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Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Weber

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INHALTE

Studienabschlussarbeiten

Anzahl der Treffer: 162
Erstellt: Fri, 24 Jan 2020 23:05:34 +0100 in 0.0460 sec


Apel, Marco;
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.



Krtschil, Lukas;
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.



Tranchant, Florentin;
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.



Prototypenentwicklung eines Entleerung-Systems für Staubsaugroboter. - Ilmenau. - 60 Seiten.
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.



Delgado Naranjo, Raúl Grigore;
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.



Räder, Christoph;
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.



Sindram, David;
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.



Müller, Fritz;
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.



Bortz, Stefan;
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.



Breitbach, Timo;
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.