620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Refine
Year of publication
Document Type
- Contribution to a Periodical (49)
- Bachelor Thesis (19)
- Master's Thesis (8)
- Conference Proceeding (5)
- Article (reviewed) (1)
- Book (1)
- Doctoral Thesis (1)
- Other (1)
- Working Paper (1)
Keywords
- Schluckspecht (4)
- Hubschrauber (3)
- Hybridantrieb (3)
- Roboter (3)
- Didaktik (2)
- E-Learning (2)
- Elektrofahrzeug (2)
- Evaluation (2)
- FPGA (2)
- Feldtest (2)
Institute
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (26)
- Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik (E+I) (bis 03/2019) (25)
- Zentrale Einrichtungen (20)
- Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019) (10)
- Fakultät Medien (M) (ab 22.04.2021) (3)
- Fakultät Betriebswirtschaft und Wirtschaftsingenieurwesen (B+W) (2)
- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (1)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (1)
Open Access
- Open Access (55)
- Closed Access (27)
- Closed (4)
In dieser Abschlussarbeit wurden die vorgenommen Ziele seitens der Projektaufgabe im Rahmen der Bachelor-Thesis erfüllt. Hierbei wurde der Ist-Zustand des UniAuSter´s aufgenommen und technisch hinterfragt. Zusätzlich wurden die Grenzen der mechanischen Lösung aufgezeigt und mögliche Ursachen erläutert.
Des Weiteren konnten auf Grundlage der Berechnungen die Taktzeiten bestimmt und daraufhin über die Recherche eine Auswahl des Magnetventils getroffen werden, welches den zuvor ermittelten Anforderungen entspricht. Diese sind zum einen die einfache Anpassung der Taktgeschwindigkeit über eine Maschinensteuerung und die Möglichkeit, bis zu 30.000 Flaschen pro Stunde auszuschleusen.
Der vorgegebene maximale Bauraum, wurde trotz zusätzlich erforderlichen Komponenten nicht überschritten. Hierbei wurden Lösungen in der elektrischen sowie der pneumatischen Versorgung entwickelt. Weiterführend kann durch den Ringverteiler eine optimale Druckluftversorgung durch den integrierten Druckregler realisiert werden, Er ist durch seine Konstruktionsweise für die Anlage kein Störfaktor, sondern dient zusätzlich als Verschlauchungsführung.
Für den weiteren Verlauf des Projekts werden die konstruierten Komponenten weiter ausgearbeitet und die noch nicht vorhandenen technischen Zeichnungen erstellt . Zusätzlich wird eine endgültige Lösung für die Signalverarbeitung der Magnetventile über eine elektrische Drehdurchführung entwickelt. Um die gesamte Konstruktion auf ihre Funktion prüfen zu können, wird von der Hochschule Offenburg zusammen mit dem Projektpartner Kematec, ein Prototyp in naher Zukunft erstellt.
Laut einer Studie der AZT Automotive GmbH sind etwa 75% aller Verkehrsteilnehmer im deutschsprachigen Raum durch fahrzeugseitige Technik abgelenkt. Dies stellt eine der größten Unfallgefahren dar: Bei ca. 11% der Verkehrsunfälle 2002-2012 in Deutschland ist die Ursache auf die Ablenkung des Fahrers zurückzuführen. Mittels Sperrkonzepten, welche den Zugriff auf Bereiche und Funktionen des Infotainmentsystems während der Fahrt limitieren, soll die Fahrerablenkung bei den immer größer werdenden Displays, komplexeren Einstellungsmöglichkeiten und längeren Interaktionspfaden minimiert und die Sicherheit im Straßenverkehr gewährleistet werden.
Diese Masterarbeit befasst sich mit dem Thema Fahrerablenkung im Kontext von automatisierten Fahrfunktionen. Durch die zunehmende Automatisierung des Fahrzeugs können wichtige Fahraufgaben und -funktionen durch Fahrassistenzsysteme übernommen und somit der Fahrer bei der Fahraufgabe und der Überwachung des Verkehrsgeschehens unterstützt bzw. entlastet werden. Dadurch ergeben sich für den Fahrer neue Freiheiten, die es ihm erlauben, seine Aufmerksamkeit (teilweise) von der Fahraufgabe abzuwenden und für andere, fahrfremde Tätigkeiten, wie der Interaktion mit dem Infotainmentsystem, zu nutzen. Ziel der Arbeit ist die Spezifikation und prototypische Umsetzung eines dynamischen Sperrkonzeptes für Infotainmentsysteme in Abhängigkeit des Automatisierungsgrades des Fahrzeugs. Risiken durch Fahrerablenkung sollen mittels Sperrungen von Infotainment-Bereichen und -Funktionen minimiert werden, zeitgleich soll der Zugriff auf Informationen und Unterhaltung für den Fahrer möglichst uneingeschränkt gewährleistet werden. Dabei wird der Fokus auf die Automatisierungsgrade Level eins bis drei (nach SAE) gelegt, wo es immer noch zu einem Wechsel zwischen automatisierten und manuellen Fahrabschnitten kommt.
Als Basis für das dynamische Sperrkonzept dient der Stand der Technik bisheriger wissenschaftlicher Erkenntnisse sowie Studien zu automatisierten Fahrfunktionen, Fahrerablenkung, Arbeitsbelastung, Reaktionszeit und Situationsbewusstsein. Außerdem soll ein Überblick über aktuelle Gesetzes- und Normenlagen sowie Gestaltungsrichtlinien in Bezug auf automatisierte Fahrzeuge bzw. Fahrfunktionen geschaffen werden, welche bei der Entwicklung von Sperrkonzepten eine essenzielle Rolle spielen.
IEC 62061:2021-03
(2021)
This second edition cancels and replaces the first edition, published in 2005, Amendment 1:2012 and Amendment 2:2015. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
– structure has been changed and contents have been updated to reflect the design process of the safety function,
– standard extended to non-electrical technologies,
– definitions updated to be aligned with IEC 61508-4,
– functional safety plan introduced and configuration management updated (Clause 4),
– requirements on parametrization expanded (Clause 6),
– reference to requirements on security added (Subclause 6.8),
– requirements on periodic testing added (Subclause 6.9),
– various improvements and clarification on architectures and reliability calculations (Clause 6 and Clause 7),
– shift from "SILCL" to "maximum SIL" of a subsystem (Clause 7),
– use cases for software described including requirements (Clause 8),
– requirements on independence for software verification (Clause 8) and validation activities (Clause 9) added,
– new informative annex with examples (Annex G),
– new informative annexes on typical MTTFD values, diagnostics and calculation methods for the architectures (Annex C, Annex D and Annex H).
As a result of automation, demand for increased production and reduced operator physical effort, Safety-related Control Systems (referred to as SCS) of machines play an increasing role in the achievement of overall machine safety. Furthermore, the SCS themselves increasingly employ complex electronic technology.
IEC 62061 specifies requirements for the design and implementation of safety-related control systems of machinery. This document is machine sector specific within the framework of IEC 61508.
Die vorliegende Arbeit, welche im Rahmen des Forschungsprojektes LaDiVo an der Hochschule Offenburg angefertigt wurde, beschäftigt sich mit Aushärten keramischer Farben auf Einscheiben- und Verbundsicherheitsglas mittels eines CO2-Lasers. Zur Erreichung dieses Ziels soll experimentell ein Verfahren erarbeitet werden.
Nach einer ausführlichen Analyse des Stands der Technik und einer Klärung des zur Verfügung stehenden Versuchsaufbaus werden verschiedene Versuche in einer Planungsphase konzeptioniert. Dazu gehören, neben den reinen Aushärteversuchen mittels Laser, ebenso eine mikroskopische Untersuchung der Ergebnisse mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskop als auch der Aufbau einer Simulation zur qualitativen Validierung der Versuchsergebnisse.
Durch die Versuche zeigt sich, dass es möglich ist, keramische Farbe auf Einscheibensicherheitsglas mittels Laser auszuhärten, ohne dass es zu einer Schädigung des Glases kommt. Die mikroskopische Untersuchung unterstützt dieses Ergebnis. Beim Verbundsicherheitsglas konnte kein Verfahren zur schädigungsfreien Aushärtung der keramischen Farbe erarbeitet werden.
Die Bachelorarbeit umfasst die Entwicklung einer Pendelhubstichsäge für die Verwendung in CNC-Bearbeitungszentren. Der Entwicklungsprozess durch läuft alle vier Phasen: Planung, Konzeption, Konstruktion, Ausarbeitung. Endergebnis der Bachelorarbeit ist ein vollständiges 3D-Modell mit allen fertigungsrelevanten Dokumenten.
Ein Testsystem zum Prüfen neuer Komponenten elektromagnetischer Positionsmesssysteme soll durch eine Eigenkalibrierung des gesamten Systems stetig auf seine Genauigkeit geprüft werden, sodass nur noch eine periodische Rekalibrierung des Referenzgerätes erforderlich ist. Mittels Signal-Routing Software soll über die nationale Instrumentenkarte PCIe-6509 des Computers Spannungssignale an eine Hardware Under Test geleitet werden. Über diese Signale können Transistoren auf der Hardware angesteuert werden, die jeweils einem Relais Spannung übergeben können. Je nachdem welches Relais durchgeschalten werden soll, kann der Messwiderstand des gesamten Testsystems oder das Testsystems kalibriert werden. Um tatsächlich Kalibrierungen durchzuführen, wird eine Software erstellt. Mit der Software können die zu benutzenden Gerätschaften eingelesen und über eine Benutzeroberfläche eine Toleranzprüfung der Komponenten vollzogen werden. Hier gilt es eine Toleranzprüfung für den Messwiderstand zu erstellen und den Code dann auf Komponenten des Testsystems zu erweitern. Dafür wird ein kalibriertes Referenzmessgerät benötigt. Dabei wird ein Digitalmultimeter DAQ6510 verwendet, das über ein Multiplex Modul 7708 mit der Hardware verbunden wird. Um später Komponenten des Testsystems wie Frequenz kalibrieren zu können, wird ebenfalls ein Funktionsgenerator integriert und die Software-Codes darauf erweitert. Besteht das Grundkonzept, werden Funktionstests mit einer Messsystemanalyse erbracht und die Leistungsfähigkeit des Konstruktes beurteilt. Anschließend können neue Entwicklungsansätze und Optimierungskonzepte für weitere Abschlussarbeiten erstellt werden.
Im Jahre 2010 bot die Hochschule Offenburg ein Medizintechnikstudium mit dem Schwerpunkt ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ als Bachelor- und später auch Masterstudiengang an. Ziel des auf diesen Schwerpunkt ausgelegten didaktischen Lehrkonzeptes ist die Vermittlung sofort anwendungsbereiten theoretischen Wissens und praktischen Könnens, welches die Absolventinnen und Absolventen in ihrer künftigen Berufsausübung in der Industrie oder als technische Partner der behandelnden Ärztinnen und Ärzte in hochspezialisierten klinischen Einrichtungen benötigen.
Aufgrund fehlender kommerzieller Angebote ist zur Umsetzung dieses Lehrkonzeptes die ingenieurtechnische Realisierung geeigneter Lehrmittel zwingend erforderlich. Dies betrifft die hard- und softwareseitige Erstellung visueller Demonstrationsmöglichkeiten für pathologische und implantatinduzierte Herzrhythmen, sowie die synthetische Bereitstellung originalgetreuer elektrokardiographischer Ableitsignale aus der klinischen Routine. Des Weiteren den Aufbau von in-vitro Trainingssystemen zu Therapien mit elektronischen kardiologischen Implantaten sowie zur Hochfrequenz-Katheterablation.
Insbesondere die Wahlfächer ’Programmierung von Herzschrittmachern’ und ‚Programmierung von Defibrillatoren’, deren Besuch den Teilnehmenden einen besonders raschen Berufseinstieg ermöglichen sollte, wurden in didaktischer Hinsicht in engem Bezug zum 4-Komponenten-Instruktionsdesign-Modell der Lehre gestaltet.
Durch den kontinuierlichen Einsatz der Instrumente der formativen Evaluation gelangen sowohl deutliche Verbesserungen am Gesamtkonzept der Lehrveranstaltungen als auch an den dort eingesetzten, selbst realisierten Lösungen des benannten speziellen Lehr- und Trainingsequipments.
Eine summative Evaluation des Lehrkonzeptes ist aufgrund seines Alleinstellungsmerkmals schwierig. Aus diesem Grund erschien die quantitative Prüfung des Einflusses eines Besuchs des praktisch orientierten Wahlfachs ’Programmierung von Herzschrittmachern’ auf die Note der kombinierten Abschlussklausur in den Fächern ’Elektrokardiographie’ und ’Elektrostimulation’ sinnvoll. In diese Evaluation eingeschlossen wurde eine Kohorte von 221 Studierenden, 76 Frauen und 145 Männer, von denen 93 am Wahlfach nicht teilnahmen und 128 die es besucht hatten.
Über 7 zusammengefasste Studienjahre zeigte sich, dass die praktische Ausbildung im Wahlfach ’Programmierung von Herzschrittmachern’ das Leistungsniveau der Studierenden der Medizintechnik in der kombinierten Abschlussprüfung ’Elektrokardiographie und Elektrostimulation’ deutlich beeinflusste.
Das im Rahmen dieser Arbeit mitgestaltete Lehrkonzept, die realisierten Lehrmaterialien und Lehrumgebungen wurden im Bachelor- und Masterstudiengang der Medizintechnik an der Hochschule Offenburg in den Praktika, Seminaren und Vorlesungen des Schwerpunktes ’Kardiologie, Elektrophysiologie und elektronische kardiologische Implantate’ vielfältig genutzt. Sie ermöglichten die Gestaltung interaktiver praktischer Weiterbildungsveranstaltungen für ärztliches und mittleres medizinisches Personal und für auf diesen Gebieten tätige medizintechnische Firmen.
Reibung und Verschleiß in tribologischen Kontakten verursachen knapp ein Viertel des weltweiten Primärenergiebedarfs. Dies stellt ein enormes Potential zur Minderung von Treibhausgasemissionen und Absenkung von Kosten dar. Aufgrund dessen ist die Optimierung von Reibkontakten ein Kernthema der Tribologie. Hierfür ist der Supraschmierzustand, bei welchem die Reibung aufgrund spezieller Schmiermechanismen annähernd vollständig verschwindet (Reibungszahl 𝜇 ⩽ 0,01), von besonderem Interesse. Die jährlich steigende Anzahl an Veröffentlichungen belegt das hohe wissenschaftliche Interesse an dem Thema. Bisher konnte Supraschmierung jedoch nur für Modellsysteme nachgewiesen werden, das Übertragen auf technische Systeme ist noch nicht gelungen.
Ziele dieser Arbeit waren der Nachweis von Supraschmierung in einem punktförmigen Modellkontakt und die Überführung in den Flächenkontakt eines realen Gleitlagers durch Verwendung von technischer Keramik und/oder DLC-Beschichtungen.
Hierfür wurde zunächst das Schmierverhalten einiger Modellschmierstoffe in einem Stahl/a-C:H:Si- Kontakt untersucht. Die niedrigsten Reibwerte wurden bei Verwendung von Glycerol erzielt. Daher wurde Glycerol als Modellschmierstoff für weitere tribologische Untersuchungen an unterschiedlichen Oberflächen (a-C:H, ta-C, Keramik) verwendet.
Die besten Ergebnisse hinsichtlich Reibung und Verschleiß wurden mit technischer Keramik erzielt. Mit einer Stahl/Si3N4-Paarung wird bei 80 °C Supraschmierung für Gleitgeschwindigkeiten von 0,007 𝑚/𝑠 bis 0,965 𝑚/𝑠 nachgewiesen. Als kleinste Reibungszahl wird 𝜇 = 0,0015 gemessen.
Die geringste Reibung in einem Stahl/DLC-Kontakt wird mit einer a-C:H:Si-Schicht erreicht. Hierbei konnte Supraschmierung bei 80 °C für Gleitgeschwindigkeiten von 0,029𝑚/𝑠 bis 0,484𝑚/𝑠 nachgewiesen werden. Die kleinste Reibungszahl für das System beträgt 𝜇 = 0,0063.
Der Nachweis von Supraschmierung gelingt für anwendungsnahe Betriebsparameter, dies stellt einen Fortschritt gegenüber den meisten Literaturdaten dar. Um die Übertragbarkeit auf technische Systeme zu demonstrieren,werden die besten identifizierten Oberflächen und Schmierstoffe auf einem anwendungsnahen Gleitlagerprüfstand untersucht. Durch Verwendung von a-C:H:Si-beschichteten Wellen und Glycerol als Schmierstoff kann der Reibwert bei Raumtemperatur von 𝜇 = 0,965 im Referenzsystem auf 𝜇 = 0,038 gesenkt werden.
Um die Arbeit fortzusetzen, werden die identifizierten Systeme in axiallagerähnlicher Anordnung (Gleitring/Gleitpad) untersucht.
Um gezielt DLC-Schichten zu entwickeln, sind Reibungssimulationen notwendig. Im nächsten Schritt sollen umfassende Oberflächenanalysen durchgeführt werden, um die nötige Datenbasis für die Simulation zu erstellen.
The paper describes the implementation of practical laboratory settings in a virtual environment. With the entry of VR glasses into the mass market, there is a chance to establish educational and training applications for displaying some teaching materials and practical works. Therefore our project focuses on the realization of virtual experiments and environments, which gives users a deep insight into selected subfields of Optics and Photonics. Our goal is not to substitute the hand on experiments rather to extend them. By means of VR glasses, the user is offered the possibility to view the experiment from several angles and to make changes through interactive control functions. During the VR application, additional context-related information is displayed. By using object recognition, the specific graphics and texts for the respective object are loaded and supplemented at the appropriate place. Thus, complex facts are supported in an informative way. The prototype is developed using the Unity Engine and can thus be exported to different platforms and end devices. Another major advantage of virtual simulations to the real situation is the high degree of controllability as well as the easy repeatability. With slight modifications, entire experiments can be reused. Our research aims to acquire new knowledge in the field of e-learning in association with VR technology. Here we try to answer a core question of the compatibility of the individual media components.