Untersuchung des mechanischen Verhaltens von Bauteilen der Nanomessmaschine unter statischer Belastung. - 69 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Inhalt dieser Arbeit ist die Konstruktion eines Versuchsaufbaus, mit welchem Langzeitmessungen an Materialien, die in der Präzisionsmesstechnik eingesetzt werden, vorgenommen werden können. Damit sollen das Verformungsverhalten sowie das Auftreten von elastomechanischen Nachwirkungen untersucht werden. Die Proben sollen unter unterschiedlichen Umweltbedingungen, wie veränderte Luftfeuchte oder verschiedenen Temperaturen, gelagert werden können. Es werden die Materialien beschrieben, welche zur Messung genutzt werden sollen. Des Weiteren wird aufgezeigt, weshalb die interferometrische 3D-Oberflächenmessung die beste Lösung ist, um die Messung durchzuführen. Das Messmittel wurde im Verlauf dieser Arbeit auf die Möglichkeit der Vermessung von konvexen Oberflächen hin überprüft. Die Ergebnisse aus diesem Test wurden in der Konstruktion des Messaufbaus umgesetzt. Der Messaufbau entspricht im Wesentlichen einem 3-Punkt-Biegeversuch. Bei der Konstruktion sind Probleme wie Stoßminderung, Aufrechterhaltung der Kraft bei Verschiebung im nm-Bereich, Einhalten des Bauraumes oder das Halten der Probekörper bei geringen Kräften und deren Lösungen beschrieben.
Entwicklung eines Messaufbaus zur Untersuchung der Wälzreibung in einer planaren Wälzführung. - 154 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Der Schwerpunkt dieser Diplomarbeit liegt auf der Entwicklung eines Messaufbaus zur Untersuchung des Wälzwiderstands weniger Kugel-Ebene Paarungen. Dabei sollte die Kraft-Weg-Kennlinie von drei Kugeln zwischen zwei Ebenen vom Haft- bis zum Wälzzustand aufgenommen werden. Im Rahmen der Grundlagen werden verschiedene Kontaktmodelle für den statischen Normalkontakt vorgestellt, um die reale entstehende Kontaktfläche eines Kugel-Ebene Kontakts sowie die dabei entstehenden Spannungen im Werkstoff zu ermitteln. Im Rahmen der Analyse des Stands der Technik werden bereits existente Messaufbauten auf Eignung bezüglich der vorliegenden Messaufgabe untersucht. In Form einer Konzeptionsphase wird systematisch ein eigenes konkretisiertes technisches Prinzip erarbeitet, welches die Forderungen an die Messaufgabe vollständig erfüllt. Kernbestandteile des Aufbaus sind hierbei ein Piezoaktor als weggesteuerter Antrieb, ein Kraftsensor, welcher auf Basis von Dehnungsmessstreifen arbeitet sowie ein Interferometer, mit welchem der Weg am Läufer, d.h. direkt am Abtrieb gemessen wird. Der Aufbau wird vollständig in einem CAD-Modell umgesetzt. In der Arbeit werden sowohl die Inbetriebnahme als die Montage und elektronische Ansteuerung des Messaufbaus vorgestellt.
Entwicklung eines Messaufbaus zur Untersuchung des Traganteils für planare Wälzführungen . - 132 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die fortschreitende Entwicklung der Präzisionsbearbeitung und Präzisionsmesstechnik benötigt im zunehmenden Maße vakuumtaugliche Führungen für planare Positioniersysteme. Aktuell werden vorwiegend aerostatische Führungen in planaren Positioniersystemen verwendet. Als Alternative für den Einsatz im Vakuum eignen sich planare Wälzführungen. Momentan liegen keine Erfahrungswerte für planare Wälzführungen vor. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Verhältnis aus Anzahl tragender Kugeln zur Gesamtanzahl der Kugeln (Traganteil) in der planaren Wälzführung. Es werden Möglichkeiten zur Verbesserung des Traganteils durch eine Sortierung der Kugeln untersucht. Für eine experimentelle Untersuchung des Traganteils werden systematisch die wesentlichen Punkte des Versuchsaufbaus spezifiziert, wie z. B. Messsysteme, Abstufung der Zusatzmassen. Abschätzungen zu Messabweichungen auf das Messergebnis werden aufgezeigt. Eine Messabweichung stellt die Durchbiegung des Läufers unter der Änderung der Normalbelastung dar. Abschließend wird eine Versuchsstrategie zur experimentellen Untersuchung, hinsichtlich der Anzahl und der Anordnung der Kugeln im Messaufbau, für die ersten Vorversuche vorgestellt.
Konzipierung eines Werkzeugmagazinkonzeptes für eine Produktionsmaschine. - 215 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Konzeption eines Werkzeugmagazin-/Werkzeugwechsler-Konzepts für eine Fräsmaschine mit dem Ziel, die Nebenzeiten der Maschine gering zu halten und eine Span-zu-Span-Zeit von maximal drei Sekunden (Wunsch: zwei Sekunden) zu erreichen. Für ein breites Bearbeitungsspektrum beinhaltet die Maschine ein Werkzeugmagazin mit mindestens 30 Werkzeugen mit einem Werkzeughalter vom Typ HSK-A63. - Durch Variation von Werkzeugmagazin und Werkzeugwechsler und die Festlegung wesentlicher Randwerte erwies sich das Konzept eines Doppelgreifer-Werkzeugwechslers, der mit dem Werkzeugmagazin am Y-Schlitten der Fräsmaschine angebracht ist, als optimal und wurde weiter konkretisiert. Der Doppelgreifer wird mit einem zusätzlichen Motor über eine Kurventrommel und weitere Kurvengetriebe angetrieben. Eine unabhängige Montage des Werkzeugwechslers/Werkzeugmagazins bezüglich der Fräsmaschine ist möglich. - Die Berechnung der benötigten Momente und Leistungen, sowie der bei der Wechsel-Bewegung vorhandenen Belastungen der Koppelstellen bilden, in einem Gestaltforderungsplan zusammengefasst, die Grundlage für eine vollständige Konstruktion und Simulation des Werkzeugmagazins/Werkzeugwechslers. - Die Arbeit beinhaltet die konstruktiven Entwicklungsschritte des Werkzeugmagazins/-wechslers von der Aufgabenpräzisierung über die Werkzeugmagazin-/Werkzeugwechslervariation und das Aufstellen, Bewerten, sowie die Auswahl des optimalen Prinzips bis zum Gestaltforderungsplan mit Dimensionierungsrechnungen zu Leistungen und Belastungen.
Entwicklung eines Modulkonzeptes für Abformlehren und Formteile für Betongestelle der Präzisionstechnik. - 101 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Die in diesem Bericht aufgeführten Arbeiten beziehen sich auf Gestellsysteme für Testgeräte der Firma Tetra GmbH. Zunächst erfolgt eine Einführung in Gestellsysteme, verwendete Werkstoffe, Bauformen und die Technik des Gießens von Betongestellen. Daraufhin wird die Abformmasse charakterisiert und die Eigenschaften von selbstverdichtendem Beton werden aufgeführt. Es werden Oberflächenschutzsysteme für Beton systematisiert, erprobt und nach verschiedenen Kriterien bewertet. Die bei der Tetra GmbH bestehenden Gestellsysteme werden hinsichtlich verschiedener Gesichtspunkte analysiert. Darauf folgt eine Neukonstruktion eines Untergestells für Testgeräte der Tetra GmbH aus selbstverdichtendem Beton sowie die zugehörige Schalung in Modulbauweise. Die Schalung wird erprobt und die Konstruktion des Untergestells überarbeitet.
Analyse und Optimierung der Kontur von Festkörpergelenken im Hinblick auf das Spannungs-/Verformungsverhaltenund die Drehachsenverlagerung. - 87 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Gegenstand dieser Arbeit ist die Aussparungskontur eines Festkörpergelenkes und deren Einfluss auf das Spannungs-Auslenkungsverhältnis sowie die Verschiebung der Drehachse bei Auslenkung. Hierfür werden zunächst die wesentlichen Begriffe und Randbedingungen definiert und anschließend analytische und numerische Ansätze zur Optimierung der Kontur untersucht sowie umgesetzt. Ausgangspunkt hierfür bildet die Beschreibung der Kurvenkontur mit einer Polynomfunktion. - Im Rahmen der Arbeit werden die Koeffizienten der Polynomfunktion variiert und unter Zugrundelegung verschiedener Kriterien optimale Konturkurven mithilfe mathematischer Optimierungsstrategien bestimmt. Hierbei wurde auch der Einfluss der programmseitigen Parameter des Optimierungsverfahrens untersucht. Zur Reduzierung der Lösungsmenge der erhaltenen Kurven werden anwendungsbezogene Kriterien genutzt. Die Ergebnisse werden anschließend mit einem FEM-Modell abgeglichen. Der Einfluss der Konturgeometrie und die Möglichkeit, das Spannungs-Auslenkungsverhältnis sowie die Verschiebung der Drehachse bei Auslenkung beeinflussen zu können, werden aufgezeigt.
Konstruktion und Aufbau von Funktionsgruppen eines Tribotesters zur Simulation der Verhältnisse in Kolbenmaschinen . - 104 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
In dieser Arbeit steht ein Testsystem zur Simulation von Kolbenreibung im Mittelpunkt. Dies soll das bestehende Produktspektrum für Tribologisches Testequipment der Firma Tetra GmbH erweitern. Der Ansatz ist dabei, anstatt an einer geschlossenen Zylinderlaufbuchse, den Reibkontakt an mehreren Laufbuchsenausschnitten herzustellen. Dies erlaubt die Veränderung der wirkenden Normalkraft. Die wichtigsten Anforderungen an das Gerät werden abgeleitet und in Form einer Anforderungsliste zusammengefasst. Darauf aufbauend werden systematisch Lösungsansätze erarbeitet aus denen, durch Vergleich und Bewertung, ein optimales Gerätekonzept festgelegt wird. Dabei stehen die Baugruppen zur Normalkrafteinprägung, zur Kraftmessung sowie zur Einleitung der Relativbewegung im Fokus. Anschließend werden diese Baugruppen konstruktiv neugestaltet und fertigungsgerecht dokumentiert.
Untersuchung zur Realisierung von Führungsflächen auf hydraulisch gebundenem Beton durch Abformen und Eingießen. - 117 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Nach aktuellem Stand der Technik wird für hoch ebene Führungsbahnen und Funktionsflächen für Luftlagerapplikationen vorwiegend Naturhartgestein (Granit) eingesetzt. Bauteile aus Granit weisen eine hohe Langzeitgeometriekonstanz sowie für die Präzisionstechnik günstige thermische und mechanische Eigenschaften auf. Nachteilig sind die hohen Material- und Bearbeitungskosten, verursacht durch teilweise schlechte Verfügbarkeit und Härte des Materials. - Durch die stetige Weiterentwicklung von hydraulisch gebundenem Beton kann dieser heutzutage mit vergleichbaren Materialeigenschaften wie Granit hergestellt werden. Bei deutlich geringeren Material- und Herstellungskosten ergibt sich mit diesem Werkstoff darüber hinaus die Möglichkeit komplexe, funktionsintegrierte Bauteile mit nahezu beliebiger Geometrie herzustellen. Dennoch findet Beton im Präzisionsmaschinenbau aktuell lediglich für Maschinenbetten und -fundamente Verwendung. - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Grundlagenuntersuchungen zur Realisierung von hoch ebenen Führungsflächen auf einem Betongrundkörper. Es wurden Verfahrensvarianten systematisiert um genannte Flächen ohne nachträgliche Bearbeitung, durch die Verwendung spezieller Abformlehren direkt in der Betonoberfläche zu schaffen. Weitere Untersuchungen befassen sich mit Möglichkeiten hoch ebene Einlegeteile in einem Betongrundkörper zu integrieren. Hierzu wurden zahlreiche Haftverbunduntersuchungen durchgeführt. - Unter Verwendung von Präzisionsabformlehren wurden Betonoberflächen abgeformt deren Rauheitswerte den Betrieb von aerostatischen Führungselementen erlauben. An 1.5 Meter langen Führungsbahnen wurden die Auswirkungen des Schwindens von Betons sowie der Einfluss eingebetteter Elemente auf die Geradheit der Führungsbahn untersucht.
Grundgestell aus hydraulisch gebundenem Beton mit abgeformten Führungsflächen für aerostatische Führungen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 134 S., 16,28 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Bachelorarbeit, 2010
Naturhartgestein (Granit) wird vorwiegend für hochpräzise Führungsbahnen und Funktionsflächen für Luftlager Applikationen eingesetzt. Diese Oberflächen werden häufig für hochpräzise Positioniersysteme, wie Koordinatenmessmaschinen, verwendet. Die Materialeigenschaften von Naturhartgestein sind besser als die von Stahlguss oder Gusseisen, aufgrund der guten thermischen und mechanischen Langzeitstabilität. Der größte Nachteil von Naturhartgestein ist dessen schlechte Bearbeitbarkeit sowie die hohen Material- und Maschinenkosten, verursacht durch die Verfügbarkeit und Härte des Materials. Heutzutage kann Beton als eine Alternative zu Naturhartgestein gesehen werden, da dieser mit vergleichbaren Materialkennwerten durch Urformen geschaffen werden kann. Neben verschiedenen Vorzügen ist der ausschlaggebende Vorteil gegenüber Naturhartgestein dessen geringen Kosten. In der Feinmechanik wird Beton allerdings nur als Maschinenfundament und Supportvolumen für Naturhartgesteinplatten mit Führungsbahnen eingesetzt. - Die Ursache hierfür ist die Schwierigkeit zur Schaffung von glatten und eben Flächen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Technologie zum Urformen von glatten und für Luftlagerelemente annehmbare Führungsbahnen entwickelt. Die Untersuchungen zeigten, dass durch den Einsatz eines speziellen Betons (SVB) das Präzisionsabformen von Beton außergewöhnlich gut ist. Ohne Nachbearbeitung (wie Schleifen) konnten Funktionsflächen mit einer Rauheit (Ra) unter 0,2 [my]m geschaffen werden, was bedeutsam besser als die Anforderungen der Hersteller von Luftlagerelementen ist (Ra=0,4 [my]m).
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15395
Entwicklung einer motorischen Hilfsfassung zur Ionenstrahlbearbeitung kleiner Linsen. - 82 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
Das vorliegende Dokument enthält Informationen zum Aufbau und der Funktionsweise einer motorischen Hilfsfassung für die Carl Zeiss AG und zur Ionenstrahlbearbeitung kleiner Linsen. Des Weiteren sind die Aufgabenpräzisierung, die Konstruktion und die Funktionsnachweise erarbeitet und in dieser wissenschaftlichen Arbeit dokumentiert. Mit der motorischen Hilfsfassung ist es möglich, Linsen kleinen Durchmessers zu fassen und mittels Ionenstrahl zu bearbeiten.