620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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Das Ziel der Diplomarbeit ist es, anhand von zwei Schwerpunktthemen für Kraftstoffspeichersysteme in PKWs einen Überblick über Auswirkungen, sowie erforderliche Maßnahmen zu geben. Als erster Schwerpunkt werden Verdunstungsemissionen behandelt, welche durch steigende Anforderungen aus Gesetzgebung und Vorschriften eine Herausforderung darstellen. Als zweiter Schwerpunkt werden biologische Kraftstoffe beleuchtet, welche durch ansteigende Verbreitung am Markt zunehmend an Wichtigkeit gewinnen. In beiden Fällen erklärt die Diplomarbeit jeweils im ersten Schritt allgemeine Hintergründe und Begrifflichkeiten, gibt einen Überblick über aktuelle Anforderungen sowie solche, die durch Neuerungen entstehen werden und informiert weiters über technische Lösungsmöglichkeiten, sowie Auswirkungen auf die Entwicklungserprobung von Kraftstoffsystemen.
Ziel dieser Arbeit ist es einen Antriebsstrang für ein Formula Student Rennwagen zu konstruieren der mittels einer Zentralen Hinterradbremse abgebremst werden soll. Zu diesem Zweck und als Grundlage dieser Arbeit wurde die dazu nötige Bremsanlage Dimensioniert. Im Anschluss wurde der Stand der Technik erarbeitet. Woraufhin eine Optimierungsidee entstand die dargstellt wird. Anschließend wird auf die Schritte des Konstruktionsprozesses des Antriebsstranges einschließlich der benötigten Berechnungen näher eingegangen.
Ziel der Diplomarbeit ist es, eine Ultraschallinspektionseinheit für Pipeline-Untersuchungen speziell zur Wandstärken- und Geometriebestimmung zu entwickeln. Dafür werden verschiedene Betrachtungen zur Gestaltung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung spezieller Anforderungen und Kriterien untersucht und anschließend bewertet. Aus den gewonnenen Ergebnissen wird ein Lösungskonzept als konstruktiver Grobentwurf der Inspektionseinheit erstellt. Die Modellierung und Simulation wird mit Hilfe der 3D-CAD Software Solid Edge V21 durchgeführt.
Ziel der Diplomarbeit ist es, an einem Inline-Röntgenfluoreszenzanalyse-System die betrieblichen Vorgaben, bezüglich der Schichtmessgrößen von Dünnschichtsolarsubstraten, zu überprüfen. Die Messung vollzieht sich innerhalb einer Metallbeschichtungsanlage. Der Messprozess erfolgt, während die Substrate mit einer konstanten Geschwindigkeit transportiert werden. Zur Messwertaufnahme stehen zwei Messpositionen in der Anlage zur Auswahl. Die Analyse erfolgte durch den Vergleich dieser Messergebnisse und einem weiteren Röntgenfluoreszenzanalyse-System, welches sich außerhalb der Anlage befindet. An diesem Röntgenfluoreszenzanalyse-System konnten die betrieblichen Vorgaben an die Metallschichten überprüft werden und die Methoden der Messsystemanalyse kamen zur Verwendung. Um die Messergebnisse beider Messsysteme vergleichen zu können, wurde die Messposition in der Beschichtungsanlage möglichst genau ermittelt. Danach wurde die Position in das Messmuster auf das externe Röntgenfluoreszenzanalyse-System übertragen, um aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten. Zum Schluss erfolgte die Analyse über die Mittelwerte der relevanten Schichtmessgrößen des Inline-Röntgenfluoreszenzanalyse-System, wobei hauptsächlich die Spannweiten bzw. Absolutdifferenzen zur Anwendung kamen. Die Analyse ergab, dass die Vorgaben an das Inline-Röntgenfluoreszenzanalyse-System bestätigt wurden.
Für die Fertigung komplexer Hohlteile wird verstärkt auf wirkmedienbasierte Umformverfahren zurückgegriffen. Das Fügen von Anbauteilen nach der Umformung ist wegen der Unzugänglichkeit des Innenraumes nur mit zusätzlichen Prozessschritten und aufwändigen Teilehandling möglich, was zusätzlich den konstruktiven Freiraum einschränkt. Neue umformende Fügeverfahren sind Kombinationen aus Hydroumformung und Clinchen oder Hydroumformung und Halbhohlstanznieten. Im Gegensatz zum Clinchen oder Stanznieten im Standardfall wird beim Hydrofügen matrizenlos gearbeitet. Ein Hochdruckfluid übernimmt während des Fügeprozesses die Aufgabe der Matrize. Ziel dieser Arbeit ist es, die Verfahrenskombination von Hydroumformung und Stanznieten bzw. Hydroumformung und Clinchen wissenschaftlich zu durchdringen. Für beide Verfahren werden numerische Simulationen durchgeführt. In experimentellen Untersuchungen an einer Auswahl von Fügepaarungen wird nachgewiesen, dass beide Verfahren sowohl für das Verbinden gleichartiger Werkstoffe als auch für die Herstellung von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen einsetzbar sind. Zum Schluss erfolgt die Bewertung der Verbindungsfestigkeit.
Die Entwicklung variabler Kurbeltriebe eröffnet für Verbrennungskraftmaschinen neue Potentiale zur Wirkungsgradsteigerung. Ein variabler Hubraum ermöglicht es, den Motor immer im optimalen Lastbereich zu betreiben. Aus den vielen gangbaren Möglichkeiten einen variablen Hubraum zu realisieren, wird in dieser Arbeit das Konzept eines zusätzlich angelenkten Pleuels verfolgt. Zusätzliche Bauteile im Motorraum bedeuten, dass zusätzliche Kräfte und Momente auftreten, deren Auswirkung es zu untersuchen gilt. In dem Kapitel 2 werden die Bewegungsgleichungen für das zu untersuchende Getriebe aufgestellt. Diese Bewegungsgleichungen werden Grundlage und Ausgangspunkt für die Ermittlung der Gelenkkräfte und wirkenden Momente in Kapitel 3 sein. Für die Berechnung der Kräfte werden von jedem Bauteil die Masse, Lage des Schwerpunkes und des Massenträgheitsmomentes benötigt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen zu dem variablen Kurbeltrieb, liegt in dem Torsionsschwingungsmodell für die Kurbelwelle. Hierzu wurde eine Modalanalyse durchgeführt sowie das Modell bezüglich der auftretenden Torsionsmomente untersucht.
Untersuchungen zur biologischen Reinigung cyanwasserstoffhaltiger Abluftströme (Cyanidelimination)
(2009)
Abgase aus Flammkaschierprozessen können hohe Konzentrationen an Cyanidverbindungen enthalten, von denen dem Cyanwasserstoff bezüglich der Ökotoxizität die größte Bedeutung zukommt. Eine kostengünstige und effiziente Alternative zu herkömmlichen chemisch physikalischen Verfahren bietet die biologische Abluftreinigung, deren Funktionstüchtigkeit bereits unter Einsatz der cyanidverwertenden Mischkultur KS-7D nachgewiesen werden konnte. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden mit einem Laborrieselbettreaktor Versuche zur biologischen Cyanwasserstoffelimination mit täglicher Substratzuführung durchgeführt und dabei das Systemverhalten bezüglich der Cyanidelimination bei Einsatz eines textilen Aufwuchsträgers aus Polypropylen und eines granulären Trägermaterials aus Polypropylen- und Viskosefasern getestet. Weiterhin wurden über einen 15-wöchigen Zeitraum die Effizienz und die Stabilität des Abbauverhaltens zweier Großanlagen zur Cyanidelimination untersucht. Um einen Eindruck von der Mikroflora der Anlagen zu erhalten, wurden anhand einfacher mikrobiologischer Methoden zur Differenzierung Mikroorganismen untersucht, welche aus den Umlaufwässern der Anlagen isoliert wurden. Mit dem textilen Aufwuchsträger konnten 38,1 mg Cyanid zu 77,9 % eliminiert werden, mit dem Granulat wurden 31,7 mg Cyanid zu 79,0 % abgebaut. Bei beiden Großanlagen konnten während der 15-wöchigen Versuchsdauer keine ausreichend effizienten Abscheidegrade festgestellt werden, wobei bei beiden Anlagen zum Teil höhere Cyanidkonzentrationen in der Reinluft als in der Rohluft gemessen wurden. In den Umlaufwässern beider Anlagen konnten jeweils 4 voneinander unterscheidbare cyanidtolerante bzw. cyanidverwertende Mikroorganismenspezies nachgewiesen werden.
Lichtbogenschweißverfahren, wie das MSG-Schweißen, sind in der Schweißfertigung in der Industrie sehr weit verbreitet. Allerdings werden in einigen Anwendungsfällen die Verfahrensgrenzen in Bezug auf die erreichbare Schweißgeschwindigkeit und die Prozessstabilität erreicht. Zudem kann der Lichtbogen beim konventionellen MSGSchweißen nur sehr eingeschränkt lokal gesteuert werden, was beispielsweise zum Ausgleich von Fehlpositionierungen, Spaltänderungen oder Schwankungen der Nahtvorbereitung notwendig sein kann. Ziel der Arbeit ist es, Beeinflussungen des MSG-Prozesses durch einen Laserprozess zu untersuchen. Hierzu soll der Lichtbogen des MSG-Schweißprozesses durch einen integrierten Laserstrahl mit geringer Strahlleistung stabilisiert und geführt werden. Betrachtet werden die zwei folgenden Werkstoffgruppen: - verzinktes Stahlblech (Karosseriebau), - Baustahl und ferritischer Chromstahl (Schienenfahrzeugbau). Anhand der Analyse der Lichtbogen Physikalischen Grundlagen sind Ansatzpunkte für eine effektive Interaktion zwischen Lichtbogen und Laserstrahl zu erarbeiten. In den experimentellen Untersuchungen sind die relevanten Prozessparameter systematisch zu variieren und die entsprechenden Reaktionen im Schweißprozessverhalten über die Auswertung der Lichtbogenmessgrößen (I- und U-Verlauf) und durch Hochgeschwindigkeits-Kameraaufnahmen zu analysieren. Die Schweißnahtqualität ist visuell zu begutachten und anhand von Querschliffen zu bewerten.