Studienabschlussarbeiten

Die vorliegende Arbeit behandelt die systematische Lösungsfindung einer Anlagenerweiterung für eine Fertigungseinrichtung mit einer Inline- Plasmaaktivierung. Die Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH fertigt Niederdrucksensoren für Automobilanwendungen und stattet diese mit NTC-Elementen aus. Zur Oberflächenmodifizierung und Verbesserung der Haftungseigenschaften wird die Isolierung dieser Bauelemente mit einer Plasmaanlage aktiviert. Dieser Prozess findet außerhalb der Fertigungslinie statt und im Rahmen dieser Arbeit wird ein Konzept für eine Realisierung innerhalb der Linie ausgearbeitet. Die Grundlage für die Ausarbeitung ist eine detaillierte Aufnahme der Ist-Situation und daraus abgeleitete eine Sammlung von Anforderungen an eine Inlinevariante. Mit verschiedenen Anlagenherstellern für Plasmatechnik werden mögliche Realisierungsmöglichkeiten erarbeitet und bewertet. Für die Vorzugslösung wird ein Plan zur Integration in die Fertigung erarbeitet. Unterstützt wird das Konzept mit dem Nachweis der Funktionsfähigkeit der gewählten Anlage, einem Sicherheitskonzept für den speziellen Anwendungsfall und einer umfangreichen Abschätzung von benötigten Freigaben nach Maschinenrichtlinie und internen Abläufen. Die Bachelorarbeit kann als Leitfaden mit allen nötigen Entscheidungsschritte für eine Anlagenerweiterung angesehen werden und somit auch in einem anderen Anwendungsfall im Eisenacher Werk als Vorlage dienen.-

In der Industrie 4.0 wird die Technologie des digitalen Zwillings als eine Möglichkeit gefördert, ein Objekt in der virtuellen Welt zu replizieren und in einer Vielzahl von Bereichen zu nutzen. Bei der Implementierung von digitalen Zwillingen werden genaue-re und detailliertere Daten benötigt. Wärme und Vibrationen, die während des Betriebs des Demonstrators des digitalen Zwillings entstehen, beeinflussen die Fehler in den geometrischen Messungen. Daher wurde in dieser Bachelorarbeit der Demonstrator erweitert, um Informationen über die durch den Betrieb der Maschine erzeugte Wärme und Vibration durch Sensoren für genauere Messungen und zusätzliche Informationen zu liefern. Zunächst wurde die während des Maschinenbetriebs erzeugte Wärme mit einer Wärmebildkamera gemessen und festgestellt, dass der Drehtischmotor die Hauptwärmequelle ist. Basierend auf diesem Ergebnis wurden ein Vibrationssensor, ein IR-Sensor zur Messung der Temperatur des Drehtischmotors, eine LED-Anzeige und ein Raumtemperaturfühler als Temperatursensoren am Demonstrator installiert und über einen Arduino mit einem PC verbunden, um den Demonstrator zu erweitern. Schließlich wurde eine Methode zur Lösung von Sicherheitsproblemen, die während des Betriebs der Maschine auftreten können, mit Hilfe eines Sicherheitslichtvorhangs und der Installation eines Drucksensors an der Halterung vorgestellt.

In dieser Bachelorarbeit wird ein Ausgabespeicher zur Aufnahme von Kunststoff-Kleinteilen verschiedener Größen aus Spritzgussmaschinen entwickelt, um das manuelle Bereitstellen von Kisten zu automatisieren sowie den Personalaufwand und ungeplante Störungen des Betriebsprozesses zu reduzieren. Die Arbeit beginnt mit der Abstimmung der Anforderungen mit dem Kunden und berücksichtigt dabei den begrenzten Bauraum in dessen Produktionshallen sowie die Einhaltung sicherheitsrelevanter Richtlinien beim Betrieb der Anlage. Die vorliegende Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in den Entwicklungsprozess und die technischen Herausforderungen bei der Konstruktion eines solchen Ausgabespeichers. Es werden zwei verschiedene Lösungskonzepte mit vertikaler Bauweise erarbeitet, die sich in ihrer technischen Umsetzungsmöglichkeit unterscheiden. Der wesentliche konstruktive Unterschied besteht darin, dass die Kisten selbst transportiert werden oder fest an einer Stelle verbleiben. Beide Konzepte werden durch das Erstellen Technischer Prinzipe weiter untersetzt. Anhand unterschiedlich gewichteter Bewertungskriterien (technisch und ökonomisch) wird eine Vorzugsvariante mit feststehenden Kisten herausgearbeitet, welche mittels einer verfahrbaren Transporteinheit mit Kippmechanismus befüllt werden. Das Konkretisierte Technische Prinzip bildet die Basis für die Konstruktion und die Dimensionierung der benötigten Aktoren der Anlage, unter Berücksichtigung der Zykluszeit der Spritzgussmaschine. Das Ergebnis ist ein rein elektrisch betriebener Ausgabespeicher, der durch nur zwei Aktoren angetrieben wird. Dieser ist so konzipiert, dass er flexibel, ohne das Umrüsten von Baugruppen an verschiedene Spritzgussmaschinen-Typen anpassbar ist und unterschiedliche Kistengrößen aufnehmen kann. Der entwickelte Ausgabespeicher erfüllt alle Kundenanforderungen und aufgrund seiner Flexibilität kann er auch für den breiten Markt von Interesse sein.

Wir befinden uns in einer Zeit sich rasant entwickelnder Technologien. Auch die unaufhaltsam wachsende Robotik-Branche ist hiervon betroffen. In dieser Ära der Technik werden robotische Systeme stetig mehr in den menschlichen Alltag integriert, was eine immer stärker werdende Mensch-Roboter-Kollaboration mit sich bringt. Auch in der Industrie 4.0 ist eine kontinuierlich weiter reichende Integration robotischer Systeme, beispielsweise durch intelligente Serviceleistungen, zu beobachten. Die vielfältigen Einsatzgebiete und Aufgabenfelder für Robotersysteme bringen ein breites Spektrum an Anforderungen mit sich. Es ergibt sich die Notwendigkeit unterschiedlichster Varianten robotischer Systeme, welche insbesondere von Unternehmen wie MetraLabs entwickelt werden. Sie bieten unzählige Möglichkeiten, den Horizont sowohl von Einzelpersonen als auch von Unternehmen zu erweitern. Angesichts dieser Entwicklungen steht die Industrie vor dem dringenden Bedarf, die Struktur und Architektur solcher Syste me zu optimieren und zu harmonisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine universelle Robotersystem-Architektur zu schaffen, die sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen berücksichtigt. Im Mittelpunkt dieser Masterarbeit steht die Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für die Robotersysteme von MetraLabs, einschließlich der Modelle „TORY RFID“, „TORY SHELF“ und „STERYBOT“ auf Grundlage der Code-Basis jener Roboter. Mit dem methodischen Ansatz des Model-Based Systems Engineering (MBSE) werden SysML-Modelle dieser Roboter entwickelt. Das SysML-Modellierungswerkzeug Papyrus wurde aufgrund seiner Eclipse Public License ausgewählt, um Zustandsautomaten und Aktivitätsdiagramme zur Darstellung der entwickelten Architektur zu nutzen. Basierend auf einer eingehenden Analyse bestehender Robotersysteme wurde ein Top-Down-Ansatz angewendet, um eine zukunftssichere und harmonisierte Architektur zu schaffen. Kernpunkte dieser Arbeit umfassen die Identifizierung von Optimierungspotentialen, die Vereinheitlichung von Prozessen, und die Einführung neuer Zustände für eine verbesserte Zustandsmaschine. Das Ergebnis ist eine optimierte, kundenzentrierte Architektur, die den Entwicklungsprozess verbessert und die Heterogenität und Komplexität der Robotersysteme von MetraLabs harmonisiert.

Um die Forderungen von Kunden und den Druck der Konkurrenz zu erfüllen, müssen Modellbahnen stetig weiterentwickelt werden. Dies ist oft mit steigenden Anforderungen an Funktion und Optik verbunden. Immer öfter werden daher digital steuerbare Sonderfunktionen in Wagen verbaut, um diese interessanter zu gestalten. Die Sonderfunktionen sind aufgrund der geringen Größe der Modelle und den hohen Ansprüchen an Vorbildgetreue oft anspruchsvoll zu entwickeln. Eine solche Sonderfunktion stellt auch das Be- und Entladen von Modellzügen dar. Dieses kann für mehrere Anwendungszwecke, wie Beladung von Gepäck, Tieren und Transportgut verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Be- und Entladen eines Themenwagens zur „schwäb’schen Eisenbahn“ konzipiert und ausgestaltet, wobei eine Ziege auf einen Plattformwagen der Nenngröße H0 (1:87) geladen und abgesetzt wird. Um das Modell zu entwickeln, werden die Anforderungen an das fertige Produkt analysiert. Anschließend werden verschiedene Konzepte für die Bewegungsmechanik und den Antrieb erarbeitet, verglichen und bewertet, um die Beste Umsetzungsart zu finden. Die benötigten Bauteile werden konstruiert, gefertigt und zum Abschluss der Arbeit, zu einem funktionsfähigen Prototypen montiert.

Aufgrund des großen Bedarfs von Digitalen Zwillingen in Verbindung mit physischer Infrastruktur wurde eine Systematik entwickelt, welche die Konzeption und Realisierung Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur unterstützt. Mit Hilfe der entwickelten Systematik soll ein End-to-End-Prozess einer Realisierung eines Digitalen Zwillings physischer Infrastruktur ermöglicht und anschließend am Anwendungsfall Arzneimittellager validiert werden. Es wurde aufgrund der Anforderungen und Randbedingungen an Digitale Zwillinge, systematisch ein Konzept unter Beachtung spezifischer Anwendungsfälle der Infrastruktur entwickelt. Die erarbeiteten Anwendungen Digitaler Zwillinge physischer Infrastruktur basieren auf den Anwendungen Digitaler Zwillinge in einem Krankenhaus. Das Ergebnis der Diplomarbeit bildet eine Systematik, die in die drei Ebenen Anforderungs-, Detail- und Umsetzungsebene unterteilt wird. Den jeweiligen Ebenen sind unterschiedliche Leitfragen und Tabellen zugeordnet, die aus den Anforderungen an die Systematik und dem Digitalen Zwilling entwickelt wurden. Auf Grund des Fokus dieser Diplomarbeit, kann die Systematik auf Gebäude angewendet werden. Die Systematik kann aufgrund der verwendeten Anwendungen Digitaler Zwillinge auf Gebäude angewendet werden. Durch eine Erweiterung der Anwendungen Digitaler Zwillinge hinsichtlich physischer Infrastruktur ist die Anwendbarkeit der Systematik auf weitere physische Infrastruktur möglich.

In dieser Arbeit wurden 24 Prinzipien aus der deutschen Literatur und 24 weitere Prinzipien aus der sowjetischen Literatur gesammelt und analysiert. Die Kriterien für die Systematisierung dieser Prinzipien wurden ausgewählt. Es wurde festgelegt, welche Prinzen zur Erfüllung welcher Kriterien beitragen. Die Kriterien wurden als bekannte und allgemein anerkannte Anforderungen an jedes technische Produkt, das auf den Markt kommt, gewählt. Alle Prinzipien wurden systematisiert. Es ist anerkannt, dass die Hierarchie von den Randbedingungen und Anforderungen abhängt, die an das System gestellt werden. Eine Hierarchie von Prinzipien wurde im Hinblick auf die wichtigste Anforderung für den Konstrukteur, die Funktionsfähigkeit, erstellt. Das heißt, diese Prinzipien haben die größte Bedeutung für die technische Bedeutung dieses oder jenes Produkts. Die Anforderungen an Mindestgewicht und Mindestvolumen wurden als Begleitkriterien akzeptiert. Einen besonderen Platz nahm die Entwicklung einer Hierarchie von Prinzipien ein, die vom Grad der Interaktion des jeweiligen Prinzips mit den anderen abhängt. Und als Folge des Einflusses auf diese Prinzipien. In diesem Fall haben sich diese Faktoren durchgesetzt. Wie viele Prinzipien beeinflussen ein bestimmtes Prinzip, wie viele Prinzipien beeinflusst es selbst, wie wichtig sind die Prinzipien, mit denen es in Wechselwirkung steht. Zur Beantwortung dieser Fragen sowie zur Erreichung der Ziele dieser Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen den Prinzipien und die Art dieser Wechselwirkungen ermittelt. Es war besonders wichtig zu verstehen, welche Prinzipien werden durch die Anwendung eines Prinzips impliziert. Welche Prinzipien können nicht angewendet werden, wenn das eine oder das andere Prinzip angewendet wird. Es wurde ermittelt, welche Prinzipien die automatische Anwendung der begleitenden Prinzipien nach sich ziehen und welche außerdem selbst eine Voraussetzung für die anderen sind. Auf diese Weise wurden vier verschiedene Systeme einer Hierarchie von Prinzipien geschaffen. Und jede unterscheidet sich von der anderen. Damit wurde die These, dass die Hierarchie von den Randbedingungen abhängt, entlarvt. Jedes Mal führte die Änderung einer Randbedingung zu einer Umstrukturierung der gesamten Hierarchie. Auch der Begriff der Abstraktionsebene wurde in die Arbeit eingeführt. Das heißt, in welchem Stadium der Entwicklung kann das eine oder andere Prinzip zur Anwendung kommen. Die Prinzipien aus der sowjetischen Literatur wurden mit den Prinzipien aus der deutschen Literatur verglichen. Es wurden gleiche, ähnliche und unähnliche gefunden. Nach einer gewissen Abstraktion von der Bezeichnung der Grundsätze und einer Erläuterung des Grundsatzes durch seinen Verfasser wurde festgestellt, welche Prinzipien zusätzlich mit den deutschen verglichen werden können. Es stellte sich heraus, dass ein Teil der sowjetischen Grundsätze mit den deutschen Richtlinien verglichen werden konnte und deren Ähnlichkeit festzustellen war. So wurde festgestellt, dass die sowjetischen Prinzipien den deutschen sehr ähnlich sind. Es gibt jedoch einige Unterschiede, die auf die verschiedenen Anforderungen der Kunden und die unterschiedlichen Produktionsbedingungen zurückzuführen sind. Mehrere sowjetische Prinzipien wurden ebenfalls nach dem zuvor festgelegten Formular für die deutschen Prinzipien bewertet. Das heißt, ihre Systematisierung wurde durchgeführt, Hierarchisierung in Bezug auf die Hauptkriterien, Identifizierung der Interaktion mit den deutschen Prinzipien. Das Ergebnis der Arbeit ist eine Systematisierung der 24 drei wichtigsten deutschen Prinzipien. Definition ihrer Interaktionen untereinander. Das Ergebnis ist eine umfassende Tabelle. Aufbau einer einheitlichen Hierarchie auf der Grundlage der verschiedenen Kriterien. Daraus ergibt sich ein Hierarchiebaum von Prinzipien. Bestimmung des Grades der Ähnlichkeit zwischen dem sowjetischen und dem deutschen Prinzip. Prüfung, ob das sowjetische Prinzip nach den anerkannten Normen für die deutschen Prinzipien systematisiert werden kann. In dieser Arbeit wurden nur die Prinzipien der Gestaltung berücksichtigt. Neben den Gestaltungsprinzipien gibt es aber auch Erfahrungswerte wie Methoden und Empfehlungen. Diese wurden in dieser Arbeit nicht berücksichtigt. Darüber hinaus gibt es weitere Prinzipien, die aus anderen Quellen bekannt sind. Dieser Arbeit zeigt, dass es möglich ist, eine begrenzte Anzahl von Prinzipien zu analysieren und zu systematisieren. Ein weiterer Schritt in diese Richtung könnte darin bestehen, andere Prinzipien aus der deutschen Literatur zu berücksichtigen. Außerdem wurde eine Einführung in die Analyse von Prinzipien aus der ausländischen Literatur gegeben. Die englischsprachigen Quellen wurden im Rahmen der Arbeit nicht berücksichtigt, wohl aber die englischen und amerikanischen Gestaltungsschulen. In Zukunft wäre es ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Analyse und Anwendung von Konstruktionsprinzipien, die vom chinesischen technischen Denken angewandten Prinzipien zu bewerten. Die Berücksichtigung chinesischer Prinzipien ist eine Angelegenheit für das nächste Jahrzehnt, wenn die chinesische Schule zusätzliche eigene Erfahrungen sammeln wird, die nur indirekt mit europäischen oder amerikanischen Erfahrungen zusammenhängen. Umso wichtiger wäre es, die Richtlinien und Methoden zu analysieren, die in der deutschen Literatur existieren. Sie könnten in gleicher Weise wie die Prinzipien analysiert und systematisiert werden. Oder es müssen spezielle Analyse- und Systematisierungsmethoden entwickelt werden, die den Richtlinien und Methoden besser entsprechen. Zusätzliche Möglichkeiten für die Analyse von Prinzipien, Methodologie und Empfehlungen. Es gibt auch ein Potenzial für die Computertechnologie, die für die weitere Arbeit mit den Gestaltungsprinzipien genutzt werden könnte.

Die Festoxidbrennstoffzellen oder Solid Oxid Fuel Cells (SOFC) sind sehr empfindliche Geräte, die mit teuren und komplexen Komponenten ausgestattet sind. Eine fachgerechte Verpackung für den Transport ist deswegen für das innovative Produkt der Robert Bosch GmbH unabdingbar und ein wesentlicher Punkt, der im Hinblick auf die künftige Serienfertigung solcher Geräte zu berücksichtigen ist. Das Ziel in der vorliegenden Arbeit ist es, ein Verpackungs- sowie Transportkonzept für die neue Generation der stationären Bosch Brennstoffzellen (FCS07) zu entwickeln. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Wie kann das Gerät unversehrt und sicher an dessen Zielort transportiert werden? Wichtig zu beachten ist, dass der Fokus dieser Arbeit sich auf die Landfracht mit dem LKW auf dem Europäischen Markt konzentriert. Um die Frage zu beantworten, wurde eine Studie zu den funktionalen und nicht funktionalen Anforderungen an ein solches Konzept durchgeführt. Die Anforderungen hinsichtlich der Kräfte beim Transport und der gesicherten Geräte wurden besonders betrachtet und quantifiziert, um letztendlich die beste Art der Ladungssicherung festzulegen. Alle gesammelten Anforderungen wurden durch einen zweifachen Ansatz gewichtet und priorisiert, und drei unterschiedliche Lösungsvarianten wurden vorgestellt. Durch eine Bewertungsmatrix wurde die finale Variante ausgewählt. Die drei untersuchten Varianten wurden in Form von Explosionszeichnungen und technischen Skizzen dargestellt. Die finale Variante wurde im Detail weiterentwickelt. Für diese wurde eine technische Zeichnung sowie eine zusätzliche Explosionszeichnung erstellt. Für die zukünftige Forschung über dieses Thema wird empfohlen, die Anforderungen quantitativ zu formulieren und den paarweisen Vergleich im Team durchzuführen, um ein möglichst objektives Lösungskonzept erarbeiten zu können.

Mähdrescher ernten landwirtschaftlich angebaute Feldfrüchte und trennen hierbei die Körner von den Ernterückständen. Während die Körner vom Feld geborgen werden, werden nicht benötigte Ernterückstände wieder auf dem Feld ausgebracht. Die bei dieser Ausbringung vorliegende Verteilung der Ernterückstände legt einen maßgeblichen Grundstein für die nächste Ernte. Die Ausbringung der Ernterückstände ist Teil des Nährstoffkreislaufs und hat Einfluss auf den Aufgang der Folgefrucht und den im Folgejahr vorhandenen Krankheitsdruck. Die vorliegende Häcksel- und Verteilqualität, der wieder auf dem Feld ausgebrachten Ernterückstände, soll mit einer neu konzipierten Prüfeinrichtung untersucht werden können, welche die aktuelle partielle Messtechnik verbessern soll. In dieser Arbeit wird eine Auswerteeinrichtung für die neue Prüfeinrichtung entwickelt. Der Fokus wird auf die Findung und Auswahl des am besten geeigneten Konzepts gelegt. Nach Erläuterung der Relevanz einer guten Verteilung, werden die benötigten Anforderungen aufgezeigt. Besondere Schwerpunkte werden auf der Detektion von Schwachstellen durch die pendelnde Verteilung, einen modularen Aufbau und die Beachtung des Auslassens der Einlaufphase, während der Verteilung der Ernterückstände gelegt. Unter Beachtung der gewünschten Funktionen kommt es zur Erarbeitung von Konzepten und schließlich zur Auswahl eines zu verfolgenden. Die Realisierungsmöglichkeit des ausgewählten Konzepts wird mit einem Vorversuch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit, der mittels Wägezellen ermittelten Massenverteilung untersucht. Damit einher geht die Überarbeitung des Konzepts. Nach der Auswahl der Gestalt der einzelnen Baugruppen wird ein Funktionsmuster erstellt. Dies stellt die Grundlage für weitere Vorversuche, welche die Eignung der entwickelten Konstruktion überprüfen sollen, dar. Der entstandene modulare Aufbau bietet die Möglichkeit, die Auswerteeinheit an die zu untersuchende Arbeitsbreite des Mähdreschers anzupassen.

Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Inbetriebnahme eines Prüfsystems zur Widerstandsmessungfür die Firma paragon electronic GmbH. Die Inbetriebnahme umfasst das Messprogramm sowie anschließende Kalibrierung und Messmittelfähigkeitsuntersuchung der Anlage. Zunächst wird das Vorgehen bei der Programmierung, Kalibrierung und Messmittelfähigkeitsuntersuchung erklärt und mit der nötigen Theorie erläutert. Anschließend werden die Unterschiede zwischen den verschiedenen Methoden zur Messmittelanalyse verglichen. Zum Schluss werden die gewonnenen Daten aus der Inbetriebnahme beurteilt und weitere Schritte besprochen.

Die Sonplas GmbH in Straubing ist ein Unternehmen für Sondermaschinenbau, Planung und Service und arbeitet seit einigen Jahren an innovativen Projekten im Bereich der Elektromobilität und Wasserstofftechnik. Dazu wird der Ansatz der intensiven Marktrecherche, des Einbringens langjähriger Erfahrung aus der Entwicklung diverser Prüfstände für die Automobil-, Zulieferer- und Luftfahrtindustrie sowie des Erarbeitens neuer und kreativer Lösungen verfolgt. Diese Bachelorarbeit entstand im Rahmen eines Projekts zum Bau und Inbetriebnehmen eines Wasserstoff-Komponentenprüfstands, der den Kunden im späteren Betrieb verlässliche Tests und Aussagen zur Funktionsfähigkeit ihrer Produkte liefern soll. Mit dem aufgebauten Prototypen wird angestrebt, die Entwicklung und finale Konzeption eines marktreifen Produkts voranzutreiben. In dieser Arbeit wurde ein Simulationsmodell für den Fluidplan des aktuellen Prüfstands in Simscape (MATLAB-, Simulink-Umgebung) erstellt. Für die Modellierung der dabei auftretenden physikalischen Eigenschaften wurden in einigen Vorbetrachtungen Vergleiche mit der Theorie gezogen und etwaige Abweichungen diskutiert. Mit der Auswertung der Simulationsergebnisse des Prüfkreismodells liefert diese Arbeit Aussagen zu den für die Inbetriebnahme wichtigen Betriebsgrenzen. Für die Validierung der Simulation mit realen, an der Anlage aufgenommenen Messwerten und der damit verbundenen Anpassung des Modells wurde ein allgemeines Vorgehen beschrieben. Abschließend wurden im Zuge einer geplanten Wasserstoff-Rezirkulation ein physikalisches und empirisches Modell für den dafür benötigten Hubkolbenverdichter nach Herstellerdaten in der beschriebenen Software-Umgebung implementiert.

Sowohl für industrielle Anwendungen als auch im häuslichen Umfeld werden mobile Roboter bereits eingesetzt. Auch im Medizinbereich kommen sie immer häufig zum Einsatz. Die vorliegende Arbeit befasst sich um eine Konstruktion des Gehäuses für einen mobilen Assistenzroboter, der im Medizinbereich eingesetzt wird. Der Fokus der Arbeit liegt auf der Konstruktion des Gehäuses unter Beachtung des Wärmemanagements im Roboter und der Auswahl eines Fertigungsverfahrens für das Gehäuse, mit dem Ziel der Serienfertigung. Zu Beginn werden die Ausgangslage, der aktuelle Stand der Forschung und Technik dargestellt. Dabei wird der Einsatz des Roboters in der Rehabilitation und die Komponenten des Roboters erläutert. Die relevanten Begriffe und Grundlagen werden anschließend erklärt. Folglich wird eine Reihe von Designprinzipen vorgestellt und verglichen. Auf Basis des ausgewählten Prinzips erfolgt die Auslegung und Optimierung der Bauteile. Es folgt die Konzipierung und Auslegung des benötigten Belüftungssystems. Seine Umsetzung wird anhand der Versuche nachgewiesen. Abschließend wird über das geeignete Fertigungsverfahren für die Serienfertigung des Gehäuses diskutiert.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines stufenlosen Getriebes für elektrifizierte Kraftfahrzeuge. Im Speziellen besteht die Schwerpunktsetzung darin, die Nachteile bisheriger Umsetzungen stufenloser Getriebe in Hinblick auf das übertragbare Drehmoment auszugleichen. Zudem soll das zu erarbeitende Konzept zu einer Effizienzsteigerung in elektrifizierten Antriebssträngen führen und somit dazu beitragen insbesondere Komponenten mit hohem Ressourcenbedarf wie Motor und Batterie effektiver dimensionieren zu können. Eine Analyse verbreiteter Getriebearten im Allgemeinen und im Speziellen von repräsentativen Realisierungsvarianten stufenloser Getriebe unterstützt bei der Ableitung von zu erfüllenden Anforderungen an die zu erzielende Neukonzeption. Darüber hinaus trägt eine Patentrecherche dazu bei, etwaige differente Lösungsansätze zu generieren. Auf Basis der zu Grunde liegenden Analyse werden unter Berücksichtigung der abgeleiteten Anforderungen und weiterer notwendiger Randbedingungen Lösungselemente zur Erfüllung der Zielstellung erarbeitet. Anschließend erfolgt die Kombination der Einzelelemente zu funktionserfüllenden Konzepten, welche im Rahmen einer Gegenüberstellung anhand von objektiven Bewertungskriterien verglichen werden. Das potenziell effektivste Konzept wird durch Einbeziehung realer Motorparameter überschlägig berechnet und durch eine konstruktive Grobgestaltung visualisiert. Ziel der Arbeit ist somit die konzeptionelle Umsetzung eines stufenlosen Getriebes zur Anwendung in elektrifizierten Kraftfahrzeugantriebssträngen mit hoher Drehmomentkapzität.

In dieser Arbeit wird ein Pressmechanismus unter Nutzung eines servomotorisch angetriebenen Doppelkniehebelsystems entwickelt, der für Triethylamin-Kaltkammer-Kernschießmaschinen zum Einsatz kommen soll. Grundlage der Entwicklung waren umfangreiche Kinematik- und Kraftanalysen an Einfach- und Doppelkniehebelsystemen zur Ermittlung von Aufbauformen mit niedrigen Anforderungen an Servomotoren und Spindeln, wobei Doppelkniehebelsysteme sich als besonders geeignet erwiesen haben. Aufbauend auf diesen theoretischen Untersuchungen wurde eine Berechnungsvorschrift zur Auslegung von Doppelkniehebelsystemen unter Nutzung der Software Mathematica entwickelt, die die kinematischen Parameter unter Beachtung von Bauraum- und Pressanforderungen ermittelt. Die kinematischen Parameter werden dabei so bestimmt, dass sich immer ähnliche Kinematik- und Krafteigenschaften des Doppelkniehebelsystems während der Fahrbewegung ergeben, d.h., dass eine hohe Ausgangsgeschwindigkeit beim Beginn des Einschießens gesichert ist, die im Laufe des Schießvorgangs bis zur Formschließung abnimmt, wobei die Antriebsgeschwindigkeit während des Bewegungsvorgangs konstant bleibt und die max. Antriebskraft weniger als das Doppelte der Schwerkraft der beweglichen Aufspannplatte ist. Die Berechnungsvorschrift enthält auch einen iterativen Algorithmus zur Abschätzung der Gelenkkräfte und -momente in Abhängigkeit von der Presskraft, um die Grundlage für ein 3D-Modell zu schaffen. Mit dem 3D-Modell, das das Doppelkniehebelsystem, den Servomotor mit Spindel und Führungen usw. berücksichtigt, können anschließend weitere Untersuchungen zur Beanspruchung und den Verformungen mit der Presskraft durchgeführt werden, und die Spannungsverteilung für jeden Hebel ähnelt der Spannungsverteilung unter Gelenklast, die mit iterativen Verfahren berechnet wurde. Den Abschluss der Arbeit bilden Vorgaben zur Kalkulation der Herstellkosten des Pressmechanismus.

Die ULM 01-600d ist ein hochpräzises, optisches Universallängenmessgerät, das das Abbesche -Komperatorprinzip in Verbindung mit einer mikrometrischen Skala nutzt. Durch die universelle Bauweise der ULM 01-600d können unterschiedliche Messanordnungen aufgebaut werden, die vielfältige Messaufgaben zur Innen- und Außenmessung an Objekten bis zu einer Maximalgröße von 100 mm x 100 mm x 100 mm erlauben. Das Ziel der Masterarbeit bestand darin, verschiedene Messszenarien für die ULM 01-600d zu entwerfen und Arbeitsunterlagen für deren praktische Durchführung auszuarbeiten. Diese Unterlagen erlauben Studierenden sich selbstständig auf Messversuche vorzubereiten. Dabei werden die notwendigen DIN-Normen bzw. die einschlägige Literatur und Fragen für Selbsttests berücksichtigt. Als konkrete Messobjekte kommen metrische Gewinde, Wälzlager und Stirnräder zum Einsatz. Zudem wurden Versuchsunterlage für Prüfer entworfen, die ergänzende Hinweise zur Nutzung der ULM 01-600d, die Antworten der Selbsttests und weitere Informationen enthalten.

Nachgiebige Mechanismen haben einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Mechanismen mit konventionellen Gelenken, die vor allem für Präzisionsanwendungen von Bedeutung sind. Aufgrund zahlreicher Gestaltparameter und vielschichtiger Zusammenhänge zwischen den mechanischen Eigenschaften, stellt die Synthese eines nachgiebigen Mechanismus eine Herausforderung dar. Dabei steht zumeist die Gestaltung der Gelenke im Vordergrund. Aber auch die Gliedgestaltung ist von Bedeutung für die Eigenschaften des Mechanismus. Sie beeinflusst beispielsweise maßgeblich den Bauraum, die Fertigbarkeit und die Kollisionsfreiheit. Automatisierte Entwurfswerkzeuge könnten hierbei die Gliedgestaltung wesentlich erleichtern. Als erster Schritt zur Erarbeitung solcher Entwurfswerkzeuge, werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit geeignete Analysemethoden und Lösungsstrategien erarbeitet. Dazu werden Merkmale und Eigenschaften aufgezeigt, die für die Gliedgestaltung eines nachgiebigen Mechanismus von Bedeutung sind. Auf deren Grundlage werden verschiedene Lösungsstrategien und Anwendungsmöglichkeiten für die Gliedgestaltung von planaren Mechanismen betrachtet. Darunter zeigen Lösungsstrategien mittels Wegfindungsalgorithmen eine hohes Potenzial. Diese bilden daher den Fokus der Untersuchungen. Hierzu werden die nötigten Grundlagen der Graphentheorie erläutert. Es werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, mit denen der zur Verfügung stehend Bauraum für die Wegfindung aufbereitet werden kann. Zudem wird ein Überblick zu Wegfindungsalgorithmen gegeben. Aus diesem werden geeignete Wegfindungsalgorithmen ausgewählt. Zugehörige Implementierungen werden anschließend hinsichtlich ihrer Laufzeit und Robustheit verglichen. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden aufgearbeitet, ausgewertet und Schlussfolgerungen für die Anwendung in Lösungsstrategien zur Gliedgestaltung gezogen. Abschließend werden die Ergebnisse kritisch reflektiert und ein Ausblick auf die mögliche weiterführende Forschungstätigkeit gegeben.

Die Anwendung nachgiebiger Mechanismen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen mit kraft- und formschlüssigen Gelenken zahlreiche Vorteile wie z.B. die Spielfreiheit der Bewegung. Allerdings stellen die Synthese und dazugehörige Dimensionierung von Festkörpergelenken aufgrund einer Vielzahl an zu beachtenden Parametern und Abhängigkeiten weiterhin eine Herausforderung dar. Eine Möglichkeit, mit diesen komplexen Zusammenhängen umzugehen, stellt die Anwendung von Optimierungsverfahren dar. Diese erfordern zeiteffiziente und gleichzeitig genaue Analysemodelle. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher Analysemodelle verglichen, die zur Berechnung der Dehnung von Festkörpergelenken mit Viertel- und Halbkreiskontur bei Längs- und Querkräften geeignet sind. Bei der Untersuchung des Standes der Technik stellt sich heraus, dass keines der bekannten Analysemodelle die Anforderungen einer genauen und gleichzeitig effizienten Analyse erfüllt. Metamodelle, die aus den Ergebnissen bestehender Analysemodelle abgeleitet werden, stellen hierbei eine vielversprechende Alternative dar. Um verschiedene Metamodelle, die in der Arbeit erstellt werden, zu vergleichen, wird zunächst ein 3D-FEM-Modell erarbeitet und eine Netzstudie durchgeführt. Anhand eines Versuchsplans erfolgen die Analysen mit dem FEM-Modell, deren Ergebnisse als Basis für unterschiedliche Metamodelle dienen. Die erstellten Metamodelle werden verglichen und das vielversprechendste dieser näher untersucht. Von den untersuchten Metamodellen weisen die künstlichen neuronalen Netze den geringsten Approximationsfehler auf. Das im Rahmen der Arbeit entstandene Metamodell benötigt zur Analyse eine um ein Vielfaches geringere Rechenzeit im Vergleich zum 3D-FEM-Modell und einem linearen FEM-Balkenmodell. Des Weiteren stellt sich im Vergleich zum FEM-Balkenmodell ein geringerer Modellfehler heraus. Aus den Ergebnissen dieser Arbeit lassen sich Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen und Arbeiten ableiten. Dazu gehören z.B. die weitere Reduzierung des Approximationsfehlers und Metamodelle zur Analyse der Dehnung für weitere Kerbgeometrien und weitere Festkörpergelenkeigenschaften.

Bei der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren kommt es unter anderem durch höhere Verbrennungstemperaturen zu einer Steigerung der thermischen Belastung von Motorkomponenten. Aufgrund dieser steigenden Belastung besteht die Notwendigkeit einer verbesserten Kühlung der Motorkolben. Ein Konzept für den Wärmeabtransport vom hochbelasteten Kolbenboden ist die Nutzung des Shaker-Effektes mit Natrium als Kühlmittel. Für die Befüllung von Bohrungen im Motorkolben mit Natrium, den Verschluss der Bohrungen und die Prüfung des Bohrungsverschlusses wurde bei der Firma HELLER Maschinen & Technologie AG eine vollautomatische Fertigungsanlage angefragt. Für ein grundlegendes Verständnis der erforderlichen Fertigungsprozesse erfolgt zunächst die Einarbeitung in die Funktionsweise des Shaker-Effektes, der Besonderheiten im Umgang mit Natrium und des erforderlichen Prozessablaufes der Anlage. Ausgehend von einem bestehenden Konzept für eine Natriumpresse der Firma Heller Maschinen & Technologie AG erfolgt die Analyse zur Verbesserung des Konzeptes. Die gefundenen Konzepte werden experimentell geprüft und bewertet, um die Prozesssicherheit bei der Herstellung der benötigten Natriumfäden gewährleisten zu können. Die Entwicklung des Gesamtanlagenkonzeptes erfolgt anhand des Konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) der TU Ilmenau. Die Leistungsfähigkeit des Gesamtkonzeptes wird anhand einer Taktzeitprüfung und einer Kostenabschätzung geprüft.

Linearführungen auf Basis von nachgiebigen Mechanismen haben sich in einer Vielzahl von Applikationen der Optik, Halbleitertechnik, Messtechnik, Medizintechnik oder Mikrofertigung etabliert. Jedoch ist ihre Gestaltung aufgrund der Vielzahl möglicher Entwurfsparameter und Anforderungen mit großen Herausforderungen verbunden. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Gestaltungsrichtlinien für nachgiebige Linearführungsmechanismen hinsichtlich üblicher Anforderungen. Ausgangspunkt ist dabei die Topologieoptimierung, welche bereits sehr erfolgreich für den Entwurf von nachgiebigen Mechanismen eingesetzt wurde. Anhand ausgewählter Fallbeispiele werden verschiedene Optimierungsansätze hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Besondere Beachtung findet dabei das MMA-Verfahren in Kombination mit dem SIMP-Ansatz für verschiedene Zielfunktionen und Restriktionen. Um die Aussagekraft der Ergebnisse zu erweitern, werden zudem weitere Fallbeispiele mit ausgewählten Topologien hinsichtlich ihres Stellweges und Steifigkeit optimiert und verglichen. Aus den Ergebnissen werden allgemeine Erkenntnisse abgeleitet, die für die Auswahl einer geeigneten Topologie innerhalb einer Gestaltungsrichtlinie genutzt werden können.

Die Entwicklung neuartiger Maschinenkonzepte ist in den letzten Jahren geprägt durch den stetigen Trend zur Automatisierung. Bei automatischen Biegemaschinen steigen zudem die Anforderungen hinsichtlich der Blechdicken, Schachtelhöhen und Prozessgeschwindigkeiten. Hierfür ist insbesondere die Positionierung und Aufnahme von Niederhalterwerkzeugen ein Kernelement. Die Analyse bestehender Maschinen und Prozessabläufe zeigt ungenutztes Entwicklungspotenzial auf. Die vorliegende Masterarbeit beinhaltet die Entwicklung von Maschinenkomponenten zur Positionierung und Aufnahme von Niederhalterwerkzeugen in automatischen Biegemaschinen. Einleitend erfolgt die Betrachtung des aktuellen Stands der Forschung und der Technik. In der Konzeptphase werden durch Analyse einer bestehenden Konstruktion die Anforderungen an das System ermittelt, sowie eine Funktionsstruktur entwickelt, aus derer sich die einzelnen Teilfunktionen ableiten. Auf Basis der ermittelten Teilfunktionen werden Lösungskonzepte erarbeitet und in einer Morphologischen Matrix zusammengestellt, aus denen drei Lösungskonzepte ausgewählt und gegenübergestellt werden. Es wird ein ausgewähltes Konzept konkretisiert und konstruiert. Dies beinhaltet die Werkzeugaufnahme und die Anpassung der Niederhalterwerkzeuge. Zudem wird ein zugehöriger Werkzeugwechsler entwickelt, der die unterschiedlichen Niederhalterwerkzeuge aufnehmen und positionieren kann. Die Konstruktion wird unterlegt durch die notwendigen Berechnungen der Maschinenkomponenten. Abschließend wird die Neuentwicklung durch einen Vergleich mit bestehenden Konstruktionen evaluiert.

Viele Unternehmen stehen unter einem steigenden internationalen Wettbewerbsdruck. Dabei stellen die Ansprüche der Kunden nach individualisierten Produkten zu vergleichbaren Kosten wie standardisierte Massenprodukte, die Unternehmen vor große Herausforderungen. Daher wird ein System gesucht, welches eine wirtschaftliche Produktion bei bestehender Individualität ermöglicht. Dies könnte durch eine gezielte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter erreicht werden, die die beidseitigen Vorteile in einem hybriden Produktionssystem als Mensch-Roboter-Arbeitsplatz vereint. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Produktionssystems für die Montage durch Interaktion zwischen Mensch und 6-Achs-Roboter. Auf Grundlage der Maschinen- und Robotersicherheit werden neue Sicherheitskonzepte zur Mensch-Roboter-Interaktion entwickelt. Dabei wird ein neu entwickeltes und noch nicht zertifiziertes 3D-Kamerasystem zur Erfassung bewegter Objekt im Raum in das Sicherheitskonzept integriert. Anhand eines konkreten Fallbeispiels zur Montage eines Steckereinsatzes wird ein Mensch-Roboter-Montageplatz konzipiert und ein zugehöriges Sicherheitskonzept erstellt. Hierzu wird das Produkt analysiert, ein Montageablauf festgelegt sowie ein geeigneter Interaktionsgrad zwischen Mensch und Roboter ermittelt. Für den Mensch-Roboter-Montageplatz werden Komponenten empfohlen und in einer grafischen Entwurfsskizze konkretisiert. Abschließend wird das Sicherheitskonzept validiert.

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.

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.

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.

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.

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.

Nachgiebige Mechanismen mit prismatischen Festkörpergelenken und konzentrierter Nachgiebigkeit besitzen ein großes Potenzial für Anwendungen in der Präzisionstechnik, Messtechnik und Robotik. Zu ihren vorteilhaften Eigenschaften gehören beispielsweise die hohe Präzision durch die Spielfreiheit der Gelenke, die Vermeidung von Oberflächenreibungseffekten und Schmierstoffen, die Möglichkeit zu Miniaturisierung sowie die Reduzierung des Montageaufwandes. Ein bedeutender Nachteil nachgiebiger Mechanismen ist die aufwendige Dimensionierung. Die Bewertung des Bewegungsverhaltens und der Kollisionsfreiheit von Mechanismenteilen erfordert die Erzeugung eines Gestaltentwurfes. Da keine CAD-Anwendungen für die automatisierte Gestaltung von nachgiebigen Mechanismen existieren, muss die Bauteilkontur stets manuell durch Geometrieelemente modelliert werden. Insbesondere für Parameterstudien oder Optimierungen ist dies aufgrund der hohen Anzahl von nötigen Gestaltentwürfen mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Die vorliegende Arbeit stellt Softwarekomponenten vor, die für die teilautomatisierte Erzeugung von CAD-Modellen für nachgiebige Mechanismen geeignet sind. Auf Basis der Eingabe von Gelenkpositionen, -orientierungen und -abmessungen sowie der Mechanismenstruktur werden automatisiert Verbindungselemente gestaltet. Der erzeugte Gestaltentwurf kann dabei im STEP-Format gespeichert werden. Zur Erzeugung der Softwarekomponenten werden zunächst Möglichkeiten der CAD-Automatisierung verglichen und eine ausgewählt. Es werden verschiedene Varianten der Verbindung von mehreren nachgiebigen Gelenken untersucht und umgesetzt. Zudem wird eine Möglichkeit aufgezeigt und umgesetzt, wie bereits belegter Bauraum im Entwurf der Verbindungselemente berücksichtigt werden kann.

Die Konstruktion von automatisierten Biegemaschinen erfordert tiefgehende Kenntnisse des angewendeten Umformverfahrens sowie des Sondermaschinenbaus. In der Bystronic Maschinenbau GmbH basieren Entscheidungen hierbei in vielen Fällen auf Erfahrungswerten aus der vorangegangenen Entwicklung von Biegemaschinen. Die Beteiligung externer Konstruktionsdienstleister sowie eine unvollständige Dokumentation erschweren dabei den Erhalt und die Weitergabe der nötigen Fachkenntnisse. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Systemanalyse einer bestehenden Biegemaschine als Grundlage für die konstruktive Weiterentwicklung. Einleitend erfolgt eine Betrachtung des aktuellen Stands der Forschung und der Technik. Nachfolgend werden die Funktionen der einzelnen Baugruppen mithilfe von CAD-Modellen, Prinzipskizzen sowie Berechnungsformeln erläutert. Für die Bewegungsanalyse der Biegewange wird ein Starrkörpermodell entwickelt. Auf Basis des Starrkörpermodells erfolgt die Untersuchung der einzelnen Antriebsbewegungen und Betriebskräfte. Als Grundlage für die nachstehenden Betrachtungen zur Bauteilauslegung dient die ermittelte Biegekraft. Zur Berechnung der benötigten Biegekraft werden drei Berechnungsansätze vorgestellt und verglichen. Für die Aufbereitung der Systemanalyse wird der CPM/PDD-Ansatz verwendet. Die Ergebnisse werden dargestellt und in einen Berechnungsleitfaden eingearbeitet. Abschließend wird die Biegemaschine mit Biegemaschinen anderer Hersteller verglichen und die verwendete Biegetechnologie dem Schwenk- und dem Gesenkbiegen gegenübergestellt.

Die Nutzung nachgiebiger Mechanismen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen mit kraft- oder formgepaarten Gelenken Vorteile. Dazu zählen u. a. die hohe Präzision durch Spielfreiheit der Gelenke sowie die hohe Reproduzierbarkeit der Bewegung. Daher werden nachgiebige Mechanismen v. a. im Bereich der Präzisionstechnik eingesetzt. Ein bedeutender Nachteil nachgiebiger Mechanismen ist die aufwendige Mechanismussynthese, wozu Forschungsbedarf besteht. Hierzu zählt besonders die Dimensionierung der Festkörpergelenke aufgrund einer Vielzahl von konstruktiven Parametern (z. B. Gelenkabmessungen, Werkstoff, uvm.). Mathematische Optimierungsverfahren stellen eine Möglichkeit dar, diesen Vorgang zu vereinfachen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit werden verschiedene Optimierungsverfahren für ihre Eignung zur Anwendung bei der Dimensionierung von Festkörpergelenken mit spannungsgünstigen Viertelkreiskonturen untersucht. Für die Untersuchungen wird ein lineares FEM-Balkenmodell auf Basis der Timoshenko-Balkentheorie verwendet. Es werden verschiedene Konstruktionsziele sowie Möglichkeiten zur Formulierung zugehöriger Zielfunktionen und notwendiger Restriktionen untersucht. Für ausgewählte Konstruktionsziele werden verschiedene Optimierungsverfahren mit der Programmiersprache Python implementiert und auf drei Fallbeispiele mit jeweils einem Optimierungskriterium angewandt. Auf Basis der durchgeführten Optimierungen werden die sieben Verfahren in Bezug auf Ergebnisgenauigkeit und Geschwindigkeit beurteilt. Zudem werden Schlussfolgerungen für die Anwendbarkeit der Verfahren bei der Synthese gezogen. Es stellt sich heraus, dass die Anwendung von Verfahren größer 0. Ordnung für die untersuchten Fälle nicht zweckmäßig ist. Im Gegensatz dazu lassen sich das differentielle Evolutionsverfahren, das Nelder-Mead-Simplex-Verfahren und die COBYLA-Methode anhand der durchgeführten Optimierungen als vielversprechend bezeichnen. Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Arbeit kann somit aus der Gruppe der untersuchten Verfahren eine Vorauswahl für die Dimensionierung von Festkörpergelenken getroffen werden. Des Weiteren ergeben sich Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen, wie z. B. die multi-kriterielle Dimensionierung von Festkörpergelenken und die Untersuchung der Startpunktabhängigkeit der Optimierungsverfahren.

Für Anwendungen in der Optik, Messtechnik, Halbleiterherstellung sowie Forschung und Entwicklung werden Positioniersysteme auf Basis piezoelektrischer Schreitantriebe eingesetzt. Diese Antriebe erreichen Schrittweiten im Subnanometerbereich, hohe Geschwindigkeiten, sind sehr gut miniaturisierbar und lassen sich in Reinraumumgebungen einsetzen. Sie erfordern jedoch eine aufwändige Ansteuerung und sind mit hohen Investitionskosten verbunden. In Analogie zu piezoelektrischen Schreitantrieben könnten für Anwendungen mit geringeren Anforderungen an Bauraum und Geschwindigkeit Schreitantriebe auf Basis nachgiebiger Mechanismen und preiswerter Aktoren verwendet werden. In der vorliegenden Arbeit wird der Stand der Technik für hochauflösende Piezomotoren ermittelt, um vergleichbare Anforderungen für einen neu zu entwickelnden Antrieb abzuleiten. Verschiedene elektromechanische Aktorprinzipe werden bezüglich ihrer Eignung für einen hochauflösenden Schreitantrieb verglichen. Für die Übersetzung der Aktorstellwege 15 Mechanismen als Starrkörpermodelle entworfen und bezüglich ihrer Eignung für den Schreitantrieb bewertet. Ein ausgewählter Mechanismus wird in einen nachgiebigen Mechanismus überführt und durch Finite-Elemente-Analyse hinsichtlich auftretender Dehnungen, Verformungsverhalten und Kraftreaktionen untersucht. Diese Simulationen werden ausgewertet und die Eignung des Antriebskonzeptes für Schrittweiten von wenigen Nanometern bestätigt. Es wird ein technischer Entwurf einschließlich der Aktorik durch Tauchspule vorgestellt.

Mit der Neuentwicklung des mobilen Roboters entsteht die dritte Generation eines fahrerlosen Transportfahrzeuges der HENKEL + ROTH GmbH. Dieses übernimmt autonom Logistik- und Handlingaufgaben in einem industriellen Umfeld. Dazu stehen ein Industrieroboter und eine Fahrplattform zur Verfügung. Das differentielle Antriebskonzept der Vorgängergenerationen wird mit dieser Arbeit auf eine omnidirektionale Variante in einem modularen Baukasten erweitert. Durch eine Betrachtung möglicher Einsatzszenarien werden die Anforderungen an ein neues Antriebsprinzip entwickelt und ausgewählte Sicherheitsaspekte beschrieben. Ausgehend von einer Marktrecherche werden omnidirektionale Fahrwerkskinematiken entworfen und Möglichkeiten zur Modularisierung vorgestellt. Auf der Grundlage eines geeigneten Fahrwerks werden technische Prinzipe eines flächenbeweglichen Antriebskonzeptes erarbeitet und ein geeignetes Prinzip ausgewählt. Es wird eine Konzeptkonstruktion durchgeführt. In verschiedenen praktischen Untersuchungen werden die Eigenschaften des neuen mobilen Roboters hinsichtlich der Fahreigenschaften und Standfähigkeit bewertet. Es wird die Wahl einer Antriebslösung auf Basis der Marktrecherche und Konzeptentwicklung getroffen. Eine Zusammenfassung der gewonnen Ergebnisse und ein Ausblick vervollständigen diese Arbeit.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Aufbau einer modularen Simulation für Heckspoilersysteme in MATLAB/Simulink. Die Simulation dient der frühzeitigen Analyse relevanter Produkteigenschaften anhand von konstruktiven Parametern und trägt zur Einsparung von physischen Prototypen bei. Die bestehenden Methoden zur Entwicklung von Heckspoilermodulen werden dargelegt und Anforderungen an ein ergänzendes Simulationswerkzeug formuliert. Es wird eine Analyse des Leistungsflusses im Heckspoilermodul der Baureihe 911 Carrera (Typ 991-II) und seiner funktionalen Teilsysteme vorgenommen. Ausgehend von der Funktionsstruktur des Moduls wird das Modell in die Untersysteme Steuergerät, Elektromotor, Übertragungsgetriebe, Kinematik und aerodynamische Lasten gegliedert und ausdetailliert. Die Simulation erlaubt hiermit eine ganzheitliche Betrachtung des mechatronischen Systems und der komplexen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Domänen. Der Vergleich der Berechnung mit Versuchsergebnissen zeigt, dass bei Raumtemperatur eine zuverlässige Vorhersage von Strombedarf und Ausfahrzeit durch das Modell gegeben ist. Abschließend wird am Modell eine globale Sensitivitätsanalyse durchgeführt und die zentralen Einflussfaktoren auf das Verhalten des Heckspoilers identifiziert.

Für die Tiefenhirnstimulation wird in einem neuartigen Verfahren eine patientenspezifische Halterung und Vorschubeinheit direkt mit dem Schädel verbunden. Ziel dieses Verfahrens ist eine verringerte Patientenbelastung während des neurochirurgischen Eingriffs. Die Vorschubeinheit ermöglicht das zehntelmillimetergenaue Absenken von Nadelelektroden bis in das Zielgebiet im Hirn. Da herkömmliche Vorschubeinheiten aufgrund ihrer Masse und der umständlichen Bedienung den Ansprüchen nicht gerecht werden, wird in der vorliegenden Arbeit ein alternatives Konzept vorgestellt und präzisiert. Hierzu wird eine modulare und leicht handhabbare Vorschubeinheit entwickelt. Diese besitzt eine Masse von 185 g, was einer Ersparnis von ca. 25 %, verglichen zu konventionellen Systemen, entspricht. Ein zusätzlicher Sensor erfasst den Nadelvorschub und gibt Aufschluss über die aktuelle Nadelposition auf einer virtuellen Ebene im Gehirn. Über einen manuellen Antrieb ist ein Vorschub in Zehntelmillimeter-Schritten möglich. Es werden verschiedene Komponenten und Materialien für den klinischen Einsatz der Vorschubeinheit in dieser Arbeit diskutiert und miteinander verglichen. Ein erstes Funktionsmuster wird mittels additiver Fertigungsmethoden umgesetzt. Hierzu wird ein sterilisierbarer Polycarbonat-Kunststoff für die Fertigungsteile verwendet. In einem Langzeitverschleißtest und statischem Versuch wird das Funktionsmuster validiert. Die Ergebnisse zeigten eine maximale Abweichung der axialen Nadelposition von 0,1 mm bei 2000 Bewegungszyklen und einem Stellbereich von 35 mm. Bei einer Krafteinwirkung von 50 N auf die Nadelelektrode, senkte sich diese um maximal 0,23 mm ab.

Im Zuge der Entwicklung einer neuen Generation eines mobilen Roboters ist dieser hinsichtlich konkreter Anforderungen aus der Industrie sowie auf der Grundlage von Erfahrungen zu gestalten. Die Handhabungssysteme des Roboters bestimmen maßgeblich seine Funktionalität und Flexibilität und müssen deshalb gut auf das Gesamtsystem abgestimmt werden. Dazu werden geeignete Handhabungssysteme für ihre jeweilige Aufgabe recherchiert, verglichen und ausgewählt. Im ersten Schritt werden verschiedene Szenarien für Handhabungs- und Montageaufgaben eines mobilen Roboters beschrieben. Anschließend werden technische Anforderungen aus einer Marktumfrage, eines Forschungsprojektes sowie den Wünschen der Fa. HENKEL + ROTH GmbH zusammengetragen und ein Lastenheft erstellt. Aus diesem werden mögliche Handhabungssysteme ermittelt und deren wichtigste, technische Parameter beschrieben. Auf der Basis einer Marktrecherche werden der aktuelle Entwicklungsstand in der Industrie sowie verfügbare Systeme für geeignete Lösungen ermittelt und anschließend anhand von Versuchen mithilfe von Computer simulationen validiert sowie bewertet. Ein Fazit und ein Ausblick auf weiterführende Versuche vervollständigen diese Arbeit.

Der Aufbau von Prototypen in der Entwicklungsphase eines Produktes ist mit hohen Kosten und einem großen zeitlichen Aufwand verbunden. Durch den Aufbau eines virtuellen Prototypen in der Virtual Reality kann dieser finanzielle und zeitliche Aufwand reduziert werden. Ein Konzept für die Simulation von dynamischen Fahrzeuggeräuschen in der virtuellen Umgebung basiert auf dem Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes (KNNs). Bei dem verwendeten KNN handelt es sich um einen Autoencoder, welcher darauf trainiert wird, Merkmale aus Fahrzeuggeräuschen zu extrahieren. Ziel der Arbeit ist es diesen Autoencoder zu einem Deep Convolutional Generative Adversarial Network (DCGAN) zu erweiterten. Dazu werden zunächst der Stand der Technik von KNNs erläutert und im Speziellen auf den Aufbau eines DCGANs und dessen Training eingegangen. Dabei werden Richtlinien beschrieben, durch die der Autoencoder um die Trainingsmethode eines DCGANs, zu einem KNN bestehend aus Autoencoder und Generative Adversarial Network (AEGAN), erweitert wird. Für das Training des KNNs wird ein Trainingszyklus vorgestellt, durch welches das AEGAN anschließend mit verschiedenen Trainingsdatensätzen trainiert wird. Es wird aufgezeigt, dass durch das AEGAN Audiofiles generiert werden können, die eine qualitative Verbesserung gegenüber den generierten Audiofiles des Autoencoders darstellen.

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Konzepterstellung und Konstruktion eines Prüfaufbaus für Pulsdummys. Ein Pulsdummy ist ein Probekörper aus Gusseisen zur serienbegleitenden Kontrolle der Werkstoffqualität sowie zur Erstellung von Wöhler-Linien zur Auslegung von Gussbauteilen. Hierzu wird der Hohlraum des Probekörpers einem oszillierenden Prüfdruck von bis zu maximal 900 bar ausgesetzt und die Anzahl der ertragenen Lastwechsel dokumentiert. Die Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit dem Fachgebiet Konstruktionstechnik der Technischen Universität Ilmenau und der Abteilung Mobilhydraulik der Bosch Rexroth AG in Lohr am Main erstellt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein neu entwickeltes Prüfkonzept sowie die technische Dokumentation des konstruierten Prüfstands. Der Aufbau wurde im Musterbau des Unternehmens gefertigt und für den vorgesehenen Betriebsdruck getestet.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines präzisierten Entwurfes für ein Übertragungselement, welches vorrangig zum Übertragen der Drehbewegung bei der Notöffnung einer Kraftfahrzeugtür zwischen Schließzylinder und Türschloss in aktuellen Modellen der Audi AG eingesetzt werden soll. (Stand Frühling 2017) Die Arbeit beinhaltet einen analytischen Teil, der einen Überblick über die derzeit eingesetzten Lösungen und die geschützten Patente zu dem Thema gibt. Die Untersuchung erfolgte durch einen Rechercheantrag am PATON der TU-Ilmenau. Des Weiteren werden die Anforderungen aufgeführt, die an das neue Übertragungselement gestellt werden. Mithilfe einer Gesamtfunktion des technischen Gebildes wurden die einzelnen Elemente der Funktionsstruktur in einer Kombinationstabelle mit Teillösungen belegt. Aus den einzelnen Teillösungen wurden sechs technische Prinzipe ausgewählt. Die Untersuchung dieser durch Auswahllisten ergab drei Prinzipentwürfe, die in einem Vergleich aus Bewertungskriterien aus der Anforderungsliste gegenübergestellt wurden. Für die Bewertung wurde das harmonische Mittel der gewichteten Werte gebildet. Die Lösung mit der höchsten Punktzahl wurde für eine weitere Konzeptauslegung genutzt. Die einzelnen Bauteile der Baugruppe wurden auf die vorherrschende Belastung dimensioniert. Die Erstellung des präzisierten technischen Entwurfes folgte durch drei konstruktive Iterationsschleifen. Der präzisierte technische Entwurf wurde im Modell mit dem geringsten Bauraum analysiert und auf die Erfüllung der Forderungen in der Anforderungsliste untersucht. Das Fazit stellt einen Ausblick über den technischen Nutzen und Grenzen der Konstruktion, außerdem werden weitere Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt.

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird eine elektrisch betätigte Einrichtung zum entlasteten Anlauf von Stern-Dreieck-geschalteten Schraubengebläse-Anlagen entwickelt. Diese soll eine wirtschaftliche und technisch zuverlässigere Alternative zu bestehenden eigenmediengesteuerten pneumatisch betätigten Anfahrentlastungen bilden. Als Ausgangspunkt der Baugruppenauslegung dient die Darstellung der strömungsmechanischen und thermodynamischen Grundlagen. Nach der Festlegung der Anforderungen an das zu entwickelnde Produkt werden für die erfassten Teilfunktionen Lösungsprinzipe ermittelt. Die Auswahl der Teilprinzipe erfolgt durch eine mehrwertige Bewertung unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Aus den gewählten Teilprinzipen wird zum Ende der Konzeptphase ein technisches Prinzip erarbeitet. Aufbauend auf das technische Prinzip werden Kaufteile für die Realisierung eines Kugelhahns sowie des zugehörigen elektrischen Antriebes verglichen und ausgewählt. Unter Beachtung des zur Verfügung stehenden Bauraumes sowie der entstehenden Kosten werden die Anschlussdurchmesser und Verbindungselemente anhand einer Berechnung der Druckverluste und Strömungsgeschwindigkeiten dimensioniert. Zur Realisierung der Arbeitssicherheit werden hierbei vier konstruktive Varianten betrachtet. Im Anschluss erfolgt eine Validierung der Berechnungen durch eine messtechnische Untersuchung konstruktiver Varianten. Aufbauend auf der Auswertung der Messergebnisse werden weitere konstruktive Anpassungen vorgenommen. Für die resultierende Konstruktion ergibt sich ein statischer Überdruck im Anfahrvorgang von circa 180 mbar bei Einhaltung der zulässigen Strömungsgeschwindigkeit. Dies ermöglicht ein Hochfahren des Asynchronmotors auch unter ungünstigsten Bedingungen. Im Vergleich zur bestehenden Serienlösung konnte die Summe der Kosten für die Fertigung und für Zukaufteile um mehr als die Hälfte reduziert werden. Zudem wurde der Schalldruckpegel während des Schließvorganges um 3 dB verringert bei einer nur unwesentlich erhöhten Stromaufnahme.

Die vorliegende Bachelorarbeit mit dem Titel "Entwicklung einer Anlage zum automatisierten Handling und Polstern von Kartons" wurde für die Firma Heller Maschinen und Technologie AG erstellt. Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines technischen Entwurfes für eine Anlage, welche vorkonfektionierte Pakete automatisiert mit geeignetem Polstermaterial befüllt. Um eine Ausgangsbasis für die allgemeine Betrachtung zu erhalten wurden zunächst der Ist-Zustand beim Kunden aufgenommen und die zur Verfügung stehenden Polsterarten analysiert. Anschließend wurden mithilfe des konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) die erforderlichen Teilfunktionen und Funktionsabläufe erarbeitet. Anhand dieser Daten wurden Lösungskonzepte für die notwendigen Teilprozesse der Anlage erstellt und ausgewählt. Aus der allgemeinen Betrachtung wurde unter Anwendung der Forderungsliste des Kunden eine spezifische Lösung herausgefiltert und in einen technischen Grobentwurf als Layout-Zeichnung überführt. Diese Arbeit dient als Grundlage für weitergehende Prozessuntersuchungen und für die Konstruktion der Anlage im Hause der Firma Heller Maschinen und Technologie AG.

Eine Sondermaschine stellt in der Regel eine individuelle Lösung für Aufgaben aus der Montage und Produktion dar. Bei der Neuentwicklung einer solchen Sondermaschine gilt es, in Absprache mit dem Kunden während der Planungs- und Angebotsphase ein geeignetes Konzept zu erarbeiten. Neben dem schriftlichen Angebot müssen die Konzepte in einer verständlichen und eindeutigen Layout-Zeichnung grafisch dargestellt werden. Aktuell werden hierzu zweidimensionale, einfache Skizzen mittels 2D-CAD-Programmen erstellt, welche die späteren Abläufe, Arbeitsräume und Dimensionen illustrieren sollen. Im Hinblick auf eine schnellere und effiziente Angebotserstellung für den Konstrukteur und Vertrieb wird eine Baukastenlösung entwickelt, welche eine dreidimensionale, anschauliche und detailreiche Visualisierung ermöglichen soll. Im ersten Schritt werden die häufigsten, in der Vergangenheit von der Firma HENKEL + ROTH GmbH umgesetzten Konzepte analysiert und kategorisiert. Daraus abgeleitete Regeln für einen Konstruktionsbaukasten bilden die Grundlage für einen umfangreichen, strukturierten Datenbestand. Die Planung und Erstellung des dreidimensionalen Maschinen-Layouts erfordert eine intuitiv zu bedienende Software, welche auch ohne fundierte CAD-Kenntnisse beherrschbar ist. Mehrere auf dem Markt verfügbare Programme werden hinsichtlich der Anforderungen zur Planung, Modellierung und Präsentation evaluiert und anhand des Beispiel-Layouts einer großen Montagelinie miteinander verglichen. Ein zusammenfassendes Ergebnis sowie ein Ausblick auf weitere Möglichkeiten wie Fabriksimulationen oder 3D-Bildverarbeitung vervollständigen die Arbeit.

Ausgehend von den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie wird in dieser wissenschaftlichen Arbeit der Aufbau eines Regelwerks, zur Sicherstellung der CE-Konformität automatisierter, Montagevorrichtungen in einem mittelständischen Unternehmen des Sondermaschinenbaues beschrieben. Es erfolgt eine systematische Analyse des betrachteten Produkts, um dessen Eigenschaften für die weiteren Betrachtungen zu konkretisieren. Basierend auf dem im Unternehmen vorhandenen Wertschöpfungsprozess, wird die Implementierung eines veränderten Produktentwicklungsprozesses beschrieben, welcher die von der Normung geforderten Teilschritte zur Absicherung der CE-Konformiät enthält. Die entwickelte Softwarelösung, als Werkzeug zur Vereinfachung der Risikobewertung und -minimierung, wird erläutert. Die Auslegung von Sicherheitskreisen sowie die entwickelten Standardlösungen werden erläutert. Der entworfene Dokumentationsprozess und dessen Integration im Produktentwicklungsprozess werden dargestellt. Es wird auf die Auswahlkriterien der zu archivierenden Dokumente und deren Ablage im entworfenen Dokumenten-Management-System eingegangen. Die eingeführten Prozesse und Werkzeuge des Regelwerks werden abschließend an einer Vorrichtung exemplarisch getestet und auf deren Wirksamkeit hin bewertet.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu untersuchen, ob ein Baumfällroboter in Vollgröße unter Beibehaltung von statischer und geometrischer Ähnlichkeit zu einem 1:4 skalierten Modell umgesetzt werden kann. Ist dies nicht möglich, so wird die maximale Größe ermittelt, die unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien machbar ist. Zu Beginn wurden alle Anforderungen und Spezifikationen für das bestehende Robotermodell und die Grundidee von größeren Roboterprototypen aufgelistet. Die Hauptbeschränkungen, welche den größten Einfluss auf die Realisierbarkeit eines größeren Roboters haben, wurden erläutert. Dieser Roboter soll direkt an einem Stamm von Montrey-Kiefern angebracht werden. Allerdings besitzen diese Bäume eine schwache Wurzelstruktur. Um eine Entwurzelung zu vermeiden, wurden anhand ihres maximalen Widerstandsbiegemoments des Baumes erste Gewichtslimits für Robotergrößen in Zusammenhang mit Stammdurchmessern berechnet. Es war möglich, den Roboter durch eine Abstraktion zu vereinfachen, aber dennoch alle relevanten Werte und Verhältnisse beizubehalten. Vorhersagen für die Veränderung signifikanter Größen und Eigenschaften unter Verwendung von dimensionslosen Kennzahlen konnten getroffen und ausgewertet werden. Konstruktive Entwurfsgesetze wurden aufgeführt, welche innerhalb des Skalierungsverfahrens ermittelt wurden. Da nur ein hydraulisches Antriebskonzept die erforderliche Leistung für größere Roboter bereitstellen kann, ist dies ausgearbeitet worden. Das Gewicht aller einzelnen und notwendigen Komponenten wurde anhand von gängigen Produkten ermittelt. Um alle möglichen Materialien für die Herstellung der Hauptteile des Roboterprototypen zu erfassen, wurde eine Materialanalyse mit der Software "Cambridge Engineering Selector" durchgeführt. Diese Materialien haben ein optimiertes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und beinhalten die Betrachtung der Elastizitätsgrenze und des Elastizitätsmoduls. Mittels einer Gewichtshochrechnung konnte bewertet werden, inwiefern ein Baumfällroboter in Vollgröße realisierbar ist. Die maximal mögliche Größe unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien wurde ermittelt.

In der vorliegenden Masterarbeit wird der konstruktive Entwicklungsprozess eines Tragentisches zur Aufnahme und Fixierung von Roll-In-Tragen, wie er im Rettungsdienstbereich Verwendung findet, beschrieben. Die Hauptaufgaben der Vorrichtung bestehen dabei in der Umsetzung der Be- und Entladung von Roll-In-Tragen, auf welchen Patienten befördert werden, sowie in der Gewährleistung der Transportsicherung der Roll-In-Tragen innerhalb des Krankenkraftwagens. Die Ausarbeitung orientiert sich zum einen an den Normen aus dem Rettungsdienstwesen DIN EN 1789 und DIN EN 1865 und zum anderen an den entwicklungsrelevanten VDI-Richtlinien 2220 und 2221. Die rettungsdienstlichen Normen bilden dabei der Grundlage für die Einführung in die Thematik und dienen der Konkretisierung des zu entwickelnden Tragentisches. Anhand der durchgeführten Patent- und Literaturrecherche erfolgen die Ableitung des aktuellen Standes der Technik sowie die Analyse vorhandener Lösungsansätze.Unter anderem umfasst die im Anschluss durchgeführte systematische Entwicklung ein Verfahrensprinzip, eine Funktionsstruktur, verschiedene Lösungsprinzipe, mehrere Technische Prinzipe und ein konkretisiertes Technisches Prinzip. Letzteres dient im Besonderen der Erarbeitung des Gestaltentwurfs des Tragentisches. Die Ergebnisse der Entwicklung werden in Form von technischen Unterlagen zusammengefasst. Abschließend gibt die Auswertung einen Überblick über die Arbeitsergebnisse sowie zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten des Tragentisches.

In dieser Arbeit wird die Konzeption des Pulver- und Teilehandlings an einer Laser-Metal-Fusion-Anlage dargestellt. Dazu werden die zugrundeliegende Maschine und die notwendigen technischen Randbedingungen beschrieben. Anschließend werden die Prozessschritte, die im Umfeld der Anlage auftreten, beschrieben und systematisiert, um sie in Stationen aufzuteilen. Diese Stationen sollen Metallpulver und das fertige Bauteil trennen und das Pulver aufbereiten. Für diese Stationen werden Funktionsanalysen durchgeführt und für die Funktionen Lösungen entwickelt und bewertet. Die Lösungen für die Stationen werden dann zu einem modularen System verknüpft. Anschließend werden das modulare Konzept bewertet und Lücken im Konzept aufgezeigt. Um diese Lücken zu schließen werden ergänzende Konzepte entwickelt, die auf bereits vorhandenen Komponenten aufbauen oder Anforderungen und Lösungen für neue Komponenten definieren. Als nächstes müssen die Konzepte in Prototypen umgesetzt und erprobt werden.

Abhängig von der Anlagenplanung werden Langgüter, wie Profile oder Rohre, bei der Produktion häufig in Querlauf, also senkrecht zu ihrer längsten Ausdehnungsrichtung, gefördert. Sollen diese nun mittels Umreifung gebündelt werden, kann keine herkömmliche Umreifungsmaschine mit geschlossenem Bandführungsrahmen eingesetzt werden. Mit dieser Arbeit soll eine Maschine entwickelt werden, die Langgüter im Querlauf umreifen kann und deren Verfügbarkeit über die bestehender Lösungen hinausgeht. Aufbauend auf einer Markt- und Patentanalyse werden Schwachstellen der existierenden Lösungen hinsichtlich deren Verfügbarkeit aufgezeigt und Anforderungen an die zu entwickelnde Maschine abgeleitet. Es werden verschiedene mögliche Konzepte für die Form, Teilung und Bewegung der Bandführung systematisch hergeleitet und mittels Bewertung eine favorisierte Lösung gewählt. Für die notwendigen Funktionselemente werden Umsetzungsvorschläge in einer Kombinationstabelle gesammelt und aus dieser mehrere Technische Prinzipe abgeleitet, von denen ein bevorzugtes weiterentwickelt wird. Zu diesem werden relevante Berechnungen durchgeführt und schlussendlich eine vollständige Konstruktion erstellt. Für diese wird eine Abschätzung der technischen Verfügbarkeit durchgeführt.

Die Fa. HENKEL+ROTH GmbH bietet mit dem mobilen Roboter "MR 2.0" eine innovative Lösung zur flexiblen Automatisierung von Produktionsprozessen. Es handelt sich hierbei um eine Kombination aus einem fahrerlosen Transportsystem und einem Standard-Industrieroboter. Dieser modular aufgebaute Roboter navigiert ohne mechanische oder elektronische Schienensysteme. Eine integrierte Leistungsversorgung ermöglicht einen kabellosen Betrieb. Dies erhöht den Aufgabenbereich des Roboters immens. Mehrere Messeauftritte machten deutlich, dass das Interesse an einer flexiblen Robotik-Applikation groß ist und stetig wächst. Dies ist Motivation zur Fortführung der Entwicklung, welche in dieser Abschlussarbeit vorangetrieben werden soll. Im Zuge dieser Arbeit soll ermittelt werden, wo die Interessen potentieller Kunden liegen und welche Fähigkeiten dem mobilen Roboter und dessen Peripherie verliehen werden müssen, um den Anforderungen der Interessenten gerecht zu werden. Im Anschluss werden diese Erkenntnisse in den Entwicklungs- und Konstruktionsprozess einer neuen mobilen Transportplattform einfließen. Gegenstand des ersten Teils dieser Arbeit wird eine Online-Befragung sein. Dabei wird aus Firmenkontakten vergangener Anfragen und Messeausstellungen ein Teilnehmerpool zusammengestellt. Nach Beendigung der Umfrage werden die Ergebnisse analysiert und anschaulich dokumentiert. Ausgehend von dieser Basis werden im zweiten Teil der Arbeit Anforderungen für die Neuentwicklung einer Transportplattform erarbeitet und anschließend konstruktiv umgesetzt. Da je nach Kundenwunsch unterschiedlichste Anforderungen existieren können, soll ein universeller Lösungsansatz entwickelt werden, der es ermöglicht mobile Plattformen verschiedener Größe und Ausstattung anhand eines Basissystems ohne übermäßigen Aufwand herzustellen. Ziel ist es somit ein universelles und kundenorientiertes Produktportfolio anbieten zu können. Aufgrund des beschränkten zeitlichen Rahmens dieser Abschlussarbeit kann keine vollständige Konstruktion des Gesamtsystems inklusive seiner Peripherie erfolgen. Deshalb wird als Abschluss der Arbeit ein Ausblick über noch fehlende und fortzuführende Arbeiten gegeben, welcher zugleich als Verknüpfung für die zukünftige Entwicklung dienen soll.

Im Rahmen der Bachelorarbeit wird ein Gebläsekonzept für die Mähdrescherreinigung entwickelt, welches über Modularisierungsprinzipien in allen Mähdrescher-Baureihen eingesetzt werden kann. Die Modularisierung von Maschinen und Produktion ist aufgrund der schnellen Marktveränderungen und der individuellen Kundenwünsche erforderlich. Auch die Einsparung von Kosten hat dabei eine große Bedeutung. Zunächst wird im Rahmen der Modularisierung getestet, ob eine andere Gebläsebauart als die der Serienmaschinen Verwendung finden kann. Der Beschreibung des Aufbaus und der Funktion eines Mähdreschers folgt eine Ist-Stand Analyse der Technik. Auf dieser Basis werden Anforderungen und Kriterien zur systematischen Auswahl eines Gebläse-Prinzips aufgestellt. Folgend wird die Integration der Bauarten in das bestehende Maschinenkonzept überprüft. In Form eines Paarvergleichs erfolgt die Auswahl einer geeigneten Gebläsebauart, welche im Hinblick auf Funktion und Kosten optimiert wird. Daran anschließend werden auf der Grundlage definierter Anforderungen an das neue Konzept Lösungsvarianten für die verschiedenen Schnittstellen im Gebläse entwickelt und dargestellt. Aus einer Bewertung geht ein optimales Gebläsekonzept hervor, welches in CATIA V5 konzeptionell ausgearbeitet wird.

In der vorliegenden Masterarbeit wird die Konstruktion von ausgewählten Werkzeugen, die durch Messer- und Scherschneiden biegeschlaffe Gummiprofile für die Türabdichtung beim Automobilbau konfektionieren, teilautomatisiert. Für die Konfektionierung mit diesen Werkzeugen durchlaufen vorabgelängte Gummiprofile eine modular aufgebaute, automatische Bearbeitungsanlage. Zu Beginn der Arbeit entstehen anhand des Produktlebenszyklus Anforderungen an die Aufgabe. In einem nächsten Schritt werden bereits bekannte Schnittbearbeitungen an diesen Profilen analysiert und kategorisiert. Aus diesen Kategorien entstehen nach Auswahl von Bearbeitungen für die Teilautomation verschiedene Konstruktionen für Vorlagewerkzeuge nach einem erstellten Lösungsmuster. Ebenfalls wird der Materialkennwert für die notwendige Schneidkraft bei linearem Materialverhalten dieser Gummiprofile ermittelt. Abschließend wird anhand der Anforderungen, gesammelten Informationen und Festlegungen ein Variantenprogramm mit der Software Visual Basic im CAD-System Autodesk Inventor 2011 erstellt. Die Ergebnisse der Masterarbeit zeigen eine Kosten- und Zeitersparnis durch die Teilautomatisierung und Standardisierung bei der Konstruktion auf. Als weiteres Ergebnis sind Richtlinien und Regeln entstanden, die bei dem Umgang mit diesen Gummiprofilen bei der Erstellung von Werkzeugen für die Konfektionierung zu beachten sind.

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird eine Automationsanlage zur Bestückung von Kleinverteilerkästen für die Elektroinstallation mit Schrauben aus Kunststoff systematisch entwickelt und anschließend mit einer CAD Software konstruiert. Zuerst werden die unterschiedlichen Baugrößen der Gehäuse analysiert und daraus eine Systematik des Lochmusters der zu bestückenden Bohrungen abgeleitet. Nach dem Aufzeigen der Anforderungen an die Maschine in einer Anforderungsliste, wird die Anlage in einzelne Baugruppen unterteilt und eine Funktionsstruktur erstellt. Anschließend werden in einer Kombinationstabelle verschiedene Lösungen des mechanischen Aufbaus der Baugruppen anhand von technischen Prinzipen erarbeitet. Aus diesen werden drei Gesamtprinzipe erstellt und in einer Bewertungstabelle miteinander verglichen. Das am besten geeignete Prinzip wird weiter präzisiert bis es eine geeignete Grundlage für die Konstruktion darstellt. Schließlich wird die Konstruktion der Anlage, welche unter Beachtung von fertigungstechnischen Möglichkeiten des betreuenden Betriebs erfolgt, dokumentiert und vorgestellt.

Diese Arbeit stellt einen Leitfaden für den Prozess der Fertigungsvorbereitung eines Gussteiles dar. Dabei wird die methodische Vorgehensweise zur Realisierung eines Gussmodells in Abhängigkeit der erforderlichen technologischen Schritte systematisch dargestellt und abschließend am konkreten Beispiel eines Wartburg 353 WR Motorbockes veranschaulicht. Im Jahr 2012 entschließt sich eine Gruppe von Rennsportexperten, darunter auch der Initiator und Rennfahrer Thomas Becken an der TU Ilmenau, ein Projekt ins Leben zu rufen, welches den Rennfahrern ermöglichen soll, mit einem Wartburg 353 WR in der historischen Gruppe B antreten zu können. Um in dieser Rennklasse mitfahren zu können, muss der Zustand des Fahrzeuges die damaligen Vorschriften des FIA-Reglements erfüllen. Diese betreffen nicht nur das äußere Erscheinungsbild des Wartburg 353, sondern auch die technischen Leistungsmerkmale. Da dieser Typ des Rallyewagens nicht vom Fließband kam, stellt es sich in der heutigen modernen Zeit als extrem schwer heraus, noch originale 3-Zylinder Motoren auf dem Markt aufzutreiben. Aus dieser Problemstellung heraus wurde das Projekt Wartburg 353 Motor an der TU Ilmenau ins Leben gerufen. Die Grundlage für das Erstellen von Modell-, Kern- und Einlegeteilen für dieses Projekt, ist der CAD-Datensatz von Herrn Stephan Wolfgramm und Herrn Christian Janda. Die beiden Masterstudierenden hatten es sich in ihrer Projektseminar-Arbeit zur Aufgabe gemacht, die Originalzeichnungen des Zylinderblockes der Wartburg Rallyeausführung aus dem Archiv des ehemaligen AWE (Automobilwerk Eisenach) zu digitalisieren. Dabei erstellten sie eine 3D-Konstruktion durch den Einsatz moderner CAD Software. Mit Unterstützung dieser 3D-Konstruktion des Motorblockes sollte nun unter Bezug auf den aktuellen Stand der Technik die Fertigungsvorbereitung analysiert und systematisiert werden.

Aufgabe dieser Masterarbeit ist die Konzeption und Konstruktion einer universellen Montagevorrichtung für Zuführsysteme. Der Herstellungsprozess für die zur Zuführtechnik gehörenden Standardkomponenten Transportbänder, Knickbänder und Bandbunker soll anhand geeigneter technischer Lösungen optimiert werden. Ausgehend von der Betrachtung der Vorrichtung in der Montage, sind die produktseitigen Anforderungen durch Analyse ihrer Produktstruktur, Verbindungstechnik und Bauteilgestalt zu erarbeiten. Nach Aufstellung der Gesamtfunktion wird geklärt, welche Teilfunktionen zur Realisierung dieser benötigt werden. Das Zusammenspiel der Teilfunktionen ist in der Funktionsstruktur ersichtlich. Nachdem den einzelnen Funktionselementen mehrere Lösungsprinzipe zugeordnet sind, erfolgt die Zusammenstellung derer gemäß der Funktionsstruktur zum Technischen Prinzip. Durch Beurteilung anhand ausgewählter Kriterien wird eines der drei Technischen Prinzipe zum Technischen Entwurf überführt. Nach Abschluss der Entwicklungsaufgabe werden mögliche montagegerechte Überarbeitungen der Produkte aufgezeigt.

In Industrie und Forschung schreitet der Prozess der Miniaturisierung immer weiter voran. Für die Positionierung von Proben oder Bauteilen sind Systeme erforderlich, die den Ansprüchen an Präzision nicht nur im Mikrometerbereich, sondern auch im Nanometerbereich gerecht werden. Um diese Aufgabe bewältigen zu können, spielen zum einen der Bereich der Nanofertigungstechnik und zum anderen der Bereich der Präzisionsmesstechnik eine bedeutende Rolle. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Sensorsystems, welches eine präzise Messung der Position in der Ebene ermöglichen soll. Der Einsatz des Sensorsystems soll an einem planaren Positioniertisch, der in x-, y- und [phi]_z- Richtung verfahrbar ist, erfolgen. Im ersten Teil wird das planare Positioniersystem und dessen Antriebsprinzip basierend auf Piezoaktoren erläutert. Im Hauptteil dieser Bachelorarbeit findet die Bewertung möglicher Messprinzipe zur Positionsbestimmung des planaren Positioniertisches, welcher bisher in offener Steuerkette betrieben wurde, statt. Hierbei werden die Methoden des konstruktiven Entwicklungsprozesses angewendet. Abschließend wird ein geeignetes Messprinzip ausgewählt und dessen Wirkungsweise in Versuchen analysiert.

In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer 5-Achs-Laserschneidanlage dargestellt. Dabei wird insbesondere die Dynamik der Z-Achse betrachtet. Dazu wird kurz beschrieben, wie bisher 5-Achs-Bearbeitungen umgesetzt hat, und mit welchen Leistungsdaten die Mitbewerber aufwarten können. Außerdem wird dargelegt, wie die Konstruktion der bereits vorhandenen precicut 50/35 Compact aufgebaut ist und welche Komponenten verändert werden müssen, beziehungsweise dürfen. Anschließend wird im Konzeptteil erarbeitet, dass ein direktangetriebener Linearmotor als Z-Achs-Antrieb am besten geeignet ist. Um die Belastung für den Z-Achs-Antrieb zu verringern, wird ein Gewichtskraftausgleich konzipiert, der auf einem Pneumatikzylinder basiert. Des Weiteren werden die anderen zu verbauenden Komponenten, wie ausgewählt. Im letzten Abschnitt des Konzeptteils werden Bauraumkonzepte zur optimalen Anordnung der einzelnen Komponenten betrachtet und bewertet. Im Konstruktionsteil wird dargelegt, wie die Anbindung der zu verbauenden Komponenten untereinander erfolgt, und wie sie dann an das Gestell angebunden werden. Auch die Änderungen am Gestell werden aufgezeigt. Die Neuentwicklung wird nach ihrer Fertigung in der Erprobung auf eine ausreichende Leistungsfähigkeit der Antriebe überprüft werden müssen und auf eine ausreichende Führung des Strahlengangs.

Die Reinraumtechnik wird seit vielen Jahren im technischen und medizinischen Bereich angewendet. Zur Verbesserung der Prozess- und Produktqualität sowie zur Verbesserung der Hygiene in den Krankenhäusern werden reine Umgebungsbedingungen benötigt. Es wird ständig nach neuen Reinraumkonzepten gesucht. Die Anforderungen und die Konkurrenz im Reinraumbereich steigen. Deswegen sollen neue, leistungsfähige Reinraumlösungen entwickelt werden. In dieser Arbeit wird der komplette Entwicklungsprozess eines neuartigen, hochflexiblen Reinraumwandsystems betrachtet. Methodisch wird zuerst der aktuelle Stand der Technik im Reinraumbereich und in anderen für die Arbeit wichtigen Bereichen analysiert. Mit Hilfe dieser Analyse wird im nächsten Schritt die Präzisierung der Aufgabenstellung durchgeführt. Auf Basis einer Anforderungsliste wird ein Konzept erstellt, das aus einer Funktions- und Prinzipsynthese besteht. Nach der Prinzipsynthese werden mehrere technische Lösungen betrachtet, analysiert und bewertet. Am Ende dieses methodischen Schrittes wird die beste technische Lösung ausgewählt. Diese Lösung wird in der Entwurfsphase realisiert. In der Entwurfsphase wird ein Reinraumwandsystem entwickelt, das aus neun Aluminiumstrangpressprofilen besteht. Das System wird zuerst mechanisch dimensioniert. Danach werden Prototypen des Profilsystems hergestellt, analysiert und optimiert. Nach der Optimierung des Profilsystems werden alle notwendigen Stellen nachgerechnet. Zur Verifizierung der Neuentwicklung wird ein Referenzreinraum konstruiert. Diese Konstruktion ist an erster Stelle Basis zur Beschreibung der Montage des Reinraumes, sowie eine Grundlage der Kostenbetrachtung zur Bestimmung des Herstellungskosten des Reinraumes. Nach der Erstellung und Beschreibung des Verifizierungsmodelles wird die technische Dokumentation vorbereitet und es werden Anfragen in die Industrie geschickt, mit dem Ziel die Herstellungskosten des Systems zu bestimmen. Nach der Bearbeitung der Angebote werden auch der Herstellungskosten des Reinraumes bestimmt. Mit dem neuen Reinraumwandsystem können Reinräume konstruiert werden, die eine hohe Qualität haben, modular aufgebaut sind und eine sehr hohe Flexibilität bezüglich geometrischer Abmessungen haben. Die Kosten des Reinraumes werden um fast zwanzig Prozent im Vergleich zu einem bestehenden Reinraumwandsystem reduziert.

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Aufbau eines Modells zur direkten Repräsentation von vektoriellen Toleranzen innerhalb eines CAD-Systems. Aufbauend auf dem Modell der vektoriellen Tolerierung wird ein Konzept erarbeitet, das die Analyse, Berechnung und Darstellung von abweichungsbehafteten Bauteilen in Baugruppen mit partiell-geschlossenen Toleranzketten ermöglicht. Anschließend erfolgt die prototypenhafte Umsetzung des erarbeiteten Konzepts im CAD-System SOLIDWORKS unter der Nutzung der Programmierschnittstelle API.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit dem Thema "Entwicklung neuer Hubgerüste für Gabelstapler". Derzeitig verwendete Hubgerüste besitzen aufbaubedingt einige Nachteile. Ziel der Arbeit ist es, ein neues Hubgerüst zu entwickeln, welches die vorhandenen Nachteile reduziert beziehungsweise beseitigt. Nach einer Einführung in das Thema Gabelstapler erfolgt eine Analyse derzeitig verwendeter Hubgerüste. Anschließend werden die Schritte beim konstruktiven Entwicklungsprozess für ein neues Hubgerüst für Gabelstapler dokumentiert. Nach Präzisierung der Aufgabenstellung und dem Erstellen einer Anforderungsliste erfolgt eine Analyse von bekannten technischen Systemen, die das vertikale Bewegen von Lasten ermöglichen. Anschließend erfolgt die Synthese von Funktionsstrukturen und Lösungsprinzipen. Hierbei werden verschiedene technische Prinzipe entwickelt, woraus anschließend das am besten geeignete Prinzip durch eine mehrwertige Bewertung ausgewählt wird. Die Arbeit schließt mit dem technischen Entwurf der favorisierten Variante und mit einer kritischen Auseinandersetzung der gefundenen Lösung ab.

Diese Masterarbeit befasst sich mit der Konzeption eines Messsystems für die Lorentzkraft-Anemometrie. Den Kern der Arbeit stellen die systematische Analyse möglicher Kraftmessprinzipe sowie die konzeptionelle Ausarbeitung des Messsystems unter Beachtung der Rahmenbedingungen dar. Die Bewertung der einzelnen Kraftmessprinzipe und Messsystemkonzepte erfolgt anhand von technischen und ökonomischen Bewertungskriterien. Das daraus abgeleitete technische Gesamtprinzip dient als Grundlage für die konstruktive Umsetzung des Lofometers. Die Ergebnisse der Konstruktion werden an verschiedenen 3D-Modellen erläutert.

Die Integration der Wasserrettung in den Katastrophenschutz Deutschlands stellt neue Anforderungen an das Personal und die Ausstattung von Wasserrettungsgruppen. Die Bereitstellung geeigneter Fahrzeuge ist dabei eine zentrale Problemstellung, da die Katastrophenschutzkonzeption auch mit solchen praktischen Belangen verbunden ist. Diese Arbeit beschäftigt sich zunächst mit der generellen Herangehensweise an die Gestaltung von Sonderfahrzeugen. Hierzu müssen sowohl praktische Anforderungen und Kundenwünsche als auch rechtliche Bestimmungen in einem Konzept realisiert werden. Dieser Prozess wird in der Bachelorarbeit auf die Konzeption eines Gerätewagens Wasserrettung angewendet. Aus dem prinzipiellen Einsatzbereich im Rahmen der Wasserrettung ergeben sich spezielle Forderungen an das Fahrzeug sowie Angaben zur benötigten Beladung und zu Fahrzeuganbauten. Da die Festlegung universeller Standards für neue Wasserrettungsfahrzeuge angestrebt wird, werden die in dieser Arbeit getroffenen Festlegungen in eine allgemein gefasste Formulierung überführt, die als Grundlage für die Gestaltung von Wasserrettungsfahrzeugen dienen soll. Die erstellte Vorlage wird zur Gestaltung einer günstigen Basislösung für einen Gerätewagen Wasserrettung genutzt. Dies umfasst die Auswahl eines geeigneten Nutzfahrzeuges als Basisfahrzeug, die Konzeption sowie Konstruktion aller notwendigen Fahrzeugeinbauten und auch die Planung der Fahrzeugbeladung. Das gestaltete Fahrzeug zeichnet sich durch Massen-, Volumen- und Kostendisziplin aus, sodass mit dieser Basislösung der festgelegte Mindeststandard eingehalten wird.

In dieser wissenschaftlichen Ausarbeitung zum Thema "Entwicklung einer Bewegungseinrichtung zur automatisierten Digitalisierung geometrischer und physikalischer Eigenschaften gegenständlicher Objekte" wird der systematische Entwicklungsprozess eines technischen Systems dargestellt. Zu diesem Zweck wird eine Aufgabenpräzisierung durchgeführt. Hierzu zählen die Ermittlung des aktuellen Stands der Technik sowie der Klassifizierung von möglichen Objekten und die Bestimmung des grundlegenden Aufbaus. Weiterhin wird eine Operationsfolge und eine Lebenszyklusanalyse erstellt. Ziel ist es, den Rahmen für die Synthese zu schaffen Im nächsten Arbeitsschritt werden auf Basis der Aufgabenpräzisierung innerhalb der Synthese weitere Entwicklungsschritte durchgeführt. In diesem Zusammenhang werden grundlegende Fragen zu der Bewegung geklärt, Funktionsstrukturen und technische Prinzipe erstellt und ausgewertet. Als Ergebnis werden der Gestaltforderungsplan sowie die Konstruktion dargestellt.

Die vorliegende Arbeit beinhaltet die systematische Erarbeitung eines Ausbildungskonzeptes für ein Selbststudium in der Lehrveranstaltung "Grundlagen der Konstruktion". Durch das Ausbildungskonzept, bestehend aus Lehrunterlagen und einem anschließendem Praktikum, soll das Lehrangebot der Lehrveranstaltung erweitert und dadurch die Ausbildung der Studierenden noch verbessert werden. Die erarbeiteten Lehrunterlagen führen die Studierenden Schritt für Schritt durch den Analyseprozess an einem real existierenden technischen Produkt, dem Pick- &Place- Automaten. Dazu sollen die Studierenden die Lehrunterlagen im Selbststudium vorbereiten. Im anschließenden Praktikum können aufgetretene Probleme besprochen und die ermittelten Ergebnisse am realen Produkt verglichen werden. Durch die Teilnahme der Studierenden an dieser zusätzlichen Ausbildung, soll das Verständnis für den Aufbau und die Wirkungsweise technischer Produkte gesteigert werden. Zusätzlich werden wichtige Kenntnisse zum methodischen Vorgehen in der Produktentwicklung und der Konstruktion vermittelt. Um ein Ausbildungskonzept mit effizienter Wissensvermittlung erarbeiten zu können, setzt sich diese Arbeit aus folgenden Abschnitten zusammen: Zu Beginn der Arbeit werden die Grundlagen der Wissensvermittlung, sowie die Darstellung der didaktischen Grundlagen und mögliche Werkzeuge für eine sinnvolle Gestaltung von Lehrunterlagen dargestellt. Des Weiteren wird eine Zusammenfassung aller vorhandenen Lehrinhalte und Lehrunterlagen des Fachgebiets "Konstruktionstechnik" erarbeitet, um die Konsistenz zwischen Vorlesungen, Seminaren und den zu erstellenden Lehrunterlagen zu wahren. Im Anschluss daran folgt die ausführliche Analyse des Pick- & Place- Automaten und des Längstaktautomaten. Den Abschluss der Arbeit bildet die Erarbeitung des Ausbildungskonzeptes und der Lehrunterlagen für das Selbststudium.

Die aktuellen Normen zur Geometrischen Tolerierung beruhen auf der lehrenbasierten Fertigungsmesstechnik, bei welcher die Hülle eines Objekts geprüft wird. Durch die Anwendungder 3D-Koordinatenmesstechnik können Abweichungen differenzierter spezifiziert und klassifiziert werden als mit herkömmlichen Messmitteln. Daraus ergibt sich u. a. die Möglichkeit, die abweichungsbehaftete Geometrie in ein mathematisches Modell zu überführen, dessen Beschreibungsbasis mit denen aktueller CAD-Systeme übereinstimmt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung eines mathematischen Modells zur Beschreibung von Toleranzen und Abweichungen auf Basis der CAD-internen Geometriedarstellung. Dazu werden bestehende Modelle zur Toleranzintegration in CAD-Systeme recherchiert, analysiert und der aktuellen Tolerierung nach Norm gegenübergestellt. Dabei werden die Unzulänglichkeiten des Norm-Systems in Bezug auf eine mathematische Darstellung erörtert und Lösungsansätze für das mathematische Modell diskutiert. Aufbauend auf den Vorarbeiten wird ein mathematisches Modell zur Abweichungsrepräsentation in CAD-Systemen sowie zur Berechnung von Toleranzketten an Baugruppen entwickelt. Dabei werden die geometrischen Grundelemente Ebene, Zylinder, Kugel und Kegel berücksichtigt. Des Weiteren wird aufbauend auf dem mathematischen Modell eine Demonstrationsanwendung entwickelt. Diese kombiniert die, mit dem CAD-System erzeugte, Nominalgeometrie mit weiteren Informationen, zu denen auch die Abweichungsparameter des mathematischen Modells zählen. Die erweiterten Informationen des CAD-Modells werden anschließend genutzt, um die Berechnung einer Toleranzkette unter Berücksichtigung definierter Randbedingungen zu ermöglichen. Dabei kann eine beliebige Toleranzkette vom Anwender vorgegeben werden. In Abhängigkeit dieser Vorgabe werden von der entwickelten Demonstrationsanwendung automatisch alle zur Toleranzkette gehörenden Flächen bestimmt, zur Berechnung aufbereitet und die Toleranzkette anschließend nach dem mathematischen Modell berechnet. Zur Ergebnisdarstellung wird die Demonstrationsanwendung um die Fähigkeit erweitert, die abweichungsbehafteten Flächen vereinfacht im CAD-Modell zu modellieren. Um dem Anwender zusätzlich eine Rückmeldung über die berechneten Werte zu geben werden diese tabellarisch angezeigt. Abschließend erfolgt eine Betrachtung möglicher fortführender Arbeiten auf Basis des entwickelten Modells.

In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer schaltbaren Ölabsaugstufe beschrieben. Die Arbeit unterteilt sich in einen konzeptionellen und in einen versuchstechnischen Teil. Im ersten Teil der Arbeit wird das Konzept der schaltbaren Absaugstufe erarbeitet und eine konstruktive Umsetzung dargestellt. Im versuchstechnischen Teil wird zuerst auf die Konstruktion des Versuchsträgers eingegangen. Anschließend werden die Versuche beschrieben und die Absaugstufe bewertet.

Aufgabe dieser Arbeit war die Konzeption und Konstruktion einer Automationsanlage für die Zu- und Abführung von Gurtschlosshaltern. Anhand der Prozessdurchführung der manuellen Bestückung wurden die genauen Umstände geklärt und anhand dessen die Anforderungen für das zu konzipierende Handhabungssystem abgeleitet. Nach Untersuchung der Verschiedenheiten und Gemeinsamkeiten der Handhabungsobjekte wurden zunächst die benötigten Handhabungsvorgänge erarbeitet. Neben dem Werkstückstückverhalten wurden die Verhaltenstypen und die physikalischen Eigenschaften betrachtet. Die Zuhilfenahme von Elementarfunktionen diente als wichtige Vorarbeit für die Planung der Handhabungsabläufe. Bei der Erstellung des Technischen Prinzips wurde der Handhabungsablauf berücksichtigt. Dieser Funktionen wurden im Anschluss Funktionsträger zugeordnet und mittels Kriterien bewertet sowie ausgewählt. Zum Schluss wurden die Handhabungseinrichtungen zu einer Gesamtanlage, gemäß dem Prinzip, zusammengestellt.

Kurze Entwicklungszeiten, eine große Variantenvielfalt und ein knappes Budget, dies sind die wohl schwierigsten Randbedingungen der Konstrukteure in heutigen Zeiten. Damit diese Bedingungen besser eingehalten werden können, ist es nötig äußere Einflüsse spezifisch und möglichst exakt abzuschätzen. Zur Abschätzung werden dabei immer häufiger Computeranwendungen genutzt. Das Darstellen und ordnungsgemäße Einrichten solcher Modelle spielt dabei eine wichtige Rolle. Aber gerade im Bereich einer Simulation von gesamten Maschinen und Geräten, welche durch eine Komplexität gekennzeichnet sind, ist es nötig Versuche an Prototypen durchzuführen. Für eine Untersuchung von Betriebsfestigkeit und Widerstandsfähigkeit von selbstfahrenden Maschinen wurde ein Kreisprüfstand entwickelt. Aus den guten Ergebnissen, die bei dieser Abschätzung getroffen werden konnten, entstand der Wunsch diesen Prüfstand auch für nicht selbständig fahrende Maschinen und Geräte zu nutzen. Aus diesem Anlass wurde in dieser Arbeit eine Kopplungseinheit entwickelt, welche es möglich macht nichtselbständig fahrende Maschinen und Geräte auf solch einem Prüfstand zu untersuchen.

Die folgende Bachelor-Arbeit von Ralf Schienbein beinhaltet die "Entwicklung und Konzeption einer Dachzeichenanbindung mit entsprechender Leuchteinheit für die zukünftige C-Klasse Limousine" bei der Daimler AG. Dementsprechend werden im ersten Teil die rechtlichen Rahmenbedingungen, baureihenspezifischen Besonderheiten und technischen Möglichkeiten analysiert. Nach einer Begutachtung der Wettbewerber und bestehender Systeme werden Konzepte für die Umsetzung entworfen und bewertet sowie an ersten Prototypen simuliert. Bestandteil der Prototypenaufbauten sind zudem Definitionen lichttechnisch messbarer Parameter für die Auslegung des Leuchtkörpers, die bisher nur auf Erfahrungswerten aufgebaut sind. Diesen Festlegungen schließt sich die Gestaltdefinition einzelner Bauteile an, die im Anschluss durch Erprobungen verifiziert wird. Der Abschluss der Bachelor-Arbeit enthält ein Fazit und gibt einen Ausblick sowie eine Empfehlung für die weitere Vorgehensweise.

Für die Montage von einzelnen Lithium-Ionen-Batteriezellen zu Modulen, welche in Elektrofahrzeugen zur Energiespeicherung eingesetzt werden sollen, ist eine elektrische sowie optische Eingangsprüfung und Reinigung der Zellen erforderlich. Mit Hinblick auf steigende Stückzahlen sollen die Taktzeiten verringert und die Prozesse automatisiert werden. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte für das Greifen der prismatischen Batteriezellen und die Realisierung der bei der Prüfung und Reinigung notwendigen Handlingbewegungen erarbeitet. Die automatisierten Handlingvorgänge sollen aus sicherheitstechnischen Gründen in einer abgeschlossenen Handlingzelle stattfinden. Da vorhergehende und nachfolgende Schritte weiterhin von Hand ausgeführt werden sollen, werden weiterhin Konzepte für Übergabeeinheiten als Schnittstelle zur Handlinganlage erarbeitet. In den Übergabeeinheiten sollen Batteriezellen gepuffert werden, um Taktzeitunterschiede und Störungen auszugleichen. In einer Taktzeitanalyse werden anschließend die Taktzeiten möglicher Handling- und Greifkonzepte für die automatisierte Anlage abgeschätzt. Abschließend wird ein Konzept einer möglichen automatisierten Handlingzelle erstellt, in der die eingelegten Batteriezellen elektrisch sowie optische geprüft, gereinigt und für die nachfolgende Montage wieder ausgegeben werden.

In der vorliegenden Arbeit wird ein alternatives Konzept zur Druckänderung in einem fluidischen Kreislauf durch Einbringung einer äußeren elektromagnetischen Kraft untersucht. Dafür wurde ein zuvor entwickelter Prototyp einer elektromagnetischen Kraftverzweigung entwickelt und aufgebaut. Um das Verhalten des Prototyps abschätzen zu können, wurde dieser analysiert. Zunächst wurden Versuche ohne den Einsatz von Hydraulikflüssigkeit durchgeführt, um einen ungehinderten Bewegungsablauf zu gewährleisten. Anschließend wurde mit Fluid getestet. Basierend auf der Analyse und den aus den Versuchen gezogenen Schlussfolgerungen, wurde ein neuer Prototyp entwickelt, in welchem die ermittelten Schwächen des vorhandenen Prototyps beseitigt wurden.

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema Entwicklung eines Schaltgetriebes für ein Sportliegerad. Hierbei wird die Antriebsachse in die Hinterradachse verlagert und ein Schaltgetriebe direkt in den Antrieb integriert. Hierbei handelt es sich um die Optimierung der Bachelorarbeit "Antrieb für ein Sportliegerad" von Herrn Scholland, welche in Verbindung mit einem Rahmenkonzept aus Herrn Allerdissens Arbeit ein Variobike bildet. Ausgehend von einer detaillierten Konstruktionskritik wird systematisch eine optimale Lösung erarbeitet, die Dimensionierung und erforderliche Nachrechnung der verbauten Teile durchgeführt sowie das Bauteil im Konstruktionsprogramm entworfen. Dabei entsteht ein konkretes 3D-CAD Modell, welches theoretisch die funktionsrelevanten Anforderungen an das Produkt erfüllt.

Seit Formulierung der methodischen Vorgehensmodelle nach HANSEN, RODENACKER, ROTH, KOLLER sowie PAHL/BEITZ besteht die Frage nach deren Zweckmäßigkeit. Trotz mehrerer empirischer Untersuchungen an verschiedenen Universitäten konnte diese Frage bis zum heutigen Tage nicht geklärt werden. Die Untersuchungsergebnisse lassen jedoch die Vermutung zu, dass durch eine geeignete methodische Unterstützung des Konstrukteurs während des konstruktiven Entwicklungsprozesses, Fehler und Misserfolge vermieden werden können. Um diese Vermutung zu beweisen, bedarf es weiterer empirischer Untersuchungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Unterstützungs-Werkzeug entworfen, das sowohl die Durchführung einer solchen empirischen Untersuchung als auch die Durchführung von Konstruktionstätigkeiten unterstützt. Die Unterstützung ist dabei auf die Konzeptphase des Entwicklungsprozesses beschränkt und auf die Anwenderzielgruppe konstruktionsmethodisch vorgebildeter Maschinenbaustudenten zugeschnitten.

Aufgrund von Mäharbeiten an Verkehrswegen kann es zu Schäden an Wirtschaftsgütern kommen, die durch schleudernde Fremdkörper verursacht werden. Ziel der Arbeit ist es, ein Funktionsmuster mit reduzierter Schleuderneigung zu entwickeln und aufzubauen. Mit dem Funktionsmuster werden Versuche durchgeführt um das Funktionsmuster mit den Anforderungen zu vergleichen.

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.

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.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der systematischen Prinzipentwicklung eines mechanischen Handgabelhubwagens unter Verzicht auf hydraulische Komponenten. Das bestehende Prinzip des hydraulischen Handgabelhubwagens wird zunächst analysiert und dessen Eigenschaften sowie Funktionalitäten erfasst. Nach Einbeziehung aller Einflussgrößen auf die Funktion und der Zerlegung der Hauptfunktion in Teilfunktionen werden Lösungen für diese vorgestellt. Folgend wird ein Algorithmus zur Sicherung der Hauptfunktion, bei beliebiger Auswahl eines Hubprinzips, vorgestellt. Zuvor betrachtete Teilprinzipe werden zu Gesamtprinzipen zusammengefügt und diskutiert. Nach Betrachtung entstandener Unzulänglichkeiten der Gesamtprinzipe wird ein optimiertes Prinzip ergänzt, welches innerhalb einer mehrwertigen Bewertung mit den zuvor entstandenen Prinzipen verglichen wird. Das Ergebnis der Bewertung zeigt das geeignetste Prinzip auf. Angehängt befinden sich die zusammengetragenen Bedingungen in der Forderungsliste und dem Gestaltforderungsplan.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Magaziniersystems variabler Werkstücke mit direktem Anschluss an ein automatisiertes Großpressensystem. Auf Basis einer vorangegangen Diplomarbeit wird das entstandene Konzept aufgegriffen und mit Hilfe konstruktionsmethodischer Ausarbeitungen in ein komplexeres, prozessicheres Magaziniersystem überführt. Dabei werden drei Varianten möglicher technischer Prinzipe einem mehrstufigen Bewertungsverfahren unterzogen. Das gewählte Prinzip wird in Form eines Layouts durch fünf Funktionsgruppen räumlich definiert und anschließend durch eine konstruktiv kritische Ausarbeitung umgesetzt. Dabei entsteht ein konkretes 3D CAD Modell, welches theoretisch die funktionsrelevanten Anforderungen erfüllt. Der Schwerpunkt liegt in der prozesssicheren Magazinierung unterschiedlichster Werkstücke in Gitterboxen auf Basis einfacher Geometrien.

Die vorliegende Arbeit beschreibt neue Lösungskonzepte für mobile Roboter zur Verkettung von Montagelinien in der Einzelstückfließfertigung. Der mobile Roboter soll den Materialfluss in manuell verketteten One-Piece-Flow-Montagelinien (Einzelstückfließfertigungslinien), bei größtmöglicher Flexibilität, automatisieren. Es folgt die Entwicklung neuer Lösungskonzepte für den mobilen Roboter, die technischen und ökonomischen Bewertungskriterien genügen müssen. Im Ergebnis einer Variantenbewertung wird eine Lösung favorisiert. Abschließend wird der Gestaltforderungsplan der favorisierten Lösung entworfen.

Die in diesem Bericht aufgeführten Arbeiten beziehen sich auf die Neuentwicklung eines Variobikes. Hierbei handelt es sich um ein Fahrrad, welches ein Fahren in aufrecht stehender Haltung sowie in Bauchlage ermöglicht. Zunächst erfolgt die Einführung in die Bauarten von Fahrrädern und der Einfluss der Anzahl der Laufräder auf die Rollreibung. Anschließend folgt eine Konzipierung der Antriebe für Vorder- und Hinterrad sowie der Radstandes und der Spurweite. Daraufhin werden die erforderlichen Radlasten bestimmt und Maßnahmen zu deren Einhaltung und Optimierung des Fahrverhaltens ergriffen. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Gestaltung der Lenkung und der Auflagenverstellung betrachtet.

Mehrschichtverbundrohre sind Rohre, die aus konzentrischen Schichten aufgebaut sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich um PE-Aluminium-PE Schichten. Auf der Außenschicht ist eine axiale Tinten-Beschriftungszeile aufgedruckt. Diese muss zur Umkonfektionierung oder im Fall der fehlerhaften Beschriftung entfernt und neu aufgedruckt werden. Die zu entwickelnde Anlage soll eine Bearbeitungsoption existierender Fertigungseinrichtungen darstellen. Ausgehend von der DIN 8580 werden systematisch alle Fertigungsverfahren, die eine Möglichkeit zum unkenntlich machen der Beschriftung analysiert und hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Eine Verfahrenswahl schließt diese Untersuchung ab. Anschließend wird das gewählte Verfahren Lösen durch ein Tauchbad in eine Konstruktion überführt. Dabei spielen Arbeitsschutz, Funktionssicherheit und Ergonomie eine zentrale Rolle. Die Konstruktion liegt der Arbeit im Anhang bei. Eine Erläuterung der wichtigsten Konstruktionsmerkmale findet sich ebenfalls in der Arbeit. Es wird der Aufwand zur Integration im Falle der Realisierung hinsichtlich Steuerung, Arbeitsabläufen und Versorgung analysiert.

Die vorliegende Arbeit behandelt den Ausbau einer Schnittstelle zum Datenaustausch zwischen dem Virtual Reality System (Flexible Audiovisuelle Stereo-Projektionsanlage FASP, TU Ilmenau) und einem Simulationssystem (MATLAB/Simulink). In der FASP können Modelle virtueller technischer Systeme visuell dargestellt werden. In einem dazugehörigen Simulationsmodell wird das kinetisch-kinematische Verhalten der Bestandteile des Modells simuliert, dessen Ergebnisse in der Stereoprojektionsanlage visualisiert werden. Für die Übermittlung der Simulationsergebnisse an das VR-System kommt eine Schnittstelle zum Einsatz. Die Erweiterung der Schnittstelle soll dazu dienen, im Simulationsmodell benötigte Parameter mit Hilfe von im VR-System verfügbaren Bedienelementen während der Laufzeit, in Echtzeit manipulierbar zu machen. Es erfolgen sowohl eine Analyse der Parameter des Simulationsmodells, als auch eine Analyse der Bedienelemente des VR-Systems. Im Anschluss daran werden Strukturen und Abläufe der neu zu erstellenden Funktionen der Schnittstelle erörtert. Im letzten Kapitel wird die programmiertechnische Umsetzung der Strukturen und Abläufe erläutert.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den CAx-Systemen der Firma Westinghouse Electric Germany GmbH in Mannheim. Sie erläutert zum einen die Systeme im Hinblick auf deren Eigenschaften und gibt Auskunft über die Verwendung von Systemverknüpfungen im Arbeitsablauf des produktiven Arbeitsprozesses. Desweiteren behandelt diese Arbeit die Schnittstellenproblematik zwischen ausgewählten CAx-Systemen und stellt Konzepte für nicht vorhandene Systemverbindungen vor. Nach einer Reihe von Benchmarktests werden in Kombination mit den Konzepten Arbeitsabläufe erarbeitet, die mittels Arbeitsrichtlinien zur Standardisierung von Prozessschritten beitragen. Zum Schluss wird die Umsetzung der Konzeption anhand eines Beispiels mit produktiven Arbeitsdaten getestet und bewertet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse bestehender Antriebslösungen für Fahrräder sowie der Konstruktion einer Antriebslösung, die die Forderungen erfüllt. Die Antriebslösung ist für ein Bauchliegerad nutzbar. Der Antrieb und der Abtrieb sind konzentrisch angeordnet. Dadurch entfällt die Fahrradkette. Eine Patentrecherche sowie eine Überprüfung, ob die Materialien die Festigkeitswerte einhalten ist nicht Bestandteil dieser Arbeit. Diese Bestandteile sind vor der Marktreife gesondert zu überprüfen.

Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die grundlegende, konstruktive Auslegung eines Filter-Systems. - Zu diesem Zweck wurden zunächst Anforderungsliste und Funktionsstruktur erstellt. Auf dieser Basis ist eine umfangreiche Untersuchung des Standes der Technik durchgeführt worden. Die aus der Analyse gewonnenen Erkenntnisse und Ideen wurden im Rahmen der Lösungsfindung für das neue Filter-System verarbeitet und mit Hilfe des Morphologischen Kastens zusammen mit anderen Prinziplösungen den Teilproblemen entsprechend der Funktionsstruktur gegenübergestellt. Nach einer qualitativen Bewertung erfolgte die Kombination der Vorzugslösungen zu Lösungsvarianten, von denen drei als 3D-CAD-Modelle erstellt und eines der Modelle als Prototyp gefertigt wurde.

Klärung der zukünftigen Anforderungen der BMW-Motorrad-Kunden; Marktsondierung zu neuen Sitzbankmaterialien.

Die in dieser Bachelor-Arbeit aufgeführten Abhandlungen, beziehen sich auf die Konzeptionierung und Konstruktion eines Zuführsystems für Kunststoffhülsen von Farbwalzen, einschließlich Corona-Behandlung. Ziel ist die Bereitstellung der Hülsen in eindeutiger vertikaler Lage zur kontinuierlichen Übergabe an einen Klebeprozess. Zunächst erfolgt eine Einführung in den Aufbau, das Teilesortiment und den Herstellungsprozess. Anschließend wird die Corona-Behandlung analysiert und Konsequenzen für die Konstruktion abgeleitet. Daraufhin erfolgt eine Fehlerkritik an einer nicht mehr zeitgemäßen, vorhandenen Klebeautomationsanlage unter Berücksichtigung aktueller Anforderungen. Es schließt sich die systematische Entwicklung von Konzepten zum mechanischen Aufbau der einzelnen Komponenten an. Nach der Bewertung der Konzepte, wird die optimalste Variante konstruiert und schließlich in dieser Arbeit präsentiert.

Die Diplomarbeit untersucht die Möglichkeiten überschüssigen Solarenergieeintrag mit Hilfe eines wasserbetriebenen Dampf-Kraft-Prozesses innerhalb bestehender Kombianlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung in Ein- und Mehrfamilienhäusern zu nutzen. Das Einsatzgebiet ist die gemäßigte Klimazone, wo vor allem die Wärmeversorgung in den Übergangszeiten verstärkt durch Solarenergie erbracht werden soll. Während der Sommermonate werden durch Abziehen thermischer Energie zur Stromerzeugung die anlagengefährdenden Stagnationszeiten verhindert. Die Nutzung einer einfachen kleinen Dampfmaschine wird favorisiert, da sie die kostengünstigste und robusteste Lösung darstellt. Mehrere Systemvarianten werden vorgestellt. Der Ertrag jeder Variante wird berechnet. Dazu werden meteorologische Bedingungen in Deutschland analysiert und in Zusammenhang mit Kreisprozessparametern gebracht. Weiterführend wird die Möglichkeit einer Kombination von Solaranlage, herkömmlicher Heizung mit fossilen Brennstoffen und einem Festbrennstoffkessel zur Nutzung regenerativer Energieträger entwickelt.

Zielstellung der Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Konstruktion eines multifunktionalen Gehäusesystems für hochauflösende Kameras, die zu Mess-, Beobachtungs- und Überwachungszwecken eingesetzt werden. Dementsprechend wird die Präzisierung der konstruktiven Aufgabenstellung in Form einer Anforderungsliste vorgenommen und eine hochauflösende Kamera wird auf ihren Aufbau und ihre Funktionalität untersucht, um weitere Erkenntnisse und Forderungen an die Konstruktion abzuleiten. Der aktuelle Stand der Technik wird analysiert und mögliche Varianten des inneren und äußeren Geräteaufbaus werden aufgezeigt. Anhand von Kamerabeispielen aus der Praxis werden die Bauweisen ermittelt, die gegenwärtig für die Fertigung hochauflösender Kameras hauptsächlich Anwendung finden. Über die Temperaturverteilung im Gehäuse werden Schlussfolgerungen für den inneren Geräteaufbau gewonnen. Der äußere Geräteaufbau wird hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit analysiert und durch praktische Messungen ergeben sich Ergebnisse für das Gehäusekonzept. Auf Grundlage der erlangten Erkenntnisse und Anforderungskriterien werden mögliche Lösungsvarianten für ein multifunktionales Gehäusekonzept erarbeitet und entsprechend einer Lösungssystematik wird die optimale Variante ermittelt. Das so entwickelte optimale Lösungskonzept zur Konstruktion eines multifunktionalen Gehäusesystems, in Form einer rotationssymmetrischen Kamera in Einschubbauweise, wird abschließend in seinen Einzelheiten beschrieben und bildet die Grundlage für den technischen Entwurf mit dem CAD-System Pro/ENGINEER.

Die vorliegende Arbeit behandelt die Änderungskonstruktion der Ofenflansche eines Sinterofens. Die Ofenflansche müssen neben mechanischen und thermischen, vor allem chemischen Belastungen standhalten. In dem Ofen findet der finale Sinterungsprozess eines Sol-Gel-Verfahrens zur Herstellung von Kieselglas statt. - Es erfolgt eine Analyse des Aufbaus und der Funktionsweise des Ofens, beginnend mit der Beschreibung der chemischen Abläufe des Sinterprozesses. Daran anschließend erfolgen die Darstellung des mechanischen Aufbaus der Ofenkonstruktion und eine Schilderung der prozessbedingt auf die Ofenflansche wirkenden Belastungen. Bei dieser Schilderung werden die Schwachstellen der Konstruktion beschrieben und die Ziele der Änderungen festgelegt. - Im letzten Kapitel wird die Konstruktion der neuen, aus dem Werkstoff Quarzglas bestehenden Ofenflansche beschrieben. Dafür werden Vorbetrachtungen zur Konstruktion, grundlegende Auslegungs-Rechnungen, die Darlegung verschiedener Konstruktionsvarianten und die Auswahl einer optimalen Konstruktionslösung durchgeführt.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, welchen Einfluss verschiedene Konstruktionsmerkmale auf die Wärmeleiter der Kühlstrecke ausüben. Dabei wurde eine möglichst hohe Effektivität der Wärmeübertragung angestrebt. Ein eigens konstruierter Messaufbau zur Ermittlung der Wärmeübertragung wurde für die Untersuchungen benutzt. In der Kühlstrecke sollten so wenig wie möglich Schnittstellen integriert sein, da diese thermische Widerstände verursachen. Sie müssen vor störenden Schmutzschichten geschützt und zur Verringerung des thermischen Widerstandes mit Wärmeleitpaste versehen werden. Die Einflüsse von Querschnittsveränderungen am Wärmeleiter müssen experimentell überprüft werden, da nicht alle praktischen Einflüsse in die Theorie überführbar sind.

Bei Projektionsbildern, die von mehr als einem Projektor erzeugt werden, spielt die Ausrichtung der Bilder der einzelnen Projektoren zueinander eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Qualität des Simulators. Die Bilder müssen sich im Randbereich überlappen, damit keine Schattenbereiche gebildet werden. Zur Gewährleistung der Qualität müssen die Pixel der einzelnen Bilder in dem Überlappungsbereich genau aufeinander liegen. Wird diese Anforderung nicht erfüllt, kommt es zu Bildverzerrungen an diesen Stellen, die in ungünstigen Fällen die Qualität des Gesamtgebildes beeinträchtigen können. Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Konstruktion einer Justiereinrichtung, die die geforderte Genauigkeitsanforderungen bei der Einstellung der einzelne Bilder erfüllt. Weiterhin wird zwecks Bedienerfreundlichkeit eine bestimmte Justierung gewährleistet. Für eine flexible Anwendung in verschiedenen Simulationsanlagen weist die Justiereinrichtung eine universelle Projektoraufnahme auf. Für eine optimale Justierung der erzeugten Bilder von schwer zugänglichen Projektoren wird die Justiereinrichtung mit einem motorischen Antrieb versehen. Die Funktion der Vorrichtung ist durch die Analyse der Bildverformungen bei dem Justiervorgang untersucht worden. Die optimale Gestalt der tragenden Baugruppen wurde durch verschiedene Belastungsanalysen festgestellt. Zur Minimierung des Herstellaufwandes und zur Steigerung der Bedienerfreundlichkeit, strebte man eine modulare und universelle Lösung mit minimaler Anzahl an Justierachsen an. Die aus den gründlichen Untersuchungen der Bildverformungen und Justierachsenanalyse gewonnenen Erkenntnisse wurden genutzt, um eine modulare in drei Achsen bestimmt justierbare Projektoraufnahme zu konstruieren. Zur Erfüllung aller Anforderung werden fünf justierbare Freiheitsgrade benötigt.

Untersuchungsgegenstand der Arbeit ist ein mobiler Roboter für den Industrieeinsatz, zur Automatisierung bzw. Verkettung von automatischen Bearbeitungs- und Montageautomaten, der aus einem Industrieroboterarm und einer Fahrplattform zusammengesetzt ist. Auf der Basis dieses hochflexiblen Verkettungssystems wird eine praxisnahe Applikation entworfen, die auf einem Messestand vorgeführt werden kann. Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Auswahl, Auslegung, Konstruktion und Inbetriebnahme der für die industrielle Anwendung nötigen Peripherie. Dabei handelt es sich zum einen um mechanische Komponenten wie beispielsweise das Greifsystem und zum anderen elektrotechnische bzw. informationstechnische Komponenten, die die Signalübertragung zur Kommunikation des Roboters mit den zu verkettenden Automaten und den Arbeitsschutz gewährleisten. - Weiterhin werden verschiedene Untersuchungen am gegebenen mobilen Roboter durchgeführt, durch die sich eine Aussage über die Positionier- und Wiederholgenauigkeit, sowie Geschwindigkeit und Dynamik präzisieren lässt. Abschließend erfolgt die Einschätzung der Eignung verschiedener Einsatzfälle für den mobilen Roboter, die durch Messeanfragen von Interessenten entstanden sind, anhand der Untersuchungsergebnisse und die Benennung von Ausgangspunkten für die künftige Forschung und Optimierung auf diesem Gebiet.

Das Thema der vorliegenden Diplomarbeit wurde von der Fa. Gasser Kunststofftechnik GmbH & Co.KG gestellt. Sie stellt neben Formen für den Kunststoffspritzguss auch eigene Heisskanalsysteme her. Dem Werkzeugbau steht oft nur eine Spritzgussmaschine zur Abmusterung zur Verfügung, welche die Vielzahl an Varianten der einzelnen Kunden abdecken sollte. Da die Schnittstellen der Prozessmedien zwischen Werkzeug und Spritzgussmaschine (SGM) nicht einheitlich sind wurde eine multifunktionale Aufspannplatte entwickelt werden, welche es unter geringem Rüstaufwand ermöglicht, möglichst viele verschieden genormte Werkzeuge auf einer SGM abmustern zu können. Dazu wurden zunächst sämtliche Anforderungen und Bedingungen zusammengetragen, die die Auslegung, Gestaltung, Umsetzung und spätere Funktion der Platte und ihrer Peripherie betreffen. Auf dieser Grundlage wurde durch methodisches Vorgehen eine Prinzipstruktur gefunden werden, die im weiteren Verlauf bis zum technischen Entwurf ausgearbeitet wurde. Die Dimensionierung der hauseigenen Bauteile basierte bisher auf theoretischen Berechnungen, FEM-Simulationen und langjähriger betrieblicher Erfahrung. Durch die teilweise sehr engen Prozessfenster der Kunststoffe und die bei der Auslegung getroffenen Vereinfachungen waren die theoretisch bestimmten Werte nicht immer aussagekräftig genug. Zur optimierten Auslegung der einzelnen Komponenten wurde ein Prüf- und Versuchswerkzeug entwickelt, welches die praktische Untersuchung der Grenzbereiche der Prozessmedien ermöglicht und gleichzeitig als Versuchsträger für verschiedene Sensor- und Überwachungssysteme dient. Dazu wurde zusammengetragen, welche Test- und Prüffunktionalitäten umgesetzt werden sollten und welche Prozesssituationen zu simulieren sind. Auf Grundlage dessen musste eine geeignete Gestalt des Spritzgussteiles gefunden werden, mit der die Forderungen umgesetzt werden können. Dieses Teil soll auch als Werbeträger und Musterteil genutzt werden, was zu berücksichtigen war. Des Weiteren wurde geprüft, welche technischen Gegebenheiten zum Betrieb des Werkzeuges auf der hauseigenen Spritzgussmaschine vorhanden sind. Es erfolgte eine Konstruktionsmethodik, deren Ergebnis bis zum technischen Entwurf detailliert wurde.

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit automatisierbaren, virtuellen Funktionsprüfungen (Functional Mock-Up, kurz FMU) von technischen Systemen mithilfe des 3D-CAD-Systems CATIA V5 R17 und deren Verknüpfung mit einer Gruppe von Anforderungen, welche durch eine mechatronische Kooperationsplattform bereitgestellt werden. - Ziel ist es, Anforderungen mithilfe spezieller Prüfungen, unterstützend zur laufenden Entwicklung (teil-)automatisch, virtuell abzusichern. Dadurch sind Zeiteinsparungen beim Prüfen realisierbar. Weiterhin soll die Automatisierung von Prüfungen, umfassendere virtuelle Kontrollen ermöglichen und so zur Erhöhung des Reifegrads erster physikalischer Prototypen beitragen. - Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde festgestellt, welche virtuellen Prüfungen sich zurzeit sinnvoll automatisieren lassen, wie sie durchgeführt werden können und wie eine Verknüpfung zu einer Anforderungsmanagement - Software realisierbar ist. - Hierzu wurde ein Konzept zur Durchführung virtueller Funktionsprüfungen und deren Verknüpfung zu einer Gruppe spezifischer Anforderungen entwickelt. Der Nachweis zur Umsetzbarkeit des Konzeptes wurde, anhand der Erstellung beispielhafter Prüfobjekte, für einen Pkw-Vordersitz erbracht. Den Prüfobjekten wurden u. a. Scripte zugeordnet, die die Steuerung von CATIA und einen Datenaustausch zwischen CATIA und Prüfsoftware erlauben. Weiterhin wurden, für die Durchführung von Prüfungen notwendige Daten, für einige Beispiele bestimmt. - Es hat sich als notwendig erwiesen, zu untersuchen, welche Anforderungen virtuell und automatisiert geprüft werden können. Nicht alle Anforderungen lassen sich sinnvoll prüfen - vorhandene Rechenkapazitäten, vage Formulierungen, prüfbare Kriterien und die Auswertbarkeit der Ergebnisse müssen u. a. beachtet werden. Viele Prüfungen müssen speziell für ihre Anwendung programmiert werden, was nur bei entsprechender Wiederverwendungsrate wirtschaftlich ist. Die Verwendung der Stapelverarbeitung automatischer Prüfungen ermöglicht die Ausschöpfung ungenutzter Rechnerkapazitäten. - Automatisierte, virtuelle Prüfungen können erheblich zur Steigerung des Reifegrads erster physikalischer Prototypen beitragen und dadurch den Produktentwicklungsprozess verkürzen

Diese Arbeit beinhaltet die Entwicklung eines Programms zur kinematischen Auslegung von Lenksäulengelenkwellen. Dieses wurde auf der Basis des CAD-Systems Pro|ENGINEER® aufgebaut, welches in der Automobilbranche im Bereich der Lenkung eingesetzt wird. Die Auslegung dient zur reinen geometrischen Optimierung mit dem Ziel, eine optimale Lenkübertragung gewährleisten zu können. Das Programm wurde in tabellarischer Form mittels eines Pro|ENGINEER® internen Layouts aufgebaut, was die Möglichkeit bietet, das dazugehörige CAD-Modell der Lenksäule zu steuern. Somit kann eine direkte Visualisierung der Ergebnisse erreicht werden. Um eine Optimierung durchführen zu können, wurden entsprechende Näherungsverfahren entwickelt. Die Ausführung der Berechnungen erfolgte anschließend mit Hilfe von mathematischen Beziehungen, welche durch Verknüpfungen der vorhandenen Parameter entstanden. Neben der Betrachtung der Grundlagen zum Thema Lenkung wurden die möglichen Optimierungsarten und die Einflussfaktoren einer Lenksäulenauslegung kritisch bewertet und dementsprechend ausgewählt. Die Funktionen des Programms wurden anhand eines aktuellen Beispiels aus dem Bereich der Forschung der Volkswagen AG dargestellt.

Fallschirmsimulatoren sind für eine umfassende Ausbildung von Fallschirmspringer ein wichtiges Hilfsmittel. Es können Situationen nachgestellt und geübt werden, die unter realen Bedingungen lebensgefährlich sind. In dieser Arbeit wird der konzeptionelle Aufbau eines Fallschirmsimulators untersucht und ein neues Konzept erarbeitet. - Der Fallschirmsimulator der Firma e.sigma Systems GmbH, zurzeit Weltmarktführer in dieser Simulationssparte, ist analysiert und einer Konstruktionskritik unterzogen worden. Eine Anpassung der Konstruktion an den Stand der Technik sowie an geänderte Kundenwünsche erforderte die Erstellung einer Anforderungsliste bezüglich Zweck, Funktion, Struktur, Umgebung, Entwicklung, Wartung und Reparatur. Die mögliche Neukonstruktion ist mit Hilfe von Bewertungstabellen zur Struktur, der Form und Anzahl der Träger, der Verbindung Springer - Gestell, sämtlicher Antriebe, der Höhenverstellung, dem Platz der Rechnertechnik und der Möglichkeit der Ansprung- und Landesimulation untersucht worden. Nach einer Kombination Struktur - Trägerzahl, Struktur - Antriebe und Struktur - Höhenverstellung kristallisierten sich zwei Konzepte heraus, welche die Grundlage der Neukonstruktion eines Fallschirmsimulators sind.

Obwohl die Zahnbürste als alltäglicher Gebrauchsgegenstand bereits in nahezu jedem Haushalt anzutreffen ist, unterliegt sie, sowie ihre Produktion, ständigen Veränderungen und Weiterentwicklungen. - Der derzeitige Produktionsprozess zur Fertigung von Handzahnbürsten der Marke Oral B erzeugt eine deutlich messbare Menge Ausschuss. - Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Optimierung dieses Produktionsprozesses unter Beachtung technischer und ökonomischer Aspekte der Fertigung. - Ziel der Arbeit ist eine deutliche Steigerung der Prozesssicherheit sowie die Erhöhnung der Flexibilität der Anlage. - Die Bearbeitung der Aufgabe erfolgt nach konstruktionsmethodischen Richtlinien. Dazu ist zunächst der Produktionsprozess zu analysieren. Für den Transport einzelner Borstenbüschel durch Schläuche, eine Hauptursache für die auftretenden Fehler, sind im Verlauf der Arbeit neue Konzepte zu entwickeln. Im Anschluss an die Fehleranalyse folgen die Präzisierung der Aufgabe sowie die Zerlegung der Gesamtaufgabe in mehrere Teilaufgaben (Funktionsstruktur). Der zu ermittelnde grafische Forderungsplan legt die Grenzen des zu Verfügung stehenden Bauraums fest, was für die spätere Integration der Lösung in die laufende Produktionsanlage von größter Bedeutung ist. Abschließend werden alle Anforderungen an die neue Lösung in einer Forderungsliste zusammengefasst. Basierend auf der Funktionsstruktur werden verschiedene unabhängige Lösungen für die einzelnen Teilfunktionen erarbeitet und zu Gesamtlösungen kombiniert. Danach erfolgt die Auswahl der geeignetsten Gesamtlösung anhand einer mehrkriteriellen Bewertung. Besonderer Wert wird dabei auf die Möglichkeit der Integration in die bestehende Prozesskette, die Steigerung der Prozesssicherheit und die Erhöhung der Flexibilität gelegt. Die Prozessfähigkeit sowie technische Realisierung der Lösung wird mit Hilfe einer FMEA und Risikoanalyse überprüft. Abschließend werden die Auswirkungen der neuen Lösungen auf den gesamten Produktionsprozess mit Hilfe einer Materialflusssimulation untersucht. - Ergebnis der Arbeit ist ein Konzept, welches momentan auftretende Fehler vermeidet und sowohl zur Steigerung der Prozesssicherheit als auch zur Steigerung der Flexibilität beiträgt. Zudem konnte die Taktzeit der einzelnen Beborstungsmodule deutlich reduziert werden, was sich positiv auf die Ausbringung der Produktionsanlage auswirkt. Es ist möglich, das neue Konzept in die bestehenden Produktionsanlagen zu integrieren.

Die Wettbewerbssituation in der Automobilindustrie hat sich in den letzten Jahren durch die zunehmende Globalisierung der Märkte und aufgrund steigender Innovationsdynamik grundlegend verändert. - Angesichts der riesigen Modellvielfalt und der immer kürzeren Entwicklungszeit, werden die Autohersteller aufgefordert ihre Aktivitäten mehr und mehr zu parallelisieren, zu standardisieren und anschließend zu integrieren (Simultaneous Engineering). - Perfekte Produkte bezogen auf Qualität, Kosten und Terminen setzen neben dem erforderlichen Produkt-Know-how vor allem beherrschte Prozesse voraus, bzw. ein geeigneter strukturierter Produktentstehungsprozess wird angefordert. - Der Fahrzeugsitz gilt als die Hauptschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und dem Insassen und ist ein großer Bestandteil des Auto-Interieurs. Der Sitz muss viele Funktionen und Merkmale erfüllen, die zum Teil widersprüchlich sein können. Aus diesem Gründ ist im Bereich Sitzentwicklung die koordinierte Zusammenarbeit aller Fachbereiche einer der zentralen Schlüsselaufgaben. - Die Erkenntnisse dieser Diplomarbeit können Ausgangspunkt und Motivation für weitere Forschungstätigkeiten in der Sitzentwicklung sein, sowie möglicherweise übertragbar auf andere Produktentwicklungen sein, deren Ergebnisse den wissenschaftlichen Erfahrungsstand erweitern und bisher unausgeschöpfte Verbesserungspotenziale für die Gestaltung der Produktentstehungsprozesse eröffnen.

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Neukonstruktion einer Prüfstandsmotorpalette zur Erprobung von Diesel- und Ottomotoren der AUDI AG. Die zunehmende Komplexität moderner Motoren bei gleichzeitiger Verkürzung der Entwicklungszeiten stellt wachsende Anforderungen an die Prüfstandspalette zwischen Motor und Belastungsmaschine. Dies betrifft neben der mechanischen Befestigung auch alle notwendigen Versorgungsmedien, wie Kühlung, Ladeluft, Kraftstoff sowie die Unterbringung von Messgeräten und der Sensorik. - Im Vorfeld der Arbeit wird ein kurzer Überblick über den Stand der Technik gegeben und das Palettensystem der AUDI AG vorgestellt. Nach der Aufgabenpräzisierung folgt das Analysieren der vorhandenen Prüfstandspaletten auf Verbesserungspotential. Für die Durchführung dieser Untersuchungen wird ein V10 Mittelmotor mit einer Bertrandt-Wellenanbindung als Versuchsaufbau gewählt. - Zunächst wird eine ABC-Analyse durchgeführt, um Klarheit über betriebswirtschaftliches Einsparpotential zu erhalten. Im Anschluss folgen FE-Analysen mit dem Schwerpunkt Festigkeitsberechnung, Modalanalyse, Berechnungen zur Struktursteifigkeit sowie zur Beurteilung der Standsicherheit der Palette im Prüfstandsbetrieb. Zusätzlich werden Messungen durchgeführt, um eine abschließende Bewertung des Schwingungsverhaltens vornehmen zu können. - Im nächsten Schritt werden geeignete Lösungen für die konstruktive Umsetzung des Verbesserungspotentials erarbeitet und bewertet. Als Ergebnis dieser Arbeit liegen ein vollständiges CAD-Modell und ein technischer Entwurf der Prüfstandsmotorpalette vor.

Die Diplomarbeit wurde für Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kg am Hauptstandort Coburg angefertigt. Brose ist Partner der internationalen Automobilindustrie und beliefert mehr als 40 Fahrzeugmarken und führende Sitzhersteller. An weltweit fast 40 Standorten in 19 Ländern entwickeln und fertigen rund 9100 Mitarbeiter mechatronische Komponenten und Systeme für Türen und Sitze von Automobilen. Für komfortables Einsteigen von Passagieren in den Fond eines 2- bzw. 3-Türigen PKW ist eine Mechanik erforderlich, die eine Lehnenklappung und eine Verschiebung des Vordersitzes nach vorne erlaubt. Diese Mechanik ist im Brose-Baukasten für Sitzsysteme bisher nicht vorhanden. Die benötigten Komponenten müssen bei Wettbewerberfirmen beschafft werden. Um die für den Wettbewerb ungünstige Situation zu verbessern, soll im Rahmen der Diplomarbeit eine Vorklappmechanik inklusive Ansteuerung der Längsverstellung in der Sitzschiene für die Firma Brose entwickelt werden. Ziel der Diplomarbeit ist die Entwicklung einer zentralen Lehnenfreischwenkung für Vordersitze von 2-türigen PKW's. Die Mechanik, die auch als "Easy-Entry" bezeichnet wird, soll als Adaption auf den bestehenden Brose-Drehbeschlag für die Lehnenneigungsverstellung eines Vordersitzes des AUDI A4 "Typ B8" konstruiert werden. Als Ergebnis der Diplomarbeit steht eine entwickelte Variante, die entscheidende Vorteile gegenüber der Konkurrenz-Lösung aufweist. Zur Lösungsfindung wurde eine Markt- und Wettbewerbsanalyse sowie eine Patentrecherche durchgeführt. Die Anforderungen an die Easy-Entry wurden aufgelistet, verschiedene Lösungskonzepte entwickelt und bewertet, die besten Lösungen auskonstruiert und auf ihre Funktionsfähigkeit nachgerechnet. Dazu kommt die FMEA-Analyse einer wichtigen Teilfunktion und eine FEM-Analyse der Easy-Entry im Crash. Zuletzt wurde ein technischer Entwurf der Vorzugsvariante erstellt und ein Rapid-Prototyping Muster aufgebaut, welches mit der Konkurrenz-Variante verglichen wurde. Aufgrund der Anforderungen an die Verriegelung der Sitzposition im Panik- und im Crashfall wird bei der entwickelten Lösung, ebenso wie bei den Wettbewerbs-Produkten, ein Zweiklinkensystem mit Reibdaumen und Riegel eingesetzt. Die Vor- bzw. Nachteile des Easy-Entry-Beschlags machen die bei der Verriegelung in Klappposition und bei der Ansteuerung der Bowdenzüge verwendeten Mechanismen aus. Die Entriegelungskräfte beim Lösen der Verriegelung in Klappposition wurden durch die entwickelte Verriegelungsmechanik auf ca. 20% der Entriegelungskräfte der Konkurrenz-Lösung gesenkt. Die Toleranz des Bowdenzugweges zur Entriegelung der Sitzlängsverstellung liegt bei ca. 45% der Konkurrenz-Lösung, wodurch der geforderte Bowdenzugweg eingehalten wird und eine Sitzmontage ohne Einstellung der Bowdenzuglänge ermöglicht ist. Bauraum, Masse und konstruierte Kosten der entwickelten Lösung liegt im Bereich der auf dem Markt etablierten Konkurrenz-Varianten. Einige Teilfunktionen der Easy-Entry wurden mit patentwürdigen Mechanismen realisiert. Um den Beschlag zur Serienreife zu bringen, ist es notwendig die theoretisch ermittelten Kennwerte hinsichtlich Festigkeit, Reibungsverhältnissen, Entriegelungskräften und Bowdenzugtoleranzen in der Praxis zu überprüfen. Zum Nachweiß der Crashfestigkeit der Verriegelung in Sitzposition ist es notwendig FEM-Berechnungen durchzuführen. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der entwickelten Lösung ist es notwendig ein Stahl-Muster zu fertigen. Mit dem Muster werden unterschiedliche Funktions- und Dauertests durchgeführt. Je nach Ergebnis müssen Optimierungsmaßnahmen eingeführt werden. Aufgrund der Vorteile, die die entwickelte Lösung hinsichtlich Entriegelungskräften und Bowdenzugtoleranzen aufweisen kann, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß sie in einem Vordersitz eines 2- bzw. 3-Türigen PKW's zum Einsatz kommt.

Zur Erweiterung der Produktreihe der Deckel Maho Seebach GmbH besteht das Ziel, ein HSC-Bearbeitungszentrum für den Werkzeug- und Formenbau mit erhöhten Genauigkeitsanforderungen zu entwickeln. Ausgehend von einer Marktanalyse und den geforderten Eigenschaften wird ein Anforderungsprofil erstellt, auf dessen Grundlage verschiedene Lösungskonzepte entwickelt werden. Die Auswahl der passenden Variante wird mit Hilfe einer mehrwertigen Bewertung durchgeführt. Den höchsten Erfüllungsgrad erzielt ein Portalmaschinenkonzept mit absolut symmetrischem Aufbau des Gestells und der Schlitteneinheiten. Die gewählte Variante unterscheidet sich durch eine Schwenkbrückenkonstruktion mit linearer Gantry-Achse von denen am Markt befindlichen Vertikal-Bearbeitungszentren. Anhand des gewählten Konzeptes wird ein Konkretisiertes Technisches Prinzip entwickelt und alle Vorschubantriebe, Führungen und Lagerungen berechnet. Aufgrund der Ergebnisse der ersten FEM-Berechnung der Gesamtmaschine werden Topologieoptimierungen zu den kritischen Schlitteneinheiten durchgeführt. Die Optimierung aller Baugruppen führt zu einer deutlichen Verbesserung der Gesamtsteifigkeit, welche anhand einer zweiten FEM-Berechnung nachgewiesen wird. - Nach Abschluss der Konzeptphase folgt die Detaillierung der Schlittenbaugruppen. Bei der Konstruktion wird insbesondere auf die Merkmale der Direktantriebe, die Reduzierung des Wärmeeintrags in die Maschine und auf wirtschaftliche Aspekte geachtet. Die Gestaltung der Baugruppen und die Umsetzung der Genauigkeitsanforderungen werden mit Entwurfszeichnungen veranschaulicht.

Ziel dieser Diplomarbeit war die Konzepterarbeitung einer nutzlastoptimierten Kippbrücke für Kippsattelauflieger. Dabei wurde Verwendung verschiedener Strukturen und Materialien untersucht. Ein besonderes Augenmerk galt der Erhöhung der Nutzlast sowie einer Alternative zu herkömmlichen Kippbrückenheizungen. Die Konzepterarbeitung beinhaltete die Herleitung der Berechnungsgrundlagen sowie eine Kostenanalyse. Anhand der Konstruktionsmethodik erfolgte eine Ausarbeitung bis hin zum technischen Entwurf.

Die Zahnbürste als einer der selbstverständlichsten Hygieneartikel unterliegt ständiger Weiterentwicklung, welche sich insbesondere auf spezielle Borstengeometrien beziehen. Diese veränderten Geometrien stellen die herkömmlichen Fertigungsmethoden für Zahnbürsten an ihre Grenzen, womit neue Verfahren entwickelt werden müssen. - 2. Stand der Technik - Das derzeitig angewendete Fertigungsverfahren beruht auf dem Einspritzverfahren der Filamente, wobei die Filamentbündel direkt in den Kunststoff des Handgriffes eingespritzt werden. Dazu sind Filamentstränge in großer Länge, auf Rollen, vorhanden, welche erst unmittelbar vor dem Einbinden in den Handgriff auf ihr entsprechendes Maß geschnitten werden. Dadurch müssen die Filamentstränge zur Weiterverarbeitung gefördert werden. Dies geschieht über ein spezielles Klemm- und Vorschubsystem. Die Klemmung basiert auf einem mechanischen Klemmsystem mit verschiebbaren Klemmplatten. - 3. Methoden und Konzepte - Durch eine Vorarbeit zur Betrachtung der benötigten optimalen Klemmkräfte, für die entsprechenden Filamentgeometrien, sind die optimale Klemmplattenbreite und Klemmkräfte bekannt. Dies ist Basis für die folgenden Betrachtungen. Durch neue Forderungen an die Konstruktion, wie beispielsweise die Integration eines Messsystems zur Messung der Klemmkraft an jeder Klemmplatte und die Erweiterung des Prinzips von derzeit vier auf acht Klemmplattenpaare, ist ein neuer Prinzipansatz, in Bezug auf Aktoren und das Messsystem nötig. Zusätzliche Forderungen, nach einem deutlich kleineren Aufbau, fordern dies ebenso. Nach Betrachtung und Bewertung geeigneter Elemente, ergab sich als optimale Lösung eine System mit hydraulischer Ansteuerung. Durch den Einsatz von, für die Lebensmittelindustrie zertifiziertem Hydrauliköl, werden alle Forderungen der Reinheit erfüllt. Die Messung der Klemmkraft erfolgt, getrennt für jede Klemmplatte, durch ein in die Klemmplatten integriertes System mit Verformungsmessung durch Dehnungsmessstreifen. Als Lagerung der beweglichen Klemmplatten ist eine Parallelfederführung optimal. - 4.Zusammenfassung - Durch diese Elemente und den modularen Aufbau des Klemmplattensystems, konnten die Abmessungen deutlich reduziert werden, die Gesamtmasse zudem auf etwa die Hälfte, womit das Handling und die Dynamik des Aufbaus deutlich verbessert werden. Durch den vereinfachten Aufbau werden Fertigungskosten deutlich reduziert. Zusätzlich wurden alle gestellten Forderungen in den neuen Aufbau integriert.

Die Aufgaben der militärischen Unterseeboote haben sich seit ihrer Einführung in der Deutschen Marine deutlich verändert. Während in der Zeit der Weltkriege die Uboote überwiegend als einzelne Einheiten im Ozean patrouillierten, so operieren sie heute meist in Verbänden mit Überwasserschiffen und Flugzeugen. Aufgrund dieser Kooperation ist ein ständiger Informationsaustausch zwischen den Einheiten einer Einsatzgruppe unabdingbar. Die bisherigen Funkssysteme erlauben jedoch keine taktische Kommunikation im tiefgetauchten Zustand, so dass die Uboote zur Herstellung der Funkbereitschaft ihre Operationstiefe verlassen und auf Seerohrtiefe gehen bzw. vollständig auftauchen mussten. Ein solches Fahrmanöver erhöht jedoch deutlich das Risiko einer Entdeckung durch gegnerische Einheiten und bildet deshalb einen entscheidenden taktischen Nachteil in der unerkannten Aufklärung und Bekämpfung von militärischen Zielen. Zur Lösung dieses Problems wurde in den letzten Jahren ein Funksystem entwickelt, welches eine taktische Kommunikation der Uboote auf Operationstiefe ermöglicht und somit das Risiko einer Entdeckung deutlich reduziert. - Die Ziele dieser Diplomarbeit bestanden darin, das neue Funksystem im Oberdeck eines Uboots zu integrieren und einen Geräteträger zu entwickeln, der ein Aus- bzw. Einfahren dieses Moduls ermöglicht. Zusätzlich sollte ein Klappensystem zum strömungsgünstigen Verschließen des Oberdecks im eingefahrenen Zustand entworfen werden. Die Durchführung der Konzeptions- bzw. Konstruktionsphase erfolgte in Anlehnung an den Konstruktiven Entwicklungsprozess (KEP). - Das Ergebnis ist ein hydraulisch betätigter Geräteträger, welcher das Kommunikationssystem aus dem Oberdeck herausfährt und somit die Herstellung der Funkbereitschaft auf Operationstiefe ermöglicht. Im eingefahrenen Zustand wird die Oberdecksöffnung durch ein ebenfalls hydraulisch betätigtes Klappensystem verschlossen und somit der Strömungswiderstand des Uboots minimiert.

In der vorliegenden Diplomarbeit wird das Konzept eines Einlegesystems für eine Hochleistungsverpackungsmaschine der Firma Robert Bosch GmbH unter Berücksichtigung eines Pflichtenheftes entwickelt. - Im ersten Teil der Arbeit wird eine Recherche zu bestehenden Einlegesystemen durchgeführt. Im zweiten Teil erfolgt die Vorstellung und Diskussion verschiedener Lösungsvarianten sowie deren Auswahl unter Berücksichtigung des KEP. - Aufgrund des Ergebnisses erfolgt im dritten Teil die Entwicklung eines Konzeptes, dass im Laufe der Arbeit konstruktiv in Solid Works umgesetzt und modelliert wird. Abschließend wird eine Bestimmung der zu erwartenden Kosten vorgenommen.