Bachelorarbeiten

Um das Messprinzip eines Tauspiegelhygrometers zu veranschaulichen soll in dieser Arbeit ein Tauspiegelhygrometer aufgebaut werden, welches das Messverfahren visuell zugänglich macht, da dies in kommerziell erhältlichen Tauspiegelhygrometern nicht vorgesehen ist. Damit dies in einen zeitlich angemessenen Rahmen stattfinden kann, wird hierzu im ersten Schritt ein Hygrostat aufgebaut, welcher die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe der Sorption von Wasser an Silikagel konditioniert. Mittels eines Peltierelementes wird die Temperatur des Silikagels verändert und so das Gleichgewicht zwischen sorbiertem Wasser und der Luftfeuchte verschoben. Diese Vorgänge finden in einer von der Umgebung abgeschlossenen Kammer statt, um Störungen durch die Umgebungsluftfeuchte zu minimieren. Im zweiten Schritt soll dann der neue Hygrostat mit einer weiteren Kammer verbunden werden, in welcher der Betauungsprozess des Tauspiegelhygrometers visuell veranschaulicht wird. Dieses konnte durch langwierige Vorkonditionierungen und Messungen nicht mehr realisiert werden. Um erste Erkenntnisse zu sammeln, werden in einem vorhandenen Hygrostat verschiedene Sorten von Silikagelen messtechnisch untersucht, welche für den neuen Aufbau, bezüglich der Geschwindigkeit der beteiligten Prozesse, von Interesse sein können. Die Arbeit zeigt, dass sich die Dynamik der ablaufenden Prozesse in dem neuen Hygrostat gegenüber dem alten Hygrostat verbessert hat.

An Staubsauger werden heute sehr komplexe Anforderungen gestellt. Neben notwendiger Saugleistung sowie bestmöglicher Staubaufnahme soll auch die Handhabung mit dem Gerät so einfach und wenig belastend wie möglich sein. Dabei zeichnete sich in den letzten Jahren ein verstärkter Trend zu leise saugenden Bodenpflegegeräten ab. Außerdem gilt ab dem 01.09.2014 das Energielabel - Gesetz welches besagt, dass der Geräuschwert verpflichtend auf jedem Staubsauger angegeben werden muss. Das löste einen Wettlauf um den leisesten Staubsauger auf dem Markt aus. Ein sehr wichtiger Faktor für die Minimierung der Geräuschemission ist der Ausblasbereich eines Staubsaugers. Er beeinflusst maßgeblich die Geräuschentstehung, Geräuschdämpfung und Geräuschemission über die Austrittsluft. Die vorliegende Arbeit analysiert den aktuellen technischen Stand und untersucht vorhandene Ausblasgitter auf ihre akustischen Eigenschaften. Anhand eines vorgegebenen Staubsaugermodells wurde ausgehend von bestehenden Ausblasgittervarianten durch geeignete Änderungen, freie Modifikationen und sinnvolle Neuerungen eine Optimierung der Geräuschemission erreicht. Anschließend erfolgte eine Verifizierung der erarbeiteten Varianten mit Hilfe von Geräuschuntersuchungen im Messlabor. Dabei wurden theoretische Ansätze für zukünftige Konstruktionen und der aktuell beste Stand gefunden.

In dem Praktikumsversuch Durchfluss- und Strömungsmessung von Gasen mit der Bezeichnung PMS4/MST10 am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau wird durch eine Netzmessung in einem rechteckigem Strömungskanal mit einer Abmessung von 128mm x 114mm der Volumen- und Strömungsdurchfluss von Luft gemessen. Das Ziel ist eine reproduzierbare millimetergenaue Positionierung eines punktuell messenden Staurohrs zu realisieren. Die Vermessung soll hierbei automatisiert erfolgen, wofür eine zweiachsige Verstelleinrichtung konzipiert und konstruiert wird, mit der jede Achse elektrisch über einen Motor verstellt werden kann. Dazu werden sowohl kommerzielle Teillösungen - wie Lineareinheiten - und bereits vorhandene Komponenten eingesetzt. Die Steuerung der Anlage erfolgt manuell über einen Joystick. Um einen beiderseitigen Schutz, sowohl des Bedieners vor Verletzungen, als auch aller Komponenten vor Beschädigungen zu gewährleisten, wurde ein teiltransparentes Gehäuse um letztere vorgesehen. Die gesamte Verstelleinrichtung wurde im Rahmen der Arbeit montiert und erfolgreich auf Funktion geprüft.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konstruktion und anschließenden Inbetriebnahme einer Prüfvorrichtung zur Messung der Ebenheit und Dickenabweichung von Kupplungslamellen. Diese können als Stahl- oder Belaglamelle ausgeführt sein und bilden in Kombination ein Lamellenpaket, welches die Koppelstelle zwischen Motor und Getriebe darstellt. Bei Anfahr- oder Schaltvorgängen kommt es zu einer Relativbewegung zwischen den beiden Lamellenarten. Abweichungen bzgl. Form und Lage (Ebenheit) dieser Elemente wirken sich, in Form von Schwingungen oder Verlustmomenten, direkt und für Fahrzeuginsassen spürbar, auf das Fahrverhalten bzw. den Fahrkomfort aus. Hauptanliegen ist es, ein Messsystem zu finden, welches hinsichtlich dessen Präzision mindestens gleichwertig oder besser, als die aktuell eingesetzte Variante der Rutschlehre ist. Diese besteht aus einer 45˚ geneigten Ebene, auf die in einem genau definierten Abstand eine parallele Messplatte aufgeschraubt wird. Lamellen, deren Ebenheit (und Dickenabweichung) im Toleranzbereich liegen, rutschen hindurch, Ausschussteile bleiben hängen. Im Zuge dieser Arbeit wurde eine auf dem Prinzip einer Rutschlehre basierende Konstruktion einer geneigten Ebene erstellt, die sowohl das zurzeit verwendete Messprinzip enthält, als auch die Adaption dreier neuer Möglichkeiten zur Ebenheitsmessung ermöglicht. Dabei handelt es sich um zwei optische und ein elektronisches Verfahren. Diese sollen im Laufe der Arbeit unterschiedlichen Versuchen unterzogen werden, um deren Eignung zu prüfen. Als Prüflinge dienen fünf Sorten von Kupplungslamellen mit unterschiedlichen Durchmessern, Stärken und Oberflächenbeschaffenheiten, die zunächst mit einem Formmessgerät präzise auf deren Ebenheit hin vermessen werden. Die Ergebnisse dienen als Referenzmaße für alle folgenden Versuche. Als Vergleichsmerkmale werden zum einen die Abweichungen jedes Messsystems von den Referenzmaßen herangezogen und zum anderen der Einfluss der Position, mit der die Lamellen auf die Messvorrichtung aufgelegt werden. So kann u.a. herausgefunden werden, welche Messunsicherheiten bei den verschiedenen Systemen durch zufällige Fehler (verursacht durch den Bediener) auftreten können und in welchem Grad dies die Reproduzierbarkeit beeinflusst. Als Ergebnis der Arbeit wird die potentiell am besten geeignete Messvariante herausgestellt und weitere Optimierungsvorschläge genannt.

Abgasturbolader werden zu Forschungs- und Entwicklungszwecken aber auch zur Validierung von Serienmodellen an Prüfständen getestet. Abgasseitig sind die Turbolader dabei einem von einem Heißgasgenerator erzeugten Heißgasstrom ausgesetzt. Ein wichtiges Kriterium bei der Bewertung der getesteten Lader stellt die Temperatur dar, da von dieser die auftretenden Ermüdungs- und Verschleißerscheinungen in hohem Maße abhängig sind. Die Messung der Temperatur erfolgt mithilfe von Mantelthermoelementen des Typs K. Die vorliegende Bachelor-Arbeit hat die Simulation einer Temperaturmessung im Heißgaszuleitungsrohr zur Aufgabe. Dabei wird ein thermisches Modell des Thermoelementes mit einem zuvor erstellten strömungsmechanischen Modell des Heißluftzuleitungsrohres verknüpft, um eine Möglichkeit zu schaffen, die ablaufenden Wärmeleitungsmechanismen abzubilden. Für die Lösung der Aufgabenstellung wird Ansys}Workbench 14.5.7 genutzt. Bis auf Wärmestrahlungseinflüsse konnte eine bereits vorhandene empirisch ermittelte Temperaturverteilung über den Querschnitt des Heißluftzuleitungsrohres unter Variation der Eintauchtiefe des Thermoelementes weitestgehend nachgebildet werden.