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.

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.

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

Die Verkehrsinfrastruktur hat eine essenzielle Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Im Besonderen gilt dies für die Straßeninfrastruktur. Der Erhalt sowie der Ausbau des Straßennetzes, vor allem der Bundesfernstraßen, wird in den kommenden Jahren die Bundesrepublik vor enorme Herausforderungen stellen. Die hierfür erforderlichen massiven finanziellen Mittel werden überwiegend durch den deutschen Steuer-zahler getragen. Resultierend hieraus liegt es im Interesse aller, diese finanziellen Mittel möglichst effizient und zielorientiert einzusetzen. Die Sicherstellung einer dauerhaften Verfügbarkeit unserer Straßeninfrastruktur ist nicht nur aus volkswirtschaftlicher Sicht eine primäre Zielsetzung, sondern betrifft auch gesellschaftspolitische Belange. Die stark gestiegenen Beeinträchtigungen des Verkehrsflusses durch Baustellen auf deutschen Autobahnen entspringen nicht nur der subjektiven Wahrnehmung der Verkehrsteilnehmer. Die Anzahl und die Länge der Baustellen haben sich in den letzten Jahren deutlich erhöht und dies lässt sich statistisch auch belegen (ADAC-Statistik). Die Zunahme des Güter-verkehrsaufkommens sowie die bevorstehenden Veränderungen im Zuge des Klima-wandels werden die Herausforderungen im Straßenbau deutlich erhöhen. Diese Einflüsse werden die derzeit bereits vorhandenen Probleme potenzieren. Die konventionelle und heute fast ausschließlich angewendete Dimensionierung des Straßenoberbaus nach den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12) stellt keinen zielorientierten Lösungsansatz mehr dar. Über-legungen für hoch belastete Straßen eine Belastungsklasse jenseits der Bk100 (z.B: Bk200, Bk300, Bk400 oder Bk500) einzuführen, werden zwangsläufig in eine Sackgasse führen müssen. Aufgrund der fehlenden Kopplung der Leistungsfähigkeit der Baustoffe und Baustoffgemische wegen der ausschließlich an die Verkehrsbelastung gebundenen standardisierten Vorgabe der Schichtdicken ist dieses Dimensionierungsprinzip längst überholt und nachweislich nicht geeignet, um dauerhafte Befestigungsaufbauten sicherzustellen. Im nachgeordneten Straßennetz, wo zum einen die Verkehrsbelastungen gering und zum anderen die Anforderungen an die Verfügbarkeit der Straßeninfrastruktur moderat sind, kann die Standardisierung des Oberbaus nach den RStO 12 auch weiterhin erfolgen. Für hoch belastete Straßen ist die Zeit für eine grundlegende Veränderung in der Dimensionierung des Oberbaus längst überfällig. Die bevorstehenden Herausforderungen im konstruktiven Straßenbau können nur durch die gezielte Anwendung von rechnerischen Dimensionierungsverfahren gelöst werden. Mit den RDO Asphalt 09 bzw. RDO Asphalt 09/19E steht in Deutschland ein Regelwerk für die Dimensionierung von Oberbauten in Asphaltbauweise zur Verfügung. Das Dimensionierungsverfahren nach den RDO Asphalt berücksichtigt dabei die Verkehrsbelastung sowohl in der Menge (Anzahl Achsübergänge), als auch in der Höhe (Häufigkeitsverteilung der Achslastklassen). Die Temperaturbedingungen im Oberbau werden durch entsprechende Temperaturprofile und zugeordnete Auftretenshäufigkeiten berücksichtigt. Das Materialverhalten der eingesetzten Baustoffe und Baustoffgemische bildet eine wesentliche Grundlage für die Modellierung und zur Berechnung des Beanspruchungszustandes in der Konstruktion. Unter Berücksichtigung aller maß-gebenden Belastungsvariationen (Kombination aus Achslast, Temperaturzustand und zugeordneten Achsübergängen) können die Teilschädigungen unter Einbeziehung des Ermüdungsverhaltens berechnet und zu einer Gesamtschädigung akkumuliert werden. Im Ergebnis des Dimensionierungsprozesses nach den RDO Asphalt werden zum einen die Schichtdicken des Oberbaus individuell an die objektbezogenen Randbedingungen angepasst (dimensioniert) und zum anderen wird durch die erforderliche Nachweisführung an den maßgebenden Nachweispunkten eine rechnerische Nutzungsdauer des Oberbaus von (i.d.R.) 30 Jahren sichergestellt. Der innovative Kern des rechnerischen Dimen-sionierungsverfahrens nach den RDO Asphalt ist die Berücksichtigung des Materialverhaltens der eingesetzten Baustoffe. Im Besonderen gilt dies für das Materialverhalten der Asphalte (Steifigkeitsverhalten, Ermüdungsresistenz, Kälteverhalten). Die ganzheitliche Berücksichtigung der wesentlichen Eingangsgrößen (Verkehrs- und Temperaturbelastung) einschließlich der Berechnung der maßgebenden Beanspruchungen in der Konstruktion in Verbindung mit einer Schadenshypothese machen das Dimensionierungsverfahren nach den RDO Asphalt zu einer weltweiten Innovation in der Dimensionierung von Straßenbefestigungen. Aufbauend auf den derzeit in den RDO Asphalt implementierten Berechnungs- und Nachweisverfahren können nicht nur Asphalttragschichten berücksichtigt werden. Die Übertragung des Berechnungsverfahrens ist auch auf den Bereich der Asphaltdeck- und Asphaltbinderschichten möglich. Hierfür ist der Nachweispunkt in der jeweiligen Schicht mit der höchsten relevanten Beanspruchung zu suchen, um mit diesen in Analogie zum Verfahren der RDO Asphalt den Nachweis auf Ermüdung zu führen. Als Beanspruchungsgröße für die Berechnung der Schädigung basierend auf der Schadenshypothese kann nach derzeitigem Kenntnisstand die größte Hauptdehnung verwendet werden. Die Berücksichtigung des Verformungsverhaltens der Asphalte und der damit einher-gehenden Abschätzung der Spurrinnenanfälligkeit ist derzeit in den RDO Asphalt nur sehr vereinfacht eingebunden. Unter Verwendung des Berechnungsmodells sowie der dimen-sionierungsrelevanten Eingangsgrößen aus den RDO Asphalt ist die Integration einer Spurrinnenprognose in das Dimensionierungsverfahren möglich. Das Modell zur Akkumulation der bleibenden Verformungen ist entwickelt und steht für die Anwendung bereit. Die Voraussetzungen, die Spurrinnenbildung als weiteres Dimensionierungskriterium in die RDO Asphalt aufzunehmen, sind geschaffen. In dieser Arbeit wurde eine Methode zu einer an der rechnerischen Nutzungsdauer orientierten Materialoptimierung vorgestellt und diskutiert. Dieser Lösungsansatz berück-sichtigt gleichermaßen technische Notwendigkeiten und wirtschaftliche Anforderungen an die Mischgutkonzeption von Asphalten mit der Zielstellung, eine avisierte rechnerische Nutzungsdauer zu gewährleisten und somit dauerhafte Oberbauten in Asphaltbauweise herstellen zu können. Die ganzheitliche Betrachtung aller Einflussgrößen auf den Prozess der Materialoptimierung und letztlich auch der eigentlichen Mischgutkonzeption trägt einen richtungsweisenden Charakter im Hinblick auf die Lösung der bevorstehenden Herausforderungen im Straßenbau. Die bauvertraglichen Risiken und Fragestellungen bei Anwendung der RDO Asphalt sind leider noch nicht abschließend geklärt. Eine „ZTV RDO Asphalt“ ist dringend erforderlich, um auch für konventionelle Bauverträge den Weg für eine gezielte Anwendung der RDO Asphalt zu ebnen. Speziell die Problemstellung, Asphalte mit einem definierten Materialverhalten prozesssicher herstellen zu können, wurde in den letzten Jahren schlichtweg unterschätzt bzw. spielt im derzeitigen technischen Regelwerk gar keine Rolle. Die Definition von Anforderungswerten wie beispielsweise dem Erweichungspunkt Ring und Kugel oder der Nadelpenetration für die Charakterisierung und Klassifizierung von Bitumen ist in diesem Zusammenhang technisch wenig zielführend. Die Umstellung der Prüfverfahren für Bitumen auf DSR-Versuche, mit Prüfprozeduren, die zu belastbaren und aussagekräftigen Ergebnissen zur Charakterisierung der Materialverhaltens führen, ist längst überfällig. Die Anforderungswerte des technischen Regelwerkes müssen die Dauerhaftigkeit des Oberbaus als Zielstellung verfolgen. Hierbei wird dem mechanischen Materialverhalten der Asphalte eine primäre Bedeutung zu Teil. Eine Möglichkeit entsprechende Anforderungswerte zu formulieren und dabei einen Kompromiss zwischen der volkswirtschaftlichen Notwendigkeit (lange Nutzungsdauer) und dem derzeit technisch Machbaren (definiertes Materialverhalten) zu wahren, wurde mit der Kategorisierung des Materialverhaltens vorgestellt und diskutiert. Abschließend bleibt festzuhalten, dass mit den RDO Asphalt ein auf die Nutzungsdauer ausgerichtetes Dimensionierungsverfahren zur Verfügung steht, mit dem die bevor-stehenden enormen Herausforderungen im Straßenbau bewältigt werden können. Mit den Softwarelösungen ADtoPave 2018 und PaDesTo stehen in Deutschland zwei kommerzielle Programme zur Verfügung, die alle erforderlichen Funktionalitäten für die Anwendung der rechnerischen Dimensionierung nach den RDO Asphalt bereitstellen. Die Ampel für einen Paradigmenwechsel in der Dimensionierung von Verkehrsflächenbefestigungen steht auf grün.

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

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.

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).

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.

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.

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.