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.