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Forschung im Ingenieurwesen
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  Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
ISSN (Print) 1434-0860 - ISSN (Online) 0015-7899
Published by Springer-Verlag Homepage  [2350 journals]
  • Energieoptimierte Fahrstrategie unter Berücksichtigung der
           Verkehrsteilnehmer an Kreuzungen ohne Lichtsignalanlage
    • Authors: Markus Eisenbarth; Thorsten Plum; Jakob Andert
      Pages: 71 - 81
      Abstract: Zusammenfassung Die steigende Vernetzung und Automatisierung von Kraftfahrzeugen ermöglichen neue Freiheitsgrade insbesondere die urbane Mobilität effizienter zu gestalten. Um für ein einzelnes Fahrzeug den Energiebedarf für das Überfahren einer klassischen nicht lichtsignalgesteuerten Kreuzung zu reduzieren, können die über eine Vehicle-to-X-Kommunikationsschnittelle bereitgestellten aktuellen Fahrzustände relevanter Verkehrsteilnehmer in die Zukunft prädiziert und in einem Optimierungsproblem als Randbedingungen berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird hierfür ein modellbasierter Algorithmus vorgestellt, der die Zeiten, zu denen die Kreuzung durch ein Fahrzeug mit Vorrang blockiert wird, prädiziert. Diese Informationen fließen als Randbedingungen in eine lineare modellprädiktive Regelung zur Optimierung der eigenen Geschwindigkeitstrajektorie ein. Untersuchungen an einem auf Messdaten basierendem Fallbeispiel haben gezeigt, dass der Prädiktionshorizont einen wesentlichen Parameter zur Reduktion des Energiebedarfs am Rad darstellt. Jedoch führen stochastische Einflüsse des menschlichen Fahrverhaltens dazu, dass die Genauigkeit der Vorhersage der Zeiten, zu denen die Kreuzung nicht zu befahren ist, mit steigendem Vorausschauhorizont abnimmt. In einigen Situationen wirkt sich somit ein größerer Vorausschauhorizont negativ auf den Energiebedarf aus.
      PubDate: 2018-03-01
      DOI: 10.1007/s10010-018-0262-4
      Issue No: Vol. 82, No. 1 (2018)
       
  • Generischer Steuerungs-Algorithmus zur Erstellung von Modulen für die
           Steuerungssoftware von ortsfesten Materialflusssystemen
    • Authors: M. Spindler; T. Aicher; S. Habenicht; B. Vogel-Heuser; J. Fottner
      Abstract: Zusammenfassung Automatisierte Materialflusssysteme sind aufgrund ihrer hohen Durchsätze und kurzen Durchlaufzeiten in der Industrie weit verbreitet. Um ihr volles Potential entfalten zu können, werden diese Systeme kundenspezifisch projektiert, weshalb eine individuelle Steuerungssoftware notwendig ist. Das Erstellen dieser Steuerungssoftware erfordert umfangreiches manuelles Programmieren, da häufig eine Steuerungssoftware mit vordefinierten Modulen fehlt. In dieser Arbeit wird diese Lücke geschlossen, indem ein modulares Konzept zur Erstellung der Steuerungssoftware für hierarchisch gesteuerte Materialflusssysteme vorgestellt wird. Dieses Konzept basiert auf einer Zwei-Schichten-Architektur, in welcher die Ansteuerung der Hardware von den Entscheidungen des Materialflusses getrennt wird. Die Steuerung erfolgt anhand eines Steuerungs-Zyklus, der in fünf Zyklus-Phasen unterteilt ist. Dieser fünf Phasen umfassende Steuerungs-Zyklus wird in einer generischen Form vorgestellt, welcher einer Vorlage entspricht, anhand derer die Module für spezifische Fördermittel und logistische Funktionen ausgearbeitet werden können. Diese Vorlage wird daraufhin für Module eines Beispiellayouts ausgearbeitet und die korrekte Funktion in einer Emulation aufgezeigt. Somit können anhand des Konzeptes Module für die Hardwareschicht und die Materialflussschicht erstellt werden, die dann zur individuellen Steuerungssoftware eines Materialflusssystems zusammengefügt werden, wodurch die manuelle Programmierung bei der Steuerungssoftwareerstellung entfällt.
      PubDate: 2018-05-31
      DOI: 10.1007/s10010-018-0271-3
       
  • Kühlverhalten nasslaufender Lamellenkupplungen in neuen Anwendungen
    • Authors: K. Völkel; F. Wohlleber; H. Pflaum; K. Stahl
      Abstract: Zusammenfassung Für die Steigerung der Leistungsfähigkeit nasslaufender Lamellenkupplungen werden neben Belag- und Öloptimierung auch neue Nutbilder, insbesondere für neue Getriebeanwendungen – z. B. Schaufelnuten in Doppelkupplungsgetrieben – entwickelt. Zugleich steht die Reduktion der Kühlölvolumenströme aus Gründen der Energieeffizienz im Fokus, wobei Funktions- und Lebensdauerverhalten von Lamellenkupplungen maßgeblich durch deren thermischen Haushalt bestimmt werden. Somit ist die Kenntnis des thermischen Verhaltens nicht nur in der Reibphase sondern auch in der Kühlphase von großer Bedeutung. Einflussgrößen auf das Temperatur- und insbesondere Kühlverhalten sind vielfältig und teilweise sehr komplex; neben Bauform und Beölungssituation wirken sich auch die Betriebsbedingung (Brems- oder Kupplungsbetrieb) und die Belagnutung in Form von Schluckvermögen und Wärmeübergang auf das Kühlverhalten aus. Diese Größen bilden auch wichtige Eingangsgrößen der thermischen Simulation nasslaufender Lamellenkupplungen, weshalb ein hoher Wissensstand grundlegend für die aussagefähige Ermittlung und Bewertung des Temperatur- und Abkühlverhaltens ist. Der Beitrag stellt Einflüsse auf das Abkühlverhalten sowie die Absicherung der Einflussgrößen anhand von Temperaturmessungen und Simulationsrechnungen dar. Die Ermittlung des Wärmeübergangs an das Kühlöl in Reib- und Kühlphase wird für verschiedenartige Baugrößen, Reibbeläge und Nutbilder im Abgleich von Temperaturmessungen und -berechnungen vorgestellt. Zudem werden die Bestimmung des Schluckvermögens in statischen und dynamischen Messungen dargestellt und Mechanismen wie die Förderwirkung von Schaufelnuten bei geschlossener Kupplung erläutert.
      PubDate: 2018-05-17
      DOI: 10.1007/s10010-018-0273-1
       
  • Losteilgeräusche von Doppelkupplungsgetrieben
    • Authors: Benjamin Heumesser; Peter Fietkau; Bernd Bertsche
      Abstract: Zusammenfassung Die vorliegende Veröffentlichung befasst sich speziell mit den Losteilgeräuschen von Doppelkupplungsgetrieben (DCTs). Zunächst wird der allgemeine Aufbau von DCTs sowie deren Vor- und Nachteile beschrieben. Es folgt ein Überblick über den Stand der Forschung zu Losteilgeräuschen im Allgemeinen. Anschließend wird explizit auf die Spezifika von Losteilgeräuschen bei DCTs eingegangen. So hängen die Geräusche bei DCTs sehr stark von der Gangvorwahl ab. Je kleiner der vorgewählte Gang ist, desto größer werden die Losteilgeräusche. Weiterhin spielt die Trägheit der Sekundärseite der Kupplung eine weit größere Rolle als bei Handschaltgetrieben. Darauffolgend werden systematisch erarbeitete Geräuschreduktionsmaßnahmen vorgestellt. DCTs bieten durch ihren speziellen Aufbau und die verbaute Aktuatorik und Steuerung andere Möglichkeiten als Handschaltgetriebe. Die aussichtsreichen Möglichkeiten mit gleichzeitigem Neuheitsgrad werden nochmals im Detail betrachtet und simulative sowie experimentelle Ergebnisse vorgestellt. Zu diesen Möglichkeiten zählen das Verspannen der Getriebe über die passive Kupplung oder durch Anlegen von Synchronringen, die Nutzung der Einspritzschmierung sowie die Erweiterung zum Hybridgetriebe.
      PubDate: 2018-05-16
      DOI: 10.1007/s10010-018-0268-y
       
  • Aktive Luftfederung – Modellierung, Regelung und
           Hardware-in-the-Loop-Experimente
    • Authors: E. Lenz; P. Hedrich; P. F. Pelz
      Abstract: Zusammenfassung Es wird davon ausgegangen, dass autonomes Fahren die Schlüsseltechnologie für unser zukünftiges Verkehrssystem ist. Studien haben jedoch gezeigt, dass das Auftreten von Kinetose, d. h. Bewegungskrankheit, beim autonomen Fahren deutlich höher ist als bei herkömmlichen Fahrzeugen. Da insbesondere vertikaldynamische Schwingungen (Huben) im Frequenzbereich von 0,1 Hz bis ca. 1 Hz als besonders störend empfunden werden, können aktive Feder-Dämpfer-Systeme Abhilfe schaffen. Die am Institut für Fluidsystemtechnik der TU Darmstadt entwickelte aktive Luftfeder kombiniert die Vorteile der Luftfeder, die sich aufgrund der Trennung der Funktionen „Last tragen“ und „Energie speichern“ ergeben, wie beispielsweise die Möglichkeit einer Niveauregulierung, mit denen eines aktiven Systems. Die aktive Kraftstellung erfolgt durch eine Verstellung der tragenden (druckeffektiven) Fläche der Luftfeder im Betrieb mit einer Stellfrequenz von über 5 Hz. Realisiert wird dies über eine Verstellung des Luftfederabrollkolbendurchmessers mit vier radial verstellbaren Segmenten. Hierfür wurde ein kompakter hydraulischer Linearaktor entwickelt, der in den Luftfederabrollkolben integriert ist. In diesem Beitrag wird zunächst das Konzept der aktiven Luftfeder beschrieben und der Funktionsprototyp vorgestellt. Danach wird auf die allgemeine optimale vertikaldynamische Auslegung eines aktiven Systems am Beispiel eines Viertelfahrzeug-Modells eingegangen und Einflüsse einzelner Systemgrößen wie Stellkraft und Stellfrequenz diskutiert. Im nächsten Schritt wird eine einfache Modellbildung des Gesamtsystems im Hinblick auf den \(\text{H}_{2}\) -optimalen Reglerentwurf durchgeführt und die Eignung des Aktorkonzepts zum Einsatz in einem aktiven Fahrwerk sowie die Robustheit des Reglers exemplarisch gezeigt. Um das System optimal zur Minderung von Schwingungen, die Kinetose verursachen und den Fahrkomfort verschlechtern, abzustimmen, werden frequenz-spezifische Bewertungsfilter gemäß der VDI-Richtline 2057 bei der Regelerauslegung eingesetzt. Abschließend wird die Funktionsfähigkeit der aktiven Luftfeder in Hardware-in-the-Loop-Experimenten, bei denen der Funktionsprototyp in einer Echtzeitsimulationsumgebung mit einem virtuellen Viertelfahrzeug gekoppelt wird, gezeigt.
      PubDate: 2018-04-23
      DOI: 10.1007/s10010-018-0272-2
       
  • Grinding burn inspection
    • Authors: Martin W. Seidel; Antje Zösch; Konstantin Härtel
      Abstract: Grinding burn occurs during the grinding process of hardened steel surfaces if a local heat impact is high enough to generate local tempered or even re-hardened zones. Different NDT methods are applied to detect grinding burn. This lecture shares experiences and results of manufacturing and assessment of reference blocks with defined artificial defects generated by laser treatment for grinding burn detection. The reference blocks can be used for electromagnetic testing methods as well as for surface temper etching (STE). These blocks are used for calibration of the test equipment, especially to verify the sensitivity before testing real parts. In addition, reference blocks are applied in certain intervals within the process in order to guarantee testing reliability.
      PubDate: 2018-03-16
      DOI: 10.1007/s10010-018-0270-4
       
  • Erratum zu: Stahlverstärkter Aluminiumguss
    • Authors: Dominik Schittenhelm; Andreas Burblies; Matthias Busse
      Abstract: Erratum zu: Forsch Ingenieurwes 2018 https://doi.org/10.1007/s10010-018-0263-3 Die in der Originalveröffentlichung enthaltene Abbildung 1 wurde aus rechtlichen Gründen (Copyright) nachträglich wieder entfernt, ebenso wie ein Satz im Text, der auf diese Abbildung Bezug nahm. Die nachfolgenden …
      PubDate: 2018-03-01
      DOI: 10.1007/s10010-018-0267-z
       
  • The influence of variating passive user interactions on power tools in the
           context of product development
    • Authors: S. Matthiesen; S. Mangold; T. Bruchmueller
      Abstract: Comparing different development variants under same test conditions with the help of test rigs is one success factor within the power tool development process. One question in test rig design is about the necessity to model variating user’s biodynamic response within such test rigs. The objective of this contribution is to reveal the main influential factors on user’s biodynamic response which have to be included in test rig design for power tools. Therefore, this article presents a qualitative study to give indications for the relevance of user, posture, grip and push force on power tool’s behavior. It is shown that different user’s biodynamic response leading to different vibration levels at a hammer drill’s and impact driver’s handle. While assuming that any kind of vibration level influenced by the user’s biodynamic response will directly lead to different interactions of the technical subsystems inside the power tool, it is stated that variation of user’s biodynamic response has to be taken into account when designing test rigs for power tool development.
      PubDate: 2018-03-01
      DOI: 10.1007/s10010-018-0269-x
       
  • Bestimmung des Verlustverhaltens und der Wärmebilanz von
           Wälzlagern
    • Authors: Thomas Jurkschat; Michael Otto; Thomas Lohner; Karsten Stahl
      Abstract: Zusammenfassung Bei der Auslegung von Getrieben spielen Wälzlager eine zentrale Rolle. Aus diesem Grund ist es wichtig, die richtige Auswahl und Dimensionierung bereits in einer frühen Entwicklungsphase zu treffen. Neben der Lebensdauer ist das Verlust- und Temperaturverhalten für die Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit entscheidend. Eine Abschätzung des Lagerverlustmoments mit praxisüblichen Berechnungsansätzen nach dem Stand der Technik zeigt zum Teil hohe Unterschiede im Vergleich untereinander und kann von gemessenen Lagerverlusten abweichen. In einem FVA-Eigenmittelvorhaben wurden experimentelle Untersuchungen zum Verlust- und Temperaturverhalten durchgeführt. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird zunächst der dafür verwendete FZG-Lagerverlustleistungsprüfstand vorgestellt. Ausgewählte Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen zum Verlustverhalten und zur Wärmebilanz von Wälzlagern werden gezeigt und in den Stand der Technik eingeordnet. Darauf aufbauend werden Maßnahmen für eine verbesserte rechnerische Abschätzung der Lagerverlustmomente abgeleitet.
      PubDate: 2018-02-02
      DOI: 10.1007/s10010-018-0266-0
       
  • Stahlverstärkter Aluminiumguss
    • Authors: Dominik Schittenhelm; Andreas Burblies; Matthias Busse
      Abstract: Zusammenfassung Eine, bislang über Knochenstrukturen validierte, Mehrphasenoptimierung wird für die Auslegung eines hybriden Aluminium-Stahl Hecklängsträgers angewendet. Das Verbundbauteil wird anschließend im Druckguss mit eingelegtem Stahlkern gefertigt und gemäß der Funktionen im Fahrzeug quasistatisch auf Biegung belastet. Als Referenzbauteil wird ein monolither Hecklängsträger mit Gussrippen zur lokalen Verstärkung herangezogen. Ziel der Entwicklung ist die Reduktion des notwendigen Bauraumes durch Wegfall der Rippen am Verbundbauteil, bei gleichzeitigem Erhalt der Bauteilsteifigkeit durch die Hybridisierung. Das Ergebnis der Optimierung wird durch fertigungstechnische Restriktionen im Verbund-Druckguss derart überlagert, dass sich das numerisch prognostizierte Bauteilverhalten in der Realität nicht einstellen kann. Zwar zeigt sich eine Verbesserung im geprüften Lastfall, jedoch ist die gewichtsbezogene Erhöhung der Bauteilsteifigkeit im Verbund schlechter als bei der monolithen, verrippten Ausführung. Solange demnach Bauraum zur Verfügung steht, sind konventionelle Gussteilverstärkungen effizienter als Verbundgusskonzepte. Ist der Bauraum limiert, können eingegossene Kerne rein funktionell zur weiteren Verstärkung beitragen.
      PubDate: 2018-01-30
      DOI: 10.1007/s10010-018-0263-3
       
  • Hand-arm models for supporting the early validation process within the
           product development of single impulse operating power tools
    • Authors: S. Matthiesen; S. Mangold; R. Germann; T. Schäfer; S. Schmidt
      Abstract: This contribution addresses the early validation activities within the product development process of power tools. The aim of this article is to support these activities with multi directional hand-arm models predicting the passive interactions between the hand-arm system and power tool. Through the use of such models it is possible to achieve constant testing conditions in validation. The presented method for implementing these models is giving the possibility to analyze and model the interactions between user and power tool without influencing them. The implementation of the model is based on the theory that the interaction can be analyzed with the help of an overall system multi-body model. The contribution describes the steps to achieve the basic structure of the sub models for this overall system model and how to adjust the parameters of those multi-body simulation models. On the basis of this method, a hand-arm model is developed. The hand-arm model is able to simulate the passive behavior of a user during the usage of a high-accelerated power tool (gas actuated nail gun) in translational and rotational direction. With the help of this model, it is possible to investigate the interactions between power tool and the user and therefore to support the early validation of power tools under constant testing conditions.
      PubDate: 2018-01-25
      DOI: 10.1007/s10010-018-0265-1
       
  • SimHydraulics approach to water hammer problems with the development of
           new formulas for static pressure diameter coefficient
    • Authors: Benyekhlef Kara; Ali Nemdili
      Abstract: Water hammer analysis and prediction is of overriding importance for operation safety of hydraulic systems. Therefore, the verification of computer codes capability to model and simulate water hammer is a very interesting topic for the analysis of different fluid-filled pipeline systems. Until now, transient approach of SimHydraulics is not developed, and the validity of this approach against benchmark examples, has never been investigated in scientific literature. In this paper, a numerical model of a reservoir-pipelines-valve system is created using Matlab SimHydraulics software. The main component of this model is the Segmented Pipeline with wall compliance parameters: the viscoelastic process time constant τ and the static pressure diameter coefficient K P for which new formulas were derived and validated. The numerical model is performed to solve transient flow problems caused by closure of a valve and the obtained results are presented and compared with those using the method of characteristic. Also, the effectiveness of the transient model of SimHydraulics is evaluated by comparing the obtained numerical results with the most pertinent experimental results found in the literature. The proposed transient model was adapted for the investigation of more complex piping systems. The results of this study show the ability of the SimHydraulics model to predict the pressure oscillation behavior accurately in all cases considered. This study provides useful information for future research in pump transient simulation using SimHydraulics.
      PubDate: 2018-01-22
      DOI: 10.1007/s10010-018-0264-2
       
  • Influence of O 2 enrichment in dry air on combustion temperature,
           contaminant production and sulfur recovery, in SRU reaction furnace
    • Authors: Pedram Abdoli; Seyed Amin Hosseini; M. Abdul Mujeebu
      Abstract: Process difficulties such as low temperature in Claus reaction furnaces result in the deactivation of catalysts and thus darken the color of produced sulfur. Combustion temperature of the reactor is a key factor that directly influences the sulfur recovery and emission of contaminants. To solve this problem, the influence of O2 enrichment in dry air on the amount of the produced sulfur, contaminants and reaction furnace temperature was investigated in Abadan Oil Refinery with commercial Ansys Fluent software. The k‑ε, eddy dissipation and P1 models were used to model turbulent flow, combustion and radiation respectively. Besides, the numerical predictions of reactor temperature and mole fraction of products were validated with experimental data. The O2 enrichment was done in three cases by assuming moisture-free inlet air. As the O2 concentration is increased, the combustion temperature increases uniformly and the sulfur recovery reaches its maximum in high O2 concentration. Moreover, with high O2 concentration, the amount of contaminants such as COS and CS2 decrease significantly. A six step chemical kinetics was used for the purpose of numerical simulation, which yielded more accurate predictions in comparison to previous works.
      PubDate: 2018-01-19
      DOI: 10.1007/s10010-017-0260-y
       
  • Hydrodynamische Prozesse in einem einfachen Schichtenlader für
           thermische Energiespeicher
    • Authors: Marcus Buhl; Jonathan Rausendorf; Bernd Platzer
      Abstract: Zusammenfassung Die hydrodynamischen Strömungsvorgänge in Schichtenladern für Warmwasserspeicher sind bisher nur rudimentär bekannt. Für eine weitere Optimierung derartiger thermischer Energiespeicher ist aber auch ein besseres Verständnis der im Beladesystem vorkommenden Strömungsvorgänge notwendig. Mithilfe numerischer und experimenteller Untersuchungen werden hydrodynamische Effekte in einem einfachen Schichtenlader zu Beladebeginn untersucht. Die qualitative und quantitative Auswertung der Berechnungsergebnisse zeigt ein komplexes und instationäres Verhalten der nicht-isothermen Strömung.
      PubDate: 2018-01-18
      DOI: 10.1007/s10010-017-0261-x
       
  • Erweiterung der Hillschen Gleichungen auf Ellipsenbahnen
    • Authors: Werner Eidel
      Abstract: Zusammenfassung Die Relativbewegung benachbarter Satelliten lässt sich durch die Hillschen Gleichungen, auch Clohessy-Wiltshire-Gleichungen genannt, in einfacher und anschaulicher Weise beschreiben. Dabei wird angenommen, dass sich der erste Satellit auf einer Kreisbahn bewegt. Auf diese Einschränkung wird hier verzichtet und so werden für den Referenzsatelliten Ellipsenbahnen zugelasssen. Für die Relativbewegung des zweiten Satelliten werden ganz analog die linearisierten Bewegungsgleichungen aus den nichtlinearen Grundgleichungen für Keplerbahnen gewonnen und in Abhängigkeit der Anfangsbedingungen gelöst. Für Referenzbahnen mit kleiner Exzentrizität können auch hier explizite Funktionen der Zeit, wenn auch als Näherungslösungen, angegeben werden. In numerischen Beispielen wird das Bewegungsverhalten dargestellt und mit Lösungen der Hillschen Gleichungen quantitativ und qualitativ verglichen. Durch Vergleiche mit den exakten Lösungen für Keplerbahnen werden die gewonnenen Näherungen untermauert. Für allgemeine Ellipsenbahnen wird mit Hilfe der Lösungen von Lawden, die lediglich als Funktionen der wahren Anomalie gegeben sind, für die Driftbewegung des zweiten Satelliten eine lineare Zeitfunktion angegeben und durch numerische Beispiele bestätigt. Anwendungen finden die Gleichungen u. a. in der Mikrogravitation, bei Formationsflügen von Satelliten, bei Rendezvous-Problemen und beim Einsammeln von Weltraumschrott.
      PubDate: 2017-12-22
      DOI: 10.1007/s10010-017-0259-4
       
  • Zeitoptimaler Mastaufbau einer mobilen Autobetonpumpe unter
           Nebenbedingungen
    • Authors: Maximilian Krämer; Christoph Rösmann; Freia Irina John; Torsten Bertram
      Abstract: Zusammenfassung Aufgrund der Möglichkeit mit nur einer Maschine Beton gezielt über weite Strecken zu befördern, sind auf Baustellen häufig mobile Autobetonpumpen im Einsatz. Der Mastaufbau dieser Großraummanipulatoren wird derzeit manuell von einem Maschinisten durchgeführt, der aufgrund der hohen Reichweiten und Sicherheitsabstände die Gelenke tendenziell sequenziell bedient. Wegen des geringen Platzangebots auf Baustellen können platzsparende Teilabstützungen verwendet werden, bei denen zur Gewährleistung der Standsicherheit derzeit fest vorgegebene und langsame Ausfaltphasen vom Maschinisten zu befolgen sind. Die manuelle Bedienung und die vorgegebenen Ausfaltphasen führen dazu, dass der Ausfaltvorgang des Masts aktuell ungefähr \(39\,\%\) der Aufbauphase einnimmt. Im vorliegenden Beitrag wird zur Reduzierung der Ausfaltzeit eine modellprädiktive Regelung für den automatisierten und zeitoptimalen Mastaufbau einer mobilen Autobetonpumpe unter den Nebenbedingungen der Standsicherheit, Volumenstrombeschränkungen und Vermeidung von Selbstkollisionen realisiert. Durch die Analyse simulierter Ausfaltvorgänge in verschiedene Zielkonfigurationen und den Vergleich zu manuellen Ausfaltungen werden der modellprädiktive Regler verifiziert und das zunächst theoretische Einsparpotential des automatisierten Mastaufbaus aufgezeigt.
      PubDate: 2017-12-19
      DOI: 10.1007/s10010-017-0258-5
       
  • Correction to: Geometric modeling and torque analysis of the magnetic
           nutation gear drive
    • Authors: Ding-jian Huang; Li-gang Yao; Wen-jian Li; Jun Zhang
      Abstract: Correction to: Forsch Ingenieurwes 2017 https://doi.org/10.1007/s10010-017-0246-9 Due to an oversight the captions of Figs. 6 and 7 are incorrect. The correct captions are given …
      PubDate: 2017-10-27
      DOI: 10.1007/s10010-017-0257-6
       
  • Studie zur Ermittlung von Potenzialen zur Leistungssteigerung von
           trockenlaufenden Kupplungssystemen mittels Temperaturverteilungsmessung
    • Authors: Albert Albers; Sascha Ott; Jonas Kniel; Michael Basiewicz
      Abstract: Zusammenfassung Neue Produkte sollen aus Gründen der Effizienz immer möglichst grenzwertig ausgelegt werden. Ein Funktionsausfall beim Endkunden muss unbedingt verhindert werden. Um die immer weiter steigenden Leistungsanforderungen mit der notwendigen Funktionssicherheit in Einklang zu bringen, stellt dieser Beitrag eine Studie zur Weiterentwicklung bestehender Systeme auf Basis der räumlich hochauflösenden Messung der Temperaturverteilung vor. Bereits veröffentlichte Arbeiten zu diesem Thema haben sich zunächst mit der prinzipiellen Machbarkeit der räumlich hochauflösenden Messung der Temperaturverteilung, anschließend mit einer Fehlerbetrachtung der Messmethode und letztlich mit der Vorstellung ausgewählter Messungen beschäftigt, bei denen nur ein Parameter, wie z. B. die Flächenpressung, variiert wurde. Die Potenziale der räumlich hochauflösenden Messung der Temperaturverteilung für die Optimierung von trockenlaufenden Kupplungssystemen werden aufgezeigt, indem das thermo-mechanische Verhalten bei unterschiedlichsten Beanspruchungen analysiert und verglichen wird. Dazu wurde eine umfangreiche Messreihe durchgeführt, bei welcher das Verhalten bei unterschiedlichen Gleitgeschwindigkeiten, Flächenpressungen und zu bremsenden Massenträgheiten untersucht wird. Der Fokus in diesem Beitrag liegt auf der Beschreibung der gewinnbringenden Anwendung der räumlich hochauflösenden Messung der Temperaturverteilung als Werkzeug zur Erweiterung des Systemverständnisses, mithilfe dessen Potenziale zur Leistungssteigerung ermittelt werden können.
      PubDate: 2017-10-20
      DOI: 10.1007/s10010-017-0256-7
       
  • Überhöhungsfaktor für erzwungene Konvektion auf kleinen
           Heizelementen
    • Authors: Erwin Kaiser
      Abstract: Zusammenfassung Der konvektive Wärmeübergang auf kleinen, flach montierten Heizelementen interessiert für Mikroelektronik und thermische Sensoren. Der maximale Wärmeübergang liegt im Anfangsbereich des überströmten Heizelements mit der Länge l*. Der über die Heizelementlänge l* gemittelte Wärmeübergangskoeffizient h* ist größer als der Wärmeübergangskoeffizient h am gleichen Ort, wenn z. B. die ganze Platte oder der Zylinderumfang beheizt ist. Zur Charakterisierung dieses Sachverhalts wird der Überhöhungsfaktor K = h*/h eingeführt. Gegenübergestellt werden K‑Werte aus Grenzschichtrechnungen, Wärmeübergangsmessungen, Kalibrierung von thermischen Wandschubspannungssensoren und numerischen Modellen (im Bereich von l* = 0,01 bis 4 mm). Der Überhöhungsfaktor K ist abhängig von der Überströmlänge l*, dem Wärmeübergangskoeffizienten h und der thermischen Isolation.
      PubDate: 2017-10-06
      DOI: 10.1007/s10010-017-0255-8
       
  • Zeiteffiziente Methodik zur Ermittlung des Reibungsverhaltens
           nasslaufender Lamellenkupplungen mit Carbon-Reibbelag
    • Authors: U. Stockinger; H. Pflaum; K. Stahl
      Abstract: Zusammenfassung Das tribologische System aus Reibpaarung, Schmierstoff und Beanspruchungen bestimmt die Reibcharakteristik von nasslaufenden Lamellenkupplungen. Aufgrund zahlreicher Einflussparameter und deren Wechselwirkungen ist das Reibungsverhalten nicht theoretisch vorherbestimmbar. Die Abstimmung von Reibpaarung und Schmierstoff erfordert somit experimentelle Untersuchungen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. (FVA) wurde eine zweistufige Testmethodik zur reproduzierbaren Beschreibung des Reibungsverhaltens von Lamellenkupplungen mit Carbon-Reibbelägen entwickelt. Nach einem Einlauf werden Laststufen mit unterschiedlichen Pressungs-Gleitgeschwindigkeits-Kombinationen (p-v-Variationen) durchlaufen. Das Konditionierungsverhalten des Reibsystems wird mithilfe eines Dauerschaltversuchs und nachfolgenden p-v-Variationen bewertet. Anhand dieser Testmethodik wird der Schmierstoffeinfluss auf das Reibungsverhalten beschrieben.
      PubDate: 2017-09-19
      DOI: 10.1007/s10010-017-0253-x
       
 
 
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