Die Dissertation liefert Grundlagen zur Entwicklung eines neuartigen Farbwerkes für Offsetdruckmaschinen. Basierend auf den experimentellen Untersuchungen zum rheologischen Verhalten der verwendeten Versuchsfarbe und zu ihrem Zerstäubungsverhalten wird der Farbfilmbildungsprozess aus zerstäubter Offsetdruckfarbe experimentell bestimmt. Der Farbfilmbildungsprozess wird anschließend rechnergestützt simuliert und die Ergebnisse mit den experimentell gewonnenen Daten verglichen. Abschließend wird ein erstes Sprühfarbwerkskonzept an einer Labordruckmaschine umgesetzt und die damit hergestellten Druckproben mit Druckproben des konventionellen Walzenfarbwerks der gleichen Druckmaschine verglichen. Die Ergebnisse weisen die prinzipielle Eignung eines Sprühfarbwerks in einer Offsetdruckmaschine nach.

Die Arbeit behandelt die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von naturfaserverstärktem Langfasergranulat. Ausgehend von den speziellen Eigenschaften von Naturfasern und dem Stand der Technik bei der Verarbeitung von naturfaserverstärkten Thermoplasten wird ein neues Verfahrensprinzip für die Herstellung von Langfasergranulat mit Naturfaserverstärkung konzipiert. Die konstruktive Auslegung der einzelnen Anlagenkomponenten wird theoretisch betrachtet und durch geeignete Modelle beschrieben. Mit der praktischen Umsetzung des Verfahrensprinzips werden wesentliche Zusammenhänge zwischen den Prozessbedingungen und den Granulateigenschaften analysiert. Die resultierenden Eigenschaften von Natur-Langfasergranulaten werden phänomenologisch charakterisiert und mit konventionellen Langfasergranulaten verglichen. Unter Anwendung bekannter Modellvorstellungen zu den mechanischen Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffen wird das theoretische Eigenschaftspotenzial von diskontinuierlich langfaserverstärkten Naturfaserverbunden berechnet und durch experimentelle Untersuchungen an flachsfaserverstärktem Polypropylen verifiziert.Abschließend erfolgt die Darstellung der experimentell ermittelten mechanischen, morphologischen und rheologischen Eigenschaften der im Spritzgießverfahren hergestellten Verbunde aus Natur-Langfasergranulaten.

Die wesentlichen Ziele der vorliegenden Arbeit bestehen darin, das Verständnis für die Einsatzgrenzen und -möglichkeiten von thermoplastischen Massivgleitlagern radialer Ausführung unter den verschiedenartigen Betriebsbedingungen zu verbessern, die Kompliziertheit des tribologischen Systems Polymer-gleitlager / Welle zu verdeutlichen und ggf. Problemlösungen anzubieten. Es werden dafür die Ergebnisse aus den experimentellen Untersuchungen mit Mantel- und Buchsen-lagern im Langzeitbetrieb und im Aussetzbetrieb, jeweils mit und ohne Initialschmierung, vorgestellt und bewertet. Im Vordergrund stehen das Reibungs- und Verschleißverhalten jener Gleitlager. Die falsche Auslegung des Lagerspiels ist bei Trockenlaufgleitlagern wahrscheinlich die häufigste Ausfallursache. Die Ergebnisse eines im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Rechengangs für die Bestimmung des notwendigen Einbaulagerspiels von Buchsenlagern werden den experimentell ermittelten Ergebnissen gegenübergestellt. Die Berechnungen ergeben nach bisherigem Wissen im Vergleich zu den Lagerspielversuchen etwas größere notwendige Einbaulagerspiele.

Die Methode der finiten Elemente wird zunehmend zur Analyse von Umformprozessen eingesetzt, wobei das Werkstück wegen der dabei auftretenden großen Formänderungen regelmäßig neu vernetzt werden muss. Für die Simulation des Querwalzens von dickwandigen Rohren und Vollprofilen mit dem Programm MSC.MARC wurde in dieser Arbeit eine adaptive Neuvernetzung konzipiert und implementiert sowie an einem Beispiel (Querwalzen eines Rohres) getestet. Die gestellten Anforderungen bezüglich der Abbildung der Geometrie, der Gewährleistung von Symmetrie und Netzqualität sowie der Flexibilität hinsichtlichlich der Werkstückgröße, Elementzahl und Werkzeugvarianten werden erfüllt. Der Anwender kann über verschiedene Festlegungen die Berechnungsgenauigkeit und Rechendauer der Simulation beeinflussen.

Die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PE-CVD) hat sich als eines der wichtigsten Dünnschichtverfahren etabliert. Für die Bearbeitung von Pulvern haben sich in der Technik Wirbelbettverfahren bewährt. Beide Verfahren sind an sich gut untersucht und verstanden. In der Arbeit wird ein Konzept zur Kombination dieser beiden Verfahren vorgestellt. Dabei zeigt sich, dass die einzelnen Modelle beider Verfahren durch experimentelle Untersuchungen ergänzt werden müssen, um das entsprechende Parameterfeld abzugrenzen. Durch die Untersuchung der Gasphase während der Abscheidung können Rückschlüsse auf die ablaufenden chemischen Reaktionen gezogen werden. Vergleichende ramanspektroskopische Untersuchungen, zwischen statischen Beschichtungen und Beschichtungen im Wirbelbett gestatteten es, den Einfluss der einzelnen Prozessparameter zu untersuchen. Mikroglaskugeln mit einem Durchmesser von ca. 160µm werden mittels Toluen als Precursor in einem Argon-Wasserstoff-Plasma beschichtet. Dazu werden als Prozessparameter die Mikrowellenleistung, die Zusammensetzung der Gasphase und das Precursorangebot variiert. Die durch die Oberflächenmodifizierung erreichten Änderungen der Eigenschaften der pulverförmigen Substrate können durch Oberflächenspannungsmessungen gezeigt werden. Es zeigt sich, dass vor allem die mechanische Beanspruchung im Wirbelbett und die Zusammensetzung der Reaktionsgasphase entscheidenden Einfluss auf die entstehende Schichtstruktur besitzen.

Entwicklung und Validierung eines Messverfahrens zur Bestimmung der Geruchsausbreitung im bodennahen Bereich, Entwicklung einer künstlichen Nase, Nutzung von künstlich-neuronalen Netze (Kohonen- und MLP-Netze), Ausbreitungsrechnung beruhend auf ein Erweitertes Zellenmodell mit Platzwechselwahrscheinlichkeit (EZEMP), Gauß-Modelle sowie durch das CFD-Programm FLUENT, Beispielrechnungen für realitätsnahe Ausbreitungen in der Atmosphäre und Nachrechnungen von Untersuchungen an einem Versuchsstand, Beschreibung eines Messverfahrens

This work is a contribution to technology development of capacitive microsensors with moved components, such as vacuum pressure sensors and angular rate sensors. It describes the sensor principles, Si microfabrication technologies and test results of prototypes. / Die Arbeit liefert einen Beitrag zur Technologieentwicklung für kapazitive mikromechanische Sensoren mit bewegten Komponenten (z.B. Vakuumsensoren und Drehratensensoren). Es werden Sensorprinzipien, Herstellungstechnologien und Testergebnisse von Prototypen beschrieben.

In this paper the development, the fabrication and the experimental characterisation of a novel electrodynamic-driven micro-actuator for in plane motions and a novel vertical field effect transistor (vertical FET) is presented. The micro-actuator for motion is based on the Lorentz force generated by a current in a magnetic field. The Lorentz force acting on the actuator can be controlled easily by the amplitude of the current. The vertical FET can be used for signal conversion from the mechanical to the electrical domain.  This low impedance sensing technique was realized by introducing a source and drain region in opposite of a movable mass which acts as the gate.  The channel resistance between drain and source is influenced by the movable mass working as a sensing unit.  Theoretical calculations and practical experiments of the structure are performed. Mechanical and electrical effects over a temperature range of  -40 °C to 180 °C  are investigated. / In dieser Arbeit wird ein neues Aktorarray zur Objektmanipulation und ein neues Verfahren zur Detektion mechanischer Bewegung in Komponenten der oberflächennahen Bulk-Mikromechanik vorgestellt. Die Aktorstrukturen werden mit Hilfe der SCREAM-Technologie hergestellt und arbeiten nach dem elektrodynamischen Wirkprinzip. Bei dem Verfahren zur Bewegungsdetektion wird der aus der Mikroelektronik bekannte Feldeffekt mit mikromechanischen Strukturen gekoppelt. Die Arbeit konzentriert sich auf den Aufbau, die Wirkungsweise und die Technologie der Aktor- und Sensorstrukturen. Diese werden jeweils separat dargestellt und analysiert. Am Ende wird eine Kombination beider Komponenten vorgestellt.

Description and assessment of technology-related concepts aiming at improving the energy conservation in residential buildings. Explanation of the method and discussion of the whole-year simulation results for SOFC micro-CHP systems and Stirling engines in relation with single-family houses of different thermal insulation standards. Benchmark with conventional energy supply systems. Computation of allowable investment costs / Beschreibung und Beurteilung unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zweier technologiebasierter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Energiebereitstellung im Gebäudesektor. Darstellung der verwendeten Methodik und der Simulationsergebnisse am Beispiel von SOFC-Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stirling-Motoren in Relation mit Einfamilienhäusern verschiedener Dämmstandards. Vergleich mit herkömmlichen und etablierten Versorgungstechnologien Berechnung von anlegbaren Investitionskosten.

This paper presents the development of building up a controlled MEMS acceleration sensor. The first samples have archived a resolution of better than 500 ug and a bandwidth of more than 200 Hz. A theoretical model is built from the physical principles of the complete sensor system, consisting of the MEMS sensor, the charge amplifier and the PWM driver for the sensor element. A reduced order model of the system is used to design a robust control with the Mixed-Sensitivity H-infinity Approach. Limitations for the control design are given since the system contains time delays and an unstable pole imposed by the electrostatic spring softening effect. The theoretical model might be inaccurate or lacks of completeness, because the parameters for the theoretical model building vary from sample to sample or might be not known. A new two-stage identification scheme is deployed to obtain directly the system parameters from the samples. The focus of this paper is the complete system development and identification process including practical tests in a DSP TI-TMS320C3000 environment with 12/14-bit A/D-D/A converters. / Der Artikel beschreibt die Entwicklungsschritte eines geregelten MEMS-Beschleunigungssensors. Die ersten Prototypen erreichten dabei eine Auflösung von weniger als 500 ug und eine Bandbreite von mehr als 200 Hz. Ein theoretisches Modell für den Reglerentwurf wird aus den physikalischen Zusammenhängen des Gesamtsystems, bestehend aus dem mechanischen Sensorelement, dem Ladungsverstärker und der PWM-Treiberstufe, gebildet. Für den Reglerentwurf wird der H-Infinity Mixed-Sensitivity Approach verwendet. Wegen Systemtotzeiten und dem Effekt der elektrostatischen Federerweichung sind Grenzen für die Wahl der Bandbreite zu beachten. Da Parameter für das theoretische Modell stark variieren oder schwer zu bestimmen sind, wird eine 2-Stufen-Identifikationsmethode vorgeschlagen, um ein Modell für den Reglerentwurf zu erhalten. Praktische Tests wurden mit einem DSP TI-TMS320C3000 mit 12/14-Bit A/D-D/A Wandlerstufen durchgeführt.