Haltbarkeit dieser Koppelstelle beeinflussen. Anschließend erfolgt die Konstruktion einer Prüfvorrichtung, mit der in praktischen Versuchen der Einfluss dieser Faktoren auf die Funktionalität/Haltbarkeit der Koppelstelle untersucht werden kann.
Automation der Zu- und Abführung für das Umformen von Gurtschlosshaltern. - 69 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Aufgabe dieser Arbeit war die Konzeption und Konstruktion einer Automationsanlage für die Zu- und Abführung von Gurtschlosshaltern. Anhand der Prozessdurchführung der manuellen Bestückung wurden die genauen Umstände geklärt und anhand dessen die Anforderungen für das zu konzipierende Handhabungssystem abgeleitet. Nach Untersuchung der Verschiedenheiten und Gemeinsamkeiten der Handhabungsobjekte wurden zunächst die benötigten Handhabungsvorgänge erarbeitet. Neben dem Werkstückstückverhalten wurden die Verhaltenstypen und die physikalischen Eigenschaften betrachtet. Die Zuhilfenahme von Elementarfunktionen diente als wichtige Vorarbeit für die Planung der Handhabungsabläufe. Bei der Erstellung des Technischen Prinzips wurde der Handhabungsablauf berücksichtigt. Dieser Funktionen wurden im Anschluss Funktionsträger zugeordnet und mittels Kriterien bewertet sowie ausgewählt. Zum Schluss wurden die Handhabungseinrichtungen zu einer Gesamtanlage, gemäß dem Prinzip, zusammengestellt.
Idea - invention - innovation: strategies, approaches, research challenges. - In: Design 2012, (2012), S. 1265-1274
Book of abstracts S. 20
Since its beginnings Design Theory and Methodology (DTM) has dealt with understanding and supporting (product) innovation. Today, increased innovation activities are paid great attention for many reasons. This article tries to contribute to the discussion about innovation and innovation methods from the perspective of DTM by reasoning about innovation strategies and approaches and by drawing conclusions for research challenges. In contrast to many other contributions, it has its main focus on "incremental innovation", i.e. improving existing products.
Manufacturability and validation methods in passenger car development - an industrial case study. - In: Design 2012, (2012), S. 929-936
Book of abstracts S. 45
Through the late advancements in visualisation, simulation and Rapid Prototyping technologies, the field of application of Virtual and Rapid Prototyping techniques for verification and validation has expanded and many different methods have been developed and applied besides the build of physical prototypes. In order to gain better understanding of the validation of manufacturability, this paper introduces a model of validation methods and provides an industrial case study examining problem types occurring throughout automotive product development and production.
Permanently estimation of assembly costs during product development. - In: Design 2012, (2012), S. 497-504
Book of abstracts S. 34
In product development processes computer-based tools are indispensable for the support of synthesis and analysis steps. For an effi cient process short closed loops are necessary, i.e. generating information about the impact of modifi cations of product characteristics on the properties. Therefore, one requirement is a continuous use of virtual prototypes. A relevant product property is the behaviour during the assembly. In this paper, a method and a tool is presented which enables an estimation of time and costs for manual assembly during product development, based on virtual prototypes.
Systematische Erarbeitung von Lehrmaterial für die praktische Ausbildung in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Konstruktion". - 64 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, den Studierenden der Fachrichtung Maschinenbau eine geeignete Möglichkeit zu bieten, die Analyse technischer Systeme zu studieren. Am Beispiel des Pick&Place-Automaten sowie des Längstakt-Automaten wird dies aufgezeigt. Eine Art der Wissensaneignung ist das Aufarbeiten der Lehrunterlagen der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Konstruktion" des Fachgebietes Konstruktionstechnik. Erweiternd zu den Lehrunterlagen werden zum besseren Verständnis der Inhalte, in Form einer praktischen Ausbildung an physischen technischen Systemen, Lehrmaterialen erarbeitet. - Nachdem aufgezeigt wird, was bei praktischen Lehrmaterialien aus didaktischer Sicht zu beachten ist und welche Inhalte umgesetzt werden sollen, wird das technische System des Pick&Place-Automaten und des Längstakt-Automaten beschrieben. - Des Weiteren wird das bereits vorhandene Modell des Pick&Place-Automaten funktionstüchtig gemacht und für eine praktische Ausbildung in den Längstakt-Automaten eingebaut, um so eine didaktisch wertvolle Ausbildung in Form eines Praktikums zu ermöglichen. - Im weiteren Verlauf der Arbeit werden alle notwendigen Analyse-Schritte eines technischen Systems anhand des Pick&Place-Automaten und des Längstakt-Automaten beschrieben und durchgeführt. Den Abschluss der Arbeit bildet die Erarbeitung eines Ausbildungskonzepts, welches unter anderem auf den praktischen Lehrmaterialien der Analyse der beiden technischen Systeme basiert und dem Studierenden die Möglichkeit des praktischen Umgangs mit einem real existierenden und nicht nur theoretisch vorhandenen System bietet. Ein speziell konzipierter Fragebogen dient sowohl Studierenden als auch Ausbildenden als Feedback ob die vermittelten Inhalte verstanden wurden.
Konstruktion eines Dummy-Schleppers zur Nutzung auf einem Kreisprüfstand. - 68 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Kurze Entwicklungszeiten, eine große Variantenvielfalt und ein knappes Budget, dies sind die wohl schwierigsten Randbedingungen der Konstrukteure in heutigen Zeiten. Damit diese Bedingungen besser eingehalten werden können, ist es nötig äußere Einflüsse spezifisch und möglichst exakt abzuschätzen. Zur Abschätzung werden dabei immer häufiger Computeranwendungen genutzt. Das Darstellen und ordnungsgemäße Einrichten solcher Modelle spielt dabei eine wichtige Rolle. Aber gerade im Bereich einer Simulation von gesamten Maschinen und Geräten, welche durch eine Komplexität gekennzeichnet sind, ist es nötig Versuche an Prototypen durchzuführen. Für eine Untersuchung von Betriebsfestigkeit und Widerstandsfähigkeit von selbstfahrenden Maschinen wurde ein Kreisprüfstand entwickelt. Aus den guten Ergebnissen, die bei dieser Abschätzung getroffen werden konnten, entstand der Wunsch diesen Prüfstand auch für nicht selbständig fahrende Maschinen und Geräte zu nutzen. Aus diesem Anlass wurde in dieser Arbeit eine Kopplungseinheit entwickelt, welche es möglich macht nichtselbständig fahrende Maschinen und Geräte auf solch einem Prüfstand zu untersuchen.
Erstellung eines Anlagenkonzepts zum Kleben von Schalenmagneten auf Elektromotorläufern. - 49 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
In der vorliegenden Bachelorarbeit wird ein neues Anlagenkonzept zum Kleben von Magneten auf Elektromotorläufer erstellt. Hierfür wurde zu Beginn der aktuelle Stand der Technik analysiert und der Klebeprozess untersucht. Anschließend wurden Verschiedene Erwärmungs- und Klebeversuche durchgeführt und auf Basis der Ergebnisse das beste Klebekonzept entwickelt. Dieses neue Konzept ist die Grundlage für eine neue Klebeanlage, welche eine Steigerung der Produktivität ermöglicht.
thinkMOTION - DMG-Lib goes Europeana. - In: Mechanisms, transmissions and applications, (2012), S. 37-45
Entwicklung und Konzeption einer Dachzeichenanbindung mit entsprechender Leuchteinheit für die zukünftige C-Klasse Limousine. - 160 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die folgende Bachelor-Arbeit von Ralf Schienbein beinhaltet die "Entwicklung und Konzeption einer Dachzeichenanbindung mit entsprechender Leuchteinheit für die zukünftige C-Klasse Limousine" bei der Daimler AG. Dementsprechend werden im ersten Teil die rechtlichen Rahmenbedingungen, baureihenspezifischen Besonderheiten und technischen Möglichkeiten analysiert. Nach einer Begutachtung der Wettbewerber und bestehender Systeme werden Konzepte für die Umsetzung entworfen und bewertet sowie an ersten Prototypen simuliert. Bestandteil der Prototypenaufbauten sind zudem Definitionen lichttechnisch messbarer Parameter für die Auslegung des Leuchtkörpers, die bisher nur auf Erfahrungswerten aufgebaut sind. Diesen Festlegungen schließt sich die Gestaltdefinition einzelner Bauteile an, die im Anschluss durch Erprobungen verifiziert wird. Der Abschluss der Bachelor-Arbeit enthält ein Fazit und gibt einen Ausblick sowie eine Empfehlung für die weitere Vorgehensweise.
Optimierung der Messsysteme des "mobile robot 2.0". - 78 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung des mobilen Roboters der HENKEL+ROTH GmbH, welcher Transport- und Handlingaufgaben in Einzestück-Fließproduktionen übernehmen soll. Gegenüber den klassischen Verkettungslösungen zeichnet sich dieser durch die einfache Integration und den dadurch möglichen flexiblen Einsatz an verschiedenen Produktionslinien aus. Ausgehend vom Prototyp des mobile robot 2.0 werden die zwei zentralen Messsysteme analysiert und verbessert. Im Bereich der Positionsmessung gegenüber den Maschinen wird die vorhandene Hardware analysiert und die theoretischen Grundlagen des Messprozesses beleuchtet. Im Anschluss werden verschiedene Messstrategien verglichen und an Hand des erstellten Baukastens die Positionsmessung an einer Maschine exemplarisch umgesetzt. Die Wegmessung der Transporteinheit wird kritisch untersucht und nach ausführlichen Vergleichen möglicher Lösungsvarianten ein zusätzliches Sensorsystem entworfen.
Konzept eines Handling-Systems von Lithium-Ionen-Batteriezellen für die elektrische sowie optische Eingangsprüfung und Reinigung. - 54 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Für die Montage von einzelnen Lithium-Ionen-Batteriezellen zu Modulen, welche in Elektrofahrzeugen zur Energiespeicherung eingesetzt werden sollen, ist eine elektrische sowie optische Eingangsprüfung und Reinigung der Zellen erforderlich. Mit Hinblick auf steigende Stückzahlen sollen die Taktzeiten verringert und die Prozesse automatisiert werden. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte für das Greifen der prismatischen Batteriezellen und die Realisierung der bei der Prüfung und Reinigung notwendigen Handlingbewegungen erarbeitet. Die automatisierten Handlingvorgänge sollen aus sicherheitstechnischen Gründen in einer abgeschlossenen Handlingzelle stattfinden. Da vorhergehende und nachfolgende Schritte weiterhin von Hand ausgeführt werden sollen, werden weiterhin Konzepte für Übergabeeinheiten als Schnittstelle zur Handlinganlage erarbeitet. In den Übergabeeinheiten sollen Batteriezellen gepuffert werden, um Taktzeitunterschiede und Störungen auszugleichen. In einer Taktzeitanalyse werden anschließend die Taktzeiten möglicher Handling- und Greifkonzepte für die automatisierte Anlage abgeschätzt. Abschließend wird ein Konzept einer möglichen automatisierten Handlingzelle erstellt, in der die eingelegten Batteriezellen elektrisch sowie optische geprüft, gereinigt und für die nachfolgende Montage wieder ausgegeben werden.
Die Konstruktion eines Demonstrationsmodells der Chiffriermaschine Enigma, welches insbesondere das Zusammenwirken der elektrischen Komponenten veranschaulicht. - 34 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Konstruktion eines Demonstrationsmodells für das Deutsche Museum in München, das die Funktionsweise der Chiffriermaschine Enigma darstellt. Dem konstruktiven Teil geht ein kurzer historischer Abriss der Entwicklung der Kryptographie, insbesondere der Rotorschlüsselmaschinen, voran. Anschließend wird das Rotorprinzip, das der Enigma zu Grunde liegt, allgemein erläutert und seine Anwendung in der Enigma aufgezeigt, wobei auch auf andere Funktionsgruppen eingegangen wird. Nach der Präzisierung der Aufgabenstellung wird zunächst die Abstraktion der einzelnen Baugruppen geschildert, die für eine Darstellung in einem Demonstrationsmodell notwendig ist. Im Anschluss folgen die Beschreibung der konkreten mechanischen Konstruktion und eine Erklärung der wesentlichen Elemente der elektronischen Steuerung, die dem Modell zu Grunde liegt.
Messtechnische Untersuchung und Anpassung einer elektromagnetischen Kraftverzweigungseinheit für Hydrauliksysteme. - XI, 35, VI S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
In der vorliegenden Arbeit wird ein alternatives Konzept zur Druckänderung in einem fluidischen Kreislauf durch Einbringung einer äußeren elektromagnetischen Kraft untersucht. Dafür wurde ein zuvor entwickelter Prototyp einer elektromagnetischen Kraftverzweigung entwickelt und aufgebaut. Um das Verhalten des Prototyps abschätzen zu können, wurde dieser analysiert. Zunächst wurden Versuche ohne den Einsatz von Hydraulikflüssigkeit durchgeführt, um einen ungehinderten Bewegungsablauf zu gewährleisten. Anschließend wurde mit Fluid getestet. Basierend auf der Analyse und den aus den Versuchen gezogenen Schlussfolgerungen, wurde ein neuer Prototyp entwickelt, in welchem die ermittelten Schwächen des vorhandenen Prototyps beseitigt wurden.
Konzeptionierung einer HSC-Maschine. - 132 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
Die vorliegende Masterarbeit ist bei der DECKEL MAHO SEEBACH GmbH entstanden. Das Ziel der Arbeit war es ein Maschinenkonzept für Fünfachs-HSC-Fräsmaschinen zu entwickeln, dass für Tischdurchmesser von 500 mm bis 1500 mm geeignet ist. Im ersten Abschnitt wurde das HSC-Fräsen mit dem konventionellen Fräsen verglichen und daraus die Anforderungen an eine HSC-Maschine abgeleitet. Anschließend wurde der Wettbewerb auf Leistungsfähigkeit, Baugrößen und Bauformen untersucht und im Vergleich zu den bisherigen Maschinen der DECKEL MAHO SEEBACH GmbH ausgewertet. Im nächsten Kapitel wurden systematisch Konzepte erstellt und untersucht, ob diese für eine HSC-Maschine geeignet sind. Anschließend sind diese hinsichtlich ihrer Eigenschaften bewertet und verglichen wurden. Das beste Konzept wurde im Anschluss beispielhaft für eine Baugröße im CAD entworfen. Dabei konnte auf die bekannten Probleme der bestehenden Maschinenreihe eingegangen und Lösungen entwickelt werden. Auf Basis dieses Entwurfes konnte eine Kostenschätzung und ein anschließender Vergleich mit den bestehenden Maschinen durchgeführt werden.
Schaltgetriebe für ein Sportliegerad. - 114 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema Entwicklung eines Schaltgetriebes für ein Sportliegerad. Hierbei wird die Antriebsachse in die Hinterradachse verlagert und ein Schaltgetriebe direkt in den Antrieb integriert. Hierbei handelt es sich um die Optimierung der Bachelorarbeit "Antrieb für ein Sportliegerad" von Herrn Scholland, welche in Verbindung mit einem Rahmenkonzept aus Herrn Allerdissens Arbeit ein Variobike bildet. Ausgehend von einer detaillierten Konstruktionskritik wird systematisch eine optimale Lösung erarbeitet, die Dimensionierung und erforderliche Nachrechnung der verbauten Teile durchgeführt sowie das Bauteil im Konstruktionsprogramm entworfen. Dabei entsteht ein konkretes 3D-CAD Modell, welches theoretisch die funktionsrelevanten Anforderungen an das Produkt erfüllt.
Bewertung von Methoden zur Herstellbarkeitsabsicherung von Serienfahrzeugen. - In: Design for X, ISBN 978-3-941492-37-0, (2011), S. 241-252
https://doi.org/10.15480/882.1193
ThinkMOTION: Digital Mechanism and Gear Library goes Europeana. - In: Technology developments: the role of mechanism and machine science and IFToMM, ISBN 978-94-007-1300-0, (2011), S. 141-151
http://dx.doi.org/10.1007/978-94-007-1300-0_11
Simulation akustischer Produkteigenschaften unter Nutzung der Virtual Reality während der Produktentwicklung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2011. - Online-Ressource (PDF-Datei: XXI, 190 S., 8,56 MB). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; 20) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2011
Parallel als Druckausg. erschienen
In der Dissertation werden Grundlagen zur Nutzung der audio-visuellen VR in der Produktentwicklung erarbeitet. Damit die akustischen Produkteigenschaften technischer Systeme in der VR hörbar gemacht werden können, wird eine Repräsentation für diese Eigenschaften, verbunden mit der Gestaltbeschreibung, geschaffen. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist die Repräsentation der richtungsabhängigen Schallabstrahlung technischer Systeme im VR-Modell. Weiterhin werden Modelle entwickelt, die eine echtzeitfähige Simulation akustischer Produkteigenschaften auf der Körperschallebene ermöglichen. Hierfür wird eine komponentenweise Modellierung eingeführt. Durch eine generische Modellierung mit getrennter Datenhaltung und bereitstellung lassen sich die Parameter den Modellen effizient zuweisen. Für den Datenaustausch zwischen Simulations- und VR-Modell wird ein Kommunikationsserver entwickelt. Anhand eines Anwendungsbeispiels werden die Vorteile der parametrischen Modellbeschreibung erörtert.
https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00020309
Audiovisuelle VR-Simulation am Beispiel einer Pick-and-Place Maschine. - In: Digitales Engineering und virtuelle Techniken zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2011), S. 39-46
Multilingual illustrated [mu]-thesaurus of "mechanism" indexing terms. - In: Final program, 2011, Standardization of terminology, A27-404, S. 1-6
Literaturverz. S. 6
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=22627009
Creating present-day solutions from historical knowledge. - In: Final program, 2011, History of MMS, A21-475, S. 1-8
Literaturverz. S. 8
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=22567009
Analyse, Visualisierung und Optimierung der Prüfprozesse am Beispiel Läuferaktivteil für den Erregermaschinentyp ELR 62/19-36/8-2S. - 43 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die durch das Siemens Generatorenwerk Erfurt angesetzte Bachelorarbeit "Analyse, Visualisierung und Optimierung der Prüfprozesse am Beispiel Läuferaktivteil für den Erregermaschinentyp ELR 62/19-36/8-2S" befasst sich prinzipiell mit der Prüfplanung für diesen Maschinentyp. Auf Grundlage von theoretischen Recherchen wird eine Analyse der vorhandenen Prozesse durchgeführt. Diese Prozesse werden in Form von Prozessablaufplänen visualisiert, durch Prüfpläne dokumentiert und strukturiert. Weiterhin werden theoretische Vorgehen zur Optimierung beschrieben. Mit Hilfe dieser Theorien werden Lösungsansätze für Probleme, die sich während des Analyseprozesses ergeben haben, herausgearbeitet und beschrieben. Ergebnisse dieser Arbeit sind Prozessablaufpläne für die Baugruppen des Läuferaktivteils der Erregermaschine. Diese sind im Bereich der Erregermaschine vollkommen neu und sollen die Prozessübersicht verbessern. Für die in den Prozessablaufplänen verzeichneten Prüfungen wurden Prüfpläne erstellt, diese dokumentieren und strukturieren den Prüfprozess. Im Verlauf der Erstellungsprozesse wurden Optimierungen an den Prüfprozessen vorgenommen sowie weiterführende Verbesserungsmöglichkeiten beschrieben.
On polynomial flexure hinges for increased deflection and an approach for simplified manufacturing. - In: Final program, 2011, Linkages and cams, A11-512, S. 1-9
Literaturverz. S. 9
This paper presents a model-based approach for designing flexure hinges with increased deflection. It will be shown, that the use of a polynomial function as notch contour allow increasing the hinge's compliance and the ratio of deflection to the maximum bending stress. This can be explained through analytical und numerical investigations and the comparison of polynomial contours with common notch shapes. Furthermore a possibility for simplification is presented which can help to facilitate mechanical manufacturing of these flexure hinges, based on the resulting polynomials. The advantages of using polynomial functions as hinge contours as well as the influence of the simplification is discussed with regard to the ratio of maximum bending stress to deflection.
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=22411009
The use of deflecting elements in interferometric applications - advantages and challenges. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 45
Auralisation of acoustical product properties for technical systems in virtual environments. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future, (2011), insges. 14 S.
Today product development is dominated by reducing time and costs, which can be contradictory to the required high quality standards of products. The advantages of using computer-based tools enable the simulation of product properties and their optimisation before first physical prototypes are built. The presentation of those simulation results using (extended) Virtual Reality (VR) technologies is very helpful - especially if both the simulation tools and the VR representation are multimodal (e.g. visualisation extended by acoustics) - so that an enhanced immersion in the virtual scene becomes possible. Furthermore, this enables an easy comprehension and understanding of complex contexts and relations, which otherwise might be only clear for experts. Current VR-systems are often limited by only providing visual information. Even if a large amount of visual information is covered very well, only geometry and geometry-related behaviour (e.g. motion = geometry changes in time) or abstract information can be transferred. However, in many cases product development has to consider the acoustical behaviour of technical systems. Applications of this can be found in the noise engineering (noise control or noise limitation of products) as well as in the sound design engineering of products (so called "brand sound"). Due to the increasing importance of acoustics and the expectation of a more realistic immersion and presence in VR environments the sense of perception should be extended. For this a research group was built in Ilmenau consisting of mechanical engineers as well as acoustical engineers at Ilmenau University of Technology in the engineering design group as well at the Fraunhofer Institute for Digital Media Technology (IDMT)
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19640
Design and simplified manufacturing of large-deflective flexure hinges based on polynomial contours. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future, (2011), insges. 7 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19561
The influence of asymmetric flexure hinges on the axis of rotation. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future, (2011), insges. 10 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19562
The use of deflecting elements in interferometric applications - advantages and challenges. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future, (2011), insges. 9 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19564
Dem Fortschritt verpflichtet - 150 Jahre VDI in Thüringen. - Bingen : Public Verl.-Ges., 2011. - 142 S.. - (VDI - Thüringer Mitteilungen)
Entwurf eines Unterstützungs-Werkzeuges zur prozessorientierten Assistenz beim Konstruieren. - 130 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Seit Formulierung der methodischen Vorgehensmodelle nach HANSEN, RODENACKER, ROTH, KOLLER sowie PAHL/BEITZ besteht die Frage nach deren Zweckmäßigkeit. Trotz mehrerer empirischer Untersuchungen an verschiedenen Universitäten konnte diese Frage bis zum heutigen Tage nicht geklärt werden. Die Untersuchungsergebnisse lassen jedoch die Vermutung zu, dass durch eine geeignete methodische Unterstützung des Konstrukteurs während des konstruktiven Entwicklungsprozesses, Fehler und Misserfolge vermieden werden können. Um diese Vermutung zu beweisen, bedarf es weiterer empirischer Untersuchungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Unterstützungs-Werkzeug entworfen, das sowohl die Durchführung einer solchen empirischen Untersuchung als auch die Durchführung von Konstruktionstätigkeiten unterstützt. Die Unterstützung ist dabei auf die Konzeptphase des Entwicklungsprozesses beschränkt und auf die Anwenderzielgruppe konstruktionsmethodisch vorgebildeter Maschinenbaustudenten zugeschnitten.
Konstruktion einer Peltier/Fluid-Wärmetauscherapplikation. - 58 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Betrachtungen beziehen sich auf die Entwicklung einer Peltier/Fluid Wärmetauscherapplikation in Bezug auf eine Anwendung im Medizinbereich. Zunächst erfolgt ein Überblick über die Grundlagen der verwendeten Peltierelemente sowie ein Vergleich von aktuell auf dem Markt befindlichen Wärmetauscherapplikationen mit dem vorhandenen Prototypen. Aufgezeigt werden mögliche Entwicklungsvarianten, deren Bewertungen sowie anschließenden Neukonstruktionen bzw. konstruktiv-technologischen Änderungen - im Wesentlichen hinsichtlich des Wärmetauschergehäuses, des Gestells und der Einhausung des Gerätes.
e-Kinematix: virtuelle Forschungsumgebung zur Unterstützung der Getriebeentwicklung. - In: 9. Kolloquium Getriebetechnik, (2011), S. 245-261
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-71264
thinkMOTION - Europeanas Tor in die Welt der Getriebe. - In: 9. Kolloquium Getriebetechnik, (2011), S. 57-72
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-71264
Erfahrungen aus der Lehre und Forschung kommen in die ThinkMOTION Datenbank. - In: 9. Kolloquium Getriebetechnik, (2011), S. 41-55
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-71264
Entwurf und Herstellung hybrider dreiachsiger Sensormodulkonzepte. - In: Proceedings, (2011), S. 817-820
Konzeption eines Mähwerkzeugs für Freischneider zur Arbeit in sensiblen Bereichen. - 131 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Aufgrund von Mäharbeiten an Verkehrswegen kann es zu Schäden an Wirtschaftsgütern kommen, die durch schleudernde Fremdkörper verursacht werden. Ziel der Arbeit ist es, ein Funktionsmuster mit reduzierter Schleuderneigung zu entwickeln und aufzubauen. Mit dem Funktionsmuster werden Versuche durchgeführt um das Funktionsmuster mit den Anforderungen zu vergleichen.
Konzeptentwicklung für die Integration von Elektromotoren in ein dieselektrisches Antriebssystem für Großtraktoren. - 82 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Ziel der Arbeit war es ein dieselelektrisches Antriebskonzept für den Großtraktor DTU T860 zu entwickeln und zu analysieren. Es wurden die Probleme des aktuellen mechanischen Antriebstrangs hauptsächlich hinsichtlich Standfestigkeit, Wirkungsgrad und Bauraum aufgezeigt, welche sich bei einer geplanten Leistungssteigerung weiter verschärfen werden. Lösungen dafür stellen der dieselhydraulische und des dieselelektrische Antrieb dar. Ein Vergleich zwischen beiden ließ Vorteile des dieselelektrischen Antriebs im Bereich Wartung, Flexibilität, Steuerung und Verschleiß erwarten. Überschlägige Rechnungen zeigten, dass für den vorgesehenen Einsatz auf dem Feld eine Bremsrekuperationsanlage keine Vorteile bietet. Für die Betriebsstrategie konnte gezeigt werden, dass die Benutzung der Linie verbrauchsoptimaler Leistung des Antriebssystems Verbrennungsmotor und Generator zu den besten Ergebnissen hinsichtlich Aufwand und Effizienz führt. Der Nutzen eines zusätzlichen Energiespeichers konnte durch exemplarische Analysen wiederlegt werden. Für die Anordnung der Elektromotoren wurden mehrere Prinzipien auf ihre Machbarkeit hin untersucht, die anschließend in Kombination mit anderen Komponenten wie Getrieben zu sechs sinnvollen Anordnungsvarianten führten. Diese wurden daraufhin in den Bereichen Wirkungsgrad, Gewicht, Bauraum und Kosten analysiert und bewertet. Letztlich stellte sich die Variante "permanent erregter Synchronmotor als Radnabenantrieb mit Planetenvorsatz" als die Günstigste heraus. Im Vergleich zum mechanischen Antriebsstrang konnte der Wirkungsgrad von 79% auf 83% erhöht werden. Eine Gewichtszunahme von etwa 2 t ist dabei zu erwarten. Ein geringerer Platzbedarf konnte erwartungsgemäß nicht nachgewiesen werden, bei dieser Variante aber auch keine Erhöhung gegenüber dem mechanischen Antrieb. Die flexiblere Anordnung der elektrischen Komponenten konnte jedoch als Vorteil aufgezeigt werden. Beim Übergang auf den dieselelektrischen Antrieb ist eine Verdopplung der Kosten für die Antriebskomponenten zu erwarten.
Thüringen - ein Kernland der deutschen Büromaschinenindustrie. - In: Dem Fortschritt verpflichtet - 150 Jahre VDI in Thüringen, (2011), S. 32-36
Entwicklung eines Werkzeugwechselsystems für CNC-Fräsmaschinen. - 95 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der konzeptionellen und konstruktiven Entwicklung eines Werkzeugwechselsystems, das die Antriebe der Bearbeitungsspindel ausnutzt. Ziel ist eine Kostenreduzierung durch ein einfacheres Antriebskonzept gegenüber dem vorhandenen System. Die Speicherung der Werkzeuge soll dabei mit dem existierenden Magazin realisiert werden. Zunächst werden die Anforderungen zusammengetragen und eine Analyse des vorhandenen Werkzeugwechselsystems durchgeführt. Nach der Untersuchung des Bewegungsablaufes folgt die systematische Entwicklung von Konzepten zum mechanischen Aufbau des Mechanismus. Nach der Bewertung der Konzepte wird die optimale Variante ausgewählt und weiter konkretisiert. Die Konstruktion des Mechanismus und der Vergleich mit der vorhandenen Lösung schließen sich an.
Entwicklung neuartiger, gruppentauglicher, multidimensionaler Interaktionsgeräte für VR-Umgebungen. - 109 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Ziel dieser Diplomarbeit war die Entwicklung neuartiger gruppentauglicher Interaktionsgeräte, die in einer virtuellen Umgebung die Ausbildung und das Training mit Steilfeuergeschützen ermöglichen. Es wurden bestehende Originalsysteme hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Nutzung untersucht und in Verbindung mit der Analyse bestehender Simulationssysteme die Anforderungen an die Interaktionsgeräte festgelegt. Schwerpunkte der Anforderungen waren dabei die modulare Gestaltung der Geräte, deren Skalierbarkeit hinsichtlich der verwendeten Funktionen und eine hohe Originaltreue in Geometrie und Masseverteilung. Weiterhin wurden besondere Anforderungen an die Entnahme der Trainingsgranaten sowie deren Sicherungsfunktion gestellt. Unter Anwendung des Konstruktiven Entwicklungsprozesses, kurz KEP, wurden die Interaktionsgeräte auf Prinzipebene variiert und danach durch gewählte Kriterien bewertet. Die optimale Variante wurde mittels eines 3D-CAD-Modells strukturell umgesetzt und ausgestaltet. Nach der Gestaltung erfolgte die Überprüfung der entwickelten Interaktionsgeräte auf ihre Tragfähigkeit. Dazu wurden mittels geeigneter Formalismen kritische Stellen der Konstruktion betrachtet. Die Ergebnisse dieser Analysen wurden mittels FEM-Analysen verifiziert. Als Resultat der Entwicklung liegt der mechatronische Entwurf der Geräte vor. Dabei besitzen alle Geräte die gleiche Funktionalität wie ihre originalen Pendants. Weiterhin wird die Trainingsgranate ohne menschliche Fremdeinwirkung über einen Mechanismus aus dem Geschütz befördert.
Actuation principle selection - an example for trade-off assessment by CPM-approach. - In: Product and systems design, ISBN 978-1-904670-24-7, (2011), S. 222-229
Providing design solution repositories in the field of mechanism theory. - In: Design information and knowledge, ISBN 978-1-904670-26-1, (2011), S. 272-281
Virtualisation of product development/design - seen from design theory and methodology. - In: Design theory and research methodology, ISBN 978-1-904670-22-3, (2011), S. 226-235
Reduzierung der Variantenvielfalt von Schlitzbuchsenlagern durch Gleichteilanalyse und Konstruktionsrichtlinien. - 82 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Arbeit untersucht das Thema: Reduzierung der Variantenvielfalt von Schlitzbuchsenlagern durch Gleichteilanalyse und Konstruktionsrichtlinien. Für diese Untersuchung werden die aus dem Komplexitätsmanagement und Variantenmanagement bekannten Werkzeuge eingesetzt. Ziel der Arbeit ist es herauszufinden, ob bereits Gleichteile vorhanden sind beziehungsweise ob Eigenschaften und Merkmale vorhanden sind welche in Konstruktionsrichtlinien umgewandelt werden können. Hierfür werden die Teile des Schlitzbuchsenlagers, die geschlitzte Schale und das zylindrische Innenrohr, analysiert und die Eigenschaften und Merkmale strukturiert und anschließend in einer Datenbank aufgezeichnet. Ergebnis dieser Analyse ist: Es existieren keine identischen Bauteile welche die Anforderungen an eine Gleichteileignung / Gleichteilstrategie erfüllen. Jedoch erfüllen die geometrischen Eigenschaften die Anforderungen für bestimmte Konstruktionsrichtlinien. Einige der untersuchten Lager haben eine hohe Ähnlichkeit. Der Hauptgrund für diese Ähnlichkeit sind die geringen Unterschiede in den einzelnen Parametern. Diese Unterschiede können mit Hilfe von Konstruktionsrichtlinien eingegrenzt werden.
Radhubsensorik im Motorrad. - 109 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Sensorik für den Radhub eines semiaktiven Fahrwerkes in BMW-Motorrädern. Dazu wurden relevante Patente recherchiert und bewertet, da es noch keine vergleichbaren Konzepte im Bereich der Serienmotorräder und folglich in der Literatur gibt. Nach der Analyse der verschiedenen BMW-Motorrad-Radführungen sowie deren Funktionsprinzipe und darauf anwendbarer Messverfahren, wurden mehrere Sensorkonzepte erstellt. Aufgrund einer zuvor erstellten Anforderungsanalyse wurden diese nach funktionalen und technischen Kriterien bewertet. Zielführende Konzepte wurden mit real verfügbaren Sensoren detailliert untersucht. Dazu wurden sie in CATIA V5 modelliert und dargestellt und auf Integrationsfähigkeit bezüglich Bauraum und Funktion untersucht. Wirtschaftliche und technische Aspekte wurden zusätzlich geprüft. Ein Ausblick zeigt, welche Konzepte im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter verfolgt werden konnten, aber Potential aufweisen.
Design theory and methodology - contributions to the computer support of product development/design processes. - In: The future of design methodology, (2011), S. 91-104
Based on a conference paper published by Weber and Birkhofer (2007) on requirements of Design Theory and Methodology (DTM), this article investigates DTM’s contributions to progression, systematisation and application of computer methods/tools for product development/design processes. Using the CPM/ PDD approach ("Characteristics-Properties Modelling", "Property-Driven Development/Design"), investigations of computer-based analysis and synthesis methods/tools, product models/modelling and controlling the development/design process are presented.
Konzeption rein mechanischer, handbedienter Hubsysteme unter Vermeidung hydraulischer Komponenten. - 62 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der systematischen Prinzipentwicklung eines mechanischen Handgabelhubwagens unter Verzicht auf hydraulische Komponenten. Das bestehende Prinzip des hydraulischen Handgabelhubwagens wird zunächst analysiert und dessen Eigenschaften sowie Funktionalitäten erfasst. Nach Einbeziehung aller Einflussgrößen auf die Funktion und der Zerlegung der Hauptfunktion in Teilfunktionen werden Lösungen für diese vorgestellt. Folgend wird ein Algorithmus zur Sicherung der Hauptfunktion, bei beliebiger Auswahl eines Hubprinzips, vorgestellt. Zuvor betrachtete Teilprinzipe werden zu Gesamtprinzipen zusammengefügt und diskutiert. Nach Betrachtung entstandener Unzulänglichkeiten der Gesamtprinzipe wird ein optimiertes Prinzip ergänzt, welches innerhalb einer mehrwertigen Bewertung mit den zuvor entstandenen Prinzipen verglichen wird. Das Ergebnis der Bewertung zeigt das geeignetste Prinzip auf. Angehängt befinden sich die zusammengetragenen Bedingungen in der Forderungsliste und dem Gestaltforderungsplan.
Initial investigations of rolling friction characteristics in planar ball guides with a novel measurement set-up. - In: 10th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instrument, ISMTII 2011, (2011), S. 119
Entwicklung einer Werkzeugaufnahme für Abkantpressen. - 80 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Aufnahme für Werkzeuge zum Blechbiegen mit Gesenkbiegepressen und wurde bei der Firma Bystronic Maschinenbau GmbH in Gotha erstellt. Das Unternehmen entwickelt Abkantpressen und andere Werkzeugmaschinen. Bei den vorhandenen Werkzeugaufnahmen der Firma werden die Werkzeuge hydraulisch gespannt. Die Aufnahmen werden dabei vom Haupthydrauliksystem der Gesenkbiegepressen versorgt. Die neu zu entwickelnde Werkzeugaufnahme soll elektromechanisch angetrieben werden. Denn die Firma plant, ihr Produktangebot in nächster Zeit mit Elektropressen zu erweitern. Deshalb sollen auch die peripheren Teilfunktionen der Abkantpressen hydraulikunabhängig, möglichst elektromechanisch, erfüllt werden. Auf dem Markt ist generell ein Trend zu hydraulikfreien Werkzeugmaschinen erkennbar [1], [2]. Bisher allerdings können auch konkurrierende Pressen- und Werkzeughersteller noch keine elektromechanisch angetriebene Werkzeugaufnahme anbieten. Die Klemmsysteme bei Elektropressen anderer Hersteller sind mit eigenständigen Hydraulikkreisläufen ausgerüstet oder die Werkzeuge werden rein mechanisch gespannt. Mit der Entwicklung einer elektromechanisch angetriebenen Werkzeugaufnahme möchte die Firma Bystronic Maschinenbau gegenüber Konkurrenten einen technischen Vorsprung schaffen und einen großen Schritt auf dem Weg zu einer hydraulikfreien Abkantpresse gehen. Ein weiteres Ziel besteht darin, die Werkzeuge des Herstellers Wila B. V. mit dem neuen System aufnehmen zu können. Die niederländische Firma Wila ist rein auf Werkzeugklemmsysteme für Abkantpressen spezialisiert und besitzt einen enorm großen Marktanteil. Viele große Pressenhersteller rüsten ihre Maschinen mit Werkzeugklemmungen der Firma Wila aus. Auch einige Bystronic-Kunden lassen Abkantpressen direkt beim Kauf mit dem Werkzeugklemmsystem des Herstellers Wila ausrüsten, dies betrifft vor allem Maschinen für den nordamerikanischen Markt. Der wesentliche Nachteil für die Firma Bystronic besteht darin, dass diesen Kunden keine Bystroniceigenen Werkzeuge mehr verkauft werden können. Denn es gibt erhebliche technische Unterschiede zwischen den System der beiden Hersteller Bystronic und Wila. Deswegen ist es für Bystronic wirtschaftlich sehr reizvoll ein System zu entwickeln, dass sowohl den eigenen Werkzeugtyp, wie auch Wila-Werkzeuge sicher aufnehmen kann.
Entwicklung eines Magaziniersystems zur Transportmittelbestückung variabler Werkstücke an einem kontinuierlichen Fertigungssystem. - 77 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Magaziniersystems variabler Werkstücke mit direktem Anschluss an ein automatisiertes Großpressensystem. Auf Basis einer vorangegangen Diplomarbeit wird das entstandene Konzept aufgegriffen und mit Hilfe konstruktionsmethodischer Ausarbeitungen in ein komplexeres, prozessicheres Magaziniersystem überführt. Dabei werden drei Varianten möglicher technischer Prinzipe einem mehrstufigen Bewertungsverfahren unterzogen. Das gewählte Prinzip wird in Form eines Layouts durch fünf Funktionsgruppen räumlich definiert und anschließend durch eine konstruktiv kritische Ausarbeitung umgesetzt. Dabei entsteht ein konkretes 3D CAD Modell, welches theoretisch die funktionsrelevanten Anforderungen erfüllt. Der Schwerpunkt liegt in der prozesssicheren Magazinierung unterschiedlichster Werkstücke in Gitterboxen auf Basis einfacher Geometrien.
Experimental investigation in the friction characteristics of high precision planar ball guides. - In: Proceedings of the 11th International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, (2011), S. 43-46
Einflüsse auf die Messung des Traganteils planarer Wälzführungen. - In: Gleit- und Wälzlagerungen, (2011), S. 429-433
Wälzreibverhalten von Kugel-Ebene-Kontakten in planaren Führungen : Versuchsaufbau und Vorversuche. - In: Gleit- und Wälzlagerungen, (2011), S. 423-427
Entwurf neuer, kostenreduzierter optomechanischer Baugruppen für ophthalmologische Messgeräte. - 124 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Die Arbeit dokumentiert eine systematische Kostenreduzierung einer optomechanischen Baugruppe eines ophthalmologischen Messgerätes. Es sollen Entwürfe generiert werden, die eine Halbierung der Herstellkosten des Untersuchungsgegenstandes bei gleichzeitiger Verbesserung des Montageablaufes erreichen. Daraus ergibt sich die Frage nach möglichen Ansatzpunkten mit aussichtsreichem Optimierungspotenzial. Vereinfachen lässt sich das zu der Kernfrage nach den Kostenursachen. Unter Zuhilfenahme der Erfahrungswerte aus der Serienproduktion werden die ursprünglichen Anforderungen hinterfragt und auf Basis von Analysen der Funktion, Konstruktion und Kostenstruktur aktualisiert und erweitert. Darauf aufbauend folgt die Entwicklung einer Reihe neuer Baugruppen, deren Bewertung und Selektion auf Grundlage von Angeboten erfolgt. Am Ende der Untersuchungen stehen zwei Entwürfe als CAD-Modell, die beide das Kostenziel unterbieten können. Auch die Optimierung eines elementaren Justierschrittes wird vorgestellt. Die endgültige Entscheidung zwischen beiden Varianten ist nur auf Grundlage von Versuchsmustern möglich. Aufbau, Analyse und Auswertung der Testgruppen ist nicht mehr Teil dieser Dokumentation. Die Systematik der Arbeit ist für ähnliche Problemstellungen adaptierbar. Zusätzlich kann eine Reihe der Vorschläge für den geplanten Nachfolger des ophthalmologischen Messgerätes, übernommen werden.
Entwurf neuer Lösungskonzepte für mobile Roboter zur Verkettung von Montagelinien in der Einzelstückfließfertigung. - 130 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2011
Die vorliegende Arbeit beschreibt neue Lösungskonzepte für mobile Roboter zur Verkettung von Montagelinien in der Einzelstückfließfertigung. Der mobile Roboter soll den Materialfluss in manuell verketteten One-Piece-Flow-Montagelinien (Einzelstückfließfertigungslinien), bei größtmöglicher Flexibilität, automatisieren. Es folgt die Entwicklung neuer Lösungskonzepte für den mobilen Roboter, die technischen und ökonomischen Bewertungskriterien genügen müssen. Im Ergebnis einer Variantenbewertung wird eine Lösung favorisiert. Abschließend wird der Gestaltforderungsplan der favorisierten Lösung entworfen.
Konstruktion einer Positioniereinrichtung in einem multimodalen optischen Tomografen. - 113 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Diplomarbeit befasst sich mit dem Entwurf einer Positioniereinrichtung für die zur Durchführung der Optischen Tomografie (OT) erforderlichen Komponenten. Diese sollen entlang eines Kleintiers unterschiedlich zueinander positioniert werden und um dieses zu untersuchende Objekt gemeinsam rotieren. Der Aufbau soll darüber hinaus die Kombination der OT mit den anderen Modalitäten der Tomografie erlauben. Da diese Verfahren auf elektromagnetischer und Röntgenstrahlung basieren, müssen strenge Kompatibilitätsbedingungen hinsichtlich des Materials und der elektromagnetischen Emission beachtet werden. Außerdem darf ein definierter Bauraum nicht überschritten werden. Um diese Kompatibilitätsbedingungen zu ermitteln, werden die Verfahren der unterschiedlichen Modalitäten in der Arbeit einzeln untersucht und Einschränkungen für die Konstruktion abgeleitet. Diese reduzieren den Lösungsraum speziell für die Funktionselemente Aktor und optionaler Sensor (nur bei Regelung erforderlich). Deshalb wurden drei Funktionsstrukturen entwickelt, bei denen der Sensor immer am Abtrieb im Tomografen (aufgrund hoher Genauigkeit) und der Aktor an den drei Positionen: Tomografie-Gerät, Untersuchungsraum und abgeschirmter Nebenraum angeordnet ist. Die Arbeit dokumentiert eine Evaluation für jede dieser Strukturen hinsichtlich der Anforderungen an die Funktionselemente Aktor, Sensor, Getriebe und Führung. Darauf basierend wurde der Lösungsraum für diese determiniert und vier technische Prinzipe entworfen. Als Resultat einer Bewertung der ausgearbeiteten Prinzipe ist die Entscheidung für eine Variante mit einem Piezoantrieb im Untersuchungsraum gefallen. Für diese sind zwei Konstruktionen mit unterschiedlichen Führungen in der Arbeit dokumentiert. Aspekte hinsichtlich Fertigung und Montage führten zur Auswahl einer der Varianten, für die ein Zeichnungssatz als Teil dieser Arbeit angefertigt wurde.
Rahmen für ein Variobike. - 121 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die in diesem Bericht aufgeführten Arbeiten beziehen sich auf die Neuentwicklung eines Variobikes. Hierbei handelt es sich um ein Fahrrad, welches ein Fahren in aufrecht stehender Haltung sowie in Bauchlage ermöglicht. Zunächst erfolgt die Einführung in die Bauarten von Fahrrädern und der Einfluss der Anzahl der Laufräder auf die Rollreibung. Anschließend folgt eine Konzipierung der Antriebe für Vorder- und Hinterrad sowie der Radstandes und der Spurweite. Daraufhin werden die erforderlichen Radlasten bestimmt und Maßnahmen zu deren Einhaltung und Optimierung des Fahrverhaltens ergriffen. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Gestaltung der Lenkung und der Auflagenverstellung betrachtet.
Konzeption eines planaren Positioniersystems auf Basis von geschlossenen kinematischen Ketten mit gestellfesten translatorischen Antrieben. - 181 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
In der hochpräzisen Mess- und Positioniertechnik wird es mehr und mehr gewünscht, Relativbewegungen zwischen einem Objekt und einem Wirkelement über große Wege in mehreren Achsen zu erzeugen und die Führungsabweichungen dabei klein zu halten. Bisherige planare Positioniersysteme verwenden elektromagnetische lineare Direktantriebe für die Bewegung eines luftgeführten Läufers und ermöglichen Bewegungsbereiche von bis zu 250 mm x 250 mm bei einem Bahnfehler kleiner einem Mikrometer. Aufgrund verschiedener Ursachen sind diese Systeme nicht auf Verfahrbereiche von 600 mm x 600 mm bis 1000 mm x 1000 mm skalierbar, welche gefordert werden. Im Rahmen von Voruntersuchungen wurden verschiedene kinematische Strukturen für ein X-Y-Positioniersystem als vielversprechend identifiziert. Eine dieser Strukturen ist ein System mit geschlossenen kinematischen Ketten und drei gestellfesten translatorischen Antrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde die Struktur hinsichtlich Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie resultierenden Kräften analysiert. Mit Hilfe dieser Ergebnisse wurden geeignete Antriebs-, Führungs- und Messsysteme sowie deren Anordnung ausgewählt. Es wurde das planare Positioniersystem bezüglich minimalen Bauraums, geringer Abweichungen und Verlustleistungen optimiert.
Planare Wälzführung - eine Alternative für hochpräzise Anwendungen. - In: Profilschienenführungen in Werkzeugmaschinen, 2010, 5, insges. 5 S. Text und 12 S. Präsentationsfolien
Realitätsnahe Reproduktion akustischer Produkteigenschaften für das Virtual Engineering der Zukunft. - In: Digitales Engineering und Virtuelle Techniken zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2010), S. 268-271
Entwicklung einer Einrichtung zur Entfernung der Beschriftung von Mehrschichtverbundrohren. - 100 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Mehrschichtverbundrohre sind Rohre, die aus konzentrischen Schichten aufgebaut sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich um PE-Aluminium-PE Schichten. Auf der Außenschicht ist eine axiale Tinten-Beschriftungszeile aufgedruckt. Diese muss zur Umkonfektionierung oder im Fall der fehlerhaften Beschriftung entfernt und neu aufgedruckt werden. Die zu entwickelnde Anlage soll eine Bearbeitungsoption existierender Fertigungseinrichtungen darstellen. Ausgehend von der DIN 8580 werden systematisch alle Fertigungsverfahren, die eine Möglichkeit zum unkenntlich machen der Beschriftung analysiert und hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Eine Verfahrenswahl schließt diese Untersuchung ab. Anschließend wird das gewählte Verfahren Lösen durch ein Tauchbad in eine Konstruktion überführt. Dabei spielen Arbeitsschutz, Funktionssicherheit und Ergonomie eine zentrale Rolle. Die Konstruktion liegt der Arbeit im Anhang bei. Eine Erläuterung der wichtigsten Konstruktionsmerkmale findet sich ebenfalls in der Arbeit. Es wird der Aufwand zur Integration im Falle der Realisierung hinsichtlich Steuerung, Arbeitsabläufen und Versorgung analysiert.
Entwicklung eines Trennmessers für die Ernte von Raps mit Standard-Getreideschneidwerken. - 163 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bacherlor-Arbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit stellt den Konstruktionsprozess eines "Rapstrennmessers" dar. Es soll als Bestandteil eines sogenannten "Rapstisches" den Raps bei der Ernte in der Vertikalen trennen. Bereits existierende Lösungen sollen als Vorbild genommen werden und anhand derer Optimierungen im Bereich des Antriebes und der Fertigungskosten vorgenommen werden. Inhalt dieser Dokumentation sind die Grundlagen, Anforderungen, Analyse vorhandener Lösungen, die Lösungsfindung mit möglichen Optimierungen, Begründung der Umsetzung, die konstruktive Umsetzung selbst und die statische Berechnung als Basis für die Erprobungsphase mit anschließender Marktreife.
Entwicklung einer echtzeitfähigen Schnittstelle zur Integration eines Zustandsmodells in VR. - 76 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit behandelt den Ausbau einer Schnittstelle zum Datenaustausch zwischen dem Virtual Reality System (Flexible Audiovisuelle Stereo-Projektionsanlage FASP, TU Ilmenau) und einem Simulationssystem (MATLAB/Simulink). In der FASP können Modelle virtueller technischer Systeme visuell dargestellt werden. In einem dazugehörigen Simulationsmodell wird das kinetisch-kinematische Verhalten der Bestandteile des Modells simuliert, dessen Ergebnisse in der Stereoprojektionsanlage visualisiert werden. Für die Übermittlung der Simulationsergebnisse an das VR-System kommt eine Schnittstelle zum Einsatz. Die Erweiterung der Schnittstelle soll dazu dienen, im Simulationsmodell benötigte Parameter mit Hilfe von im VR-System verfügbaren Bedienelementen während der Laufzeit, in Echtzeit manipulierbar zu machen. Es erfolgen sowohl eine Analyse der Parameter des Simulationsmodells, als auch eine Analyse der Bedienelemente des VR-Systems. Im Anschluss daran werden Strukturen und Abläufe der neu zu erstellenden Funktionen der Schnittstelle erörtert. Im letzten Kapitel wird die programmiertechnische Umsetzung der Strukturen und Abläufe erläutert.
Entwicklung eines Prüfstandes zur Leckage-Analyse an Hydraulikzylindern von Walzenpressen. - 133 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung eines Prüfstandes für Hydraulikzylinder, welche in Walzenpressen verwendet werden um dort die erforderliche Druckkraft zum Kompaktieren zu erzeugen. In dem Prüfstand sollen instandgesetzte Hydraulikzylinder mit Kolbendurchmessern zwischen 200 und 450 mm mit bis zu 300 bar auf Leckage untersucht werden. Dadurch wird verhindert, dass fehlerhafte Zylinder in die Walzenpressen eingebaut und nach kurzer Laufzeit erneut instandgesetzt werden müssen. Zu Begin der Konzeption wurden die Geometrie und alle von den Prüflingen ausgehenden Kräfte ermittelt und analysiert. Anschließend konnten die Anforderungen an den Hydraulikprüfstand erarbeitet werden. Auf Basis der gewonnenen Daten erfolgte eine Produktrecherche, welche ohne nennenswerte Ergebnisse blieb. Eine Funktionsstruktur wurde entwickelt, in der alle grundlegenden Komponenten eines Prüfstandes zur Leckageanalyse enthalten sind. Aufbauend auf Untersuchungen zu den Betriebsbedingungen der Hydraulikzylinder wurden ein Ablaufplan, das Messverfahren sowie Prüfalgorithmen für den statischen und dynamischen Dichtheitstest erarbeitet. Für die Umsetzung des automatisierten Testablaufs wurde die Kleinststeuerung LOGO! von Siemens näher Untersucht und ihre Eignung nachgewiesen. Ein Konzept für das Beistellaggregat wurde entwickelt, Angebote eingeholt und eine Vorzugslösung selektiert. Im Rahmen der konzeptionellen Phase wurden verschiedene Technische Prinzipe entwickelt, bewertet und die grundlegende Gestalt des Prüfstandgestells abgeleitet. Eine anschließende Dimensionierung und Optimierung des Prüfstandgestells erbrachte alle funktionswichtigen Abmessungen. Mit Hilfe der gewonnenen Daten wurde ein CAD-Modell des Prüfstandes mit allen erforderlichen Zusatzkomponenten wie bspw. Distanzplatten erarbeitet und ein vollständiger Zeichnungssatz erstellt. Parallel zur konstruktiven Umsetzung des Prüfstandes wurde die Maschinenrichtline 2006/42/EG analysiert und mit der Software "CE-Ready" umgesetzt. Das Ergebnis ist eine Einbauerklärung für den Prüfstand mit allen erforderlichen Technischen Unterlagen wie bspw. Betriebsanleitung und Gefährdungs-/Risikoanalyse. Um die Benutzerfreundlichkeit der Software zu erhöhen wurden Verbesserungsvorschläge erarbeitet.
Lösungsfindung und -umsetzung zur Schnittstellenproblematik zwischen den CAx-Systemen unterschiedlicher Fachbereiche und Systemanbietern zur effektiven Zusammenführung von Entwicklungsdaten im Produktentstehungsprozess. - 100 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den CAx-Systemen der Firma Westinghouse Electric Germany GmbH in Mannheim. Sie erläutert zum einen die Systeme im Hinblick auf deren Eigenschaften und gibt Auskunft über die Verwendung von Systemverknüpfungen im Arbeitsablauf des produktiven Arbeitsprozesses. Desweiteren behandelt diese Arbeit die Schnittstellenproblematik zwischen ausgewählten CAx-Systemen und stellt Konzepte für nicht vorhandene Systemverbindungen vor. Nach einer Reihe von Benchmarktests werden in Kombination mit den Konzepten Arbeitsabläufe erarbeitet, die mittels Arbeitsrichtlinien zur Standardisierung von Prozessschritten beitragen. Zum Schluss wird die Umsetzung der Konzeption anhand eines Beispiels mit produktiven Arbeitsdaten getestet und bewertet.
Konzeptioneller Leichtbau für Motorsägen. - 128 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Das entscheidende Kaufkriterium von Motorsägen für die Forstwirtschaft ist das Leistungsgewicht. So führte die Einführung von strengen Abgasvorschriften sowohl durch die EU (Europäische Union) als auch durch die EPA (Environmental Protection Agency) in den letzten Jahren zu einer Verschlechterung bzw. Stagnation dieser Kenngröße. Um nun das Gewicht und Leistungsgewicht für Motorsägen im Bereich der professionellen Holzernte zu verbessern, wird intensiv an unterschiedlichen Konzepten des Leichtbaus gearbeitet. Die neuesten Entwicklungen im Bereich des Leichtbaus orientieren sich am Vorbild der Natur und sind mit den Schlagworten "Smart Material", "Adaptive Strukturen" oder "Multifunktionale Bauweise" beschrieben. Grundlegend kann der Leichtbau nach Prof. Drechsler in Gestaltleichtbau, Werkstoffleichtbau, Fertigungsleichtbau und Systemleichtbau unterteilt werden. Um ein bestmöglichstes Ergebnis zu erzielen, ist auf Grund der engen Verknüpfung dieser Bereiche eine einheitliche Betrachtung notwendig. Die vorliegende Arbeit befasst sich folglich mit allen Bereichen des Leichtbaus. Neben neuen Fertigungstechnologien und der Substitution von Materialien bietet die Neustrukturierung der Komponenten das größte Gewichtseinsparungspotential. So sind zunächst die gewichtsträchtigsten Komponenten einer Motorsäge untersucht worden. Wegen der Komplexität einer Motorsäge ist eine Eingrenzung auf das Tankgehäuse erfolgt. Die Arbeit zeigt Problemstellungen bei der Umsetzung eines Tankgehäuses aus langglasfaserverstärkten Thermoplasten und die Umsetzung verschiedener konstruktiver Lösungskonzepte.
Antrieb für ein Sportliegerad. - 45 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse bestehender Antriebslösungen für Fahrräder sowie der Konstruktion einer Antriebslösung, die die Forderungen erfüllt. Die Antriebslösung ist für ein Bauchliegerad nutzbar. Der Antrieb und der Abtrieb sind konzentrisch angeordnet. Dadurch entfällt die Fahrradkette. Eine Patentrecherche sowie eine Überprüfung, ob die Materialien die Festigkeitswerte einhalten ist nicht Bestandteil dieser Arbeit. Diese Bestandteile sind vor der Marktreife gesondert zu überprüfen.
Untersuchung alternativer Antriebskonzepte für Vakuumpumpen in Kraftfahrzeugen. - IX, 114 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Das Downsizing von Motoren setzt sich in den letzten Jahren immer mehr durch. Bei annähernd gleicher Motorleistung wird durch Aufladung der Hubraum verringert. Die Gründe sind vielfältig, von der Kraftstoffeinsparung und Masseverringerung bis hin zu einer Emissionsreduktion. Im herkömmlichen Fall, d. h. bei Saugmotoren, wird der Unterdruck am Saugrohr abgenommen. Prinzipbedingt haben aufgeladene Motoren einen Überdruck im Saugrohr. Infolgedessen wird die Unterdruckversorgung durch ein Nebenaggregat Vakuumpumpe sichergestellt. - Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit Untersuchung alternativer Kupplungssysteme zum Antrieb einer Vakuumpumpe bei stirnseitigem Anbau erfolgt eine konzeptionelle Untersuchung von Wellenkupplungen. Zunächst werden anhand der Überführung der Kupplungssysteme in eine Kombinationsstruktur Darstellung der einzelnen Wirk-, Paarungs- und Reibmechanismen alternative technische Konzepte für die Kopplung von Vakuumpumpe und Nockenwelle schematisch aufgezeigt. Anschließend wird basierend auf den konstruktiven Randbedingungen des Systems eine technische Bewertung der abgeleiteten Prinzipien mittels einer Bewertungsmatrix vorgenommen. Auf Grundlage der Konzeptbewertung erfolgt im Weiteren die Auswahl der zu konkretisierenden Prinzipien, welche vorerst überschläglich dimensioniert und bei Erfüllung der Randbedingungen in eine technische Lösung überführt werden. Die konstruktive Umsetzung der so gewonnen Lösungsansätze für die Wellenkupplung erfolgt mittels des CAD Systems ProE Wildfire 4.0. Des Weiteren wird auf die Erprobungsergebnisse der Prototypen der auskonstruierten Varianten eingegangen. Die Erprobung der Teile wird an verschiedenen Prüfständen befeuerter Motor, Reibleistungsprüfstand durchgeführt. Auf Basis der resultierenden Messdaten werden die Versuchsergebnisse diskutiert und hinterfragt.
Grundlegende konstruktive Auslegung eines Filter-Systems inklusive aller Einzelbestandteile. - 71 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die grundlegende, konstruktive Auslegung eines Filter-Systems. - Zu diesem Zweck wurden zunächst Anforderungsliste und Funktionsstruktur erstellt. Auf dieser Basis ist eine umfangreiche Untersuchung des Standes der Technik durchgeführt worden. Die aus der Analyse gewonnenen Erkenntnisse und Ideen wurden im Rahmen der Lösungsfindung für das neue Filter-System verarbeitet und mit Hilfe des Morphologischen Kastens zusammen mit anderen Prinziplösungen den Teilproblemen entsprechend der Funktionsstruktur gegenübergestellt. Nach einer qualitativen Bewertung erfolgte die Kombination der Vorzugslösungen zu Lösungsvarianten, von denen drei als 3D-CAD-Modelle erstellt und eines der Modelle als Prototyp gefertigt wurde.
Erweiterung einer Echtzeit-Fahrsimulation um ein physikalisches Fahrwerks- und Fahrbahn-Reifen-Kontakt-Modell. - 94 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Modellierung von radgetriebenen Kraftfahrzeugen für Echtzeitsimulationen. Damit wird ein Beitrag zur Realisierung einer interaktiven Fahrsimulation am Kompetenzzentrum Virtual Reality (KVR) der TU Ilmenau geleistet. Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der realitätsnahen Abbildung des Fahrwerks, welches bei bisher am KVR umgesetzten Modellen relativ stark vereinfacht betrachtet wurde. Nach der Einführung in das Thema und Klärung grundlegender Begriffe werden die am KVR bestehenden Lösungen beschrieben und analysiert. Anschließend erfolgt die Konzeption eines Fahrzeugmodells. Hier wird eine Festlegung auf Modellierung des Fahrzeugs durch ein Starrkörpersystem und Formulierung der Bewegungsgleichungen in generalisierten Koordinaten getroffen. Nach der Darstellung der Kinematik und Dynamik von Mehrkörpersystemen, sowie ihrer numerischen Simulation erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Modellkomponenten. Anschließend wird die in MATLAB umgesetzte Implementierung und das Verhalten des Modells in Testsimulationen beschrieben. Abschließend erfolgt eine Zusammenfassung der Arbeit und ein Ausblick auf weitere Aufgaben.
Neuartige Verfahrensvarianten zur Herstellung von aerostatischen Führungsflächen. - In: Design for X, ISBN 978-3-941492-23-3, (2010), S. 47-58
Verhaltensmodellierung technischer Systeme für audio-visuelle VR-Anwendungen. - In: Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, (2010), S. 143-156
Der Beitrag diskutiert unterschiedliche Modelle zur Bestimmung des kinematischen und dynamischen Zustands für technische Systeme im VR, welcher unter anderem für die Visualisierung notwendig ist. Der Fokus liegt allerdings auf der notwendigen Modellgenauigkeit, wenn die Zustandsparameter für weitere Echtzeit-Simulationen, wie die Akustikmodellierung im VR, benötigt werden. Es wird anhand eines konkreten Beispiels gezeigt, dass die oftmals ideal nachgebildeten Prozesse für eine realitätsnahe Akustiksimulation nicht ausreichend sind. Weiterhin wird die Anbindung der Simulationsmodelle an das VR-Modell vorgestellt.
Modelling of sound propagation of technical systems for real-time VR-applications. - In: Mechanika, ISSN 1392-1207, 2010, Nr. 4(84), S. 33-37
Markttsondierung zu Motorradsitzbankmaterialien. - 145 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Klärung der zukünftigen Anforderungen der BMW-Motorrad-Kunden; Marktsondierung zu neuen Sitzbankmaterialien.
Decision-aid for actuator selection. - In: Design 2010, ISBN 978-953-773807-5, (2010), S. 1503-1512
Simulation of acoustical product properties in early phases of the design processes. - In: Design 2010, ISBN 978-953-773807-5, (2010), S. 1343-1352
Konzeption und Entwicklung eines Moduls für Planungsautomaten zur Separierung von Leergut-Kästen. - 50 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
In dieser Arbeit werden Verfahren zur Separierung und Sortierung von Leergutkästen beschrieben. Hierbei wird zwischen der Sortierung in horizontaler und vertikaler Ebene unterschieden. Zielstellung ist die Entwicklung eines Konzeptes, welches unter idealer Weise beide Sortierebenen vereint.
Radially magnetized permanent magnets for miniaturized low power magnetic valves. - In: Actuator 10, (2010), S. 373-377
Entwicklung eines Zuführsystems für Kunststoffhülsen von Farbwalzen einschließlich Corona-Behandlung. - 92 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Die in dieser Bachelor-Arbeit aufgeführten Abhandlungen, beziehen sich auf die Konzeptionierung und Konstruktion eines Zuführsystems für Kunststoffhülsen von Farbwalzen, einschließlich Corona-Behandlung. Ziel ist die Bereitstellung der Hülsen in eindeutiger vertikaler Lage zur kontinuierlichen Übergabe an einen Klebeprozess. Zunächst erfolgt eine Einführung in den Aufbau, das Teilesortiment und den Herstellungsprozess. Anschließend wird die Corona-Behandlung analysiert und Konsequenzen für die Konstruktion abgeleitet. Daraufhin erfolgt eine Fehlerkritik an einer nicht mehr zeitgemäßen, vorhandenen Klebeautomationsanlage unter Berücksichtigung aktueller Anforderungen. Es schließt sich die systematische Entwicklung von Konzepten zum mechanischen Aufbau der einzelnen Komponenten an. Nach der Bewertung der Konzepte, wird die optimalste Variante konstruiert und schließlich in dieser Arbeit präsentiert.
Fahrzeugsimulator in virtuellen Umgebungen. - 104 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Verbesserung einer virtuellen Echtzeit-Fahrsimulation in der FASP am Kompetenzzentrum Virtual Reality (KVR) der Technischen Universität Ilmenau. Die Grundlage bildet die, in einer Diplomarbeit realisierte, Fahrsimulation auf Basis der Physiksimulationssoftware PhysXR, welche über eine mit Lenkrad und Pedalen ausgestattete Sitzkiste, die den Fahrerbereich eines Fahrzeuginnenraumes nachbildet, gesteuert wird. Die existierende Lösung wird in Hinsicht auf die Motorkennfeldsteuerung und das Getriebe analysiert und mit dem Ziel, durch die Simulation die Realität möglichst nah abzubilden und das Fahrgefühl des Nutzers zu verbessern, optimiert. Dabei wird die Eingabe der erforderlichen Daten des Motorkennfeldes diskutiert und die Berechnung des Motormomentes in der Simulation angepasst. Das Getriebe wird so verändert, dass ein Handschaltgetriebe mit den zur Verfügung stehenden Eingabegeräten simuliert und für weitere Fahrsimulationen leicht eingestellt werden kann.
Primary shaping of smooth and level guideway planes for high precision applications. - In: Proceedings of the 10th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, (2010), S. 279-282
Measurement of the percentage contact area of high precision planar ball guideways. - In: Proceedings of the 10th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, (2010), S. 445-448
Sound-Design und Maschinenakustik in der Virtuellen Realität. - In: Industrie-Management, ISSN 1434-1980, Bd. 26 (2010), 2, S. 57-60
Zsfassung in engl. Sprache
High precision test device for calibration of miniaturized three-dimensional magnetic sensors. - In: Mechanika, (2010), S. 166-171
An approach on model-based shape optimization of compliant mechanisms. - In: Mechanika, (2010), S. 271-276
Concept of high precision ball quideway with three DOFs. - In: Mechanika, (2010), S. 176-181
Concrete - an alternative material for machine-frames. - In: Mechanika, (2010), S. 64-69
Actuator selection during the design process. - In: Mechanika, (2010), S. 151-156
Analyse konstruktiver Möglichkeiten zur besseren Energieausnutzung in solarthermischen Kombianlagen. - 187 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die Diplomarbeit untersucht die Möglichkeiten überschüssigen Solarenergieeintrag mit Hilfe eines wasserbetriebenen Dampf-Kraft-Prozesses innerhalb bestehender Kombianlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung in Ein- und Mehrfamilienhäusern zu nutzen. Das Einsatzgebiet ist die gemäßigte Klimazone, wo vor allem die Wärmeversorgung in den Übergangszeiten verstärkt durch Solarenergie erbracht werden soll. Während der Sommermonate werden durch Abziehen thermischer Energie zur Stromerzeugung die anlagengefährdenden Stagnationszeiten verhindert. Die Nutzung einer einfachen kleinen Dampfmaschine wird favorisiert, da sie die kostengünstigste und robusteste Lösung darstellt. Mehrere Systemvarianten werden vorgestellt. Der Ertrag jeder Variante wird berechnet. Dazu werden meteorologische Bedingungen in Deutschland analysiert und in Zusammenhang mit Kreisprozessparametern gebracht. Weiterführend wird die Möglichkeit einer Kombination von Solaranlage, herkömmlicher Heizung mit fossilen Brennstoffen und einem Festbrennstoffkessel zur Nutzung regenerativer Energieträger entwickelt.
Erschließung historischer Lösungen für den Entwurf von Bewegungssystemen. - In: 8. Kolloquium Getriebetechnik, (2009), S. 15-32
Virtuelle Absicherung von Verkettungsautomatisierung mittels mobiler Roboter. - In: Digitales Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2009), S. 227-233
Domain-spanning design tools for heterogeneous systems. - In: Design has never been this cool, 2009, W3-ME8, S. 6-393-6-403
Wave field synthesis for virtual prototyping in VR systems. - In: Design has never been this cool, 2009, W4-ME9, S. 4-345-4-353
Theory of technical systems (TTS) - existing approaches and challenges. - In: Design has never been this cool, 2009, T1-TP3, S. 2-65-2-76
Simulation of acoustical product properties for technical systems in virtual environments. - In: Design has never been this cool, 2009, W4-ME9, S. 5-85-5-96
Weiterentwicklung eines Fahrzeugsitzes. - 59 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
This bachelor thesis describes the further development of an existing seat support for mounting on various armored vehicles. At first the basics are defined, which are essential for the subsequent analysis of the existing two seat support options. The variants of the seat support and its components are examined in terms of their function and mass. Following the requirements of the seat support to be developed are defined. The subsequent selection of materials forms the basis of the further development. After selecting the best material, different possible solutions for the components are presented and evaluated. The preferred solution which found with the help of this evaluation is then presented as a 3D design. The validation of the advanced seat support, with help of finite-element-method, is a further component. In conclusion, the results of the selection and evaluation are summarized and an outlook gets accosted on further developments needed in the total seat.
Digital mechanism and gear library - multimedia collection of text, pictures and physical models. - In: Research and advanced technology for digital libraries, (2009), S. 489-490
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-04346-8
Multifunktionales Gehäusesystem. - 111 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Zielstellung der Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Konstruktion eines multifunktionalen Gehäusesystems für hochauflösende Kameras, die zu Mess-, Beobachtungs- und Überwachungszwecken eingesetzt werden. Dementsprechend wird die Präzisierung der konstruktiven Aufgabenstellung in Form einer Anforderungsliste vorgenommen und eine hochauflösende Kamera wird auf ihren Aufbau und ihre Funktionalität untersucht, um weitere Erkenntnisse und Forderungen an die Konstruktion abzuleiten. Der aktuelle Stand der Technik wird analysiert und mögliche Varianten des inneren und äußeren Geräteaufbaus werden aufgezeigt. Anhand von Kamerabeispielen aus der Praxis werden die Bauweisen ermittelt, die gegenwärtig für die Fertigung hochauflösender Kameras hauptsächlich Anwendung finden. Über die Temperaturverteilung im Gehäuse werden Schlussfolgerungen für den inneren Geräteaufbau gewonnen. Der äußere Geräteaufbau wird hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit analysiert und durch praktische Messungen ergeben sich Ergebnisse für das Gehäusekonzept. Auf Grundlage der erlangten Erkenntnisse und Anforderungskriterien werden mögliche Lösungsvarianten für ein multifunktionales Gehäusekonzept erarbeitet und entsprechend einer Lösungssystematik wird die optimale Variante ermittelt. Das so entwickelte optimale Lösungskonzept zur Konstruktion eines multifunktionalen Gehäusesystems, in Form einer rotationssymmetrischen Kamera in Einschubbauweise, wird abschließend in seinen Einzelheiten beschrieben und bildet die Grundlage für den technischen Entwurf mit dem CAD-System Pro/ENGINEER.
Virtual product development using an audiovisual VR-system :
Virtuelle Produktentwicklung unter Nutzung eines audiovisuellen VR-Systems. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 61 (2009), 10, S. 52-58
Modeling of acoustical product properties for technical systems in VR. - In: Mechanika 2009, (2009), S. 456-460
Konstruktionsoptimierung einer Endbeschnittsäge für Fensterführungs- und Fensterschachtprofile. - 83 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der konstruktionskritischen Untersuchung einer Endbeschnittsäge für Fensterführungs- und Fensterschachtprofile der Firma AWM AG. Zu Beginn der Arbeit dient eine Erläuterung der Maschine und der damit zu bearbeitenden Fensterdichtungsprofile als Einstieg in das Thema. Basierend auf den kritischen Äußerungen seitens des Kunden und einer ausführlichen Prinzip- und Gestaltanalyse wird eine Mängelliste der Maschine erstellt. Anschließend werden alternative Lösungen aufgezeigt und bewertet. Anhand der Bewertung werden die optimalen Lösungen ausgewählt und konstruktiv umgesetzt. Die Ergebnisse werden anhand des 3D-Modells erläutert. Am Ende der Arbeit gibt eine Gegenüberstellung der aktuellen und der optimierten Version der Maschine Aufschluss über die erreichten Verbesserungen. Ergebnis dieser Arbeit ist ein optimierter Entwurf einer Endbeschnittsäge. Der Entwurf ist als 3D-Modell, sowie als vollständiger Zeichnungssatz ausgeführt.
Konstruktion der Ofenflansche für einen Sinterofen. - 50 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
Die vorliegende Arbeit behandelt die Änderungskonstruktion der Ofenflansche eines Sinterofens. Die Ofenflansche müssen neben mechanischen und thermischen, vor allem chemischen Belastungen standhalten. In dem Ofen findet der finale Sinterungsprozess eines Sol-Gel-Verfahrens zur Herstellung von Kieselglas statt. - Es erfolgt eine Analyse des Aufbaus und der Funktionsweise des Ofens, beginnend mit der Beschreibung der chemischen Abläufe des Sinterprozesses. Daran anschließend erfolgen die Darstellung des mechanischen Aufbaus der Ofenkonstruktion und eine Schilderung der prozessbedingt auf die Ofenflansche wirkenden Belastungen. Bei dieser Schilderung werden die Schwachstellen der Konstruktion beschrieben und die Ziele der Änderungen festgelegt. - Im letzten Kapitel wird die Konstruktion der neuen, aus dem Werkstoff Quarzglas bestehenden Ofenflansche beschrieben. Dafür werden Vorbetrachtungen zur Konstruktion, grundlegende Auslegungs-Rechnungen, die Darlegung verschiedener Konstruktionsvarianten und die Auswahl einer optimalen Konstruktionslösung durchgeführt.
Konstruktion von Messspiegeln hochgenauer Mess- und Positioniermaschinen : Beitrag zur Entwicklung einer Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - Ilmenau : ISLE, 2009. - XIV, 185 S.. - (Berichte aus dem Institut ; 16) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
ISBN 978-3-938843-46-8
Die Arbeit hat das Ziel, einen Beitrag zur Entwicklung von hochgenauen Mess- und Positioniermaschinen durch die Erarbeitung von Grundlagen zur Optimierung und konstruktiven Ausführung vorhandener sowie der Erarbeitung neuer Messspiegelkonzepte zu leisten. Hierzu wird der Stand der Technik von hochgenauen Mess- und Positioniermaschinen hinsichtlich Anwendungsfelder, Aufbau und Messsysteme untersucht. Anhand der Untersuchungen ist zu erkennen, dass Messspiegel einen wesentlichen Einfluss auf mechanische und messtechnische Eigenschaften dieser Maschinen haben. Basierend auf dieser Erkenntnis erfolgt die systematische Analyse der Messspiegel. Dabei werden Aufbau, Werkstoffe, Fertigungstechnik, Koppelstellen und der Einfluss des Messspiegels auf die Messgenauigkeit betrachtet. Die Untersuchungen zeigen: Bekannte Messspiegel begrenzen durch Asymmetrie um die Hochachse, große Masse und Verformungen unter Eigengewicht die Genauigkeit und Dynamik von hochgenauen Mess- und Positioniermaschinen und durch in der Höhe überstehende seitliche senkrechte Spiegelflächen die Größe von Objekt und Tastsystem. Aus den Ergebnissen der Analyse leitet sich die Problemstellung der Arbeit ab. Davon ausgehend folgt eine Auseinandersetzung mit dem konstruktiven Entwicklungsprozess und dessen Anwendung bei der Konstruktion von Messspiegeln. Dem schließt sich die Erarbeitung von Lösungsansätzen durch Anwendung der Methoden Variation und Kombination an. Eine Konkretisierung der Lösungsansätze führt zu fünf unterschiedlichen Gestaltvarianten von Messspiegeln. Besonders hervorzuheben ist die neue und patentierte Gestaltvariante Tetraeder-Messspiegel, da sie bekannte Nachteile wie beispielsweise Asymmetrie um die Hochachse und Einschränkung der Objektgröße unter Einhaltung des Abbe-Komparatorprinzips vermeidet. Anhand von zwei bekannten und bereits in hochgenauen Mess- und Positioniermaschinen eingesetzten Lösungsvarianten werden deren Gestaltung und Optimierung gezeigt. Für den Tetraeder-Messspiegel werden Berechnungsgrundlagen zur Dimensionierung und Koordinatentransformation erarbeitet. Außerdem erfolgt anhand eines erstellten Versuchsmusters ein Nachweis für dessen Funktion in hochgenauen Mess- und Positioniermaschinen durch die Integration in einen Versuchsaufbau. Abschließend werden allgemein nutzbare Schlussfolgerungen für den Entwurf von Messspiegeln in einer Konstruktionsrichtlinie zusammengefasst.
Auralisierung simulierter akustischer Eigenschaften eines Hinterachsgetriebes unter Nutzung von Virtual Reality. - In: Augmented & virtual reality in der Produktentstehung, (2009), S. 257-271
Einmessen eines mobilen Roboters in das Bezugssystem einer Montagevorrichtung. - 80 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung eines mobilen Roboters der HENKEL+ROTH GmbH. Dies ist zum einen die Konzeption eines Einmesssystems für einen mobilen Roboter, zur Lagekorrektur bei einfachen Handlingaufgaben, auf Basis konventioneller Sensoren. Der zweite Schwerpunkt ist die Prüfung mit anschließender Bewertung eines Serienroboters für den möglichen Einsatz im mobilen Roboter. Für die Konzeption eines Einmesssystems wurde zunächst eine Übersicht an industriell eingesetzten Sensoren zur Weg- und Positionsbestimmung erstellt. Anschließend eine Bewertung der einzelnen Wirkprinzipe durchgeführt und darauf aufbauend ein Messlayout entwickelt. Mit Hilfe mathematischer Beziehungen konnte anschließend eine Aussage über die benötigte Sensorgenauigkeit getroffen werden. Weiterhin wurden Genauigkeitsuntersuchungen an einem üblichen Laserdistanzmesser durchgeführt und daraus über seine Eignung entschieden. Der Serienroboter, welcher aufgrund seiner technischen Daten sehr gut für den Einsatz im mobilen Roboter geeignet ist, wurde auf seine Energieversorgung hin untersucht. Dabei wurde mit Hilfe eines Ablaufprogramm das dynamische Verhalten bei Wechsel vom dreiphasigen auf den einphasigen Betrieb ermittelt und anschließend mit dem bereits eingesetzten Roboter verglichen. Die guten Ergebnisse führten zu Untersuchungen, in wie weit der Robotertyp in die bestehende Plattform integriert werden kann. Abschließend wurde ein Gesamtkonzept aus den behandelten Elementen entwickelt, wie es in naher Zukunft realisiert werden könnte.
Konstruktion und Nutzung eines Messaufbaus zur Auslegung von Schnittstellen und Wärmeleitern einer Kühlstrecke in einem Elektrokleingerät. - 51 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, welchen Einfluss verschiedene Konstruktionsmerkmale auf die Wärmeleiter der Kühlstrecke ausüben. Dabei wurde eine möglichst hohe Effektivität der Wärmeübertragung angestrebt. Ein eigens konstruierter Messaufbau zur Ermittlung der Wärmeübertragung wurde für die Untersuchungen benutzt. In der Kühlstrecke sollten so wenig wie möglich Schnittstellen integriert sein, da diese thermische Widerstände verursachen. Sie müssen vor störenden Schmutzschichten geschützt und zur Verringerung des thermischen Widerstandes mit Wärmeleitpaste versehen werden. Die Einflüsse von Querschnittsveränderungen am Wärmeleiter müssen experimentell überprüft werden, da nicht alle praktischen Einflüsse in die Theorie überführbar sind.
Kurt Hain - an outstanding personality in the field of applied kinematics and the accessibility to his scientific work. - In: Proceedings of HMM 2008, (2009), S. 45-58
Konstruktive Überarbeitung eines komplexen Handhabungssystems für Bohrgestänge zum Einsatz an Tiefbohranlagen der Geothermie. - 116 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Basierend auf einen umfassenden Konstruktionskritik, einer Patentrecherche sowie Internetrecherche wurden neue technische Prinzipien für die Gestängehandhabung entwickelt.
Entwicklung einer mehrachsigen Projektorjustiereinrichtung. - 78 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Bei Projektionsbildern, die von mehr als einem Projektor erzeugt werden, spielt die Ausrichtung der Bilder der einzelnen Projektoren zueinander eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Qualität des Simulators. Die Bilder müssen sich im Randbereich überlappen, damit keine Schattenbereiche gebildet werden. Zur Gewährleistung der Qualität müssen die Pixel der einzelnen Bilder in dem Überlappungsbereich genau aufeinander liegen. Wird diese Anforderung nicht erfüllt, kommt es zu Bildverzerrungen an diesen Stellen, die in ungünstigen Fällen die Qualität des Gesamtgebildes beeinträchtigen können. Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Konstruktion einer Justiereinrichtung, die die geforderte Genauigkeitsanforderungen bei der Einstellung der einzelne Bilder erfüllt. Weiterhin wird zwecks Bedienerfreundlichkeit eine bestimmte Justierung gewährleistet. Für eine flexible Anwendung in verschiedenen Simulationsanlagen weist die Justiereinrichtung eine universelle Projektoraufnahme auf. Für eine optimale Justierung der erzeugten Bilder von schwer zugänglichen Projektoren wird die Justiereinrichtung mit einem motorischen Antrieb versehen. Die Funktion der Vorrichtung ist durch die Analyse der Bildverformungen bei dem Justiervorgang untersucht worden. Die optimale Gestalt der tragenden Baugruppen wurde durch verschiedene Belastungsanalysen festgestellt. Zur Minimierung des Herstellaufwandes und zur Steigerung der Bedienerfreundlichkeit, strebte man eine modulare und universelle Lösung mit minimaler Anzahl an Justierachsen an. Die aus den gründlichen Untersuchungen der Bildverformungen und Justierachsenanalyse gewonnenen Erkenntnisse wurden genutzt, um eine modulare in drei Achsen bestimmt justierbare Projektoraufnahme zu konstruieren. Zur Erfüllung aller Anforderung werden fünf justierbare Freiheitsgrade benötigt.
Technisches Zeichnen : selbstständig lernen und effektiv üben ; mit 59 Tabellen ; [über 300 Übungen]
3., überarb. und erw. Aufl., unveränd. Nachdr.. - Wiesbaden : Vieweg, 2009. - XIII, 303 S.. - (Viewegs Fachbücher der Technik)Literaturverz. S. 296
CAx für Ingenieure : eine praxisbezogene Einführung
2., völlig neu bearbeitete Auflage. - Berlin : Springer, 2009. - XII, 550 Seiten ISBN 978-3-540-36038-4
Literaturverzeichnis: Seite 521-535
Die Digitale Getriebe- und Mechanismenbibliothek als Hilfsmittel für den Konstrukteur. - In: CAD und der Lebenszyklus der Produkte, (2008), S. 23-28
Die flexible audio-visuelle Stereo-Projektionseinrichtung (FASP) an der TU Ilmenau - ein neues Angebot für Produktentwickler. - In: CAD und der Lebenszyklus der Produkte, (2008), S. 11-16
The collection of mechanisms within the Digital Mechanism and Gear Library (DMGLib) - a knowledge base for engineers, scientists and students. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 13 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18391
Design guideline for stage mirrors of ultra high precision measuring and positioning machines. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 24 S.
. - Online-Ressource (PDF-Datei: 2,03 MB)
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18389
User-centered design of virtual models in product development. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 10 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18377
Auralisation of technical systems in VR. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 4 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18374
Vertical nanopositioning of heavy mirrors. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 2 S.
. - Online-Ressource (PDF-Datei: 456,7 KB)
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18240
Topology optimization of a tetrahedron mirror for a high-precision measuring and positioning machine. - In: Prospects in mechanical engineering, (2008), insges. 9 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18153
Domänenübergreifende Entwurfswerkzeuge zur Modellierung und Berechnung heterogener Systeme. - In: Design for X, ISBN 978-3-9808539-6-5, (2008), S. 183-196
A web-based solution repository in mechanism theory to support the design process. - In: 10th International Design Conference Design 2008, May 19 - 22, 2008, Cavtat - Dubrovnik, Croatia, ISBN 978-953-631390-7, (2008), S. 583-592
How to derive application-specific design methodologies. - In: 10th International Design Conference Design 2008, May 19 - 22, 2008, Cavtat - Dubrovnik, Croatia, ISBN 978-953-631390-7, (2008), S. 69-80
Repräsentation akustischer Produkteigenschaften in virtuellen Umgebungen. - In: Virtual Reality und Augmented Reality zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2008), S. 107-113
DMG-Lib - ein webbasierter Lösungskatalog zur Unterstützung des Entwurfs von ungleichförmig übersetzenden Getrieben. - In: 6. gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik 2008, (2008), S. 129-138
Optimierung der CAD-VR Datenaufbereitung zur Erzeugung funktionsrelevanter Modellstrukturen. - In: Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, (2008), S. 79-93
Augmented Reality in der Produktentstehung. - Ilmenau : ISLE, 2008. - Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 133 S., 2,35 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2008
Parallel als Druckausg. erschienen
Durch die Möglichkeit Informationen komprimiert und aufgabenbezogen bereitzustellen, gewinnen Augmented Reality Systeme (AR) zunehmend an Bedeutung für die Produktentstehung (PE). Mit der ständig zunehmenden Zahl von AR-Komponenten ist es möglich eine große Anzahl von unterschiedlichen AR-Systemkonfigurationen für eine Anwendung zusammenzustellen, wobei persönliche Erfahrungen und vorhandene Technik einen maßgeblichen Einfluss haben. Ausgehend von der These, dass sich AR-Systeme in einer Einheit von Aufgabe-Funktion-Technik systematisieren lassen, wurde eine Herangehensweise erarbeitet, mit der aufgabenoptimierte AR-Systeme formulierbar sind. Unter Berücksichtigung der aktuell verfügbaren Technik wurde mit Hilfe einer Variantenmatrix das theoretisch mögliche Potenzial von Augmented Reality in der Produktentstehung an möglichen Systemkonfigurationen abgeschätzt. Diese Herangehensweise wurde für zwei unterschiedliche Lösungen im Werkzeug- und Formenbau getestet. Die Branche Werkzeug- und Formenbau wurde bewusst gewählt, da hier AR-Anwendungen bisher nicht untersucht wurden und deshalb neue Erkenntnisse für den Einsatz der Technik in der Produktentstehung gewonnen werden können. Aufbauend auf einer Analyse der Fertigungsfehler im Werkzeug- und Formenbau wurden zwei konkrete AR-Anwendungen formuliert und entsprechende Funktionen in zwei Demo-Anwendungen erprobt. Der Nutzen für diese Anwendungen berechnet sich über das Einsparpotenzial durch Fehlerprognose und letztendlich der Fehlervermeidung. Gleichzeitig wurde mit dem Laser-Projektionssystem ein System mit großem Potenzial für den direkten Einsatz an der Werkzeugmaschine untersucht und ein Verfahren zur Kalibrierung vorgestellt. Es hat sich gezeigt, dass AR-Lösungen dort sinnvoll sind: - wo komplexe Vorgänge und Zusammenhänge dargestellt werden müssen, - eine große Bauteilanzahl, Positionsvielfalt und/oder Variantenvielfalt vorliegt und - die mögliche Einsparung über den Aufwendungen für die Anschaffung und den Betrieb der AR-Lösung liegt. Das direkte Einsparpotenzial in der PE besteht vor allem in der Reduzierung des Abstraktionsgrads zur Erfassung der Informationen. Die kontextabhängige Darstellung der Informationen in Kombination mit der gezielten Filterung der Informationen reduziert die Informationsmenge auf das Wesentliche der Aufgabe und die Informationen sind für den Anwender besser zu erfassen und zu bewerten. Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zur konkreten Herangehensweise der Formulierung einer aufgabenspezifischen AR-Lösung.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=12392
Spreizungs- und störmomentfreie Radaufhängung. - 85 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Konstruktion einer Vorderradaufhängung für frontgetriebene PKW zur Beseitigung der störenden Lenkmomente. Diese treten bei konventionellen Vorderradaufhängungen beim Lenken und gleichzeitigem Beschleunigen auf.
Applikation eines mobilen Roboters. - 134 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Untersuchungsgegenstand der Arbeit ist ein mobiler Roboter für den Industrieeinsatz, zur Automatisierung bzw. Verkettung von automatischen Bearbeitungs- und Montageautomaten, der aus einem Industrieroboterarm und einer Fahrplattform zusammengesetzt ist. Auf der Basis dieses hochflexiblen Verkettungssystems wird eine praxisnahe Applikation entworfen, die auf einem Messestand vorgeführt werden kann. Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Auswahl, Auslegung, Konstruktion und Inbetriebnahme der für die industrielle Anwendung nötigen Peripherie. Dabei handelt es sich zum einen um mechanische Komponenten wie beispielsweise das Greifsystem und zum anderen elektrotechnische bzw. informationstechnische Komponenten, die die Signalübertragung zur Kommunikation des Roboters mit den zu verkettenden Automaten und den Arbeitsschutz gewährleisten. - Weiterhin werden verschiedene Untersuchungen am gegebenen mobilen Roboter durchgeführt, durch die sich eine Aussage über die Positionier- und Wiederholgenauigkeit, sowie Geschwindigkeit und Dynamik präzisieren lässt. Abschließend erfolgt die Einschätzung der Eignung verschiedener Einsatzfälle für den mobilen Roboter, die durch Messeanfragen von Interessenten entstanden sind, anhand der Untersuchungsergebnisse und die Benennung von Ausgangspunkten für die künftige Forschung und Optimierung auf diesem Gebiet.
Auffangsystem für Glaspfandflaschen. - 96 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
In Pfandautomaten werden zum sammeln von Flaschen überwiegend sogenannte Flaschentische eingesetzt. Das Auffangsystem, in der Branche auch Soft Drop genannt, ersetzt diesen Tisch. Das Gerät dient dazu, auf weniger Aufstellfläche Glasflaschen bruchsicher aufzufangen.
Adaptive Aufspannplatte und Modulwerkzeug für die Spritzguss-Prozessoptimierung. - 174 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Das Thema der vorliegenden Diplomarbeit wurde von der Fa. Gasser Kunststofftechnik GmbH & Co.KG gestellt. Sie stellt neben Formen für den Kunststoffspritzguss auch eigene Heisskanalsysteme her. Dem Werkzeugbau steht oft nur eine Spritzgussmaschine zur Abmusterung zur Verfügung, welche die Vielzahl an Varianten der einzelnen Kunden abdecken sollte. Da die Schnittstellen der Prozessmedien zwischen Werkzeug und Spritzgussmaschine (SGM) nicht einheitlich sind wurde eine multifunktionale Aufspannplatte entwickelt werden, welche es unter geringem Rüstaufwand ermöglicht, möglichst viele verschieden genormte Werkzeuge auf einer SGM abmustern zu können. Dazu wurden zunächst sämtliche Anforderungen und Bedingungen zusammengetragen, die die Auslegung, Gestaltung, Umsetzung und spätere Funktion der Platte und ihrer Peripherie betreffen. Auf dieser Grundlage wurde durch methodisches Vorgehen eine Prinzipstruktur gefunden werden, die im weiteren Verlauf bis zum technischen Entwurf ausgearbeitet wurde. Die Dimensionierung der hauseigenen Bauteile basierte bisher auf theoretischen Berechnungen, FEM-Simulationen und langjähriger betrieblicher Erfahrung. Durch die teilweise sehr engen Prozessfenster der Kunststoffe und die bei der Auslegung getroffenen Vereinfachungen waren die theoretisch bestimmten Werte nicht immer aussagekräftig genug. Zur optimierten Auslegung der einzelnen Komponenten wurde ein Prüf- und Versuchswerkzeug entwickelt, welches die praktische Untersuchung der Grenzbereiche der Prozessmedien ermöglicht und gleichzeitig als Versuchsträger für verschiedene Sensor- und Überwachungssysteme dient. Dazu wurde zusammengetragen, welche Test- und Prüffunktionalitäten umgesetzt werden sollten und welche Prozesssituationen zu simulieren sind. Auf Grundlage dessen musste eine geeignete Gestalt des Spritzgussteiles gefunden werden, mit der die Forderungen umgesetzt werden können. Dieses Teil soll auch als Werbeträger und Musterteil genutzt werden, was zu berücksichtigen war. Des Weiteren wurde geprüft, welche technischen Gegebenheiten zum Betrieb des Werkzeuges auf der hauseigenen Spritzgussmaschine vorhanden sind. Es erfolgte eine Konstruktionsmethodik, deren Ergebnis bis zum technischen Entwurf detailliert wurde.
Vielstrahlpyrometer für Temperaturmessungen an Turbinenschaufeln. - 102 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Gegenstand dieser Arbeit ist die Auslegung und Konstruktion eines Vielstrahlpyrometers mit dem die Temperaturverteilung auf Gasturbinenschaufeln gemessen werden kann. Angestrebt ist eine permanente Messung während des Betriebes. Dabei ist die Messsonde hohen Temperaturen von ca. 1000&ayn;C ausgesetzt. In der Diplomarbeit, Modellierung eines Vielstrahl-Pyrometers für die Temperaturmessung an Gasturbinenschaufeln (Stefan Maurer, Institut für Optik, Information und Photonik, Naturwissenschaftliche Fakultät Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), wurde die Optikanordnung berechnet und untersucht. Die Optik des Pyrometers ist so ausgelegt, dass die Messung nicht invasiv erfolgt. Ein entwickeltes FEM-Modell der Temperaturverteilung beim Messwerkzeug dient zur Auswahl geeigneter Materialien. Für die Verbindung bei hohen Temperaturen zwischen den einzelnen optischen Komponenten aus Glas und der Metalllegierung des Gehäuses, werden verschiedene Techniken vorgestellt und untersucht. Insbesondere bei der Fassung der sehr feinen Glasfasern stehen mehrere Möglichkeiten zur Auswahl. Weitere FEM-Analysen dienen der Auslegung von eingesetzten Federn und deren Werkstoffauswahl. Aus den gesammelten Erkenntnissen sind in dieser Arbeit zwei Pyrometer-Varianten entstanden, welche die zusammengetragenen Forderungen erfüllen.
Entwicklung eines Konzeptes zur Durchführung automatisierbarer, virtueller Funktionsprüfungen in CATIA V5. - 137 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit automatisierbaren, virtuellen Funktionsprüfungen (Functional Mock-Up, kurz FMU) von technischen Systemen mithilfe des 3D-CAD-Systems CATIA V5 R17 und deren Verknüpfung mit einer Gruppe von Anforderungen, welche durch eine mechatronische Kooperationsplattform bereitgestellt werden. - Ziel ist es, Anforderungen mithilfe spezieller Prüfungen, unterstützend zur laufenden Entwicklung (teil-)automatisch, virtuell abzusichern. Dadurch sind Zeiteinsparungen beim Prüfen realisierbar. Weiterhin soll die Automatisierung von Prüfungen, umfassendere virtuelle Kontrollen ermöglichen und so zur Erhöhung des Reifegrads erster physikalischer Prototypen beitragen. - Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde festgestellt, welche virtuellen Prüfungen sich zurzeit sinnvoll automatisieren lassen, wie sie durchgeführt werden können und wie eine Verknüpfung zu einer Anforderungsmanagement - Software realisierbar ist. - Hierzu wurde ein Konzept zur Durchführung virtueller Funktionsprüfungen und deren Verknüpfung zu einer Gruppe spezifischer Anforderungen entwickelt. Der Nachweis zur Umsetzbarkeit des Konzeptes wurde, anhand der Erstellung beispielhafter Prüfobjekte, für einen Pkw-Vordersitz erbracht. Den Prüfobjekten wurden u. a. Scripte zugeordnet, die die Steuerung von CATIA und einen Datenaustausch zwischen CATIA und Prüfsoftware erlauben. Weiterhin wurden, für die Durchführung von Prüfungen notwendige Daten, für einige Beispiele bestimmt. - Es hat sich als notwendig erwiesen, zu untersuchen, welche Anforderungen virtuell und automatisiert geprüft werden können. Nicht alle Anforderungen lassen sich sinnvoll prüfen - vorhandene Rechenkapazitäten, vage Formulierungen, prüfbare Kriterien und die Auswertbarkeit der Ergebnisse müssen u. a. beachtet werden. Viele Prüfungen müssen speziell für ihre Anwendung programmiert werden, was nur bei entsprechender Wiederverwendungsrate wirtschaftlich ist. Die Verwendung der Stapelverarbeitung automatischer Prüfungen ermöglicht die Ausschöpfung ungenutzter Rechnerkapazitäten. - Automatisierte, virtuelle Prüfungen können erheblich zur Steigerung des Reifegrads erster physikalischer Prototypen beitragen und dadurch den Produktentwicklungsprozess verkürzen
Strategische Produktplanung am Beispiel des Gasmotors der MAN Diesel SE. - 126 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Inhalt der vorliegenden Arbeit ist die strategische Produktplanung am Beispiel des Gasmotors der MAN Diesel SE. Nach einer theoretischen Betrachtung der Produktplanungsmethoden erfolgt die Auswahl einer und deren Beschreibung sowie Anpassung an die unternehmensspezifischen Besonderheiten. Im Hauptteil der Arbeit wird diese Methode der strategischen Produktplanung am Beispiel der Planung eines Gasmotors angewendet. Es findet dabei eine detailierte Analyse der Unternehmensumwelt, des Marktes und der Hauptkonkurrenten der MAN Diesel SE statt. Anschließend werden Empfehlungen für die weitere Produktplanung gegeben.
Entwicklung eines vollparametrischen Pro|Engineer CAD-Modells zur kinematischen Auslegung von Lenksäulengelenkwellen. - 136 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Diese Arbeit beinhaltet die Entwicklung eines Programms zur kinematischen Auslegung von Lenksäulengelenkwellen. Dieses wurde auf der Basis des CAD-Systems Pro|ENGINEER® aufgebaut, welches in der Automobilbranche im Bereich der Lenkung eingesetzt wird. Die Auslegung dient zur reinen geometrischen Optimierung mit dem Ziel, eine optimale Lenkübertragung gewährleisten zu können. Das Programm wurde in tabellarischer Form mittels eines Pro|ENGINEER® internen Layouts aufgebaut, was die Möglichkeit bietet, das dazugehörige CAD-Modell der Lenksäule zu steuern. Somit kann eine direkte Visualisierung der Ergebnisse erreicht werden. Um eine Optimierung durchführen zu können, wurden entsprechende Näherungsverfahren entwickelt. Die Ausführung der Berechnungen erfolgte anschließend mit Hilfe von mathematischen Beziehungen, welche durch Verknüpfungen der vorhandenen Parameter entstanden. Neben der Betrachtung der Grundlagen zum Thema Lenkung wurden die möglichen Optimierungsarten und die Einflussfaktoren einer Lenksäulenauslegung kritisch bewertet und dementsprechend ausgewählt. Die Funktionen des Programms wurden anhand eines aktuellen Beispiels aus dem Bereich der Forschung der Volkswagen AG dargestellt.
Justierdrehen : eine Technologie für Hochleistungsoptik. - Ilmenau : ISLE, 2008. - VII, 150 S.. - (Berichte aus dem Institut ; 14) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2007
ISBN 978-3-938843-34-5
Entscheidend für die Abbildungsfunktion optischer Systeme ist die exakte Gestalt und Lage aller einzelnen optischen Elemente. Bekannt sind verschiedene Montageprinzipien, die sich vor allem hinsichtlich der erreichbaren Zentrier- und Abstandstoleranzen sowie der Justagemöglichkeiten unterscheiden. Für hochwertige optische Systeme wird vorwiegend das Füllfassungsprinzip mit mittelbaren Linsenfassungen verwendet. Dabei werden Einzellinsen oder Linsengruppen gerichtet in eine Fassung eingeklebt und die so entstandenen Fassglieder hintereinander in einen rohrförmigen Füllzylinder geschoben und gesichert. Beim Füllfassungsprinzip ist die Lage der Linsen im System wesentlich von deren Lage zum Fassglied abhängig. Die Lage zum Fassglied kann beim Fassen aber nur bedingt beeinflusst werden. Mit Hilfe des Justierdrehverfahrens werden deshalb die Fassungsaußenflächen feinspanend so nachbearbeitet, dass sich eine exakte Lage der Fassungsaußenflächen zur Linse ergibt. Gegenwärtig ist eine erhebliche Diskrepanz zwischen den steigenden Toleranzforderungen an optische Systeme und den Möglichkeiten der verfügbaren Fertigungs- und Montagetechnologie festzustellen. Verbesserungen sind entlang der gesamten Prozesskette notwendig. Ein Entwicklungsschwerpunkt muss dabei die Justierdrehtechnologie sein. Ziel der vorliegenden Arbeit sind wissenschaftliche Grundlagen für eine neue Generation von Ausrüstungen für das Justierdrehen. Darauf basierende Maschinen sollen eine präzisere und wirtschaftlichere Fertigung ermöglichen. Zu diesem Zweck wird das Gesamtverfahren Justierdrehen in Grundoperationen untergliedert. Zu jeder Grundoperation werden Lösungskonzepte erarbeitet und bewertet. Es wird gezeigt, dass zum Bestimmen des Zentrierfehlers der optischen Achse das geometrisch-optische Reflexbildverfahren geeignet ist. Die entwickelten Algorithmen ermöglichen dabei erstmals die Erfassung der Zentrierung aller Flächen an Linsengruppen. Durch spezielle Gerätejustierungen und Abläufe lassen sich zudem fehlerarme Messungen erreichen. Das verfahrenstypische Zentrieren der Linsengruppe erfolgt vorteilhaft mit einem permanentmagnetisch fixierbaren Gleitfutter, angetrieben von einem verbesserten Impulsaktor. Weiterhin wird ein neuartiger Stellprozess für das Zentrieren beschrieben, der keine Rüstmaßnahmen an der Justierdrehmaschine erfordert. Für die Erfassung aller relevanten Gestaltgrößen am justiergedrehten Fassglied wird eine geeignete Messanordnung vorgestellt. Diese basiert auf dem Prinzip einer taktilen Koordinatenmessmaschine und ermöglicht die Messung schon im Prozess. In Verbindung mit einem geeigneten Temperaturmanagement wird so eine verbesserte Absolutmaßhaltigkeit der Fassglieder nach dem Justierdrehen sichergestellt.
Flexible Verkettung von halbautomatischen Montageautomaten. - 160 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
In der Arbeit wurden verschiedene Möglichkeiten der automatisierten Verkettung, d.h. des Bestückens und Entleerens von Montagemaschinen in Fertigungslinien und dem dazwischen liegenden Teiletransport für zwei Anwendungsfälle im Produktionsumfeld der Automobil-Zulieferindustrie untersucht und bewertet. Es wurde die Eignung eines mobilen Roboters mit Fahrplattform und Handhabungsarm festgestellt. Es erfolgte eine Marktanalyse kommerziell verfügbarer mobiler Roboter und die Simulation des Einsatzes in beiden Produktionsumgebungen. Zur Simulation diente eine Software des Roboterherstellers und das Virtual Reality-System der TU Ilmenau. Mit Hilfe der aus der Simulation gewonnenen Erkenntnisse wurde ein Bewertungskatalog für die Eignung eines solchen mobilen Roboters in unterschiedlichen Produktionsumgebungen erstellt.
Neukonzeption eines Fallschirmsimulators. - 70, 60 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Fallschirmsimulatoren sind für eine umfassende Ausbildung von Fallschirmspringer ein wichtiges Hilfsmittel. Es können Situationen nachgestellt und geübt werden, die unter realen Bedingungen lebensgefährlich sind. In dieser Arbeit wird der konzeptionelle Aufbau eines Fallschirmsimulators untersucht und ein neues Konzept erarbeitet. - Der Fallschirmsimulator der Firma e.sigma Systems GmbH, zurzeit Weltmarktführer in dieser Simulationssparte, ist analysiert und einer Konstruktionskritik unterzogen worden. Eine Anpassung der Konstruktion an den Stand der Technik sowie an geänderte Kundenwünsche erforderte die Erstellung einer Anforderungsliste bezüglich Zweck, Funktion, Struktur, Umgebung, Entwicklung, Wartung und Reparatur. Die mögliche Neukonstruktion ist mit Hilfe von Bewertungstabellen zur Struktur, der Form und Anzahl der Träger, der Verbindung Springer - Gestell, sämtlicher Antriebe, der Höhenverstellung, dem Platz der Rechnertechnik und der Möglichkeit der Ansprung- und Landesimulation untersucht worden. Nach einer Kombination Struktur - Trägerzahl, Struktur - Antriebe und Struktur - Höhenverstellung kristallisierten sich zwei Konzepte heraus, welche die Grundlage der Neukonstruktion eines Fallschirmsimulators sind.
Konstruktion einer tragenden Struktur im Frontbereich eines schweren Nutzfahrzeugs. - 139 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
In der vorliegenden Diplomarbeit wurde ein Konzeptvorschlag für eine tragende Struktur im Frontbereich (Frontend) eines schweren Nutzfahrzeuges in eine konkrete Konstruktion umgesetzt. - Oberstes Ziel des neuen Frontends ist die Ermöglichung eines stark vergrößerten Kühlkörpers, dessen Abmessungen durch die Bauteile des Frontends begrenzt sind. Eine Vergrößerung der Kühlfläche ist notwendig, um in künftigen Modellgenerationen die strenger werdenden Abgasnormen einzuhalten. Des Weiteren werden Querträger im direkten Anströmbereich des Kühlers vermieden, um die Kühlleistung nicht negativ zu beeinflussen. - Ein neuartiger Ringquerträger und ein mittragender Unterfahrschutzbalken sorgen für eine ausreichende Rahmensteifigkeit im Frontbereich hinsichtlich Torsion und Schub. - Die Gestaltung des Frontends erfolgte in Anlehnung an den Konstruktionsprozess nach VDI 2221, wobei zunächst eine geeignete Bauteilstruktur erarbeitet wurde und im Anschluss daran die einzelnen Funktionsträger konstruktiv gestaltet wurden. Dabei wurden jeweils verschiedene Varianten aufgestellt und anschließend bewertet, um die günstigste Ausführung zu wählen. - Die Tragfähigkeit der Bauteile wurde mittels FEM-Berechnungen nachgewiesen und die Neuentwicklung hinsichtlich Gewicht und Kosten mit der aktuellen Serienversion verglichen.
Optimierung des Bürstenherstellungsprozesses (Oral B). - 218 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Obwohl die Zahnbürste als alltäglicher Gebrauchsgegenstand bereits in nahezu jedem Haushalt anzutreffen ist, unterliegt sie, sowie ihre Produktion, ständigen Veränderungen und Weiterentwicklungen. - Der derzeitige Produktionsprozess zur Fertigung von Handzahnbürsten der Marke Oral B erzeugt eine deutlich messbare Menge Ausschuss. - Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Optimierung dieses Produktionsprozesses unter Beachtung technischer und ökonomischer Aspekte der Fertigung. - Ziel der Arbeit ist eine deutliche Steigerung der Prozesssicherheit sowie die Erhöhnung der Flexibilität der Anlage. - Die Bearbeitung der Aufgabe erfolgt nach konstruktionsmethodischen Richtlinien. Dazu ist zunächst der Produktionsprozess zu analysieren. Für den Transport einzelner Borstenbüschel durch Schläuche, eine Hauptursache für die auftretenden Fehler, sind im Verlauf der Arbeit neue Konzepte zu entwickeln. Im Anschluss an die Fehleranalyse folgen die Präzisierung der Aufgabe sowie die Zerlegung der Gesamtaufgabe in mehrere Teilaufgaben (Funktionsstruktur). Der zu ermittelnde grafische Forderungsplan legt die Grenzen des zu Verfügung stehenden Bauraums fest, was für die spätere Integration der Lösung in die laufende Produktionsanlage von größter Bedeutung ist. Abschließend werden alle Anforderungen an die neue Lösung in einer Forderungsliste zusammengefasst. Basierend auf der Funktionsstruktur werden verschiedene unabhängige Lösungen für die einzelnen Teilfunktionen erarbeitet und zu Gesamtlösungen kombiniert. Danach erfolgt die Auswahl der geeignetsten Gesamtlösung anhand einer mehrkriteriellen Bewertung. Besonderer Wert wird dabei auf die Möglichkeit der Integration in die bestehende Prozesskette, die Steigerung der Prozesssicherheit und die Erhöhung der Flexibilität gelegt. Die Prozessfähigkeit sowie technische Realisierung der Lösung wird mit Hilfe einer FMEA und Risikoanalyse überprüft. Abschließend werden die Auswirkungen der neuen Lösungen auf den gesamten Produktionsprozess mit Hilfe einer Materialflusssimulation untersucht. - Ergebnis der Arbeit ist ein Konzept, welches momentan auftretende Fehler vermeidet und sowohl zur Steigerung der Prozesssicherheit als auch zur Steigerung der Flexibilität beiträgt. Zudem konnte die Taktzeit der einzelnen Beborstungsmodule deutlich reduziert werden, was sich positiv auf die Ausbringung der Produktionsanlage auswirkt. Es ist möglich, das neue Konzept in die bestehenden Produktionsanlagen zu integrieren.
Entwicklung eines Konzeptes zur Bewertung und Auswahl von Antriebssystemen in frühen Entwurfsphasen. - X, 82 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008
Bei dieser Arbeit wird ein Konzept für die Auswahl von Antriebswirkprinzipien während der Frühentwicklungsphase entwickelt. Ziel ist dabei nicht eine ideale Lösung zu finden, sondern eine übersichtliche Menge an Lösungsprinzipien zu beschaffen. - Um den Vergleich zu ermöglichen, werden die Forderungen an den Antrieb bestimmt und klassifiziert. Nach der Klassifizierung erfolgt die Unterteilung der Forderungen in Beschreibungsgrößen, welche die wesentlichen Eigenschaften und Merkmalen eines Antriebselements beschreiben. Die Aufgabenstellung kann dann anhand von qualitativen Beschreibungsgrößen klassifiziert werden. Durch Bestimmung des Energieumsatzes werden weiteren Kriterien für die Eingrenzung des Lösungsraums unter Anwendung von qualitativen Beschreibungsgrößen bestimmt. - Da der Auswahlprozess den Charakter einer multikriterialen bzw. Polyoptimierung trägt, werden auch Kenngrößen aus Kombinationen von Beschreibungsgrößen bestimmt. Dadurch werden die Dimensionen der Lösungsraum reduziert und damit die Auswahl erleichtert. Die Auswahl erfolgt dann durch Vergleich von Pareto-Mengen, die aus Kennwerten von Wirkprinzipien hergeleitet werden und den aus den Forderungen abgeleiteten Lösungsbereich. Anschließenden wird das Konzept anhand von Anwendungsbeispielen getestet.
Technisches Zeichnen : selbstständig lernen und effektiv üben ; mit 59 Tabellen ; [mit aktueller Normung und über 300 Übungen]
3., überarb. und erw. Aufl.. - Wiesbaden : Vieweg, 2008. - XIII, 303 S.. - (Viewegs Fachbücher der Technik) ISBN 978-3-8348-0312-2
Literaturverz. S. 296
Verlagstext: Dieses Lehr- und Übungsbuch fasst die wichtigsten Regeln des Technischen Zeichnens anschaulich, effektiv und mit neuer Normung zusammen. Der Leser erhält präzise Informationen, um technische Zeichnungen lesen und anfertigen zu können. Viele Übungsaufgaben ermöglichen das Erarbeiten des Stoffs im Selbststudium.
Design and test of a vertical axis setup for nanopositioning applications. - In: COBEM 2007, ISBN 978-85-85769-34-5, (2007)
Modelling and manufacturing of a dragonfly wing as basis for bionic research. - In: Strojarstvo, ISSN 0562-1887, Bd. 49 (2007), 1, S. 25-30
DMG-Lib - a new knowledge base in mechanism theory to support the design process. - In: COBEM 2007, ISBN 978-85-85769-34-5, (2007), insges. 10 S.
Conceptual design of heterogeneous systems. - In: COBEM 2007, ISBN 978-85-85769-34-5, (2007), insges. 7 S.
Design and test of a vertical axis setup for nanopositioning applications. - In: COBEM 2007, ISBN 978-85-85769-34-5, (2007), insges. 10 S.
Virtual prototyping of technical products using a new audiovisual VR system. - In: COBEM 2007, ISBN 978-85-85769-34-5, (2007), insges. 8 S.
Holographische Modalanalyse mit skalierbarem Kugelarray. - In: Fortschritte der Akustik, ISBN 978-3-9808659-3-7, (2007), S. 885-886
Today's requirements on engineering design science. - In: Design for society, (2007), insges. 11 S.
Extended product model for simulation based design. - In: Design for society, (2007), insges. 11 S.
Ganzheitlicher Entwurf von Bewegungssystemen. - In: Getriebetechnik-Kolloquium, (2007), S. 176-186
Multimodale virtuelle Produktentwicklung. - In: 15 Jahre Fraunhofer IFF, (2007), S. 291-296
Audiovisuelle Produktoptimierung. - In: Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, (2007), S. 25-34
Modeling of heterogeneous systems in early design phases. - In: The future of product development, (2007), S. 247-258
Extended virtual prototyping. - In: The future of product development, (2007), S. 431-440
Konstruktionstechnik. - In: Grundwissen des Ingenieurs, (2007), S. 469-525
Leistungsbündel unter der Lupe : integrierte FMEA für Product-Service-Systems (PSS-FMEA). - In: Qualität und Zuverlässigkeit, ISSN 0720-1214, Bd. 52 (2007), 11, S. 86-87
The Digital Mechanism and Gear Library as a tool to support the engineering designers work. - In: Design for society, (2007), insges. 11 S.
Comparison of knowledge representation in PDM and by semantic networks. - In: Design for society, (2007), insges. 12 S.
Change impact and risk analysis (CIRA) - combining the CPM/PDD theory and FMEA-methodology for an improved engineering change management. - In: Design for society, (2007), insges. 12 S.
Design method for functional components of ultra high precision machines. - In: Design for society, (2007), insges. 12 S.
DMG-Lib - the "Digital Mechanism and Gear Library" - project. - In: Twelfth World Congress in Mechanism and Machine Science, (2007), insges. 6 S.
Konzept eines konkreten Produktentstehungsprozesses für Fahrzeug-Sitzanlagen. - 125 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Die Wettbewerbssituation in der Automobilindustrie hat sich in den letzten Jahren durch die zunehmende Globalisierung der Märkte und aufgrund steigender Innovationsdynamik grundlegend verändert. - Angesichts der riesigen Modellvielfalt und der immer kürzeren Entwicklungszeit, werden die Autohersteller aufgefordert ihre Aktivitäten mehr und mehr zu parallelisieren, zu standardisieren und anschließend zu integrieren (Simultaneous Engineering). - Perfekte Produkte bezogen auf Qualität, Kosten und Terminen setzen neben dem erforderlichen Produkt-Know-how vor allem beherrschte Prozesse voraus, bzw. ein geeigneter strukturierter Produktentstehungsprozess wird angefordert. - Der Fahrzeugsitz gilt als die Hauptschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem Insassen und ist ein großer Bestandteil des Auto-Interieurs. Der Sitz muss viele Funktionen und Merkmale erfüllen, die zum Teil widersprüchlich sein können. Aus diesem Gründ ist im Bereich Sitzentwicklung die koordinierte Zusammenarbeit aller Fachbereiche einer der zentralen Schlüsselaufgaben. - Die Erkenntnisse dieser Diplomarbeit können Ausgangspunkt und Motivation für weitere Forschungstätigkeiten in der Sitzentwicklung sein, sowie möglicherweise übertragbar auf andere Produktentwicklungen sein, deren Ergebnisse den wissenschaftlichen Erfahrungsstand erweitern und bisher unausgeschöpfte Verbesserungspotenziale für die Gestaltung der Produktentstehungsprozesse eröffnen.
Konstruktion eines Fahrzeugrahmens für ein Flurförderzeug. - 110 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Bei der aktuellen Elektrogabelstaplergeneration ist ein Wechsel des Batteriepacks nach oben aus dem Fahrzeug mit Hilfe eines Kranes möglich. Diese aufwendige und zeitintensive Variante soll in der folgenden Generation durch ein verbessertes System ersetzt werden. - Aus diesem Grund entdecken viele Staplerhersteller das bereits vor einigen Jahrzehnten angewandte System des seitlichen Batteriewechsels für sich wieder. Zu diesen Firmen gehört unter anderem auch die Firma Jungheinrich. - Während dieser Arbeit sind verschiedene Rahmenkonzepte entwickelt worden, die für einen solchen seitlichen Wechsel des Batteriepacks, unter den festgelegten Randbedingungen, ausgelegt wurden. - Dabei gab es zwei Schwerpunkte, auf die besonderer Wert gelegt werden sollte. Zum einen war der hintere Teil des Rahmens, der in der Hauptsache das Batteriefach umfasst, für das neue Wechselkonzept zu gestalten. - Zum anderen wurde die Aufnahme der Antriebsmotoren überarbeitet und für zwei unterschiedliche Motorvarianten ausgelegt. Diese Maßnahme war nötig, da die Überlegung seitens Jungheinrich bestand, die vorhandene, starre Antriebsachse der aktuellen Staplerversion durch ein neues Motorkonzept zu ersetzen. - Problematisch und daher besonders aufwendig in der Konzipierung war die Tatsache, dass der Rahmen, ohne die eingebaute starre Motorachse, einen sehr großen Verlust der Steifigkeit aufwies. - Um diesen Effekt zu kompensieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues Konzept für die Aufnahme des Antriebsmotors entworfen, bei dem die neu entwickelte Struktur zusätzlich andere Anbauteile aufnehmen und den Steifigkeitsverlust ausgleichen kann. - Alle Entwicklungen wurden mit einem CAD Programm modelliert und anschließend mit Hilfe eines FEM Berechnungsprogramms spannungs- und verformungsseitig so weit optimiert, dass sie den geforderten Belastungen mit Sicherheit standhalten würden. - Eine im Detail ausgearbeitete und serienoptimierte Konstruktion wurde hingegen nicht angestrebt, da diese Arbeit insgesamt als Vorstudie der Neuentwicklung angesehen werden und als Entscheidungs- bzw. Konstruktionsgrundlage dienen soll.
Neukonstruktion einer Prüfstandmotorpalette. - XVII, 111 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Neukonstruktion einer Prüfstandsmotorpalette zur Erprobung von Diesel- und Ottomotoren der AUDI AG. Die zunehmende Komplexität moderner Motoren bei gleichzeitiger Verkürzung der Entwicklungszeiten stellt wachsende Anforderungen an die Prüfstandspalette zwischen Motor und Belastungsmaschine. Dies betrifft neben der mechanischen Befestigung auch alle notwendigen Versorgungsmedien, wie Kühlung, Ladeluft, Kraftstoff sowie die Unterbringung von Messgeräten und der Sensorik. - Im Vorfeld der Arbeit wird ein kurzer Überblick über den Stand der Technik gegeben und das Palettensystem der AUDI AG vorgestellt. Nach der Aufgabenpräzisierung folgt das Analysieren der vorhandenen Prüfstandspaletten auf Verbesserungspotential. Für die Durchführung dieser Untersuchungen wird ein V10 Mittelmotor mit einer Bertrandt-Wellenanbindung als Versuchsaufbau gewählt. - Zunächst wird eine ABC-Analyse durchgeführt, um Klarheit über betriebswirtschaftliches Einsparpotential zu erhalten. Im Anschluss folgen FE-Analysen mit dem Schwerpunkt Festigkeitsberechnung, Modalanalyse, Berechnungen zur Struktursteifigkeit sowie zur Beurteilung der Standsicherheit der Palette im Prüfstandsbetrieb. Zusätzlich werden Messungen durchgeführt, um eine abschließende Bewertung des Schwingungsverhaltens vornehmen zu können. - Im nächsten Schritt werden geeignete Lösungen für die konstruktive Umsetzung des Verbesserungspotentials erarbeitet und bewertet. Als Ergebnis dieser Arbeit liegen ein vollständiges CAD-Modell und ein technischer Entwurf der Prüfstandsmotorpalette vor.
Holographic sound field analysis with a scalable spherical microphone-array. - In: 122nd Audio Engineering Society Convention 2007, (2007), S. 630-636
Usability von multimodalem Virtual Prototyping. - In: UDay V, (2007), S. 85-90
Handlingseinrichtung für einen Stanzautomaten. - 68 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Neuentwicklung einiger Komponenten der Bandanlage für einen Stanzautomaten. Diese hat die Aufgabe, das zu einer Spule (Coil) aufgewickelte Blechband abzuwickeln, von Defekten und Eigenspannungen zu befreien (richten) und anschließend in definierten Längen dem Stanzautomaten zuzuführen, der das Band dann spanlos bearbeitet. - Eine Bandanlage besteht in der Regel aus Ladestuhl, Haspel, Einführhilfe, Richtmaschine, Bandschlaufenbrücke und Vorschub. In der Arbeit wird die Neuentwicklung des Ladestuhls, der Haspel, der Einführhilfe und der Bandschlaufenbrücke behandelt, wobei jedoch nur die Einführhilfe komplett ausgelegt und konstruiert wird. - Neben der Vorstellung der einzelnen Komponenten einer Bandanlage werden die Probleme einer klassischen Bandanlage erläutert. Mit Hilfe der systematischen Lösungsermittlung (Forderungsliste, Kombinationstabelle) werden verschiedene Lösungsansätze vorgestellt und diskutiert. Dabei werden Ladestuhl, Haspel und Einführhilfe zu einer Anlage zusammengefasst und die Bandschlaufenanlage separat behandelt. - Die ausgewählte optimale Lösung sowie deren Zusammenspiel mit den Nachbarkomponenten wird jeweils genauer erklärt. - Die Einführhilfe, deren Einzelbaugruppen und Teilfunktionen werden detailliert erklärt.
Zentrale Lehnenfreischwenkung. - 188 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Die Diplomarbeit wurde für Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kg am Hauptstandort Coburg angefertigt. Brose ist Partner der internationalen Automobilindustrie und beliefert mehr als 40 Fahrzeugmarken und führende Sitzhersteller. An weltweit fast 40 Standorten in 19 Ländern entwickeln und fertigen rund 9100 Mitarbeiter mechatronische Komponenten und Systeme für Türen und Sitze von Automobilen. Für komfortables Einsteigen von Passagieren in den Fond eines 2- bzw. 3-Türigen PKW ist eine Mechanik erforderlich, die eine Lehnenklappung und eine Verschiebung des Vordersitzes nach vorne erlaubt. Diese Mechanik ist im Brose-Baukasten für Sitzsysteme bisher nicht vorhanden. Die benötigten Komponenten müssen bei Wettbewerberfirmen beschafft werden. Um die für den Wettbewerb ungünstige Situation zu verbessern, soll im Rahmen der Diplomarbeit eine Vorklappmechanik inklusive Ansteuerung der Längsverstellung in der Sitzschiene für die Firma Brose entwickelt werden. Ziel der Diplomarbeit ist die Entwicklung einer zentralen Lehnenfreischwenkung für Vordersitze von 2-türigen PKW's. Die Mechanik, die auch als "Easy-Entry" bezeichnet wird, soll als Adaption auf den bestehenden Brose-Drehbeschlag für die Lehnenneigungsverstellung eines Vordersitzes des AUDI A4 "Typ B8" konstruiert werden. Als Ergebnis der Diplomarbeit steht eine entwickelte Variante, die entscheidende Vorteile gegenüber der Konkurrenz-Lösung aufweist. Zur Lösungsfindung wurde eine Markt- und Wettbewerbsanalyse sowie eine Patentrecherche durchgeführt. Die Anforderungen an die Easy-Entry wurden aufgelistet, verschiedene Lösungskonzepte entwickelt und bewertet, die besten Lösungen auskonstruiert und auf ihre Funktionsfähigkeit nachgerechnet. Dazu kommt die FMEA-Analyse einer wichtigen Teilfunktion und eine FEM-Analyse der Easy-Entry im Crash. Zuletzt wurde ein technischer Entwurf der Vorzugsvariante erstellt und ein Rapid-Prototyping Muster aufgebaut, welches mit der Konkurrenz-Variante verglichen wurde. Aufgrund der Anforderungen an die Verriegelung der Sitzposition im Panik- und im Crashfall wird bei der entwickelten Lösung, ebenso wie bei den Wettbewerbs-Produkten, ein Zweiklinkensystem mit Reibdaumen und Riegel eingesetzt. Die Vor- bzw. Nachteile des Easy-Entry-Beschlags machen die bei der Verriegelung in Klappposition und bei der Ansteuerung der Bowdenzüge verwendeten Mechanismen aus. Die Entriegelungskräfte beim Lösen der Verriegelung in Klappposition wurden durch die entwickelte Verriegelungsmechanik auf ca. 20% der Entriegelungskräfte der Konkurrenz-Lösung gesenkt. Die Toleranz des Bowdenzugweges zur Entriegelung der Sitzlängsverstellung liegt bei ca. 45% der Konkurrenz-Lösung, wodurch der geforderte Bowdenzugweg eingehalten wird und eine Sitzmontage ohne Einstellung der Bowdenzuglänge ermöglicht ist. Bauraum, Masse und konstruierte Kosten der entwickelten Lösung liegt im Bereich der auf dem Markt etablierten Konkurrenz-Varianten. Einige Teilfunktionen der Easy-Entry wurden mit patentwürdigen Mechanismen realisiert. Um den Beschlag zur Serienreife zu bringen, ist es notwendig die theoretisch ermittelten Kennwerte hinsichtlich Festigkeit, Reibungsverhältnissen, Entriegelungskräften und Bowdenzugtoleranzen in der Praxis zu überprüfen. Zum Nachweiß der Crashfestigkeit der Verriegelung in Sitzposition ist es notwendig FEM-Berechnungen durchzuführen. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der entwickelten Lösung ist es notwendig ein Stahl-Muster zu fertigen. Mit dem Muster werden unterschiedliche Funktions- und Dauertests durchgeführt. Je nach Ergebnis müssen Optimierungsmaßnahmen eingeführt werden. Aufgrund der Vorteile, die die entwickelte Lösung hinsichtlich Entriegelungskräften und Bowdenzugtoleranzen aufweisen kann, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß sie in einem Vordersitz eines 2- bzw. 3-Türigen PKW's zum Einsatz kommt.
Handhabungssystem für biegeschlaffe Bauteile. - 91 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der konstruktionskritischen Bewertung eines Handhabungssystems für biegeschlaffe Bauteile der Firma AWM AG. Zu Beginn der Arbeit wird eine Einführung in die Sondermaschine gegeben, in der das Handhabungssystem für biegeschlaffe Bauteile verbaut ist. Mit Hilfe einer A, B, C, D - Analyse wird anschließend eine nachträgliche Konstruktionskritik an dem Handhabungssystem der Firma AWM AG durchgeführt. Durch eine systematische Untersuchung mittels der Konstruktionsmethodik werden neue mögliche Lösungsvarianten für die Werkstückträgerbaugruppe erarbeitet. Dabei wird die konstruktive Aufgabe präzisiert und eine Forderungsliste für den zu entwickelnden Werkstückträger erstellt. Mit Hilfe von Kombinationstabellen wird der mögliche Lösungsraum durch vergleichen und bewerten der entstandenen Prinzipvarianten systematisch eingegrenzt. Die als favorisiert bewertete Prinzipvariante des Werkstückträgers wird in einem technischen Entwurf konstruktiv umgesetzt und dient als Grundlage für den Bau eines Funktionsmusters.
Die Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek "DMG-Lib" als Modell für die Integration heterogener Informationsquellen. - In: Lokal - Global: Vernetzung wissenschaftlicher Infrastrukturen, (2007), S. 9-21
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=9164
Efficient use of stereoscopic projection for the interactive visualisation of technical products and processes. - In: , (2007), S. 227-231
Parallel als Druckausg. erschienen
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=8879
3/5-Achs-Hochgeschwindigkeitsfräsmaschine. - 90 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Zur Erweiterung der Produktreihe der Deckel Maho Seebach GmbH besteht das Ziel, ein HSC-Bearbeitungszentrum für den Werkzeug- und Formenbau mit erhöhten Genauigkeitsanforderungen zu entwickeln. Ausgehend von einer Marktanalyse und den geforderten Eigenschaften wird ein Anforderungsprofil erstellt, auf dessen Grundlage verschiedene Lösungskonzepte entwickelt werden. Die Auswahl der passenden Variante wird mit Hilfe einer mehrwertigen Bewertung durchgeführt. Den höchsten Erfüllungsgrad erzielt ein Portalmaschinenkonzept mit absolut symmetrischem Aufbau des Gestells und der Schlitteneinheiten. Die gewählte Variante unterscheidet sich durch eine Schwenkbrückenkonstruktion mit linearer Gantry-Achse von denen am Markt befindlichen Vertikal-Bearbeitungszentren. Anhand des gewählten Konzeptes wird ein Konkretisiertes Technisches Prinzip entwickelt und alle Vorschubantriebe, Führungen und Lagerungen berechnet. Aufgrund der Ergebnisse der ersten FEM-Berechnung der Gesamtmaschine werden Topologieoptimierungen zu den kritischen Schlitteneinheiten durchgeführt. Die Optimierung aller Baugruppen führt zu einer deutlichen Verbesserung der Gesamtsteifigkeit, welche anhand einer zweiten FEM-Berechnung nachgewiesen wird. - Nach Abschluss der Konzeptphase folgt die Detaillierung der Schlittenbaugruppen. Bei der Konstruktion wird insbesondere auf die Merkmale der Direktantriebe, die Reduzierung des Wärmeeintrags in die Maschine und auf wirtschaftliche Aspekte geachtet. Die Gestaltung der Baugruppen und die Umsetzung der Genauigkeitsanforderungen werden mit Entwurfszeichnungen veranschaulicht.
Modulares Mehrformsystem. - 72 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Das Einsatzgebiet von Quarzglas bzw. Kieselglas ist äußerst vielfältig. Es erstreckt sich über optische Fasern, Optoelektronik, Optik, Lichtanwendungen/Leuchtmittel bis hin zu Halbleiterzubehör. In allen Bereichen werden besonders hohe Anforderungen an die Qualität des Kieselglases gestellt. Für die Herstellung von Kieselglas gibt es verschiedene Verfahren, die sich im Wesentlichen durch die Reinheit des resultierenden Glases unterscheiden. Ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kieselglas wurde von der Degussa Novara Technologie entwickelt. Die Firma SGIL Silicaglas Ilmenau GmbH ist Lizensnehmer dieser Technologie und beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Formgebungsprozess nach dem Sol-Gel-Verfahren. - Im Moment wird dies noch ausschließlich in einem Handgießprozess umgesetzt. Um wirtschaftlicher zu produzieren, wird eine maschinelle Fertigung angestrebt. Diese soll vor allem eine höhere Prozessstabilität gewährleisten. - Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist ein Gesamtsystem zum Gießen des Sols konstruiert worden. Dazu wurde zunächst der Gießprozess analysiert und in seine Teilaufgaben zerlegt. Für diese Teilaufgaben wurden systematisch Lösungen erarbeitet. Als Resultat der Arbeit entstanden ein Technischer Entwurf einer Laboranlage und ein Konzept zur Serienproduktion. - Im konstruktiven Entwicklungsprozess war besonders auf die Entgasung des Sols sowie Reinigung, Prozessstabilität, Robustheit und chemische Langzeitbeständigkeit der Anlagenkomponenten gegenüber den Prozessmedien zu achten.
Nutzlastoptimierter Kippaufbau. - 78 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Ziel dieser Diplomarbeit war die Konzepterarbeitung einer nutzlastoptimierten Kippbrücke für Kippsattelauflieger. Dabei wurde Verwendung verschiedener Strukturen und Materialien untersucht. Ein besonderes Augenmerk galt der Erhöhung der Nutzlast sowie einer Alternative zu herkömmlichen Kippbrückenheizungen. Die Konzepterarbeitung beinhaltete die Herleitung der Berechnungsgrundlagen sowie eine Kostenanalyse. Anhand der Konstruktionsmethodik erfolgte eine Ausarbeitung bis hin zum technischen Entwurf.
Modellierung und Simulation einer präzisen Vertikalpositioniereinheit. - 194 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
An der TU Ilmenau werden im SFB 622 Grundlagen für die Entwicklung hoch präziser Mehrkoordinatenpositionier und Messmaschinen geschaffen. Diese ermöglichen Bewegungen im Raum und benötigen deshalb Einheiten zur Positionierung sowohl in der Horizontalen als auch in der Vertikalen. Für die Positionierung in der Vertikalen wurde ein Versuchsaufbau entwickelt, welcher in der vorliegenden Diplomarbeit mit Hilfe der in SolidWorks integrierten Simulationssoftware CosmosMotion hinsichtlich seiner dynamischen Eigenschaften in vertikaler Richtung untersucht wird. Grundlage für die Erstellung des Simulationsmodells bildet die Untersuchung zur Berechnung und Simulation Hertz'scher Kontaktpaarungen. Des Weiteren wurden im Vorfeld Untersuchungen zur Integration der Verformung des Rahmens in vertikaler Richtung und der Reibung bei Führungen in das Simulationsmodell durchgeführt. Aufbauend auf die gewonnen Ergebnisse wurde ein Simulationsmodell erstellt welches die Simulation des statischen und dynamischen Verhaltens ermöglicht. Mit Hilfe dieses Modells können Aussagen über den Einfluss der Steifigkeiten von Koppelstellen, der Reibung, Position des Massenschwerpunktes, der Übertragungsfunktion und der Dämpfung getroffen werden.
Presentation of the lifework of Kurt Hain: pioneer of applied kinematics in Germany. - In: ASME digital collection, (2006), S. 281-290
https://doi.org/10.1115/DETC2006-99116
Function modelling supports conceptual design of innovative products. - In: 9th International Design Conference - Design 2006, (2006), S. 439-446
The Digital Mechanism and Gear Library - a modern knowledge space. - In: Knowledge media technologies, (2006), S. 188-194
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=10387
High precision modular long range travel vertical axis. - In: Proceedings of the twenty-first annual meeting, (2006), S. 227-230
Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek. - In: Bewegungstechnik, (2006), S. 3-28
Entwurf heterogener Systeme in frühen Phasen der Produktentwicklung. - In: Tagungsband, (2006), S. 197-211
Produktoptimierung unter Verwendung von immersiven Projektions- und Klangfeldsystemen. - In: Tagungsband, (2006), S. 141-148
Bericht über das TEMPUS-Projekt "Restrukturierung und Einführung der Mechatronik an den Universitäten in Serbien" - REMUS. - In: Mechatronische Systeme - Entwurf, Anwendungen und Perspektiven, (2006), S. 1-5
Erweiterte virtuelle Produktmodelle zur Unterstützung im Entwicklungsprozess. - In: Virtual Reality und Augmented Reality zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme, (2006), S. 261-266
Hitchfeeder-Klemmeinrichtung. - 129 S Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Die Zahnbürste als einer der selbstverständlichsten Hygieneartikel unterliegt ständiger Weiterentwicklung, welche sich insbesondere auf spezielle Borstengeometrien beziehen. Diese veränderten Geometrien stellen die herkömmlichen Fertigungsmethoden für Zahnbürsten an ihre Grenzen, womit neue Verfahren entwickelt werden müssen. - 2. Stand der Technik - Das derzeitig angewendete Fertigungsverfahren beruht auf dem Einspritzverfahren der Filamente, wobei die Filamentbündel direkt in den Kunststoff des Handgriffes eingespritzt werden. Dazu sind Filamentstränge in großer Länge, auf Rollen, vorhanden, welche erst unmittelbar vor dem Einbinden in den Handgriff auf ihr entsprechendes Maß geschnitten werden. Dadurch müssen die Filamentstränge zur Weiterverarbeitung gefördert werden. Dies geschieht über ein spezielles Klemm- und Vorschubsystem. Die Klemmung basiert auf einem mechanischen Klemmsystem mit verschiebbaren Klemmplatten. - 3. Methoden und Konzepte - Durch eine Vorarbeit zur Betrachtung der benötigten optimalen Klemmkräfte, für die entsprechenden Filamentgeometrien, sind die optimale Klemmplattenbreite und Klemmkräfte bekannt. Dies ist Basis für die folgenden Betrachtungen. Durch neue Forderungen an die Konstruktion, wie beispielsweise die Integration eines Messsystems zur Messung der Klemmkraft an jeder Klemmplatte und die Erweiterung des Prinzips von derzeit vier auf acht Klemmplattenpaare, ist ein neuer Prinzipansatz, in Bezug auf Aktoren und das Messsystem nötig. Zusätzliche Forderungen, nach einem deutlich kleineren Aufbau, fordern dies ebenso. Nach Betrachtung und Bewertung geeigneter Elemente, ergab sich als optimale Lösung eine System mit hydraulischer Ansteuerung. Durch den Einsatz von, für die Lebensmittelindustrie zertifiziertem Hydrauliköl, werden alle Forderungen der Reinheit erfüllt. Die Messung der Klemmkraft erfolgt, getrennt für jede Klemmplatte, durch ein in die Klemmplatten integriertes System mit Verformungsmessung durch Dehnungsmessstreifen. Als Lagerung der beweglichen Klemmplatten ist eine Parallelfederführung optimal. - 4.Zusammenfassung - Durch diese Elemente und den modularen Aufbau des Klemmplattensystems, konnten die Abmessungen deutlich reduziert werden, die Gesamtmasse zudem auf etwa die Hälfte, womit das Handling und die Dynamik des Aufbaus deutlich verbessert werden. Durch den vereinfachten Aufbau werden Fertigungskosten deutlich reduziert. Zusätzlich wurden alle gestellten Forderungen in den neuen Aufbau integriert.
Vorrichtung zur Bereitstellung von Zahnbürstenfilamenten für deren Endverrundung. - 167 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Bei der Herstellung von Zahnbürsten kommt es unter anderem zu Schneidprozessen. Durch diese Schneidprozesse entstehen an den Filamenten (Borsten) scharfe Kanten und Grate, die bei der Benutzung das Zahnfleisch und den Mundinnenraum verletzen können. Um diese Grate zu entfernen, werden Zahnbürsten an den Enden der Filamente verrundet. Dies geschieht durch verschiedene Schleifprozesse. - Um die Filamente verrunden zu können, müssen diese in den Kavitäten festgehalten werden, da sie sonst vom Verrunder herausgezogen werden. Die Auszugskräfte des Verrunders sind auf die Schneidkräfte zurückzuführen. Während des Prozessschrittes zum Klemmen der Filamente besitzen die Filamente eine Gesamtlänge von maximal 16 mm und sind vollständig von einer Kavität umgeben. Um sie verrunden zu können, müssen sie mindestens 8 mm bereitgestellt werden. Darunter versteht man, dass die Filamente mindestens 8 mm aus den Kavitäten herausragen müssen, damit sie die Flexibilität aufweisen, um sich an die Schleifscheibe anschmiegen zu können. Daraus folgt, dass ausschließlich die vorhandene Restlänge zum Klemmen genutzt werden kann. - Im Verlauf der vorliegenden Arbeit werden mehrere Konzepte und Prinzipe zum Bereitstellen, Klemmen und Rücksetzen der Filamente beschrieben und untersucht. Es wurden mehrere praktische Versuche durchgeführt, um die Funktionalität der Konzepte unter realen Bedingungen nachzuweisen. Zudem werden sie anhand verschiedener Auswahlkriterien bewertet und es wird letztendlich das optimale Konzept bestimmt und näher untersucht. Außerdem wurde für das gewählte Klemmkonzept ein technischer Entwurf angefertigt und die Einbindung in die aktuelle Gesamtprozesskette beschrieben und erläutert.
Mulimediale Vermittlung von Grundlagenwissen in der Konstruktion. - In: Tagungsband, (2006), S. 137-140
Geräteträger im Oberdeck. - 120 S Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Die Aufgaben der militärischen Unterseeboote haben sich seit ihrer Einführung in der Deutschen Marine deutlich verändert. Während in der Zeit der Weltkriege die Uboote überwiegend als einzelne Einheiten im Ozean patrouillierten, so operieren sie heute meist in Verbänden mit Überwasserschiffen und Flugzeugen. Aufgrund dieser Kooperation ist ein ständiger Informationsaustausch zwischen den Einheiten einer Einsatzgruppe unabdingbar. Die bisherigen Funkssysteme erlauben jedoch keine taktische Kommunikation im tiefgetauchten Zustand, so dass die Uboote zur Herstellung der Funkbereitschaft ihre Operationstiefe verlassen und auf Seerohrtiefe gehen bzw. vollständig auftauchen mussten. Ein solches Fahrmanöver erhöht jedoch deutlich das Risiko einer Entdeckung durch gegnerische Einheiten und bildet deshalb einen entscheidenden taktischen Nachteil in der unerkannten Aufklärung und Bekämpfung von militärischen Zielen. Zur Lösung dieses Problems wurde in den letzten Jahren ein Funksystem entwickelt, welches eine taktische Kommunikation der Uboote auf Operationstiefe ermöglicht und somit das Risiko einer Entdeckung deutlich reduziert. - Die Ziele dieser Diplomarbeit bestanden darin, das neue Funksystem im Oberdeck eines Uboots zu integrieren und einen Geräteträger zu entwickeln, der ein Aus- bzw. Einfahren dieses Moduls ermöglicht. Zusätzlich sollte ein Klappensystem zum strömungsgünstigen Verschließen des Oberdecks im eingefahrenen Zustand entworfen werden. Die Durchführung der Konzeptions- bzw. Konstruktionsphase erfolgte in Anlehnung an den Konstruktiven Entwicklungsprozess (KEP). - Das Ergebnis ist ein hydraulisch betätigter Geräteträger, welcher das Kommunikationssystem aus dem Oberdeck herausfährt und somit die Herstellung der Funkbereitschaft auf Operationstiefe ermöglicht. Im eingefahrenen Zustand wird die Oberdecksöffnung durch ein ebenfalls hydraulisch betätigtes Klappensystem verschlossen und somit der Strömungswiderstand des Uboots minimiert.
Application of computational kinematics in the digital mechanism and gear library DMG-Lib. - In: Mechanism and machine theory, Bd. 41 (2006), 8, S. 1003-1015
http://dx.doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.03.011
Entwicklung eines Multi-Die-Bonder-Systems. - 150 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Der serienmäßige Bestückerautomat der Firma Häcker Automation soll um ein Multi-Wafer-System erweitert werden, welches eine Multi-Chip-Bestückung ermöglicht. Der als Multi-Die-Bonder bezeichnete Automat enthält dabei zwei unabhängig arbeitende Ausstechsysteme für das Ablösen der Nacktchips aus dem Wafer mit dazugehörender Positionierachse, ein Vermessungsystem für die Lagebestimmung und Vorpositionierung der Wafer und eine Wechseleinrichtung für die Waferbereitstellung. Das Multi-Wafer-System ist bis zum Technischen entwickelt worden.
Einlegesystem für Hochleistungsverpackungsmaschine. - 94 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
In der vorliegenden Diplomarbeit wird das Konzept eines Einlegesystems für eine Hochleistungsverpackungsmaschine der Firma Robert Bosch GmbH unter Berücksichtigung eines Pflichtenheftes entwickelt. - Im ersten Teil der Arbeit wird eine Recherche zu bestehenden Einlegesystemen durchgeführt. Im zweiten Teil erfolgt die Vorstellung und Diskussion verschiedener Lösungsvarianten sowie deren Auswahl unter Berücksichtigung des KEP. - Aufgrund des Ergebnisses erfolgt im dritten Teil die Entwicklung eines Konzeptes, dass im Laufe der Arbeit konstruktiv in Solid Works umgesetzt und modelliert wird. Abschließend wird eine Bestimmung der zu erwartenden Kosten vorgenommen.
Entwicklung eines modularen Pressenantriebes. - 77 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Ziel dieser Arbeit ist es, die Konstruktionskosten im Pressenbau zu senken. Ausgehend von einer Baureihe mit Presskräften von 2000 bis 8000 kN wird ein modularer Exzenterpressenantrieb mit den zusätzlichen Parametern Hubhöhe, Hubzahl und Pleuellänge konstruiert. Die Variabilität des Kurbelwellen-Achsabstandes soll verbessert und die erforderliche Größe von Kupplung und Schwungrad optimiert werden. Deshalb werden verschiedene Kupplungs- und Zahnradanordnungen verglichen. Betrachtungen zum Baukastenprinzip zeigen, dass Ähnlichkeitsgesetze aufgrund der Vielzahl und der Art der Parameter nicht angewendet werden können. Die Auslegung des modularen Antriebes, erfolgt deshalb durch exakte Berechnung und zweckmäßige Abstufung. Ein dafür entwickeltes Excel-Dimensionierungstool ermöglicht eine schnelle Ermittlung aller konstruktiven Größen.
Was ist Teleteaching?/Teleteaching in der Ingenieurausbildung. - In: Ingenieur-Nachrichten, (2006), 1, S. 7
Automatenkonzepte für die Hochgeschwindigkeitsmontage. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [AWS.02], insges. 4 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25747
Effiziente Angebotskalkulation im Sondermaschinenbau. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [AWS.01], insges. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25746
Sammlung, Aufbereitung und Vernetzung von getriebetechnischem Expertenwissen in der digitalen Mechanismen- und Getriebebibliothek ("DMG-Lib"). - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [13.P.04], insges. 12 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18001
Extraktion technischer Prinzipe und Bewegungssimulation für eine verbesserte technische Dokumentation. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [13.10], insges. 8 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17960
Ergonomische Gestaltung digitaler Bibliotheken : Fallstudie: Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek DMG-Lib. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [11.08], insges. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17722
Entwurf einer neuen Struktur für Schnecken-Planetengetriebe. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [07.06], insges. 9 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17647
Stoßjustierung mit Zusatzkraft. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [02.P.08], insges. 3 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17065
Aktorintegrierte feinwerktechnische Funktionselemente. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [02.P.05], insges. 7 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17060
Extremer Leichtbau von Messspiegeln für die interferometrische Positionsmessung. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [01.P.04], insges. 7 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=16763
Konstruktionsprinzipien zum Entwurf von Nanopositioniermaschinen. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [01.07], insges. 7 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=16746
Virtual Prototyping von Nano- und Makrosystemen. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano, 2005, [P.04], insges. 11 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25745
Design of high precision positioning and measuring machines using virtual prototyping. - In: Proceedings of the COBEM 2005, 18th International Congress of Mechanical Engineering, (2005), insges. 8 S.
Laerning from design failures - the method of weak point analysis and virtual deviations. - In: Engineering design and the global economy, (2005), S. 357-358
Performance limits of assembling machines. - In: Engineering design and the global economy, (2005), S. 143-144
Methodical approach for performance rating during the design process of precision machines. - In: Engineering design and the global economy, (2005), S. 527-528
Extreme lightweight stage mirrors for precision positioning combining silicon and Zerudur. - In: Proceedings of the twentieth annual meeting, 2005, insges. 4 S.
Modularer Aufbau von Montageautomaten. - In: Tagungsband, (2005), S. 43-50
Automatenkonzepte für die Hochgeschwindigkeitsmontage. - In: Festschrift zum Ehrenkolloquium anlässlich der Emeritierungen von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Günter Höhne und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Schorcht, (2005), S. 175-178
Novel designs of measuring mirrors for ultra high precision machines. - In: Proceedings of the 5th international conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, (2005), S. 21-24
New designs of stage mirrors for highest precision positioning and measuring machines. - In: Proceedings of the twentieth annual meeting, (2005), S. 60-63
Application of computational kinematics in the digital mechanism and gear library DMG-Lib. - In: Proceedings, (2005), insges. 11 S.
Constraint-based computational kinematics. - In: Proceedings, (2005), insges. 16 S.
Weight compensation mechanisms for precision vertical positioning. - In: Proceedings of the 5th international conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, (2005), S. 429-432
Constraint-basierte Berechnung von Kinematiken, Anwendungsbeispiele für die direkte und die iterative Konstruktion. - In: 6. Kolloquium Getriebetechnik, (2005), S. 115-140
Aufbau einer internetbasierten Datenbank für Getriebemodelle - DMG-Lib. - In: 6. Kolloquium Getriebetechnik, (2005), S. 163-177
Optimieren des Teleteaching im Studiengang Werkstoffwissenschaften. - In: Einsatz und Nachhaltigkeit von eLearning, (2005), S. 29-36
DMG-Lib: ein moderner Wissensraum für die Getriebetechnik. - 12 S. = 912,5 KB, TextDruckausg.: Knowledge eXtended : die Kooperation von Wissenschaftlern, Bibliothekaren und IT-Spezialisten ; 3. Konferenz der Zentralbibliothek, 2. - 4. November 2005, Jülich ; Vorträge und Poster ; [mit einem Festvortrag von Norbert Bolz] / [Hrsg.]: Forschungszentrum Jülich, Zentralbibliothek. [Zsstellung: Roswitha Moes ...]. - Jülich : Forschungszentrum Jülich, 2005. - ISBN 3-89336-409-9. - S. 251-262
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=5015
Teleteaching und Multimedia in der Konstruktionsausbildung. - In: Festschrift zum Ehrenkolloquium anlässlich der Emeritierungen von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Günter Höhne und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Schorcht, (2005), S. 247-252
Wie Abbildungen das Laufen lernen. - In: Festschrift zum Ehrenkolloquium anlässlich der Emeritierungen von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Günter Höhne und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Schorcht, (2005), S. 199-202
Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek DMG-Lib. - In: Festschrift zum Ehrenkolloquium anlässlich der Emeritierungen von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Günter Höhne und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Schorcht, (2005), S. 195-198
Virtual Reality in der Maschinenbauentwicklung. - In: Festschrift zum Ehrenkolloquium anlässlich der Emeritierungen von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Günter Höhne und Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Schorcht, (2005), S. 147-150
Intelektualus funkcinis modelis išlaidoms mažinti hibridin&ptbov;ese gamybos sistemose :
Intelligent functional model for costs minimization in hybrid manufacturing systems. - In: Informatica, ISSN 0868-4952, Bd. 15 (2004), 1, S. 3-22
Darstellung konkurrierender Prinziplösungen zum Projekt Spinemover. - In: Bewegungstechnik, (2004), S. 373-394
Design principles for highest precision applications. - In: Proceedings of the nineteenth annual meeting, (2004), S. 245-248
Treatment of decision situations in the design process. - In: Design 2004, (2004), S. 1419-1424
Virtual prototyping of positioning and measurement systems for highest precision applications. - In: Design 2004, (2004), S. 149-156
Advanced design principles to develop nanopositioning machines. - In: Proceedings of the 4th EUSPEN international conference, (2004), S. 440-441
Schachtelverbindungen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (2004), S. 293-295
Eigenschaften, Einteilung und Auswahl. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (2004), S. 169-172
Entwerfen und Gestalten von Konstruktionselementen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (2004), S. 25-55
Charakterisierung und Systematik der Konstruktionselemente. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (2004), S. 19-24
Computer supported design education for lifelong learning for innovative product development. - In: Proceedings of NordDesign 2004, (2004), S. 350-360
Virtual prototyping in early design phases to develop ultra precise machines. - In: Proceedings of NordDesign 2004, (2004), S. 133-142
Netzbasiertes Management von Konstruktionswissen und multimediale Vermittlung innerhalb einer internetgestützten Lernumgebung : (Kurztitel:Pro-Teach-Net) ; Schlussbericht des Projektpartners Institut für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik der Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau (IMK1, IMK2) über die Phase der Laufzeitverlängerung des Vorhabens. - Ilmenau. - Online-Ressource (13 S., 281 KB)Förderkennzeichen BMBF 01NM305B. - Verbund-Nr. 01020356
https://edocs.tib.eu/files/e01fb05/501015140.pdf
Application of multimedia in engineering design education. - In: European journal of engineering education, ISSN 1469-5898, Bd. 29 (2004), 1, S. 87-96
http://dx.doi.org/10.1080/0304379032000129278
Digitale Mechanismen- und Getriebebibliothek - eine multimediale Informationsbasis für Forschung, Lehre und Industrie. - In: Tagungsband, (2004), S. 21-28
Der Beitrag stellt das Kozept zum Aufbau einer digitalen Bibliothek für Forschungsinformation zur Sammlung, Systematisierung, Sicherung und geeigneten Repräsentation von Information und Wissen aus der Mechanismen- und Getriebetechnik vor. Der beschriebene Ansatz berücksichtigt dabei, dass technisches Wissen nicht nur in Form von Texten und Bildern vorliegt, sondern beispielsweise auch in Form gegenständlicher Modelle existieren kann. All diese Formen von Quellen sollen digitalisiert, aufbereitet und mit zusätzlichen Informationen angereichert werden. Dies erlaubt u.a. eine effiziente Suche nach vielfältigen Kriterien und für unterschiedliche Zwecke. Ergänzt wird der Beitrag durch Ergebnisse, die bei exemplarischen Umsetzungen gewonnen wurden.
Multi-stage modeling in the early phases of design. - In: Research for practice - innovation in products, processes and organisations, (2003), S. 279-280
Developing a new generation of positioning and measuring machines by means of virtual prototyping. - In: Research for practice - innovation in products, processes and organisations, (2003), S. 21-22
Prof. Dr. h.c. Dipl.-Ing. Werner Bischoff : Fakultät für Feinmechanik und Optik. - In: 50 Jahre 1953 - 2003 Hochschule für Elektrotechnik Ilmenau, Technische Hochschule Ilmenau, Technische Universität Ilmenau, (2003), S. 27-30
Constraint-basierte Berechnung kinematischer Geometrien. - In: Proceedings, (2003), S. 65-77
Konstruktion, Technologie und Werkstoffe von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - In: Wissenschaftliches Kolloquium, (2003), S. 16-28
Entwicklung einer neuen Generation von hochgenauen Positionier- und Messmaschinen mit Hilfe von Virtual Prototyping. - In: Tagungsband, (2003), S. 39-50
Netzbasiertes Management von Konstruktionswissen und multimediale Vermittlung innerhalb einer internetgestützten Lernumgebung (Kurztitel: Pro-Teach-Net) : Schlussbericht des Projektpartners Institut für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik der Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau (IMK1, IMK2) zum Vorhaben. - Ilmenau. - Online-Ressource (50 S., 892 KB)Förderkennzeichen BMBF 01 NM 114 B. - Verbund-Nr. 01020356. - Titel auf Berichtsbl.: Schlussbericht des Projektpartners Institut für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik der Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau (IMK1, IMK2) zum Vorhaben "Netzbasiertes Management von Konstruktionswissen und multimediale Vermittlung innerhalb einer internetgestützten Lernumgebung (Kurztitel: Pro-Teach-Net)"
https://edocs.tib.eu/files/e01fb05/488130484.pdf
Audiovisuelle Online-Lehrmaterialien für die Konstruktionsausbildung (Projekt: Pro-Teach-Net). - In: Tagungsband, (2003), S. 123-124
Veranschaulichung abstrakter Darstellungen in frühen Phasen der Produktentwicklung. - In: Tagungsband, (2003), S. 93-97
Der konstruktive Entwicklungsprozeß. - In: Grundlagen der Konstruktion, (2002), S. 13-22
Parametrische Karosseriekonstruktion: neue Wege in der frühen Phase der Fahrzeugentwicklung. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 54 (2002), 3, S. 91-95
Entwicklungstendenzen im Maschinenbau : Aufgaben und Möglichkeiten der Konstruktion. - In: 47. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (2002), insges. 14 S.
Feature- und constraint-basierte Modellierung auf der Funktions-, Prinzip- und Gestaltebene. - In: 47. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (2002), insges. 9 S.
Bestimmung von Funktionskosten für technische Produkte am Beispiel eines Parkraumbewirtschaftungssytems. - In: 47. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (2002), insges. 17 S.
Konstruktionsprinzipien für Nanopositionier- und Messmaschinen. - In: 47. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (2002), insges. 6 S.
Unterstützung des Problemverständnisses in der Konstruktionslehre durch die Verwendung computeranimierter Lehrmaterialien. - In: 47. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (2002), insges. 7 S.
Multimedia in der Konstruktionsausbildung. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 89-96
Praxisorientierte Konstruktionsausbildung. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 82-88
Feature- und constraint-basierter Entwurf technischer Prinzipe. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 69-81
Systematisches Gestalten. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 53-60
Entstehung und Stand des Fachgebietes Justierung. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 43-52
Die Werkzeuge der Konstruktionssystematik und ihr aktueller Stand. - In: Vom Arbeitsblatt zum virtuellen Prototyp - 50 Jahre Konstruktionssystematik, (2002), S. 33-42
Unterstützung des Problemverständnisses in der Konstruktionslehre durch die Verwendung computeranimierter Lehrmaterialien. - In: Tagungsband, (2002), S. 58-64
Konstruktionstechnik. - In: Grundwissen des Ingenieurs, (2002), S. 469-525
Feature- and constraint-based design of solution principles. - In: Design research - theories, methodologies, and product modelling, (2001), S. 613-620
The determination of fuction costs in engineering products. - In: Design management - process and information issues, (2001), S. 19-26
Using multimedia to transfer knowledge the teaching of engineering design. - In: Design applications in industry and education, (2001), S. 411-418
Web-basiertes Lernmodul Mechatronik. - In: Innovative Produktentwicklungen, (2001), S. 197-215
Anwendung multimedialer Mittel in der Maschinenelemente-Ausbildung. - In: Innovation - Konstruktion - Berechnung, (2001), S. 439-446
Berechnung und Innovation. - In: Innovation - Konstruktion - Berechnung, (2001), S. 381-387
Lehrmodul zu den Methoden der Ideenfindung. - In: Tagungsband, (2001), S. 73
The determination of function costs in engineering products. - In: Design methods for performance and sustainability, (2001), S. 19-26
Feature- und constraint-basierter Entwurf technischer Prinzipe. - Ilmenau : ISLE, 2001. - VIII, 219 S. - (Berichte aus dem Institut ; 7) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2001
ISBN 3-932633-67-9
Systemorientierter Karosserie-Konzeptentwurf am Beispiel der Crashsimulation. - Ilmenau : ISLE, 2000. - Getr. Zählung [ca. 130 S.]. - (Berichte aus dem Institut ; 6) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2000 u.d.T.: Volz, Andreas K.: Systemisch orientierter Karosserie-Konzeptentwurf am Beispiel der Crashsimulation
ISBN 3-932633-52-0
Konstruktiver Entwicklungsprozeß von Geräten. - In: Gerätekonstruktion, (2000), S. 21-78
Literaturverz. S. 77 - 78
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=3381009
Multimediale Wissensvermittlung in der Konstruktionsausbildung. - In: Programm, Vorträge, Präsentationen, (2000), S. 23-28
Entwicklung eines Lineartaktsystems auf Basis elektromagnetischer Linearmotoren. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 52 (2000), 9, S. 74-78
Durch Konstruktionsmethodik zu Innovation. - In: Festschrift zum 65. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Schilling, (1999), S. 62-73
Justierung in der Konstruktion. - In: Festschrift zum 65. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Schilling, (1999), S. 53-61
Einige Aspekte zur Sicherung der Qualität von Feingeräten beim Konstruieren. - In: Festschrift zum 65. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Schilling, (1999), S. 24-29
Concurrent cost calculations with a feature-based CAD system. - In: Conceptual and innovative design for manufacturing, (1999), S. 75-87
Using a geometric constraint solver for analysis in the early phases of product modeling. - In: Communication and cooperation of practice and science ; Vol. 3:[Thursday, 99-08-26] / Lindemann, Udo *1948-*. - München : Techn. Univ. [u.a.], 1999, (1999), S. 1869-1872
Use of multimedia in design education. - In: Communication and cooperation of practice and science ; Vol. 2:[Wednesday, 99-08-25] / Lindemann, Udo *1948-*. - München : Techn. Univ. [u.a.], 1999, (1999), S. 887-892
Computer aided cost forecast with feature technology. - In: Communication and cooperation of practice and science ; Vol. 1:[Tuesday, 99-08-24] / Lindemann, Udo *1948-*. - München : Techn. Univ. [u.a.], 1999, (1999), S. 485-488
Conditional constraints in conceptual design. - In: Automotive mechatronics design & engineering, (1999), S. 441-448
Theoretische Untersuchungen zu Fehlern und zur Justierung am Beispiel eines fotoelektrischen Autokollimationsfernrohres. - In: 44. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (1999), insges. 7 S.
Justieruntersuchungen am Justierleitstand. - In: 44. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (1999), insges. 6 S.
Justieruntersuchungen zum Ausrichten von optischen und mechanischen Achsen. - In: 44. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (1999), insges. 6 S.
Anwendung des Constraint-Solving für den Produktentwurf. - In: 44. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (1999), insges. 6 S.
Lüfterprüfstand für Kennlinienmessungen und Untersuchungen an Radialverdichtern. - In: 44. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, (1999), insges. 6 S.
Lehrmodule "Konstruktionstechnik". - In: Tagungsband, (1999), S. 117-118
Teleteaching und Multimedia in der Konstruktionsausbildung. - In: Tagungsband, (1999), S. 19-24
Integration von parametrischem Gestaltungsentwurf und der Berechnung von Mehrkörpersystemen zur Produktoptimierung. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 96-103
Moderne Konstruktionsaus- und -weiterbildung mit multimedialen Techniken. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 88-95
Constraint-Solving als Werkzeug für den Prinzipentwurf. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 80-87
Entwicklung eines Lineartanksystems auf der Basis von Linearmotoren. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 72-79
Funktionsorientierte Konfiguration technischer Produkte. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 64-71
Rechnerunterstützte kostenorientierte Produktkonfiguration. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 57-63
Der Justierleitstand - ein Werkzeug zu Lösung von Justieraufgaben. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 51-56
Das Institut für Maschinenelemente und Konstruktion. - In: Forschung und Lehre im Institut für Maschinenelemente und Konstruktion, (1999), S. 1-7
Analysis of solution principles in mechanical engineering by means of geometric constraint solving. - In: Automotive mechatronics design and engineering, (1998), S. 387-393
Produktkonfiguration und Kostenprognose in frühen Entwurfsphasen. - In: Effektive Entwicklung und Auftragsabwicklung variantenreicher Produkte, (1998), S. 197-212
Multimedia in der Konstruktionsausbildung. - In: Innovation - Konstruktion - Berechnung, (1998), S. 39-48
Lehrsoftware - Module für die Konstruktionstechnik. - In: Programm, Vorträge, Präsentationen, (1998), S. 37-39
Möglichkeiten der rechentechnischen Umsetzung von Erkenntnissen aus der Konstruktionssystematik unter Nutzung der Featuretechnologie. - Ilmenau : ISLE, 1998. - III, 175 S.. - (Berichte aus dem Institut ; 2) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 1998
ISBN 3-932633-20-2
Design process optimisation by decision-making during the conceptual design phase. - In: World class design by world class methods, (1997), S. 169-174
Quality improvement of precision engineering products by means of a CAA system. - In: World class design by world class methods, (1997), S. 149-152
Configuration of modular products by means of mechatronic components. - In: Control and configuration aspects of mechatronics, (1997), S. 121-129
Literaturverz. S. 129
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=3380009
Kostenorientierte Produktkonfiguration. - In: Produktion als Dienstleistung, (1997), S. 53-65
Multimediale Lernumgebungen für die Elektrotechnik und Konstruktionstechnik. - In: Tagungsband, (1997), S. 4-20
Schwingungsberechnungen im konstruktiven Entwicklungsprozeß. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 48 (1996), 10, S. 313-318
Konfigurieren modular aufgebauter Produkte aus mechatronischen Komponenten. - In: Innovation through mechatronics, (1996), S. 38-47
Kostenprognose in der Angebotsphase bzw. im Entwurfsstadium neuer Erzeugnisse. - In: Vortragsreihen, (1996), S. 541-547
Zwischen Ideenreichtum und Vereinfachung. - In: Vortragsreihen, (1996), S. 335-341
Rechnerunterstützter Entwurf in frühen Entwicklungsphasen. - In: Vortragsreihen, (1996), S. 295-300
Der konstruktive Entwicklungsprozeß. - In: Grundlagen der Konstruktion, (1994), S. 13-22
Wissensbedarf in der Mikro- und Feinwerktechnik. - In: Psychologische und pädagogische Fragen beim methodischen Konstruieren, (1994), S. 137-149
Rechnerunterstütztes Konfigurieren modular aufgebauter Produkte. - In: Datenverarbeitung in der Konstruktion '94, (1994), S. 567-583
Ein Greifer für empfindliche Teile. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 45 (1993), 3, S. 95-97
Zur Definition der Gestalt in der Konstruktion. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 45 (1993), 2, S. 61-65
Schachtelverbindungen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1993), S. 293-295
Eigenschaften, Einteilung und Auswahl. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1993), S. 169-172
Entwerfen und Gestalten von Konstruktionselementen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1993), S. 25-55
Charakterisierung und Systematik der Konstruktionselemente. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1993), S. 19-24
Verbindung von Konstruktionsmethodik und CAD in der Feinwerktechnik. - In: Tendenzen in der Entwicklung, Konstruktion und Anwendung der Feinwerktechnik und Mikrotechnik, (1993), S. 364-373
Justierung in der Feinwerktechnik. - In: Tendenzen in der Entwicklung, Konstruktion und Anwendung der Feinwerktechnik und Mikrotechnik, (1993), S. 33-44
Justierung und built-in quality in der Feinwerktechnik. - In: Tätigkeitsbericht / Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, (1992), S. 92-98
Zum Übergang von der Funktion zur Gestalt. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 37 (1991), 5, S. 93-102
Entwicklung und Ergebnisse zur Konstruktionstechnik an der TH Ilmenau. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 37 (1991), 5, S. 83-92
Konstruktionsbelege. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 37 (1991), 5, S. 51-62
Von der Konstruktionssystematik zur Konstruktionstechnik - eine Chronik der "Ilmenauer Schule" der Konstruktionslehre. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 37 (1991), 5, S. 31-36
ILKON - ein flexibles System für den Geräteentwurf. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 39 (1990), 5, S. 213-215
[Rezension von: Gerhard, Edmund, CAE bei der Baureihenentwicklung]. - In: Feingerätetechnik. - Berlin : Verl. Technik, ISSN 0014-9683, 4, S. 188-189
, Rezension von : CAE bei der Baureihenentwicklung / Gerhard, Edmund. - Ehningen bei Böblingen : expert-Verl., 1987
[Rezension von: Gerhard, Edmund, Entwickeln und Konstruieren mit System, Wege zur rationellen Lösungsfindung]. - In: Feingerätetechnik. - Berlin : Verl. Technik, 1952-1991 , ISSN: 0014-9683 , ZDB-ID: 512398-7Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 39 (1990), 3, S. 142-143
Methodisches Konstruieren in Verbindung mit CAD. - In: Konstruktion, ISSN 0373-3300, Bd. 42 (1990), 10, S. 305-311
[Rezension von: Bässler, Rudolf, Montagegerechte Produktgestaltung für eine wirtschaftliche Montageautomatisierung]. - In: Feingerätetechnik. - Berlin : Verl. Technik, 1952-1991 , ISSN: 0014-9683 , ZDB-ID: 512398-7Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 38 (1989), 12, S. 574-575
Schachtelverbindungen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1989), S. 293-295
Eigenschaften, Einteilung und Auswahl. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1989), S. 169-172
Entwerfen und Gestalten von Konstruktionselementen. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1989), S. 25-55
Charakterisierung und Systematik der Konstruktionselemente. - In: Konstruktionselemente der Feinmechanik, (1989), S. 19-24
Justierautomat für Foliendrehkondensatoren. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 34 (1989), 3, S. 79-83
Berührungslose Justierung von Federelementen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 34 (1989), 3, S. 71-74
Aufwandsminimierende Umstrukturierung von Wissensstrukturen der Konstruktion im menschlichen Gedächtnis. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 34 (1989), 3, S. 51-54
Erweiterung von CAD durch Beratungssysteme in der Präzisionsgerätetechnik. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 34 (1989), 3, S. 29-33
Justieren mittels sensorintegrierter Manipulatoren. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 34 (1989), 3, S. 17-20
Berührungslos-optische Antastung von Meßobjekten unter Ausnutzung astigmatischer Abbildungseigenschaften, 1989. - 114 Bl. Ilmenau : Techn. Hochsch., Diss., 1989
Enth. außerdem: Thesen
Rechnergestützte Entwicklung von Präzisionsgeräten. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 37 (1988), 11, S. 493-497
Der konstruktive Entwicklungsprozeß - Methoden. - Gerätekonstruktion ; Lehrbrief 2
1. Ausg., 2. Aufl.. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1988. - 84 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulfernstudium)Literaturverz. S. 84
Der konstruktive Entwicklungsprozeß - Grundlagen. - Gerätekonstruktion ; Lehrbrief 1
1. Ausg., 2. Aufl.. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1988. - 84 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulfernstudium)Literaturverz. S. 84
Berechnungshilfen und Federoptimierung. - In: Handbuch Federn, (1988), S. 280-298
Federn in speziellen Anwendungen. - In: Handbuch Federn, (1988), S. 249-279
Handbuch Federn : Berechnung u. Gestaltung im Maschinen- u. Gerätebau. - Berlin : Verlag Technik, 1988. - 323 S ISBN 3-341-00457-2
Literaturangaben
Ein Beitrag zur Lösung von Toleranz- und Justieraufgaben bei der Konstruktion optischer Geräte, 1988. - Getr. Zähl. Ilmenau : Techn. Hochsch., Diss., 1988
Enth. außerdem: Thesen
31. IWK der TH Ilmenau - Vortragsreihen zur Gerätetechnik. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 36 (1987), 4, S. 183-184
Rechnergesteuertes Justieren von Leiterplattenrelais. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 31 (1986), 3, S. 85-88
Rechnergestützte Konstruktion von Mikroskopgestellen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 31 (1986), 3, S. 79-81
CAD-Lösungen für die Gerätetechnik. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 31 (1986), 3, S. 49-53
Rechnergestützte Dimensionierung von Gleichstrommagneten. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 31 (1986), 3, S. 35-38
Rechnerunterstützte Prinzipsynthese mittels Kombination und Variation. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 31 (1986), 3, S. 21-25
Konstruktiver Entwicklungsprozeß von Geräten. - In: Gerätekonstruktion, (1986), S. 24-108
Untersuchungen über die Realisierungsmöglichkeiten des berührungslosen Antastens bei automatisierten Dreikoordinaten-Längenmeßeinrichtungen, 1986. - 101 Bl. Ilmenau : Techn. Hochsch., Diss., 1986
Enth. außerdem: Thesen
Erfahrungen mit Studentischen Rationalisierungs- und Konstruktionsbüros. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 34 (1985), 11, S. 510-512
Konstruktionskritik - Grundlagen und Methoden. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 34 (1985), 6, S. 265-269
Rechnereinsatz in der Gerätekonstruktion. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 33 (1984), 11, S. 483-487
Weiterbildung für Konstrukteure - Erfahrungen an der TH Ilmenau. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 33 (1984), 7, S. 329-331
Invariante Informationsversorgung beim suchenden Konstruieren. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 30 (1984), 1, S. 121-131
Konstruktive Probleme bei Robotern. - In: Roboter in der Gerätetechnik, (1984), S. 319-378
Lösungen. - Grundlagen der Konstruktion, Konstruktionselemente : Aufgabensammlung für Elektroingenieure ; Lehrbrief 2. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1984. - 69 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulfernstudium)
Aufgaben. - Grundlagen der Konstruktion, Konstruktionselemente : Aufgabensammlung für Elektroingenieure ; Lehrbrief 1. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1984. - 66 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulstudium)Literaturverz. S. 60
Struktur, Gestalt und Funktion technischer Gebilde. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 32 (1983), 5, S. 224-226
Verformungsverhalten eingespannter elastischer Elemente. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 32 (1983), 2, S. 68-71
Das Gestalten im Konstruktionsprozeß. - 142 Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Habil.-Schr., 1983
http://www.dmg-lib.org/dmglib/handler?docum=6599009
Optisch berührungsloses Antasten mittels Fokussierverfahren. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 28 (1983), 3, S. 309-313
Rechnereinsatz zur Gütesicherung. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 28 (1983), 3, S. 185-188
Einfluß der Einspannstelle auf das Verformungsverhalten einseitig fest eingespannter elastischer Elemente. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 28 (1983), 3, S. 129-134
Rechnergestützte Variationen technischer Prinzipien. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 28 (1983), 3, S. 83-87
Neue Erkenntnisse der Konstruktionswissenschaft für die Strukturierung technischer Systeme. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 28 (1983), 3, S. 43-50
Konstruktive Probleme bei Robotern und Manipulatoren. - In: Entwicklung von Robotern, (1983), S. 259-362
Struktursynthese und Variationstechnik beim Konstruieren. - IV, 113, [17] Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Habil.-Schr., 1983
Probleme der Varianteneinschränkung beim Konstruieren. - In: Beiträge der Forschungsgruppe "Bildschirmunterstütztes Konstruieren" der Technischen Hochschule Karl-Marx-Stadt zum Problemseminar am 25. September 1981 in KMSt. (Teil 1) und zur Klausurtagung vom 30. September bis 2. Oktober 1981 in Rostock (Teil 2), (1982), S. 63-80
Konstruktiver Entwicklungsprozeß von Geräten. - In: Gerätekonstruktion, (1982), S. 24-113
Konstruktionsprinzipien der Gerätetechnik. - 113 Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Habil.-Schr., 1982
Zur mikrorechnergesteuerten Justageautomatisierung von Kammrelais. - In: 9. wissenschaftlich-technische Veranstaltung Mikroelektronik, (1981), S. 65-70
Geradführungen für Präzisionszwecke, Genauigkeitsfragen an Federgelenk- und Rollführungen. - In: Proceedings, (1980), S. 461-473
Methodik zur einheitlichen Festlegung von Kenngrößen unter besonderer Berücksichtigung des Gerätebaus. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 25 (1980), 4, S. 143-146
Konstruktionsprinzipien in der Gerätetechnik. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 25 (1980), 4, S. 137-141
Die Konstrukteurinformation - ein Mittel zur Nutzung von Forschungsergebnissen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 25 (1980), 4, S. 131-136
Automatische Meßvorrichtung für Wege und Kräfte mit Anschlußmöglichkeit an einem Mikrorechner. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 25 (1980), 4, S. 49-51
Mikrorechnergesteuerte Deformation von Kontaktblattfedern. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 25 (1980), 4, S. 45-48
Untersuchung der Genauigkeit von Rillenkugellagern bei Verwendung in Geradführungen, 1980. - IV, 107 Bl. Ilmenau : Techn. Hochsch., Diss., 1980
Informationsspeicher für den Konstruktionsprozeß. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 25 (1979), 5, S. 75-104
Die EDV in der Konstruktion : ein Beitrag zur rechnergestützten Kombinationsmethode im konstruktiven Entwicklungsprozeß. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 24 (1978), 1, S. 169-180
Rechnergestützte Kombination im konstruktiven Entwicklungsprozeß, 1978. - Getr. Zählung : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., 1978
Ein Beitrag zum Aufbau funktionsorientierter Informationsspeicher für technische Prinzipe und Erzeugnisse : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., 1978
Untersuchungen zur Gestaltung von Schraubenverbindungen an Thermoplastteilen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 22 (1977), 4, S. 51-54
Aufbau und Nutzung funktionsorientierter Prinzip- und Erzeugnisspeicher. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 22 (1977), 4, S. 3-6
Prozeßsimulation zur Qualitätssteuerung. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 23 (1977), 2, S. 61-67
Eine Analyse über den Zusammenhang zwischen Vorlesungsbesuch und Studienleistungen. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 23 (1977), 1, S. 55-66
Der konstruktive Entwicklungsprozeß - Methoden. - Gerätekonstruktion ; Lehrbrief 2. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1977. - 84 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulfernstudium)Literaturverz. S. 84
Der konstruktive Entwicklungsprozeß - Grundlagen. - Gerätekonstruktion ; Lehrbrief 1. - Dresden : Zentralstelle für das Hochschulfernstudium des Ministeriums für Hoch- und Fachschulwesen, 1977. - 84 S.. - (Lehrbriefe für das Hochschulfernstudium)Literaturverz. S. 84
Anwendung der Variationsmethode beim Konstruieren. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 25 (1976), 4, S. 183-186
Theoretische Untersuchungen zur Dimensionierung des Kontaktfedersystems eines kleinen Flachbaurelais. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 169-183
Informationsspeicher Relais - ein Beispiel für funktionsorientierte Speicherung von Konstruktionsunterlagen. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 159-167
Räumliche Untersuchungen an Federgelenkführungen. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 141-158
Methodische Richtlinie zur Konstruktionskritik. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 107-121
Rationelle Berechnung ausgewählter Sonderfedern. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 97-105
Prinzipklassifikatoren als Hilfsmittel für eine rationelle Lösungsfindung im konstruktiven Entwicklungsprozeß. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 22 (1976), 4, S. 79-95
Die Anwendung der projektierenden Arbeitsweise zur Entwicklung technischer Gebilde im wissenschaftlichen Gerätebau auf der Grundlage des Baueinheitenprinzips. - Ilmenau, 1976. - 155 Blätter, 11 ungezählte Blätter
Technische Hochschule Ilmenau, Dissertation 1976
Leistungsgrenzen von Federantrieben in Mechanismen. - In: Proceedings, (1975), S. 383-386
Rationelles Berechnen von metallischen Federn. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 23 (1974), 11, S. 502-504
Feinmechanische Bauelemente. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 23 (1974), 10, S. 455-459
Toleranzuntersuchungen an Federgelenkgeradführungen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 19 (1974), 3, S. 119-124
Berechnung und Optimierung von Federn. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 19 (1974), 3, S. 109-112
Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Systemstruktur. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 19 (1974), 3, S. 93-98
Aufbau und Anwendung eines Funktions-Struktur-Speichers im konstruktiven Entwicklungsprozeß. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 19 (1974), 3, S. 73-78
Justieren von rotierenden Funktionselementen, 1973. - 129, A16 Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., 1973
The optimum design of elastic springs. - In: The mechanical aspects of electronic design, (1972), S. 61-70
Ein Beitrag zum konstruktiven Entwicklungsprozeß getrieblicher Strukturen, 1972. - IV, 167 Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., [1972]
Vereinfachte Berechnung der Kerbspannung bei Wellen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 16.1971, Teil 2, S. 305-306
Möglichkeiten optimaler Dimensionierung von Kontaktfederkombinationen. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 16.1971, Teil 2, S. 301-303
Berechnungsgrundlagen zur optimalen Dimensionierung von Kontaktfederkombinationen für die Schwachstromtechnik - gerade Blattfedern mit konstantem Rechteckquerschnitt : Teil I, Fortsetzung. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 17 (1971), 2, S. 131-149
Gegenüberstellung der Berücksichtigung des Kerbeinflusses bei der Berechnung der zulässigen Spannung und der Nennspannung. - In: Zerstörungsfreie Prüfungen, (1970), Seite 3-7, II/1 (2 Blätter)
Beitrag zur Berechnung einer allgemeinen Schraubenfeder, 1970. - IX, 126, [28] Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., 1970
Verfahren zur automatischen Messung der Positionen künstlicher Erdsatelliten. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0374-3365, Bd. 14 (1969), 7, S. 65-70
Berechnungsgrundlagen zur optimalen Dimensionierung von Kontaktfederkombinationen für die Schwachstromtechnik : gerade Blattfedern mit konstatem Querschnitt. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 15 (1969), 1, S. 111-120
[Rezension von: Bonsen, Karl, Tabellen für Druck - und Zugfedern. Teil 1, Federn aus patentiertgezogenem Federstahldraht von 0,1 bis 2,0 mm Drahtdurchmesser]. - In: Maschinenbau-Technik. - Berlin : Verl. Technik, 1952-1991 , ISSN: 0025-4495 , ZDB-ID: 240869-7Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 17 (1968), 10, S. 559
Beilage Schmierungstechnik: G79
Untersuchungen über den Einfluß des Wickelverhältnisses auf die Dauerfestigkeit kaltgeformter zylindrischer Schraubendruckfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 17 (1968), 5, S. 231-236
Einführung in die Netzwerkplanung und ihre Anwendung im Maschinenbau. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 17 (1968), 3, S. 114-120
Untersuchung bestimmter Einflüsse auf die Dauerfestigkeit kaltgeformter zylindrischer Schraubendruckfedern, 1968. - IV, 62, [23] Bl. : Ilmenau, Techn. Hochsch., Diss., 1968
Eigenschaften der Tellerfedern. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 3, S. 331-334
Entwicklungsstand und Berechnungsgrundlagen für Flüssigkeitsfedern. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 2, S. 197-201
Dauerfestigkeitsuntersuchungen an kaltgeformten zylindrischen Schraubendruckfedern. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 2, S. 191-196
Überblick über die Entwicklung des Gebietes der elastischen Federn. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 2, S. 189
Vergleichende Betrachtungen über die Berücksichtigung des Kerbeinflusses beim Berechnen der zulässigen Spannung oder der Nennspannung. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 2, S. 185-187
Einlaufuntersuchungen an Motoren-Zylindern. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift / Technische Hochschule Ilmenau, ISSN 0043-6917, Bd. 14 (1968), 2, S. 179-184
Berechnungsunterlagen für Kegelstumpf-, Tonnen- und Taillenfedern mit kreisförmigem Drahtquerschnitt. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 16 (1967), 8, S. 401-407
Einflüsse auf die Dauerfestigkeit zylindrischer Schraubendruckfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 16 (1967), 5, S. 233-236
Nach einem Vortrag auf der 1. Federntagung 1966 in Karl-Marx-Stadt
Eigenschaften und Berechnungsmöglichkeiten für Tellerfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 16 (1967), 4, S. 177-180
Einführung in das Konstruieren. - Ilmenau : Techn. Hochsch., 1967. - (Lehrbriefe für das Fernstudium)
. - Geräteelemente : Gestalten von Geräteelementen - Übungsaufgaben ; Lehrbrief 2. - Ilmenau : Techn. Hochsch., 1967. - 72 S.. - (Lehrbriefe für das Fernstudium)Literaturverz. S. 71 - 72
Auswahl von Rechenhilfen für zylindrische Schraubenfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 15 (1966), 10, S. 529-534
Stand der Festigkeitsberechnungen kaltgeformter zylindrischer Schraubendruckfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 15 (1966), 3, S. 127-132
Zur Berechnung und Prüfung von Flachfedern. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 14 (1965), 12, S. 629-632
Vergleichende Betrachtungen hinsichtlich des wirtschaftlichen Einsatzes von zylindrischen Schraubenfedern kreisförmigen und rechteckigen Querschnittes. - In: Maschinenbau-Technik, ISSN 0025-4495, Bd. 14 (1965), 9, S. 465-470
Untersuchungen an Zinkferriten in Curiepunktnähe. - In: Elektrie, ISSN 0013-5399, Bd. 19 (1965), 12, S. 495-498
. - Geräteelemente : Gestalten von Geräteelementen - Übungsaufgaben ; Lehrbrief 1
Ausg. 1965. - Ilmenau : Techn. Hochsch., 1965. - 64 S.. - (Lehrbriefe für das Fernstudium)Literaturverz. S. 64
Anwendung von Matrizen auf die Mischungsrechnung. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 5 (1959), 1, S. 9-13
Kinematik
2. Auflage. - Ilmenau : Hochschule für Elektrotechnik, Institut für Maschinenkunde, 1958. - 91 SeitenAls Manuskript gedruckt
Die w-Matrix des Gelenkvierecks. - In: Feingerätetechnik, ISSN 0014-9683, Bd. 7 (1958), 10, S. 474-479
Die Matrizenrechnung in der Massenfertigung (I). - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 4 (1958), 3, S. 249-254
Ein Vorläufer zu Reuleaux: theoretische Kinematik. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 3 (1957), 3/4, S. 201-202
Berechnung der Stabbiegung mit Matrizen : (Vektortransformation). - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 3 (1957), 1, S. 43-51
Berechnung der Stabbiegung mit Matrizen : (Vektortransformation). - In: Internationales Kolloquium an der Hochschule für Elektrotechnik Ilmenau, Bd. 1 (1956), S. 107-115
Ein rechnerisches Gegenstück zur zeichnerischen Methode von Mohr. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 2 (1956), 3, S. 175-184
Untersuchungen über eine Verbesserung der Berechnung von Maschinenteilen auf Dauerfestigkeit : (eine Auswertung der maßgeblichen Forschungsergebnisse). - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 2 (1956), 2, S. 135-144
Einspannmomente bei Wellen. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 2 (1956), 2, S. 117-133
Spitzenkreise : eine Studie im Beschleunigungsfeld einer bewegten Ebene. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 2 (1956), 1, S. 27-32
Analoge Rechenmethoden : (Festigkeitslehre - Elektrotechnik). - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 2 (1956), 1, S. 15-26
Einflußgrößen. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 1 (1954/55), 3, S. 207-229
Einflußmatrizen : Anwendung der Matrizenrechnung in der elementaren Festigkeitslehre. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 1 (1954/55), 2, S. 115-134
Erw. Inhalt der am 8. März 1955 unter dem Thema "Matrizen in der Hand des Konstrukteurs" gehaltenen Antrittsvorlesung
Konstruktionstafel zur Viergelenkkette. - In: Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik, Ilmenau, Bd. 1 (1954/55), 1, S. 39-49