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Graphentheoretischer Ansatz zur Initialdimensionierung analoger Schaltungen

Boos, Volker 08 June 2007 (has links) (PDF)
Beim analogen Schaltungsentwurf werden zur Dimensionierung der Bauelemente Optimierungstools eingesetzt, um eine optimale Performance und maximale Robustheit zu erreichen. Beginnend mit einer Anfangslösung berechnen diese Tools iterativ bessere Lösungen. Dabei kann eine gute Anfangslösung die Rechenzeit stark verkürzen und den Optimierungserfolg verbessern. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Optimierung wesentlich leichter zu beherrschen ist, wenn an den Bauelementen bestimmte DC-Bedingungen (Constraints) erfüllt sind. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie durch graphentheoretische Ansätze die optimalen Knotenspannungen und Zweigströme mit geringem Rechenaufwand ermittelt werden und daraus die Dimensionierung der Bauelemente als gute Startlösung für Optimierungstools berechnet wird.
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Beitrag zum Reibungs- und Verschleißverhalten von Zahnriemenförderern

Kaden, Hendrik 04 September 2008 (has links) (PDF)
Zahnriemenfördersysteme haben auf Grund ihrer wirtschaftlichen und technischen Vorteile beim Transport von Stückgütern ein breites Anwendungsfeld in den unterschiedlichen Bereichen der Industrie gefunden und gewinnen weiterhin an Bedeutung. Die Auslegung der Systeme beschränkt sich gegenwärtig im Wesentlichen auf die Zugstrang- und die Zahnfußfestigkeit des Zahnriemens. Grundlagen der Berechnungen sind oft recht vage Aussagen zur Höhe des Reibwertes zwischen dem Zahnriemen und dessen Stützschiene. Die Erhöhung der Kontakttemperatur durch die eingebrachte Reibleistung wird meist völlig vernachlässigt. In der Praxis wird oftmals auf Erfahrungswerte zurückgegriffen, wobei die Gefahr der Über- bzw. Unterdimensionierung mit erheblichen Auswirkungen auf die Lebensdauer, das Verschleißverhalten und die Betriebssicherheit besteht. Ziel der Arbeit war es, Potentiale zu Steigerung der Belastungsgrenzen und der sicheren Dimensionierung sowie zur Reduzierung von Verschleiß an Zahnriemenförderern an bestimmten Führungsschienen zu erschließen. In die Bewertung wurden die Reibwertentwicklung aus Kurzzeit- (bis 8 Stunden) und Langzeituntersuchungen (über 7 Tage) und die Kontakttemperatur einbezogen. Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit sollen günstige Zahnriemen- Stützschienenpaarungen für entsprechende Anwendungen gewählt werden können. Die Reibwerte zwischen Stützschiene und Zahnriemen sollen abschätzbar, und die Kontakttemperatur der Wirkpaarung im Zahnriemenförderer unter Einbeziehung von Beanspruchung und konstruktiven Aufbau von beschreibbar sein. Mit der Festlegung einer zulässigen Kontakttemperatur und deren Berechnung wurde zusätzliches Auslegungskriterium für diese Fördereinrichtungen geschaffen.
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Grundlagen für Lastannahmen zur Dimensionierung von Straßenbefestigungen

Uhlig, Wolf 02 April 2019 (has links)
Auf der Grundlage der Auswertung von Achslastwägungen auf Bundesautobahnen werden Verfahren zur Bestimmung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf Straßen ohne Achslastwägungen entwickelt und gegenübergestellt. Im Ergebnis stellt sich das Verfahren mit Erhebung des kompletten Fahrzeugtypkollektivs in situ und anschließender Überlagerung der relativen Fahrzeugtyphäufigkeiten mit standardisierten, fahrzeugtypischen Achslastverteilungen als das geeignetste Verfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs ohne verfügbare Achslastdaten heraus.:1 Einleitung 1.1 Ausgangslage 1.2 Problem- und Zielstellung 1.3 Stand von Wissenschaft und Technik, Literaturrecherche 2 Vorgehensweise 3 Datengrundlage 3.1 Datenbestand 3.2 Datenstruktur 3.3 Plausibilitätsanalyse 3.3.1 Allgemeines 3.3.2 Dimensionierungsrelevante Daten 3.3.3 Informationsrelevante Daten 3.3.4 Datenbestand zur Plausibilitätsanalyse 3.3.5 Methodik der Plausibilitätsanalyse 3.3.6 Definition der Plausibilitätskriterien 3.3.7 Implementierung der Plausibilitätskriterien 3.3.8 Berechnungsalgorithmus 3.3.9 Plausibilitätsfilter 3.3.10 Berechnungsergebnisse und Behandlung unplausibler Daten 3.4 Zusammenfassung 4 Datenauswertung 4.1 Zusammensetzung des Schwerverkehrs 4.2 Häufigkeitsverteilung der Achslasten 4.2.1 Datenbasis und statistische Grundlagen 4.2.2 Grafische Auswertung 4.2.3 Beschreibung mittels statistischer Kenngrößen 4.3 Klassifizierung des qualitativen Achslastniveaus 4.4 Zusammenfassung 5 Dimensionierung der Befestigung nach den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO) 5.1 Allgemeines 5.2 Berechnungsverfahren und Eingangsgrößen 5.2.1 Kriterium Frostsicherheit 5.2.2 Kriterium Tragfähigkeit 5.3 Bemessungsrelevante Beanspruchung und Bauklasse 5.3.1 Gegenüberstellung der Berechnungsergebnisse 5.3.2 Achszahlfaktor 5.3.3 Mittlerer Lastkollektivquotient 5.3.4 Auswirkungen auf die Bauklasse und den Befestigungsaufbau 5.4 Festlegung des Schichtenaufbaus 5.4.1 Schichtenaufbau nach den RStO 01 5.4.2 Schichtenaufbau nach den RStO 12 6 Dimensionierung der Befestigung nach den Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächen mit Asphaltdeckschicht (RDO Asphalt 09) 6.1 Allgemeines 6.2 Berechnungsverfahren und Eingangsgrößen 6.3 Angewandtes Programmsystem zur rechnerischen Dimensionierung 64 6.4 Dimensionierungsberechnungen 6.4.1 Zielstellung 6.4.2 Variation der Achslastklassenbreite 6.4.3 Variation der Achslastverteilung 6.4.3.1 Allgemeines 6.4.3.2 Achslastverteilung auf der Grundlage von Messdaten am Messquerschnitt 6.4.3.3 Achslastverteilung auf der Grundlage standardisierter BAB-Typen 6.4.3.4 Achslastverteilung auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 6.4.3.5 Achslastverteilung auf der Grundlage klassifizierter Fahrzeugtypgruppen 6.4.3.6 Gegenüberstellung der Achslastverteilungen 6.4.3.7 Berechnungsergebnisse 6.4.4 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen für die Praxis 7 Ersatzverfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs 7.1 Allgemeines 7.2 Prinzip der Ersatzverfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs 7.3 Ersatzverfahren E1 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage des gesamten Fahrzeugtypkollektivs 7.4 Ersatzverfahren E2 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 7.5 Ersatzverfahren E3 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage von Fahrzeugtypgruppen 7.6 Ersatzverfahren E4 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage der aktualisierten Achslastverteilungen nach den RDO Asphalt 09 7.7 Statistisches Vergleichsverfahren 7.7.1 Allgemeines 7.7.2 Angewandtes statistisches Verfahren 7.7.3 Methodisches Vorgehen 7.8 Standardachslastverteilungen der Fahrzeugtypen nach den TLS 2012 7.9 Praktische Anwendung der Ersatzverfahren 7.9.1 Stichproben im nachgeordneten Straßennetz 7.9.2 Standardachslastverteilungen für Fahrzeugtypen außerhalb der TLS 2012 sowie für Fahrzeugtypen außerhalb der Standardverteilungen 7.9.3 Anwendung des Ersatzverfahrens E1 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage des gesamten Fahrzeugtypkollektivs 7.9.4 Anwendung des Ersatzverfahrens E2 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 7.9.5 Anwendung des Ersatzverfahrens E3 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage von Fahrzeugtypgruppen 7.9.6 Anwendung des Ersatzverfahrens E4 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage der aktualisierten Achslastverteilungen nach den RDO Asphalt 09 7.9.7 Vergleich der dimensionierungsrelevanten Achslastkollektive nach den Ersatzverfahren E1 bis E4 7.9.8 Dimensionierungsberechnungen 7.9.8.1 Dimensionierung des Oberbaus nach den RStO 12 7.9.8.2 Dimensionierung des Oberbaus nach den RDO Asphalt 09 7.9.8.3 Gegenüberstellung der Ergebnisse der Dimensionierung des Oberbaus 7.9.8.4 Bewertung der Ersatzverfahren 8 Zusammenfassung und Ausblick Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen Literaturverzeichnis Anlagenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis
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Integrative modulare Produktionssystemplanung

Arnold, J., Förster, A., Gäse, Th., Günther, U., Kobylka, A., Wirth, S. 05 May 2003 (has links) (PDF)
Die Veröffentlichung stellt die im Rahmen des DFG-Innovationskollegs "Bildung eines vernetzten Logistik- und Simulationszentrums" (1996-2000) entwickelte Methode zur integrativen modularen Produktionssystemplanung (IMP) vor. Diese orientiert auf: - typische Planungs- und Steuerungsaufgaben für KMU, die sich täglich neuen Wettbewerbsanforderungen stellen müssen - die Anordnung von Low-Cost-Lösungen unter Nutzung unternehmenseigener und käuflicher Software - mitarbeitereinbeziehende Planungsaktivitäten bis zur Layoutgestaltung - den Grundsatz der Produktionssystemplanung als permanente Managementaufgabe
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Simulation und Analyse ringgespannter Zahnriemengetriebe

Bankwitz, Hagen 03 November 2014 (has links) (PDF)
Die Arbeit befasst sich mit der Simulation von Zweiwellen-Zahnriemengetrieben und deren Vorspannmethoden, insbesondere mit der relativ neuen Methode Spannring (ROLL-RING®). Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein analytisches Simulationsmodell zu entwickeln, mit dem grundlegende Erkenntnisse über das statische und dynamische Verhalten solcher ringgespannten Zahnriemengetriebe gewonnen werden können. Für einen exemplarischen Vergleich der Vorspannmethoden, werden außerdem analytische Simulationsmodelle für Zahnriemengetriebe ohne Spannelement und mit federgespannter Rolle erstellt. Als weiteren Bestandteil der vorliegenden Arbeit wird eine Dimensionierungsvorschrift für ringgespannte Zahnriemengetriebe abgeleitet, bei der sowohl statische als auch dynamische Vorgänge im Getriebe berücksichtigt werden können. Anschließend wird der Einfluss der relevanten Parameter auf das Verhalten des ringgespannten Getriebes untersucht. Alle erstellten Simulationsmodelle werden sowohl experimentell an Versuchsständen als auch mittels FEM-Vergleichsrechnung validiert. Die dafür benötigten Getriebeparameter wurden ebenfalls experimentell ermittelt. Abschließend folgt der exemplarische Vergleich der Vorspannmethoden anhand von drei Simulationsbeispielen und einem experimentellen Vergleich des Wirkungsgrads. / This dissertation deals with the simulation of two-shaft timing belt drive and its pre-tension methods. Special attention is given to the relatively new method tensioning ring (ROLL-RING®). The target of the present work is to develop an analytical simulation model, with this fundamental understanding of the static and dynamic behavior of such ring-tensioned timing belt drives can be gained. For an exemplary comparison of pre-tension methods, analytical simulation models for synchronous belt drive without pre-tension element and with tensioner pulley with spring will be created. As another part of the present work a dimensioning specification for ring-tensioned toothed belt drives was deduced. This specification can be considered in both static and dynamic processes in the transmission. Then, the influence of relevant parameters on the behavior of the ring-tensioned timing belt drives is researched. All created simulation models will vali-date both experimental and FEM using comparative calculation. The parameters re-quired for the transmission were also experimentally determined. Finally, the exemplary comparison of pre-tensioned methods basis of three examples of simulation and an ex-perimental comparison of energy conversion efficiency follow.
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Top Down Design eines Schubkurbelgetriebes / Top down design of a gearbox with slidercrank

Krimmel, Mirko 08 May 2014 (has links) (PDF)
Der von der Firma ibb durch Herrn Mirko Krimmel geplante Vortrag im Rahmen der Saxsim 2014, umfasst die Vorgehensweise zur Entwicklung einer Getriebebaureihe als Top-Down Design. Dabei werden die Bauteilauslegungen und Festigkeitsberechnungen mit Mathcad nach der FKM-Richtlinie 2012 vorgestellt, sowie die Möglichkeit gezeigt, Mathcad als übergreifendes Steuerelement für das Skelettmodell nutzen zu können. Weitere Punkte des Vortrags behandeln die Auslegung und Simulation des Gehäuses und der Gesamtbaugruppe mit Creo Simulate 2.0. Anhand der Überprüfung des Verdrehwinkels an der Abtriebsseite infolge von elastischer Verformung der einzelnen Bauteile, zeigen die Stärken des Programms. Eine parallel zur Entwicklung laufende Simulation mit MDX bestätigte die in Mathcad errechneten Werte und lieferte so gleichzeitig eine Verifizierung der 3D-Daten. Referierende Person ist Herr Mirko Krimmel (interne Konstruktion in Petersberg).
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Zustandsgeregelte dynamische Dimensionierung von Produktionssystemen im Kontext des Produktionsmanagements / Status controlled dynamic dimensioning of production systems in context of production management

Krauß, Andreas 30 January 2013 (has links) (PDF)
Das zu entwickelnde Konzept zielt darauf ab, ausgehend von definierten Produktionsverfahren, -prozessen und den dafür qualitativ bestimmten Maschinen und Anlagen Erkenntnisse zur notwendigen Anzahl und den resultierenden Kosten zu ermitteln. Mit der Entwicklung des Konzepts soll ein Beitrag zur Schaffung eines unternehmensziel- und strategiekonformen Wertschöpfungsprozesses über alle Bereiche des Produktionsmanagements produzierender Unternehmen geleistet werden. Den Kern des Konzepts bildet die dynamische Dimensionierung, die Belastungsänderungen des Produktionssystems über die Zeit berücksichtigt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Gestaltung eines wirtschaftlich sinnvollen Maßes an Flexibilität und Wandlungsfähigkeit. Weiterhin wird eine Automatisierung des Planungsprozesses in Verbindung mit dem Einsatz von Optimierungstechniken und Kostensimulation angestrebt. Anhand unterschiedlicher Szenarien erfolgt eine Gegenüberstellung des neu entwickelten Konzepts mit bestehenden Verfahren. / The concept which has been developed is based on defined production methods and production processes which are necessary for quality machinery and equipment in order to identify specifically, the number of machines required and the resulting costs. The developed concept contributes to creating a business goal and strategy-driven value creation process in all areas of production management of the manufacturing company. Since the core concept is dynamic dimensioning, it is imperative to take into account the load of the production system and how it changes over time; and is therefore both flexible and adaptable. Furthermore, automation of the planning process in conjunction with the use of optimization techniques and simulation cost is sought. Different scenarios allow the comparison of newly developed concepts with a variety of procedures which already exist.
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Quel avenir pour les gares métropolitaines françaises et allemandes ? analyse prospective de la dialectique « système gare » : ville, face au devenir des politiques publiques françaises & allemandes en matière de transport / What future for French and German metropolitan stations ? prospective analysis of the dialectic "station system" : city, with regard to the future of French & German public transport policies / Welche Zukunft für die französischen und deutschen Metropol-Bahnhöfe ? Prospektive Analyse der Dialektik "Bahnhofssystem" : Stadt, Angesichts der Zukunft der französischen und deutschen öffentlichen Politik im Bereich des Verkehrs

Le Bot, Nils 26 September 2019 (has links)
Cette thèse d’urbanisme s’est donnée pour objectif de réfléchir à l’avenir des gares métropolitaines françaises et allemandes à horizon 2050. Elle porte une interrogation sur les fondements de la gare comme objet urbain conceptuel (abordé comme un système) et pose comme hypothèse qu’il serait en quelque sorte doté de propriétés autonomes. Parmi ces propriétés, c’est le processus d’expansion et de dialogue sans cesse renouvelé et conflictuel, entre la gare et son tissu urbain environnant, qui guide cette recherche ; notamment dans le rapport qu’il entretient avec l’hypermobilité des métropoles. Pour ce faire, cette thèse convoque quatre terrains d’études : les gares principales de Cologne et de Stuttgart en Allemagne et les gares de Paris-Montparnasse et Lyon-Part-Dieu en France ; et commence par un historique détaillé de leurs évolutions morphologiques, pour dégager une série de variables architectoniques et urbaines. Il procède dans un deuxième temps à une série d’analyse prospective, permettant de juger de l’influence possible des politiques publiques en matière transports et de mobilité, sur l’avenir conceptuel des gares. Cette thèse propose alors le concept de système-gare, pour décrire l’expansion et l’intégration des gares métropolitaines avec leur environnement urbain ; un processus de négociation dialectique qui ne trouve pas sa résolution dans le concept de gare comme lieu de vie/ville. Elle invite alors à penser la gare comme une hétérotopie, et propose une lecture dépolarisée et déhiérarchisée de ces espaces, en introduisant les concepts d’orchestre de gares et de métagare. Cette recherche propose enfin une lecture critique de la « ville numérique » et du concept de « mobilité comme service. » Pour éviter une mise en flux tendus potentiellement dommageables, l’application de ces concepts en gare ne pourra se soustraire à une augmentation simultanée des espaces physiques. / This urban planning thesis aims to reflect on the future of French and German metropolitan stations by 2050. It questions the foundations of the station as a conceptual urban thing (considered as a system) and suggests as a hypothesis that it might somehow have autonomous properties. Among these properties, it is the process of expansion and ever renewed and conflictual dialogue between the station and its surrounding urban fabric which guides this research; particularly its link to metropolises’ hypermobility. To do this, this thesis calls up four study sites: the main stations in Cologne and Stuttgart in Germany, and the Paris-Montparnasse and Lyon-Part-Dieu stations in France; and starts with a detailed history of their morphological evolutions, to identify a series of architectonic and urban variables. In a second stage, it proceeds to a series of prospective analyses, allowing us to evaluate the possible influence of public transport and mobility policies on the conceptual future of stations. This thesis then puts forward the concept of a station-system, to describe the expansion and integration of metropolitan stations within their urban environment; a process of dialectic negotiation which does not resolve itself within the concept of stations as a living/urban space. It therefore invites us to think of stations as a heterotopia, and puts forward a depolarised and dehierarchised reading of these spaces, introducing the concepts of station orchestras and metastations. Finally, this research suggests a critical reading of the “smart city” and the concept of “mobility as a service”. To avoid that stations move to a just-in-time model which could potentially be damaging, the application of these concepts to stations cannot avoid a simultaneous increase of physical spaces. / Diese Doktorarbeit im Bereich der Stadtplanung zielt darauf ab, sich mit der Zukunft der französischen und deutschen Metropol-Großbahnhöfe bis zum Jahr 2050 auseinanderzusetzen. Sie hinterfragt die Grundprinzipien des Bahnhofs als konzeptuelles urbanes Objekt (welchem sich als System angenähert wird) und formuliert die Hypothese, dass der Bahnhof als Objekt oder System in gewisser Weise autonome Eigenschaften hat. Zu diesen Eigenschaften gehört der diese Forschungsarbeit prägende Prozess der Expansion und des ständig erneuerten und konfliktgeladenen Dialogs zwischen Bahnhof und umliegenden städtischen Strukturen. Ein Augenmerk liegt hierbei auf der Beziehung dieses Expansionsprozesses und Dialoges zur Hypermobilität von Ballungsräumen. Zu diesem Zweck beschäftigt sich diese Arbeit mit vier Forschungsgegenständen: den Hauptbahnhöfen Köln und Stuttgart in Deutschland und den Großbahnhöfen Paris-Montparnasse und Lyon-Part-Dieu in Frankreich; und stellt zu Beginn eine detaillierte Geschichte der morphologischen Entwicklung derselben dar, um eine Reihe von architektonischen und urbanen Variablen zu identifizieren. Anschließend werden prospektive Analysen durchgeführt, die es ermöglichen, den möglichen Einfluss der aktuellen und geplanten Verkehrspolitik auf die Zukunft des Konzepts Bahnhof zu bewerten. Sodann wird das Konzept des Bahnhofssystems (système-gare) vorgeschlagen, um die Expansion von Großbahnhöfen und deren Integration in ihr urbanes Umfeld zu beschreiben; ein dialektischer Verhandlungsprozess, der vom Konzept des Bahnhofs als Lebensraum und Stadtraum/-ort nicht hinreichend erfasst wird. Die Arbeit lädt dazu ein, Bahnhöfe als Heterotopien zu betrachten und schlägt eine entpolarisierte und de-hierarchische Lesart dieser Räume vor, indem die Konzepte Bahnhofs- Orchester und Meta-Bahnhof eingeführt werden. Schließlich erfolgt eine Auseinandersetzung mit der “Smart City” und dem Konzept der “Mobilität als Dienstleistung”, die sich insbesondere kritisch mit dem Umstand befasst, dass beide Ansätze den aufgrund der Zunahme des Verkehrs und zur Vermeidung einer potentiell schädlichen Just-in-time Organisation in Bahnhöfen notwendigen Ausbau der Bahnhöfe nicht vermeiden können.
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Erweiterung der Dimensionierungsgrundlagen für Gleitkettenfördersysteme / Enhancement of dimensioning fundamentals for sliding chain conveyor systems

Bartsch, Ralf 06 October 2017 (has links) (PDF)
Im Zuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Verarbeitungs- und Verpackungsmaschinen werden immer höhere Anforderungen an die für den Gütertransfer eingesetzte Fördertechnik gestellt. Neben der erhöhten Förderleistung sind zudem ein schmiermittelfreier Betrieb sowie eine hundertprozentige Verfügbarkeit gefordert. Durch die zunehmende Leistungssteigerung kommt es zu hohen Beanspruchungen, die bei falscher Auslegung zu mechanischem oder thermischem Versagen der Kunststoff-Bauteile im Fördersystem führen können. Während das mechanische Versagen mit den aktuellen Dimensionierungen vermieden werden kann, gibt es bezüglich des thermischen Versagens keine hinreichend genaue Auslegungsvorschrift. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der thermischen Analyse von Gleitketten-Fördersystemen sowie den darin eingesetzten thermoplastischen Kunststoff-Kunststoff-Gleitpaarungen. Diesbezüglich werden die Gleitkontakte eines Gleitkettenförderers und deren Belastungen analysiert. Durch Abstraktion des Kette–Schiene-Systems wird ein semi-analytisches Berechnungsmodell zur Abschätzung der Reibtemperatur entwickelt, welches mittels experimenteller Untersuchungen auf einem Tribo-Prüfstand und an einem Fördersystem verifiziert wird. Aus den Untersuchungsergebnissen konnte ein thermisches Auslegungskriterium für Kunststoff-Kunststoff-Gleitpaarungen abgeleitet werden, welches sowohl auf Gleitketten-Förderer als auch perspektivisch auf ähnliche tribologische Systeme übertragen werden kann. / In the course of the continuous enhancements of processing and packaging machines, higher demands are set on conveying technology used for transferring goods. In addition to an increased delivery rate, a lubricant-free operation as well as a hundred percent availability are claimed. Increasing performance leads to high stresses that can result to mechanical or thermal failure of plastic components in the conveying system, if incorrectly designed. While mechanical failure can be avoided with up to date dimensioning, there is no sufficiently precise dimensioning criterion in regard to thermal failure. The present thesis is concerning with the thermal analysis of sliding chain conveyor systems as well as the thermoplastic plastic-plastic sliding pairs used therein. In this regard, the sliding contacts of a sliding chain conveyor and their loads are analyzed. By abstraction of the chain–rail system, a semi-analytical model for estimating the frictional temperature is developed, which is verified by experimental studies on a tribo test bench and a conveyor system. From the study results, a thermal dimensioning criterion for plastic plastic pairings could be derived, which can be applied to sliding chain conveyor as well as perspectivly similar tribological systems.
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Elektrisch‐thermisches Betriebs‐ und Langzeitverhalten hochstromtragfähiger Kontaktelemente

Gatzsche, Michael 12 January 2017 (has links) (PDF)
In Geräten und Anlagen des Stromnetzes werden Steckverbinder mit hoher Stromtragfähigkeit eingesetzt, wenn bewegliche Teile kontaktiert werden oder Betriebsmittel mit geringem Aufwand montier- und demontierbar sein müssen. Die elektrische Verbindung der Leiter wird dabei oft mit federnden Kontaktelementen realisiert. Die Kontaktelemente müssen als Teil der Strombahn während der Lebensdauer des Geräts den Betriebsstrom im Kiloampere-Bereich und im Fehlerfall bis zu einige Sekunden lang den eine Größenordnung höheren Kurzschlussstrom tragen. In der vorliegenden Arbeit wurden Rechenmodelle für die innere Erwärmung von Hochstrom-Kontaktsystemen im stationären Dauerbetrieb und im transienten Kurzschlussfall entwickelt. Das elektrische und mechanische Langzeitverhalten im Temperaturbereich (105…180) °C wurde experimentell mit stromdurchflossenen, fettgeschmierten Modellsteckverbindern, die regelmäßig getrennt und neu gesteckt wurden, untersucht. Modellerstellung, Rechnungen und Versuche wurden beispielhaft mit Kontaktelementen vom Typ Multilam durchgeführt. Kontaktelemente und Leiter bestanden aus versilbertem Kupfer. Für das stationäre Betriebsverhalten wurden die mit der analytischen Spannungs-Temperatur-Beziehung nach Kohlrausch berechneten Ergebnisse mit einem Erwärmungsversuch verifiziert. Die Temperaturdifferenz zwischen Kontaktelement und Leiter ist bei Standardanwendungen, wie in Schaltanlagen, mit ≤ 3 K sehr klein. Deshalb ist die Leitertemperatur als Zielgröße beim Dimensionieren der Dauerstrombelastbarkeit ausreichend. Bei Kurzschlussstrombelastung wurde im Kontaktsystem eine schnelle, räumlich unterschiedlich ausgeprägte Erwärmung numerisch berechnet. Leiter und Kontaktelement erwärmen sich kontinuierlich, wobei die mittlere Endübertemperatur im Kontaktelement aufgrund des kleineren stromtragenden Querschnitts eine Größenordnung höher ist. Die Kontakte führen bei 50 Hz-Wechselstrom aufgrund ihrer vernachlässigbaren Wärmekapazität 100 Hz-Temperaturzyklen aus. Dabei können die Maximaltemperaturen noch deutlich größer als die mittlere Temperatur der Kontaktelemente sein. Im Langzeitversuch waren nach 16 000 h Betriebszeit bei 180 °C und regelmäßigen simulierten Steckvorgängen die Verbindungskräfte noch genügend groß, um die elektrischen Anforderungen eines neuen Kontaktsystems zu erfüllen. Allerdings führte bei einer Betriebstemperatur von 105 °C ein thermisch instabiles Schmierfett zum vorzeitigen elektrischen Ausfall eines Teils der Steckverbinder. / Switchgear and devices for the power grid use high-power connectors if moving parts have to be contacted or equipment shall be easily mountable and dismountable. The electrical connection of the conductors is often realized by spring-loaded contact elements. As part of the main circuit, contact elements must carry the full operating current in the kiloampere-range for the entire service life of the device. In case of a fault, the short-circuit current, which is one order of magnitude larger, has to be carried for up to several seconds. In this thesis, calculation models for the inner temperature rise of high-power contact systems in steady-state continuous operation, as well as for the transient short-circuit load case were developed. Electrical and mechanical long-term performance in the temperature range from 105 to 180 °C was experimentally investigated with current carrying, grease-lubricated model connectors which were regularly unplugged and replugged. Modelling, calculations and experiments were exemplarily carried out with Multilam contact elements. Conductors and contact element consisted of silver-plated copper. The analytical voltage-temperature relation was used to calculate the steady-state performance; calculations were verified with a temperature-rise test. The temperature difference from contact element to conductors is very small (≤ 3 K) for standard applications like switchgear. Thus, it is sufficient to use the conductor temperature as a criterion for the design of the continuous ampacity of high-power contact systems. At short-time load, a fast spatially inhomogeneous temperature rise was numerically calculated. Conductor and contact element continuously heat up; due to the smaller current carrying cross section, median final temperature rise in the contact element is one order of magnitude larger than in the conductors. Because of their negligible thermal capacity, contacts perform 100 Hz temperature cycles at 50 Hz AC load; the maximum contact temperatures may be significantly higher than the median temperature of the contact elements. In the long-term test, after 16 000 h operating time at 180 °C and regular plugging operations, contact elements maintained enough joint force to meet the requirements of a new contact system. At 105 °C however, a thermally instable grease led to electrical failure of part of the connectors.

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