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Detta projekt undersöker möjligheten att utveckla ett nytt verktyg för blåmärkning av kuggväxlar. Projektet görs i samarbete med Siemens Energy i Finspång som bland annt tillverkar Gasturbiner för energiförsörjning. Gasturbinerna förses med högpresterande växellådor som dimensioneras för att klara av stora belastningar. Under tillverkninsprocessen utförs blåmärkning på dessa kuggar för att försäkra sig att kontakten mellan kuggtänderna i växellådan uppkommer på rätt del av kuggparets kuggytor vid obelastad drift. Med hjälp av blåmärkning kan man vidta åtgärder som minskar risken för kantanligg vilket kan resultera i utmattningsbrott och haveri. Uppdragsgivaren har problem med att lagret blåmärkningsfärg som appliceras ofta blir för tjocjt eller ojämnt. Ett nytt verktyg utveckas i detta arbete för att lösa problemet. Det resulterande verktyget applicerar blåmärkningsfärgen med hjälp av en generisk tvättsvamp. Dess materialegenskaper tillåter svampen att återabsorbera överflödig färg som appliceras på kontaktytorna och på så sätt skapa ett jämt och lagom tunt lager mycket enklare och mer tillförlitligt än med exempelvis en målarborste, vilket är de verktyg som främst används idag. Svampapplikatorn är installerad i ett munstycke som kan skruvas på direkt på färgtuben för att leverera färgen direkt in i svampen, samt använda färgtuben som ett handtag för extra portabilitet. Till munstycket medföljer även ett ergonomiskt handtag som kan ersätta färgtuben som handtag vid behov. Överlag uppfyller lösningen syftet med arbetet och tillåter även en oerfaren arbetare att uppnå ett bättre resultat på blåmärkningen än med uppdragsgivarens nuvarande metoder. / This project explores the possibility of developing a new tool for gear tooth marking. The project is done in collaboration with Siemens Energy in Finspång, which is a manufacturer of gas turbines for energy supply among others. The gas turbines are equipped with high-performance gearboxes that are dimensioned to cope with large loads. During the manufacturing process, gear tooth markings are carried out on these gears to ensure that the contact between the gear teeth in the gearbox is distributed correctly, reducing the risks of uneven forces resulting in breakdown or early fatigue. The client is experiencing problems with the application of the paint that is applied during the gear tooth marking process. The paint is often applied too thick or unevenly. A new tool is developed in this project to solve this problem. The resulting tool applies the paint using a generic sponge. The properties of the material allows the sponge to reabsorb excess paint that has been applied to the contact surfaces and thus creates an even and sufficiently thin layer with greater ease and better reliability than with a paint brush, which is the tool most commonly used today by Siemens Energy. The sponge is installed into a nozzle that can be screwed directly onto the paint tube. The tube can then deliver the paint directly into the sponge, and the user can use the paint tube as a handle for added portability. The nozzle also comes with an ergonomic handle that can replace the paint tube as a handle if necessary. Overall, the solution fulfills the purpose of the project and allows even an in experienced worker toachieve a better result on the gear tooth marking than with the current methods used by Siemens Energy.

Einleitung: Die Ellbogengelenkdysplasie (ED) stellt eine der häufigsten Lahmheitsursachen bei jungen Hunden mittelgroßer und großer Rassen dar. Dabei wird der radioulnaren Inkongruenz eine maßgebliche Rolle in der Pathogenese zugesprochen. GUILLOU und Mitarbeiter (2011) konnten zeigen, dass eine axiale radioulnare Translation von bis zu 1 mm in gesunden kaninen Ellbogengelenken in vivo auftritt. Auf dieser Basis entstand die Hypothese einer vermehrten radioulnaren Beweglichkeit in dysplastischen Gelenken, die zu einer dynamischen Inkongruenz führen könnte, da ca. 40 % der Patienten keine messbare Stufe aufweisen. Ziele der Untersuchungen: Ziel der Studie war der Vergleich der dynamischen radioulnaren Inkongruenz bei orthopädisch gesunden und dysplastischen Hunden in vivo. Material und Methoden: Sieben dysplastische Ellbogengelenke von sechs Hunden und sechs orthopädisch gesunde Ellbogengelenke von fünf Hunden sind in die Studie eingegangen. Alle Probanden der ED Gruppe zeigten einen fragmentierten Processus coronoideus medialis ulnae. Nach Implantation von jeweils mindestens drei Markern in Humerus, Radius und Ulna erfolgte die biplanare, fluoroskopische Untersuchung der Gelenke, während die Hunde im Schritt auf einem Laufband geführt wurden. Die gewonnenen Röntgenvideoaufnahmen wurden aufgearbeitet und die gemessene Bewegung der Marker auf rekonstruierte dreidimensionale Knochenmodelle jedes Probanden übertragen. Alle Animationen wurden visuell beurteilt und anschließend die relative radioulnare und humeroulnare Bewegung an den animierten Knochenmodellen gemessen und als Translation in Millimeter und Rotation in Grad angegeben. Weiterhin wurden die Kontaktflächenmuster für die ulnare Gelenkfläche in dysplastischen und gesunden Gelenken bestimmt und gegeneinander visuell verglichen. Ergebnisse: Für die relative radioulnare Translation konnten in der Kontrollgruppe 0,7 mm und in der ED Gruppe 0,5 mm gemessen werden. Beide Werte unterschieden sich nicht signifikant voneinander (P= 0,2092; Konfidenzintervall -0,6 – 0,2). Die relative humeroulnare Rotation lag in der Kontrollgruppe bei 2,9 Grad und in der ED Gruppe bei 5,3 Grad. Damit lag ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen vor (P= 0,0229; Konfidenzintervall 0,4 – 4,4). Die Kontaktflächenmuster zeigten in der Kontrollgruppe, während der dargestellten Fußungsphase, eine homogene Verteilung des Kontaktes über das gesamte mediale Koronoid. Hingegen konnte in dysplastischen Gelenken eine Reduktion des Kontaktes im kraniolateralen Anteil des Koronoids beobachtet werden. Schlussfolgerung: Die radioulnare Bewegung zeigt zwischen gesunden und dysplastischen Gelenken keinen signifikanten Unterschied auf. Die Hypothese einer ausgeprägten Translation zwischen Radius und Ulna in Gelenken erkrankter Hunde, die während der Bewegung zu einer dynamischen RUI führt kann damit widerlegt werden. Allerdings zeigt der Humerus in dysplastischen Gelenken eine vermehrte Rotationsbewegung, die zu einer Verlagerung der Trochlea humeri gegen den medialen Kronfortsatz führt. Dieser visuell und quantitativ erfasste Effekt spiegelt sich auch in den Kontaktflächenmustern wieder. Da Pathologien im Sinne des FPC typischerweise im Bereich des dargestellten, konzentrierten Kontaktes auftreten, ist davon auszugehen, dass es durch die humerale Rotation zu einer vermehrten Belastung des Koronoids kommt, welche zur Fragmentation des Kronfortsatzes führen kann. Die Ursache dieser vermehrten Bewegung ist derzeit nicht bekannt. Möglicherweise spielen Weichteilpathologien eine Rolle, ähnlich der Pathogenese der Hüftgelenksdysplasie. Neben der bereits bekannten und beschriebenen statischen RUI scheint die Rotationsinstabilität des Humerus eine entscheidende Rolle in der Pathogenese der ED zu spielen, insbesondere in kongruent erscheinenden Gelenken. / Introduction: Elbow dysplasia (ED) is one of the most frequent reasons for forelimb lameness especially in young large breed dogs. Radio-ulnar incongruence is discussed to be one of the main factors in the pathogenesis of ED. GUILLOU et al. (2011) described an axial translation between the radius and the ulna up to 1 mm in sound canine elbow joints in vivo. Based on this study we developed the hypothesis that pronounced radio-ulnar movement in dysplastic joints leads to a dynamic radio-ulnar incongruence. This dynamic incongruence might explain why 40 % of dysplastic dogs show no measurable step formation. Objective: The aim of the study was to compare the dynamic radio-ulnar incongruence in sound and dysplastic dogs in vivo. Material and Methods: Seven dysplastic joints in six dogs and six sound joints in five dogs were evaluated. All dysplastic joints showed a fragmented coronoid process and a radio-ulnar incongruence and cartilage lesions on the ulnar and humeral joint surface in a varying degree. A minimum of three Tantalum markers were implanted into the Humerus, Radius and Ulna each. Afterwards biplanar fluoroscopic gait analysis was performed while the dogs were walking on a treadmill. Gained marker movement was transferred onto reconstructed three dimensional CT bone models of each dog. The 3D animations were visually assessed and relative movement between the radius and ulna as well as between the humerus and ulna was measured and expressed as translation (millimeter) and rotation (degree). Further the joint contact patterns of the ulnar joint surface were determined for all dysplastic and sound joints and visually compared to each other. Results: Relative radio-ulnar translation was 0.7 mm in sound joints and 0.5 mm in dysplastic joints. There was no significant difference between these two groups (P= 0.2092; convidence interval -0.6 to 0.2). A significant difference between the dysplastic and the sound group was present in the relative humeral rotation (P= 0.0229; convidence interval 0.4 to 4.4). Humeral rotation relative to the ulna was 2.9 degree in sound and 5.3 degree in dysplastic joints. Humero-ulnar contact at the medial coronoid process was evenly distributed over the medial coronoid process in control elbows, while contact area in dysplastic elbows was reduced and shifted to the lateral aspect of the medial coronoid process Conclusion: Radio-ulnar movement is not significantly different between dysplastic and sound elbow joints. So the hypothesis of a pronounced axial translation between the radius and the ulna in dysplastic joints, leading to dynamic RUI can be neglected. However the humerus shows a significantly pronounced rotational movement in dysplastic joints compared to sound elbows. The trochlea humeri moves towards cranio-lateral and hits the medial coronoid process at its cranio-lateral aspect. The effect of this rotational movement can be shown in the joint contact patterns of the ulnar joint surface. Contact is shifted towards the tip and the lateral aspect of the coronoid process. In that area fragmentation of the medial coronoid process is typically observed. It seems that rotation of the humerus relative to the ulna leads to reduced contact and mechanical overload of the coronoid process. The cause of this increased rotational movement remains unknown. Maybe the documented movement could be interpreted as joint instability similar to the pathogenesis of hip dysplasia in which soft tissue laxity results in joint instability and degenerative joint disease. Besides the already described static radio-ulnar incongruence humeral rotational instability seems to play a role in the pathogenesis of elbow dysplasia, especially in congruent joints.

Einleitung: Die Ellbogengelenkdysplasie (ED) stellt eine der häufigsten Lahmheitsursachen bei jungen Hunden mittelgroßer und großer Rassen dar. Dabei wird der radioulnaren Inkongruenz eine maßgebliche Rolle in der Pathogenese zugesprochen. GUILLOU und Mitarbeiter (2011) konnten zeigen, dass eine axiale radioulnare Translation von bis zu 1 mm in gesunden kaninen Ellbogengelenken in vivo auftritt. Auf dieser Basis entstand die Hypothese einer vermehrten radioulnaren Beweglichkeit in dysplastischen Gelenken, die zu einer dynamischen Inkongruenz führen könnte, da ca. 40 % der Patienten keine messbare Stufe aufweisen. Ziele der Untersuchungen: Ziel der Studie war der Vergleich der dynamischen radioulnaren Inkongruenz bei orthopädisch gesunden und dysplastischen Hunden in vivo. Material und Methoden: Sieben dysplastische Ellbogengelenke von sechs Hunden und sechs orthopädisch gesunde Ellbogengelenke von fünf Hunden sind in die Studie eingegangen. Alle Probanden der ED Gruppe zeigten einen fragmentierten Processus coronoideus medialis ulnae. Nach Implantation von jeweils mindestens drei Markern in Humerus, Radius und Ulna erfolgte die biplanare, fluoroskopische Untersuchung der Gelenke, während die Hunde im Schritt auf einem Laufband geführt wurden. Die gewonnenen Röntgenvideoaufnahmen wurden aufgearbeitet und die gemessene Bewegung der Marker auf rekonstruierte dreidimensionale Knochenmodelle jedes Probanden übertragen. Alle Animationen wurden visuell beurteilt und anschließend die relative radioulnare und humeroulnare Bewegung an den animierten Knochenmodellen gemessen und als Translation in Millimeter und Rotation in Grad angegeben. Weiterhin wurden die Kontaktflächenmuster für die ulnare Gelenkfläche in dysplastischen und gesunden Gelenken bestimmt und gegeneinander visuell verglichen. Ergebnisse: Für die relative radioulnare Translation konnten in der Kontrollgruppe 0,7 mm und in der ED Gruppe 0,5 mm gemessen werden. Beide Werte unterschieden sich nicht signifikant voneinander (P= 0,2092; Konfidenzintervall -0,6 – 0,2). Die relative humeroulnare Rotation lag in der Kontrollgruppe bei 2,9 Grad und in der ED Gruppe bei 5,3 Grad. Damit lag ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen vor (P= 0,0229; Konfidenzintervall 0,4 – 4,4). Die Kontaktflächenmuster zeigten in der Kontrollgruppe, während der dargestellten Fußungsphase, eine homogene Verteilung des Kontaktes über das gesamte mediale Koronoid. Hingegen konnte in dysplastischen Gelenken eine Reduktion des Kontaktes im kraniolateralen Anteil des Koronoids beobachtet werden. Schlussfolgerung: Die radioulnare Bewegung zeigt zwischen gesunden und dysplastischen Gelenken keinen signifikanten Unterschied auf. Die Hypothese einer ausgeprägten Translation zwischen Radius und Ulna in Gelenken erkrankter Hunde, die während der Bewegung zu einer dynamischen RUI führt kann damit widerlegt werden. Allerdings zeigt der Humerus in dysplastischen Gelenken eine vermehrte Rotationsbewegung, die zu einer Verlagerung der Trochlea humeri gegen den medialen Kronfortsatz führt. Dieser visuell und quantitativ erfasste Effekt spiegelt sich auch in den Kontaktflächenmustern wieder. Da Pathologien im Sinne des FPC typischerweise im Bereich des dargestellten, konzentrierten Kontaktes auftreten, ist davon auszugehen, dass es durch die humerale Rotation zu einer vermehrten Belastung des Koronoids kommt, welche zur Fragmentation des Kronfortsatzes führen kann. Die Ursache dieser vermehrten Bewegung ist derzeit nicht bekannt. Möglicherweise spielen Weichteilpathologien eine Rolle, ähnlich der Pathogenese der Hüftgelenksdysplasie. Neben der bereits bekannten und beschriebenen statischen RUI scheint die Rotationsinstabilität des Humerus eine entscheidende Rolle in der Pathogenese der ED zu spielen, insbesondere in kongruent erscheinenden Gelenken. / Introduction: Elbow dysplasia (ED) is one of the most frequent reasons for forelimb lameness especially in young large breed dogs. Radio-ulnar incongruence is discussed to be one of the main factors in the pathogenesis of ED. GUILLOU et al. (2011) described an axial translation between the radius and the ulna up to 1 mm in sound canine elbow joints in vivo. Based on this study we developed the hypothesis that pronounced radio-ulnar movement in dysplastic joints leads to a dynamic radio-ulnar incongruence. This dynamic incongruence might explain why 40 % of dysplastic dogs show no measurable step formation. Objective: The aim of the study was to compare the dynamic radio-ulnar incongruence in sound and dysplastic dogs in vivo. Material and Methods: Seven dysplastic joints in six dogs and six sound joints in five dogs were evaluated. All dysplastic joints showed a fragmented coronoid process and a radio-ulnar incongruence and cartilage lesions on the ulnar and humeral joint surface in a varying degree. A minimum of three Tantalum markers were implanted into the Humerus, Radius and Ulna each. Afterwards biplanar fluoroscopic gait analysis was performed while the dogs were walking on a treadmill. Gained marker movement was transferred onto reconstructed three dimensional CT bone models of each dog. The 3D animations were visually assessed and relative movement between the radius and ulna as well as between the humerus and ulna was measured and expressed as translation (millimeter) and rotation (degree). Further the joint contact patterns of the ulnar joint surface were determined for all dysplastic and sound joints and visually compared to each other. Results: Relative radio-ulnar translation was 0.7 mm in sound joints and 0.5 mm in dysplastic joints. There was no significant difference between these two groups (P= 0.2092; convidence interval -0.6 to 0.2). A significant difference between the dysplastic and the sound group was present in the relative humeral rotation (P= 0.0229; convidence interval 0.4 to 4.4). Humeral rotation relative to the ulna was 2.9 degree in sound and 5.3 degree in dysplastic joints. Humero-ulnar contact at the medial coronoid process was evenly distributed over the medial coronoid process in control elbows, while contact area in dysplastic elbows was reduced and shifted to the lateral aspect of the medial coronoid process Conclusion: Radio-ulnar movement is not significantly different between dysplastic and sound elbow joints. So the hypothesis of a pronounced axial translation between the radius and the ulna in dysplastic joints, leading to dynamic RUI can be neglected. However the humerus shows a significantly pronounced rotational movement in dysplastic joints compared to sound elbows. The trochlea humeri moves towards cranio-lateral and hits the medial coronoid process at its cranio-lateral aspect. The effect of this rotational movement can be shown in the joint contact patterns of the ulnar joint surface. Contact is shifted towards the tip and the lateral aspect of the coronoid process. In that area fragmentation of the medial coronoid process is typically observed. It seems that rotation of the humerus relative to the ulna leads to reduced contact and mechanical overload of the coronoid process. The cause of this increased rotational movement remains unknown. Maybe the documented movement could be interpreted as joint instability similar to the pathogenesis of hip dysplasia in which soft tissue laxity results in joint instability and degenerative joint disease. Besides the already described static radio-ulnar incongruence humeral rotational instability seems to play a role in the pathogenesis of elbow dysplasia, especially in congruent joints.

Cette thèse apporte des contributions à la modélisation, compréhension ainsi qu’à la communication efficace d’information dans les réseaux dynamiques peuplant la périphérie de l’Internet. Par réseaux dynamiques, nous signifions les réseaux pouvant être modélisés par des graphes dynamiques dans lesquels noeuds et liens évoluent temporellement. Dans la première partie de la thèse, nous proposons un nouveau modèle de mobilité - STEPS - qui permet de capturer un large spectre de comportement de mobilité humains. STEPS mets en oeuvre deux principes fondamentaux de la mobilité humaine : l’attachement préférentiel à une zone de prédilection et l’attraction vers une zone de prédilection. Nous proposons une modélisation markovienne de ce modèle de mobilité. Nous montrons que ce simple modèle paramétrique est capable de capturer les caractéristiques statistiques saillantes de la mobilité humaine comme la distribution des temps d’inter-contacts et de contacts. Dans la deuxième partie, en utilisant STEPS, nous analysons les propriétés comportementales et structurelles fondamentales des réseaux opportunistes. Nous redéfinissons dans le contexte des réseaux dynamiques la notion de structure petit monde et montrons comment une telle structure peut émerger. En particulier, nous montrons que les noeuds fortement dynamiques peuvent jouer le rôle de ponts entre les composants déconnectés, aident à réduire significativement la longueur du chemin caractéristique du réseau et contribuent à l’émergence du phénomène petit-monde dans les réseaux dynamiques. Nous proposons une façon de modéliser ce phénomène sous STEPS. À partir d’un réseau dynamique régulier dans lequel les noeuds limitent leur mobilité à leurs zones préférentielles respectives. Nous recablons ce réseau en injectant progressivement des noeuds nomades se déplaçant entre plusieurs zones. Nous montrons que le pourcentage de tels nœuds nomades est de 10%, le réseau possède une structure petit monde avec un fort taux de clusterisation et un faible longueur du chemin caractéristique. La troisième contribution de cette thèse porte sur l’étude de l’impact du désordre et de l’irrégularité des contacts sur la capacité de communication d’un réseau dynamique. Nous analysons le degré de désordre de réseaux opportunistes réels et montrons que si exploité correctement, celui-ci peut améliorer significativement les performances du routage. Nous introduisons ensuite un modèle permettant de capturer le niveau de désordre d’un réseau dynamique. Nous proposons deux algorithmes simples et efficaces qui exploitent la structure temporelle d’un réseau dynamique pour délivrer les messages avec un bon compromis entre l’usage des ressources et les performances. Les résultats de simulations et analytiques montrent que ce type d’algorithme est plus performant que les approches classiques. Nous mettons également en évidence aussi la structure de réseau pour laquelle ce type d’algorithme atteint ses performances optimum. Basé sur ce résultat théorique nous proposons un nouveau protocole de routage efficace pour les réseaux opportunistes centré sur le contenu. Dans ce protocole, les noeuds maintiennent, via leurs contacts opportunistes, une fonction d’utilité qui résume leur proximité spatio-temporelle par rapport aux autres noeuds. En conséquence, router dans un tel contexte se résume à suivre le gradient de plus grande pente conduisant vers le noeud destination. Cette propriété induit un algorithme de routage simple et efficace qui peut être utilisé aussi bien dans un contexte d’adressage IP que de réseau centré sur les contenus. Les résultats de simulation montrent que ce protocole superforme les protocoles de routage classiques déjà définis pour les réseaux opportunistes. La dernière contribution de cette thèse consiste à mettre en évidence une application potentielle des réseaux dynamiques dans le contexte du « mobile cloud computing ». / This thesis contributes to the modeling, understanding and efficient communication in dynamic networks populating the periphery of the Internet. By dynamic networks, we refer to networks that can be modeled by dynamic graphs in which nodes and links change temporally. In the first part of the thesis, we propose a new mobility model - STEPS - which captures a wide spectrum of human mobility behavior. STEPS implements two fundamental principles of human mobility: preferential attachment and attractor. We show that this simple parametric model is able to capture the salient statistical properties of human mobility such as the distribution of inter-contact/contact time. In the second part, using STEPS, we analyze the fundamental behavioral and structural properties of opportunistic networks. We redefine in the context of dynamic networks the concept of small world structure and show how such a structure can emerge. In particular, we show that highly dynamic nodes can play the role of bridges between disconnected components, helping to significantly reduce the length of network path and contribute to the emergence of small-world phenomenon in dynamic networks. We propose a way to model this phenomenon in STEPS. From a regular dynamic network in which nodes limit their mobility to their respective preferential areas. We rewire this network by gradually injecting highly nomadic nodes moving between different areas. We show that when the ratio of such nomadic nodes is around 10%, the network has small world structure with a high degree of clustering and a low characteristic path length. The third contribution of this thesis is the study of the impact of disorder and contact irregularity on the communication capacity of a dynamic network. We analyze the degree of disorder of real opportunistic networks and show that if used correctly, it can significantly improve routing performances. We then introduce a model to capture the degree of disorder in a dynamic network. We propose two simple and efficient algorithms that exploit the temporal structure of a dynamic network to deliver messages with a good tradeoff between resource usage and performance. The simulation and analytical results show that this type of algorithm is more efficient than conventional approaches. We also highlight also the network structure for which this type of algorithm achieves its optimum performance. Based on this theoretical result, we propose a new efficient routing protocol for content centric opportunistic networks. In this protocol, nodes maintain, through their opportunistic contacts, an utility function that summarizes their spatio-temporal proximity to other nodes. As a result, routing in this context consists in following the steepest slopes of the gradient field leading to the destination node. This property leads to a simple and effective algorithm routing that can be used both in the context of IP networks and content centric networks. The simulation results show that this protocol outperforms traditional routing protocols already defined for opportunistic networks. The last contribution of this thesis is to highlight the potential application of dynamic networks in the context of "mobile cloud computing." Using the particle optimization techniques, we show that mobility can significantly increase the processing capacity of dynamic networks. In addition, we show that the dynamic structure of the network has a strong impact on its processing capacity.