Diese Dissertation befasst sich in einem ersten Abschnitt mit der Energieübertragung in Seitenkanalmaschinen. Mit Hilfe der PIV (Particle-Image-Velocimetry) wird die Strömung in einem mit Wasser betriebenen Seitenkanalverdichter sichtbar gemacht. Es wird gezeigt, dass die Zirkulationstheorie die tatsächlich ablaufende Strömung gut wiedergibt. Im weiteren wird ein Seitenkanalverdichter mit radialer Zuströmung und einem, bzw. zwei Unterbrechern im Seitenkanal vorgestellt. Mit dieser Sonderform kann die Lücke im Cordier-Diagramm zwischen den Radialverdichtern und den Seitenkanalverdichtern geschlossen werden.

Diese Dissertation befasst sich in einem ersten Abschnitt mit der Energieübertragung in Seitenkanalmaschinen. Mit Hilfe der PIV (Particle-Image-Velocimetry) wird die Strömung in einem mit Wasser betriebenen Seitenkanalverdichter sichtbar gemacht. Es wird gezeigt, dass die Zirkulationstheorie die tatsächlich ablaufende Strömung gut wiedergibt. Im weiteren wird ein Seitenkanalverdichter mit radialer Zuströmung und einem, bzw. zwei Unterbrechern im Seitenkanal vorgestellt. Mit dieser Sonderform kann die Lücke im Cordier-Diagramm zwischen den Radialverdichtern und den Seitenkanalverdichtern geschlossen werden.

Jede Übertragung von Elektroenergie ist mit Verlusten verbunden, wobei diese Verlustenergie in Wärme umgewandelt wird. Knapper werdende Ressourcen, steigende Energiepreise und nicht zuletzt der Marktdruck auf Energieversorger und Netzbetreiber durch die Liberalisierung des Strommarktes zwingen zum verantwortungsvollen Umgang mit Elektroenergie und damit zur Reduzierung der Verluste. Um das zu erreichen, ist zunächst die möglichst genaue Kenntnis über die Höhe der Verluste erforderlich. Stromhandel, Berechnung der Netznutzungsentgelte, Kraftwerksmanagement und Netzplanung sind weitere Bereiche, die das Wissen um die Höhe der Netzverluste erfordern. / Transmission and distribution of electric energy causes losses. This losses are changed into heat energy. Decreasing resources, increasing prices and pressure on distributor and provider because of the liberalisation of the energy market enforce responsible handling of electric energy and reducing losses. To achieve this aim it is necessary to know the level of this losses. For energy-trading, calculation of fees for network access, power station management and planning of networks this knowledge is essential as well.

Jede Übertragung von Elektroenergie ist mit Verlusten verbunden, wobei diese Verlustenergie in Wärme umgewandelt wird. Knapper werdende Ressourcen, steigende Energiepreise und nicht zuletzt der Marktdruck auf Energieversorger und Netzbetreiber durch die Liberalisierung des Strommarktes zwingen zum verantwortungsvollen Umgang mit Elektroenergie und damit zur Reduzierung der Verluste. Um das zu erreichen, ist zunächst die möglichst genaue Kenntnis über die Höhe der Verluste erforderlich. Stromhandel, Berechnung der Netznutzungsentgelte, Kraftwerksmanagement und Netzplanung sind weitere Bereiche, die das Wissen um die Höhe der Netzverluste erfordern. / Transmission and distribution of electric energy causes losses. This losses are changed into heat energy. Decreasing resources, increasing prices and pressure on distributor and provider because of the liberalisation of the energy market enforce responsible handling of electric energy and reducing losses. To achieve this aim it is necessary to know the level of this losses. For energy-trading, calculation of fees for network access, power station management and planning of networks this knowledge is essential as well.

Der vorliegende Beitrag beschreibt das Konzept eines induktiven Ladesystems für autonome Verleihstationen. Unter Beachtung der Betriebsanforderungen wird im ersten Teil eine zweckmäßige Spezifikation des Ladesystems erarbeitet. Der zweite Teil beschreibt die Modellierung des Resonanzübertragers, welcher technisch als Prototyp realisiert wurde. Dazu erfolgt die analytische Berechnung der Parameter und Vergleich mit den experimentell bestimmten Parametern am Prototypen. / This article describes the concept of an inductive charging system for autonomous sharing stations. In accordance with the operational requirements, a suitable specification of the charging system is developed in the first part of this paper. The second part describes the modelling of the resonant transmitter, which was technically realized as a prototype. For this purpose, the analytical calculation of the parameters and their comparison with the experimentally determined parameters on the presented prototype are carried out.

The synthesis of five homoleptic transition metal complexes of bis-(phenyl)-diisoindol-aza-methene is described together with the optical, electrochemical and thermal properties of these compounds. Additionally, crystal structures for the Co and the Zn complex are reported. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

The synthesis of five homoleptic transition metal complexes of bis-(phenyl)-diisoindol-aza-methene is described together with the optical, electrochemical and thermal properties of these compounds. Additionally, crystal structures for the Co and the Zn complex are reported. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Radio Frequency (RF) energy transfer is getting increasingly importance in new generations of wireless sensor networks and this trend is tremendously supported by the modern trends to Internet of things (IoT). This promising technology enables proactive energy replenishment for wireless devices. With RF energy, transmission long distances between the energy source and the receiver can be overbridged. The main challenge thereby is the power conversion efficiency from a low level RF input power to a Direct Current (DC) voltage which is able to supply the mobile system. For this purpose, a novel approach for RF DC conversion is proposed. It consists of a modified voltage multiplier RF DC converter circuit by incorporating an inductor at the input of the circuit, which generates an induced voltage able to boost the output circuit and improve the conversion efficiency. Analytical analysis of the novel approach has been carried out to determine the optimal value of the inductor to maximize the output power. The experimental investigations show that the proposed solution is able to improve significantly both the output voltage and the power conversion efficiency, compared to the state of the art, and this especially at low input power ranges, which are often the case. At -10 dBm input power, the modified voltage multiplier RF DC converter circuit can reach 1.71 V output voltage and 49.21 % power conversion efficiency for, respectively, 500 kΩ and 10 kΩ resistive loads. In order to validate the new proposal for the RF transfer system experimentally, microstrip meander line antennas and microstrip patch antenna arrays are designed for different ISM bands, where relevant requirements for RF energy transfer are respected. For each antenna a modified voltage multiplier RF DC converter circuit has been applied and the system is tuned to the corresponding resonant frequency to avoid mismatching. In this investigation several scenarios have been addressed, such as RF transmission energy, RF energy harvesting in Global System for Mobile (GSM) bands and Wireless Local Area Networks (WLAN) band are developed. Field test results show high performances of experimental results in comparison to the state of the art.:1 Introduction 2 Theoretical Background 3 State of the Art of RF Energy Transfer 4 Novel Approach for a RF DC Converter Circuit 5 Antennas Design 6 Experimental Verification at Specific Scenarios 7 Conclusion / Die RF-Energieübertragung (RF) gewinnt in neuen Generationen von drahtlosen Sensornetzen zunehmend an Bedeutung. Dieser Trend wird durch das Internet der Dinge (IoT) weiter unterstützt. Diese vielversprechende Technologie ermöglicht eine proaktive Energieversorgung für drahtlose Geräte. Mit RF-Energie können große Entfernungen zwischen der Energiequelle und dem Empfänger überbrückt werden. Die größte Herausforderung dabei ist der Wirkungsgrad, mit dem von einer niedrigen HF-Eingangsleistung in eine Gleichspannung (DC), mit welcher das mobile System versorgt wird, gewandelt wird. Zu diesem Zweck wird ein neuer Ansatz für einen RF-DC-Wandler vorgeschlagen. Er besteht aus einer modifizierten Spannungsvervielfacher-RF-DC-Wandlerschaltung, die eine Spule am Eingang der Schaltung integriert. Diese erzeugt eine induzierte Spannung, die in der Lage ist die Ausgangsschaltung zu verstärken und den Umwandlungswirkungsgrad zu verbessern. Analytische Untersuchungen zu diesem neuartigen Ansatz wurden durchgeführt, um den optimalen Wert der Spule zu bestimmen und die Ausgangsleistung zu maximieren. Die experimentellen Untersuchungen zeigen, dass die vorgeschlagene Lösung in der Lage ist, sowohl die Ausgangsspannung als auch den Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung im Vergleich zum Stand der Technik deutlich zu verbessern. Dies gilt besonders für niedrige Eingangsleistungsbereiche, welche häufig vorkommen. Bei -10 dBm Eingangsleistung kann die modifizierte Spannungsvervielfacher-RF-DC-Wandlerschaltung 1.71 V Ausgangsspannung und 49.21 % Leistungswandlungswirkungsgrad für jeweils 500 kΩ und 10 kΩ ohmsche Last erreichen. Um das neue RF-Übertragungssystem experimentell zu validieren, werden Mikrostreifenmäanderlinienantennen und Mikrostreifen-Patch-Antennenarrays für verschiedene ISM-Bänder ausgelegt, wobei die relevanten Anforderungen an die RF-Energieübertragung eingehalten werden. Für jede Antenne wurde eine modifizierte Spannungsvervielfacher-HF-DC-Wandlerschaltung verwendet und das System auf die entsprechende Resonanzfrequenz abgestimmt, um Fehlanpassungen zu vermeiden. Dabei wurden mehrere Szenarien untersucht, wie z.B. RF-Energieübertragung, RF-Energiegewinnung aus GSM-Bändern und WLAN-Netzwerken. Die Feldtests zeigen eine hohe Leistungsfähigkeit der experimentellen Ergebnisse im Vergleich zum Stand der Technik.:1 Introduction 2 Theoretical Background 3 State of the Art of RF Energy Transfer 4 Novel Approach for a RF DC Converter Circuit 5 Antennas Design 6 Experimental Verification at Specific Scenarios 7 Conclusion

Aktuelle In-vivo-Methoden zur Bewertung der Belastung und Dehnung der Achillessehne (AT) in der biomechanischen Literatur haben bestimmte Einschränkungen, die sorgfältig berücksichtigt werden müssen. Daher hatte die erste Studie zum Ziel, die AT-Dehnung und -Kraft während der Fortbewegung mithilfe einer genauen, nicht-invasiven Methode zu messen. Die Länge der AT wurde unter Berücksichtigung ihrer Krümmung mit reflektierenden Folienmarkern von der Insertion am Fersenbein bis zum Übergang zwischen der Muskel-Sehnen-Verbindung des Musculus gastrocnemius medialis (GM-MTJ) gemessen. Die Kraft der AT wurde durch Anpassung einer quadratischen Funktion an die experimentelle Kraft-Längen-Kurve der Sehne ermittelt, die aus maximalen freiwilligen isometrischen Kontraktionen (MVC) gewonnen wurde. Die Ergebnisse der zweiten Studie zeigen, dass eine Erhöhung der Gehgeschwindigkeit zu einer 21%igen Abnahme der maximalen AT-Kraft bei höheren Geschwindigkeiten im Vergleich zur bevorzugten Geschwindigkeit führt, während die Nettobelastung der AT-Kraft am Sprunggelenk (ATF-Arbeit) in Abhängigkeit von der Gehgeschwindigkeit zunimmt. Darüber hinaus trugen eine frühere Plantarflexion, erhöhte elektromyografische Aktivität der Muskeln Sol und GM sowie der Energieübertrag von Knie- zu Sprunggelenk durch die biartikulären Musculi gastrocnemii zu einer 1,7- bzw. 2,4-fachen Zunahme der netto ATF-Mechanik-Arbeit bei Übergangs- und maximalen Gehgeschwindigkeiten bei. Das Ziel der dritten Studie war es, die in der ersten Studie vorgeschlagene Methode zu vereinfachen, indem die Anzahl der reflektierenden Folienmarker reduziert wurde, jedoch die hohe Genauigkeit beibehalten wurde. Die Krümmung der AT wurde mithilfe von reflektierenden Folienmarkern zwischen dem Ursprung des GM-MTJ und dem Einführungsmarker am Fersenbein beurteilt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine Reduzierung der Anzahl der Folienmarker um 70% beim Gehen und um 50% beim Laufen zu einem marginalen Fehler führen würde und somit einen vernachlässigbaren Effekt auf die Länge der AT und die maximale Dehnungsmessung hätte. / Current in vivo methods to assess the Achilles tendon (AT) strain and loading in the biomechanics literature have certain limitations that require careful consideration. Therefore, the first study was to measure the AT strain and quantify AT force during locomotion with an accurate non-invasive method. AT length was measured considering its curvature using reflective foil markers from AT insertion at calcaneus to gastrocnemius medialis muscle-tendon junction (GM-MTJ). The force of the AT was calculated by fitting a quadratic function to the experimental tendon force-length curve obtained from maximum voluntary isometric contractions (MVC). The findings in second study indicate that an increase in walking speed leads to a 21% decrease in maximum AT force at higher speeds compared to the preferred speed, yet the net work of the AT force at the ankle joint (ATF-work) increased as a function of walking speed. Additionally, an earlier plantar flexion, increased electromyographic activity of the Sol and GM muscles, and knee-to-ankle joint energy transfer via the biarticular gastrocnemii contributed to a 1.7 and 2.4-fold increase in the net ATF-mechanical work in the transition and maximum walking speeds. The objective of the third study was to simplify the proposed method in the first study by reducing the number of foil reflective markers while preserving high accuracy. The AT curvature was assessed using reflective foil markers between the GM-MTJ origin and the calcaneal insertion marker. Our results indicate that reducing the number of foil markers by 70% during walking and 50% during running would result in a marginal error and, thus, a negligible effect on the AT length and maximum strain measurement.