Die ersten Umlaufrädergetriebe wurden in Planetarien verwendet, um die Bewegung der Gestirne exakt aufzuzeigen. Bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden sie danach meist zur Lösung schwieriger Regelaufgaben verwendet. Erst durch größere Fortschritte in der Werkstoff- und Fertigungstechnik wurden Umlaufrädergetriebe als Drehmomentenwandler eingesetzt. Dadurch konnten die großen Vorteile der Umlaufrädergetriebe gegenüber Stirnradgetrieben in der Antriebstechnik genutzt werden. Umlaufrädergetriebe ermöglichen hohe Übersetzungen bei geringem Bauraum und Gewicht, da die Leistung über mehrere Zahnkontakte übertragen wird. Des Weiteren gibt es neben dem Zweiwellenbetrieb die Möglichkeit, im Dreiwellenbetrieb voneinander unabhängige Drehbewegungen zu überlagern. Dadurch sind beispielsweise Regelungsaufgaben bei Windenergieanlagen möglich. Dabei wird die Ungleichförmigkeit des Windes über einen zweiten drehzahlvariablen Antrieb ausgeglichen, damit am Abtrieb eine stets gleichmäßige Drehzahl am Generator anliegt. Weitere Vorteile sind die koaxiale Lage von Antrieb und Abtrieb und die symmetrische Bauform. MDESIGN LVR planet wurde entwickelt, um die Berechnung der Lastverteilung über der Zahnflanke und der Lastaufteilung auf die Planetenräder in Planetengetrieben zu übernehmen. Es ist möglich, diese Berechnung für geradverzahnte, einfachschräg- und doppeltschrägverzahnte Planetengetriebe im Zwei- und Dreiwellenbetrieb durchzuführen. Da doppelschrägverzahnte Planetengetriebe in Getrieben mit hohen Drehzahlen häufig in der Industrie verwendet werden, untersucht diese Forschungsarbeit die Theorie zur Umsetzung der Berechnung von Lastverteilungen unter dem Aspekt der Zeit – und Kosteneffizienz. Dabei sollen spezifische Probleme bei der Berechnung der Breitenlastverteilung über der Zahnflanke für doppelschrägverzahnte Planetengetriebe erfasst werden. Diese Probleme umfassen bei Doppelschrägverzahnung beispielsweise die hohen Torsionsverformungen, die Aufteilung der Last auf die Zahnhälften und die gegenseitige Beeinflussung der Verformung der Zahnhälften untereinander.

Für nanoskalige Füllpartikel, die stark zum Agglomerieren tendieren, ist das Ultraschalldispergieren mittels Sonotrode eine geeignete Methode, um Agglomerate hinreichend gut zu entbündeln. Um dabei die optimalen Ultraschallparameter ermitteln zu können, ist es nötig, das effektive Dispergiervolumen, in welchem die Agglomerate durch Kavitation aufgebrochen werden, zu kennen. Die hier vorgestellte CAD-basierte Methode zur Berechnung des effektiven Dispergiervolumens ist dabei deutlich weniger zeitintensiv als die bisher üblicherweise verwendete analytische Methode.

Der Beitrag stellt zunächst kurz die geometrischen Grundlagen der klassischen Genaulagen- Synthese von Koppelgetrieben vor und erläutert diese anschaulich für Zuhörer ohne spezielle getriebetechnische Vorkenntnisse. Dies mündet ein in die Definition und mathematische Formulierung der in der Getriebe-Software GENESYS zugrunde gelegten allgemeinen Bemessungsbausteine ,,Drei-Glieder-Gruppe“ und ,,Zweischlag mit Relativwinkel“. Dazu werden das typische Lösungsspektrum und die Lösungsvielfalt für jeweils drei, vier und fünf Lagenzuordnungen benannt, ohne jedoch näher auf mathematische Details der jeweiligen Lösungsbestimmung einzugehen. Den Kern des Beitrages bildet die anschließende Vorstellung des Konzeptes ,,Bearbeitungsstrategie“ als Ansatz für die jeweils aufgabenspezifische individuelle Entwicklung von Bearbeitungsabläufen, in denen die allgemeinen Bemessungsbausteine mit jeweils geeigneter Anpassung ihrer Eingabe- und Variationsdaten in eine Abfolge sonstiger Bearbeitungsschritte, z. B. freie Variation von Vorgaben sowie vor- und nachbereitende Analyseschritte, eingebettet werden. Abschließend wird an praktischen Beispielen demonstriert, wie dieses Konzept in GENESYS software-technisch unterstützt wird und effektiv eingesetzt werden kann.

Die Anlage DRESDYN dient in erster Linie der Erforschung des planetaren Dynamo-Effektes. Für die Untersuchungen wird ein zylindrischer Behälter mit 2 Meter Innendurchmesser und 2 Meter Länge vollständig mit flüssigem Natrium gefüllt. Zur Erzielung des Dynamoeffektes vollführt der Behälter eine Rotation bis zu 10 Hz und eine Präzession bis zu 1 Hz, wobei der Winkel zwischen den jeweiligen Achsen zwischen 45 und 90° liegt. Während der Versuche entsteht im Behälter ein komplexes dynamisches Druckfeld, sowie Temperaturgradienten, was zu komplexen überlagerten Spannungszuständen führt. Desweiteren entstehen während der Rotation des Behälters und der massiven Rahmenkonstruktionen große Massenkräfte, welche z.B. in Form vom gyroskopischen Moment beschrieben werden können. Die Strukturzuverlässigkeit der Anlage muss gewährleistet sein, was vielerlei Nachweise nach sich zieht. Es wird erläutert wie die Knotenlasten mittels MKS (MBSim) berechnet wurden und wie mittels FEM (ANSYS) an linearen und nichtlinearen Modellen verschiedene Analysen durchgeführt wurden. Zusätzlich wird eine Möglichkeit der Anwendung der FKM-Richtlinie auf die Ergebnisse von ANSYS mit Hilfe von MathCad Prime kurz erklärt, wobei durch die Rückführung die Auslastungsgrade direkt im ANSYS Modell angezeigt werden können. Zusätzlich werden Untersuchungen und Modellabgleiche (Nichtlinearitäten z.B. reibungsbehaftete Kontakte) an einem skalierten Prototyp der Verriegelungseinrichtung geplant, was ebenfalls vorgestellt wird. Der Vortrag soll einen Aufschluss über die für die Entwicklung der Anlage angewendeten Methoden geben, sowie einige interessante mittels MKS und FEM gelöste Aufgaben vorstellen.

Die Präsentation gibt einen Überblick über die Software PTC Mathcad Prime 3.1, das Software Development Kit (SDK) und den neuen Berechnungsserver Mathcad Gateway. Neue Funktionalitäten und Anwendungsmöglichkeiten von Mathcad werden vorgestellt.

The modulation methods Space Vector PWM (SVPWM), Discontinuous PWM (DPWM1, DPWMMAX) and six-step mode are investigated in the overmodulation range of a voltage-fed induction motor drive. This area enables an increase of inverter output voltage so that drive performance can be enhanced. Though, pulse dropping occurs which results in increased iron losses and current waveform quality degradation. Due to differences in harmonic distortion the modulation methods cause various torque oscillations and power losses in induction motors and inverter drives. To quantify these effects in a squirrel cage induction motor drive a simulation model containing a finite element machine model and an analytic inverter model is developed, in order to find the PWM scheme offering maximum torque and minimal power losses. Additionally, the holistic investigation of machine and inverter losses allows for making statements concerning total losses of drive systems and the most suitable overmodulation scheme for the application.

Die mikro- und makroskopischen Eigenschaften teilkristalliner Thermoplasten werden insbesondere durch die lokale Kristallisation während der Verarbeitung geprägt. Trotz des allgegenwärtigen Einsatzes dieser Werkstoffe liegen über die grundlegenden Entstehungsmechanismen der Strukturausprägungen und die daraus resultierende Auswirkung auf das Eigenschaftsprofil noch immer große Wissensdefizite vor. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher das Kristallisationsverhalten an ausgewählten Vertretern der Polyester untersucht, um einen wissenschaftlichen Beitrag für das weitere Verständnis der prozessinduzierten Strukturausprägungen zu leisten. Der Fokus der Untersuchungen lag darauf, die Kristallisation und ihre werkstofflichen Auswirkungen sowohl unter rein theoretischen als auch unter prozessnahen thermischen Randbedingungen zu untersuchen. Erreicht wurde dies unter anderem durch labortechnische Analysen insbesondere mittels der Hochgeschwindigkeitskalorimetrie, der Strukturaufklärung und Eigenschaftserfassung spritzgegossener Probekörper sowie der Anwendung eines experimentell-simulativen Ansatzes zur Untersuchung des lokalen Abkühl- und Kristallisationsverhaltens durch die Finite-Differenzen-Methode. Die Ergebnisse zeigen, dass die durch die Verarbeitung induzierte Strukturausprägung der untersuchten Polyester nicht nur durch eine ausgeprägte Primär-, sondern auch durch die unmittelbar einsetzende Sekundärkristallisation geprägt wird. Dabei wird deutlich, dass die resultierende strukturelle Beschreibung zwingend nach dem 3-Phasenmodell erfolgen muss, da dieses neben der klassischen amorphen und kristallinen Phase zudem eine Zwischenphase berücksichtigt, welche die Phasenzusammensetzung maßgeblich prägen kann. / The micro- and macroscopic properties of semi-crystalline thermoplastics are particularly influenced by the local crystallization during processing. Despite the widespread use of these materials, there is still a significant lack of knowledge about the fundamental mechanisms of crystallization and the impact on the resulting profile of properties. Therefore, the crystallization behavior of selected representatives of polyesters was investigated in order to contribute to a scientific understanding of the process-induced structural characteristics. The focus of the investigations was on the crystallization and its material effects both under purely theoretical and process-related thermal boundary conditions. Among other things, this was achieved through laboratory studies especially using the Fast Scanning Calorimetry as well as the structure clarification and property detection of injection-molded specimens. Furthermore, the application of an experimental-simulative approach using the finite-difference method in order to investigate the local cooling and crystallization behavior was performed. The results show that the process-induced structural characteristics of the investigated polyesters are not only influenced by a pronounced primary crystallization, but also by immediately secondary crystallization. It becomes clear that the resulting structural description must necessarily follow the 3-phase model, since this also considers the classic amorphous and crystalline phase as well as an intermediate phase, which can significantly influence the phase composition.

This technical report publishes the proceedings of the 26th Bilateral Student Workshop CTU Prague and HTW Dresden - User Interfaces & Visualization -, which was held on the 1st and 2nd December 2023. The workshop offers a possibility for young scientists to present their current research work in the fields of computer graphics, human-computer-interaction, robotics and usability. The workshop is intended to be a platform to bring together researchers from both the Czech Technical University in Prague (CTU) and the University of Applied Sciences Dresden (HTW). The German Academic Exchange Service offers its financial support to allow student participants the bilateral exchange between Prague and Dresden.:1) Václav Pavlovec: Multi-Boundary Labeling, pp. 2–5 2) Philipp Ballin: Influence of Speed, Direction, and Intensity of Vibrotactile Animations onto Emotional Level, pp. 6–14 3) Niklas Maximilian Kothe, Leon Kolosov: Errors In Pictures, pp. 15–21 4) Jan Trávníček: Automatic Sports Equipment Rental Service, pp. 22–26 5) Jimmy Orawetz, Felix Mühlberg: Capturing and Reproducing Atmospheres, pp. 27–32 6) Vojtěch Leischner: Time Based Audio-movement Graph, pp. 33–37 7) Markéta Machová: Balancing Exercises for Seniors in VR with Interactive Elements, pp. 38–41 8) Radka Olyšarová: MediaPipe Based Leg Tracking Method for Sensorimotor Walking Exercise for Elderly in VR, pp. 42–46 9) Vojtěch Radakulan: Application of Diegetic and Non-Diegetic Navigation in Virtual Reality, pp. 47–51 / Dieser Tagungsband enthält die Beiträge des 26. Bilateralen Studentenworkshops der CTU Prag und der HTW Dresden zu User Interfaces & Visualization, der am 1. und 2. Dezember 2023 stattfand. Der Workshop bietet jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Möglichkeit, ihre aktuellen Forschungsarbeiten in den Bereichen Computergrafik, Mensch-Computer-Interaktion, Robotik und Usability zu präsentieren. Der Workshop soll eine Plattform sein, um Forschende der Tschechischen Technischen Universität Prag (CTU) und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW) zusammenzubringen. Der Deutsche Akademische Austauschdienst stellt die finanzielle Unterstützung bereit, um den studentischen Teilnehmenden den bilateralen Austausch zwischen Prag und Dresden zu ermöglichen.:1) Václav Pavlovec: Multi-Boundary Labeling, pp. 2–5 2) Philipp Ballin: Influence of Speed, Direction, and Intensity of Vibrotactile Animations onto Emotional Level, pp. 6–14 3) Niklas Maximilian Kothe, Leon Kolosov: Errors In Pictures, pp. 15–21 4) Jan Trávníček: Automatic Sports Equipment Rental Service, pp. 22–26 5) Jimmy Orawetz, Felix Mühlberg: Capturing and Reproducing Atmospheres, pp. 27–32 6) Vojtěch Leischner: Time Based Audio-movement Graph, pp. 33–37 7) Markéta Machová: Balancing Exercises for Seniors in VR with Interactive Elements, pp. 38–41 8) Radka Olyšarová: MediaPipe Based Leg Tracking Method for Sensorimotor Walking Exercise for Elderly in VR, pp. 42–46 9) Vojtěch Radakulan: Application of Diegetic and Non-Diegetic Navigation in Virtual Reality, pp. 47–51

SOCIAL INNOVATION AND DESIGN CHALLENGES:Einleitung Konzeptioneller Rahmen Methoden Qualitative Prüfungen 'Touch & Feel' Iteratives Prototyping: Papier- und Maskenentwicklung Parallel Prototyping: hydrophobe Ausrüstung Feldtests 1 Feldtests 2 Validierung ökologischer Mehrwert Filtermaterialien Materialität in Bezug auf Normen und Standards Maskendesign Design-Ausgangslage Entwicklung: Maskenform und Ohrenhalterung Materialentwicklung Ersatzgummi Medizinische Maske Modell I Medizinische Maske Modell II Medizinische Masken im Kreislauf Bewertung der Ergebnisse Filterleistung: Maske Filterleistung: Papier Bewertung durch Nuter:innen Ökologischer Mehrwert Diskussion Fazit Acknowledgements References / Die vergangene Covid-19 Pandemie hat den Gesundheitsinstitutionen und der Bevölkerung in den westlichen Industrienationen drastisch vor Augen geführt, wie abhängig sie von globalen Märkten sind und welche Abfallmengen durch medizinische Einwegprodukte anfallen. Herkömmliche medizinische Masken werden überwiegend im asiatischen Raum produziert und müssen für den Verkauf über weite Distanzen transportiert werden. Die Masken vom Typ II/Typ IIR bestehen aus drei Schichten synthetischer, erdölbasierter Vliese, die einmal verwendbar sind und danach weggeworfen werden. Durch die akute Verknappung von medizinischen Masken in Spitälern wurde der Ruf nach alternativen, krisenresistenteren, nachhaltigen Produkt- und Lieferkettenlösungen laut. Ausgehend von dieser Situation konzentrierte sich diese Studie auf ein Konzept lokaler, zirkulärer Prozesse zur Herstellung medizinischer Masken aus europäischem Papier resp. Zellstoff. Zellulosefasern kommen aus einer erneuerbaren Ressource, sind biologisch abbaubar und bieten eine vielversprechende Materialalternative für medizinische Masken. Diese Studie zeigt das Spannungsfeld eines holistischen Designansatzes in seinen Ergebnissen auf. Dazu zählen erstens der Mehrwert für Mensch und Umwelt durch das Redesign der Maske, zweitens die Forschungslücken in Bezug auf alternative Filtermaterialen und drittens die Herausforderungen von Zellstoffmaterial in Bezug auf die Einhaltung der Sicherheitsnormen. Entstanden ist eine validierte Prototypenserie mit nutzer:innenfreundlichen Materialien und vergleichsweise tiefem ökologischen Fussabdruck.:Einleitung Konzeptioneller Rahmen Methoden Qualitative Prüfungen 'Touch & Feel' Iteratives Prototyping: Papier- und Maskenentwicklung Parallel Prototyping: hydrophobe Ausrüstung Feldtests 1 Feldtests 2 Validierung ökologischer Mehrwert Filtermaterialien Materialität in Bezug auf Normen und Standards Maskendesign Design-Ausgangslage Entwicklung: Maskenform und Ohrenhalterung Materialentwicklung Ersatzgummi Medizinische Maske Modell I Medizinische Maske Modell II Medizinische Masken im Kreislauf Bewertung der Ergebnisse Filterleistung: Maske Filterleistung: Papier Bewertung durch Nuter:innen Ökologischer Mehrwert Diskussion Fazit Acknowledgements References

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