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

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Veröffentlichungen

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Erstellt: Mon, 23 Nov 2020 23:11:18 +0100 in 0.0504 sec


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.



Artelt, Benedikt; Brix, Torsten; Döring, Ulf;
THEDI - the first online editor for the IFToMM dictionary. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 3511-3519

Döring, Ulf; Brix, Torsten; Artelt, Benedikt; Brandt-Salloum, Christiane;
Patents from the age of Prussian industrialization revived. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1223-1232

Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Henning, Stefan; Harfensteller, Felix; Theska, René; Zentner, Lena;
Synthesis method for compliant mechanisms of high-precision and large-stroke by use of individually shaped power function flexure hinges. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1569-1578

Harfensteller, Felix; Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Weber, Christian; Zentner, Lena; Theska, René;
Optimization-based approach to the embodiment design of compliant mechanisms with different flexure hinges. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1579-1588

Theska, René; Zentner, Lena; Fröhlich, Thomas; Weber, Christian; Manske, Eberhard; Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Harfensteller, Felix; Darnieder, Maximilian; Kühnel, Michael;
Compliant mechanisms for ultra-precise applications. - In: Interdisciplinary applications of kinematics. - Cham : Springer, (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.



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.



Mahboob, Atif; Husung, Stephan; Weber, Christian; Liebal, Andreas; Krömker, Heidi;
An approach for building product use-case scenarios in different virtual reality systems. - In: ASME digital collection. - New York, NY : ASME, (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
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.