Studienabschlussarbeiten

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Erstellt: Thu, 28 Mar 2024 23:04:22 +0100 in 0.0255 sec


Libbertz, Kevin John;
Konstruktion eines Transportrahmens. - 70 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Die vorliegende Arbeit stellt den Konstruktionsprozess eines Unterbaurahmens namens "Strongback" dar. Der Rahmen dient dazu, die Handhabung eines neuen Brennelementebehälter "Traveller" zu ermöglichen. Dabei sollen der Ablauf und die Ablaufhilfsmittel bei der Anlieferung von Brennelementen auf dem Kraftwerksgelände und im Kraftwerksgebäude beibehalten werden. Inhalt dieser Dokumentation sind die Grundlagen, Anforderungen, Bauraumeinschränkungen, die Lösungsfindung, Begründung der Umsetzung, die konstruktive Umsetzung selbst und die statische Berechnung als Basis für die gewerblichen Einsatzverifzierung.



Krause, Katrin;
Möglichkeiten und Grenzen der Anwendbarkeit der FKM-Richtlinie und entsprechender Software für die Lebensdauerabschätzung für Schraubendruckfedern. - 191 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die Lebensdauer von Schraubendruckfedern wird nicht nur durch deren Einsatzbedingungen sondern bereits im Konstruktions-, Halbzeug- und Federfertigungsprozess beeinflusst. Aufgrund der Kosten- und Zeitoptimierung soll das Lebensdauerverhalten von Schraubendruckfedern bereits im Konstruktionsprozess Berücksichtigung finden und durch Zeitraffung von Lebensdauerversuchen belegt werden. Eine Möglichkeit dieser Umsetzung stellt der "Rechnerische Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile" (FKM-Richtlinie) dar, welche ein allgemeiner Rechenansatz zur Abschätzung der Auslastung einer Konstruktion unter Berücksichtigung der vorgesehenen Betriebsbedingungen ist. Ziel der Arbeit ist es, Möglichkeiten und Grenzen der Anwendbarkeit der FKM-Richtlinie für die Lebensdauerabschätzung aufzuzeigen. Aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit berücksichtigt die FKM-Richtlinie bauteilspezifische Probleme nur grob und bedarf einer Anpassung auf Schraubendruckfedern. Dies beinhaltet sowohl berücksichtigte Faktoren neu zu bewerten als auch zusätzlich wirkende Einflussfaktoren gesamtheitlich zu erfassen und die Richtlinie damit zu ergänzen. Die Umsetzung der FKM-Richtlinie in der Software RifestPlus wurde analysiert und Hinweise zum korrekten Umgang mit der Software erarbeitet. Die Rechenergebnisse der FKM-Richtlinie wurden mit ersten Ergebnissen realer Lebensdauerversuche für verschiedene Schraubendruckfedern verglichen und bewertet. Die Anwendung von synthetisch erzeugten Wöhlerlinien fand Berücksichtigung. Es werden Möglichkeiten zur Zeitraffung von Lebensdauerversuchen beschrieben.



Eichhorn, Sebastian;
Entwicklung einer neuen Längsverstellgeneration für den Antrieb elektrischer Sitze. - 89 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Heutige Kraftfahrzeugsitze bieten dem Insassen vielfältige Einstellmöglichkeiten, um die Sitzposition individuell an die jeweiligen Bedürfnisse anzupassen. Zu einer der wichtigsten Einstellmöglichkeiten zählt die Sitzlängsverstellung. Gerade im Premiumsegment kommen hier häufig elektrisch angetriebene Systeme zum Einsatz. Die Diplomarbeit beinhaltet die Neuentwicklung der Getriebeeinheit eines solchen Längsverstellsystems. Ausgehend vom Stand der Technik wurden aktuelle Systeme untersucht und unter Berücksichtigung der steigenden Marktanforderungen die Ziele für eine Neuentwicklung definiert. Unter Anwendung der Konstruktionsmethodik wurden neue Konzepte entwickelt und bewertet. Die aus der Konzeptphase entstandenen Vorzugsvarianten wurden konstruktiv ausgelegt und anhand von Testmustern erprobt.



Sander, Martin;
Thermofluiddynamische Simulation des Vergüteprozesses von ölschlussvergüteten Federstahldrähten. - 120 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse des Vergüteprozesses von Federstahldraht. Die Parameter der Vergüteanlagen beeinflussen den Temperatur-Zeit-Verlauf im Draht und damit die stattfindenden Gefügeumwandlungsprozesse. Hier liegen Reserven zur Optimierung des Festigkeits- und Umformverhaltens ölschlussvergüteter Federstahldrähte. Um den empirischen Aufwand bei der Abstimmung der Vergüteanlagen zu verringern, ist es notwendig die stattfindenden Vorgänge bei der Wärmebehandlung im voraus zu simulieren. Dazu muss die Temperatur über den Drahtquerschnitt zu jedem Zeitpunkt verlässlich berechnet werden. Im Rahmen der Arbeit werden analytische Berechnungsmethoden für den Wärmeübergang auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht und in einem Berechnungsprogramm implementiert. Die Stoffwerte des Stahls und der umgebenden Medien werden ermittelt. Die Parameter der Vergüteanlagen können durch den Anwender im Berechnungsprogramm eingegeben und angepasst werden. Damit ist eine Simulation des Vergüteprozesses möglich. Durch Vergleichsmessungen mit Drahtproben in unterschiedlichen Medien konnten die Berechnungsmethoden und die ermittelten Stoffwerte verifiziert werden.



Sternkopf, Andreas;
Untersuchungen zur Kinematik schnell laufender Miniatur-Kugellager. - 100 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die klassischen Berechnungsverfahren und Richtwerte für Leistungsgrenzen von Kugellagern stützen sich vorwiegend auf empirische Untersuchungen aus der Mitte des letzten Jahrhunderts, welche mit vergleichsweise großen Lagertypen bei hohen Belastungen durchgeführt wurden. Durch den Einsatz neuer Materialien sowie höchster Fertigungsgüte und Sauberkeit erweisen sich diese Berechnungsmethoden vor allem im Bereich der Miniaturkugellager nur noch als bedingt gültig. Ziel der Arbeit war das Sammeln von theoretischen Berechnungsansätzen zur Beantwortung dieser Fragestellungen. Um die Berechnungsergebnisse zu untermauern, sowie für spezielle Fragen, bei denen die Theorie keine zufriedenstellenden Lösungen bietet, wurden zudem experimentelle Prüfmethoden für Hochgeschwindigkeitslager erarbeitet. Dies beinhaltete die Definition möglicher Versuchsabläufe sowie die Konzeption eines entsprechenden Prüfstands.



Voigt, Martin;
Modifikation der Leitschaufellager an den Speicherpumpen des Pumpspeicherwerkes Bleiloch zur Reduzierung von Leitschaufelschwingungen und Verschleiß. - 79 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Vorliegende Arbeit hat zum Ziel, für die beiden Speicherpumpen des Pumpspeicher-Kraftwerkes Bleiloch eine optimierte Konstruktion der dynamisch hochbelasteten Leitschaufellager vorzulegen. Nach einer grundlegenden Analyse von Lagerbelas-tung und Betriebs- und Umgebungsbedingungen erfolgt die Synthese einer radial vorgespannten Versuchslagerung als Prototyp. - Parallel dazu werden insgesamt neun Varianten der Lagerung hinsichtlich ihrer Funk-tion bei dynamischer Belastung untersucht. Dazu dient ein Finite-Elemente-Modell der Leitschaufel und der Lagerbaugruppe. Damit wird zunächst die auf die Lager einwirkende dynamische Belastung quantifiziert und anschließend ein Variantenver-gleich durchgeführt. - Schließlich kann ein optimaler Konstruktionsvorschlag zur Modifikation der Lager formuliert werden.



Knöppel, Andreas;
Betriebsfestigkeitsuntersuchungen für ein 3-Rad-Fahrzeug. - 118 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Zur Durchführung von Betriebsfestigkeitsuntersuchungen an Fahrzeugteilen sind derzeit aufwendige Verfahren nötig. Diese sind kostenintensiv und daher für Kunden mit Kleinst- und Kleinserienproduktionen nicht rentabel. Die DEKRA Automobil GmbH möchte in Zukunft auch diesen Kunden eine Möglichkeit bieten, Betriebsfestigkeitsgutachten erstellen zu lassen. - In der vorliegenden Diplomarbeit werden Grundlagenuntersuchungen vorgestellt, um Betriebsfestigkeitsuntersuchungen für Kunden durchzuführen, die zerstörungsfrei und daher kostengünstiger sind. Zur Verifizierung der Ergebnisse wurde eine derartige Untersuchung an einem 3-Rad-Fahrzeug durchgeführt. - Zunächst werden die gesetzlichen Grundlagen und der aktuelle Stand der Forschungen auf dem Gebiet der Betriebsfestigkeitsuntersuchungen für Kraftfahrzeuge vorgestellt. Nach dem Festlegen der Vorgehensweise werden Spannungsanalysen mit zwei verschiedenen FEM-Programmen durchgeführt, um die kritischen Stellen zu lokalisieren. Die Ergebnisse werden verglichen und manuell nachgerechnet. - Für den Fahrzeugrahmen werden spezifische Verformungsgrenzwerte festgelegt. An den ermittelten kritischen Stellen werden Messstellen eingerichtet und Dehnmessstreifen angebracht. Die durchgeführten Überprüfungsfahrten zeigen, dass während des normalen Fahrbetriebs und auch im fahrdynamischen Grenzbereich die Verformungsgrenzwerte nicht erreicht werden. Lediglich beim Auftreten von Sonderereignissen liegen die Verformungen im festgelegten Grenzbereich. - Das Ergebnis der Diplomarbeit ist die Möglichkeit Betriebsfestigkeitsgutachten einerseits zerstörungsfrei und andererseits dezentral an den Niederlassungen der DEKRA Automobil GmbH durchführen zu können.



Martin, Hagen;
Konstruktion einer Montagestation zum automatischen Fügen von Dichtringen. - 141 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Damit O-Dichtringe ihre Dichtfunktion sicher erfüllen können, muss bereits bei deren Verarbeitung auf eine schonende Behandlung geachtet werden. Zur Verarbeitung zählen das Vereinzeln, das Zuführen und das Fügen der O-Dichtringe. Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Konstruktion einer Montagestation zum automatischen Fügen von O-Dichtringen in Fittings mit Innenkontur und Betrachtungen zur Zuführproblematik auf Prinzipebene. Die Vereinzelung wurde als gegeben betrachtet. - Beim Fügen in eine Innenkontur muss der O-Dichtring im Außendurchmesser verkleinert werden. Die bisher angewendeten Verkleinerungsprinzipien erfolgen unter erhöhtem Kraftaufwand oder strapazieren den O-Dichtring bis hin zur Zerstörung. Das räumliche Verbiegen als neuartiges Verkleinerungsprinzip gewährleistet eine sichere Montage der O-Dichtringe bei gleichzeitiger Schonung beider Fügepartner. - Beim räumlichen Verbiegen wird der O-Dichtring in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen verbogen und so im Durchmesser verkleinert. Untersuchungen am O-Dichtring der Nennweite 32 ergaben, dass zum Verbiegen eine Kraft von ca. 6 N nötig ist. Die auftretende Kraft kann direkt zur Verformung genutzt werden. Sie bewirkt ein selbsttätiges Schwenkbewegung der zum räumlichen Verbiegen nötigen Verformungselemente, sodass die Anzahl der Antriebselemente minimiert werden konnte. - Qualitative Untersuchungen von O-Dichtringen anderer Nennweite lassen die Vermutung zu, dass ein Zusammenhang zwischen dem Verhältnis aus Innendurchmesser zur Schnurdicke und der Verformungscharakteristik des O-Dichtringes bestehen muss. - Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Zuführung der O-Dichtringe, begin-nend bei der Verteilung, über die Zuführstrecke bis hin zur Bereitstellung. Dabei liegt das Augenmerk der Betrachtungen auf den Schnittstellen dieser Funktionsgruppen. Zur Bestimmung der maximalen Länge der Zuführstrecke wurde eine weitere Versuchsreihe durchgeführt. Diese bestätigt nochmals den Einfluss des Verhältnisses aus Innendurchmesser zur Schnurdicke auf die Verformungscharakteristik des O-Dichtringes. Die Betrachtungen zur O-Ring-Zuführung enden nach der Konzeptphase. Somit entstand neben der Konstruktion der Montagestation ein technisches Prinzip für die O-Ring-Zuführung.



Rathmann, Andreas;
Entwicklung einer Warmsetzanlage für Schraubendruckfedern. - 120 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Federn sind in der Technik aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten unverzichtbare Maschinenelemente. Für die Anwendung im Automobilbereich sind dabei hohe Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Als Torsionsdämpfer eingesetzte Federn, dürfen im Betriebsfall nur eine sehr geringe Relaxation erfahren. Diese Verkürzung der unbelasteten Federlänge L0 nach vielen Lastwechseln kann bereits bei der Federherstellung durch das Setzen vorweg genommen werden. Durch Verformung der Feder in Belastungsrichtung kann eine entsprechende Verkürzung erreicht werden, wenn die Spannung dabei oberhalb der Schubfließgrenze des Federdrahtes liegt. Das Setzen der Federn bei erhöhter Temperatur vergrößert das Setzmaß und verringert die Relaxation im Vergleich zu kaltgesetzten Federn. - Jeder Prozessparameter bei der Fertigung einer Feder kann sich auf die Eigenspannungen und damit auch auf die Relaxation und die Lebensdauer auswirken. Im Rahmen dieser Arbeit wurden weiterführende Untersuchungen über die Ursachen der Längenstreuung L0 nach dem Warmsetzen durchgeführt. Dabei wird vor allem der Einfluss des Abschreckens, die Setzzeit und die Temperatur der Feder beim Setzen betrachtet. - Weiterhin wurde ein Konzept für eine neue Warmsetzanlage entwickelt. Damit können reproduzierbare Setzbedingungen eingehalten und eine höhere Setzleistung erreicht werden. Das System ist zudem sehr flexibel und verspricht geringe Umrüstzeiten.



Steinke, Stephan;
Entwicklung einer regelbaren Wasserpumpe mit Spaltringschieber. - 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die klassische, riemengetriebene Kühlmittelpumpe erlebt zur Zeit einen technologischen Wandel. Die Forderung nach CO2-Minderung beschleunigt die Einführung von Thermomanagementsystemen in Kraftfahrzeugen zur weiteren Optimierung des Energieumsatzes. Thermomanagementsysteme benötigen Freiheitsgrade bezüglich des Volumenstromdurchsatzes im Kühlkreislauf. Die Firma GPM hat hierzu einige grundlegende Innovationen in Form der regelbaren Kreiselpumpe mit Spaltringschieber geschaffen. Auf Basis dieser digitalen on/off-Pumpe wurden in dieser Diplomarbeit Untersuchungen zur Aktuatorik des Spaltringschiebers und zur Realisierung einer stufenlosen Volumenstromregelbarkeit vorgenommen. Vorrangiges Ziel war es, mit einer neu zu entwickelnden, regelbaren Kühlmittelpumpe auf Basis einer bestehenden Konstantpumpe einen Beitrag zur Kraftstoffverbrauchs- bzw. CO2-Minderung zu leisten. Zunächst wurde der aktuelle Stand der Technik in dem Segment der regelbare Kühlmittelpumpen aufgezeigt. Nach umfassender Recherche wurden mögliche Konzepte für die Aktuatorik des Spaltringschiebers vorgestellt und nach verschiedenen Kriterien mehrwertig bewertet. Die ausgewählte Vorzugslösung wurde bis ins Detail auskonstruiert und in einen technischen Entwurf überführt. Die erforderlichen Untersuchungen sowohl zur Funktionsfähigkeit als auch zur Festigkeit wurden durchgeführt, sodass erste Muster aufgebaut werden können. Das entwickelte System arbeitet mit einem Unterdruckaktuator, der den in jedem Fahrzeug vorhandenen Unterdruck für die Positionierung des Spaltringschiebers nutzt. Aufgrund dieser kostenlosen Hilfsenergie kann der Spaltringschieber nahezu ohne zusätzlichen Energieeintrag den Volumenstrom der Kühlmittelpumpe beeinflussen. Aufgrund der speziellen Kraftübertragung kann der Unterdruckaktuator an beliebiger Stelle des Pumpengehäuses positioniert werden. Es bietet sich dadurch die Möglichkeit einer Applizierung diesen Systems in eine Vielzahl anderer Kühlmittelpumpen. Untersuchungen mit Prototypen haben ein deutliches Einsparpotential der Antriebsleistung bei Abschaltung der Kühlmittelpumpe von bis zu 70% gezeigt. Bei abgestimmten Thermomanagementsystemen kann eine Kraftstoffverbrauchsersparnis bis zu 3% erzielt werden.