An Hand einer Vielzahl von Einzeluntersuchungen an sogenannten Runflat-Reifen, dass sind Notlaufreifen mit verstärkten Seitenwänden, werden folgende Themen in der Dissertation behandelt. ? Wie hoch ist die Erhöhung der Belastung des Fahrwerks und bewirkt der Einsatz von Notlaufreifen auf Fahrzeugen, die für Standardbereifung ausgelegt sind, eine erhöhte Schädigungswahrscheinlichkeit und damit eine verkürzte Bauteillebensdauer? ? In welcher Größenordnung sind Komfortverschlechterungen zu erwarten? ? Wie ist das Notlaufverhalten dieser Reifen? Gibt es Möglichkeiten der Bewertung des defekten Reifens während des Fahrens am Fahrzeug? Auf der Basis von Schlagleistenuntersuchungen an einem Reifen- und einem Radaufhängungsprüfstand wird in einem neu entwickelten Untersuchungs- und Auswerteverfahren dargestellt, wie man durch eine Betriebsfestigkeitsauswertung der Lastkollektive zu einer relativen Aussage bezüglich der zu erwartenden Schädigung eines Fahrwerks gelangen kann. Dazu wird die durch den Reifen indizierte Belastung beim Überrollen einer Schlagleiste in Bezug zu den Festigkeitseigenschaften eines Fahrwerkes gesetzt und die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung beurteilt. In einem weiteren auf Basis der Schlagleistenmessungen entwickelten Auswerteverfahren kann der Einfluss des Reifens auf den zu erwartenden Fahrkomfort abgeschätzt werden.

Die automatische Reinigung von Verarbeitungsmaschinen erfolgt industriell auf Basis von Erfahrungswissen oder empirisch ermittelter Daten. Ein grundsätzliches Verständnis komplexer Reinigungsprozesse würde diese momentane Praxis, die sowohl fehleranfällig ist als auch ein hohes Einsparpotential an wichtigen Ressourcen bietet, deutlich verbessern. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, durch die Untersuchung von Reinigungsvorgängen im immergierten System einen Beitrag zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und der Prozesssicherheit automatischer Reinigungsvorgänge in Verarbeitungsmaschinen zu leisten. Ausgehend davon werden in einem ersten Schritt sowohl Kenntnisstand als auch offene Fragen im Verständnis von Reinigungsvorgängen im immergierten System identifiziert. Darauf aufbauend erfolgt die Betrachtung vorhandener industrieller sowie labortechnischer Messmethoden zur Analyse von Reinigungsvorgängen. Auf Basis dieser rechercheorientierten Arbeit wird die Arbeitshypothese aufgestellt, dass die Untersuchung der Wirkmechanismen der Reinigung im immergierten System auf der Betrachtung komplexer Strömungsgeometrien mit einem geeigneten Messsystem beruht. Die Konzeption eines solchen Messsystems sowie die Durchführung der Versuche stellen den ingenieurtechnischen Kern der vorliegenden Arbeit dar. Die Auswertung der gesammelten Erkenntnisse sowie die kritische Prüfung und Einordnung in den Stand der Forschung bilden den wissenschaftlichen Schwerpunkt. Im Ergebnis werden aus den somit gewonnenen Erkenntnissen zu den Wirkmechanismen der Reinigung Rückschlüsse auf die wissenschaftliche Weiterführung dieser Untersuchungen sowie auf die Anwendung in der industriellen Praxis gezogen.

Within the framework of risk assessment and risk management, determination of the failure probability of dams plays an important role. In this paper, the probabilistic approach to hydraulic failure elaborated by the author in the nineties will be developed further and refined. Furthermore, it is shown how the random event “gate failure” can be taken into account when calculating the overtopping probability of barrages. / Im Rahmen von Risikobetrachtungen spielt die Bestimmung der Überflutungswahrscheinlichkeit eine wichtige Rolle. Im vorliegenden Beitrag wird der probabilistische Ansatz, welcher in den neunziger Jahren vom Autor erarbeitet worden ist, weiterentwickelt und modifiziert. Außerdem wird gezeigt, wie das zufällige Ereignis „Versagen von Verschlüssen“ in die Berechnung der Überflutungswahrscheinlichkeit von Stauanlagen einbezogen werden kann.

To date, environmental protection in the context of air transportation has referred solely to noise and emissions. As air traffic continues its remarkable growth over the next years, despite all increasing security and safety burdens, third-party accident risk assessment will become a further area of societal concern. This paper presents a mature risk assessment technique to determine individual and societal risk values around airports. Furthermore, it initiates discussion of the economic impacts of the public safety zones which could be considered for implementation, once target risk levels have been defined by the regulating authorities. / Bisher wurde die umweltbezogene Belastung durch Flugbetrieb in der Umgebung von Verkehrsflughäfen ausschließlich anhand gegebener Lärmund Schadstoffbelastungen bewertet. Aufgrund des weiter zunehmenden Luftverkehrs und eines gesellschaftlich deutlich gestiegenen Sicherheitsbedürfnisses stehen in Genehmigungsfragen von Flughafenausbauten nun auch die durch den Flugbetrieb induzierten Risiken für die Bevölkerung im Fokus. Vorgestellt wird ein diesem Bedürfnis Rechnung tragendes, transparentes Berechnungsverfahren für so genannte Einzelund Gruppenrisikowerte, d. h. jene örtliche Wahrscheinlichkeit, mit der ein einzelner Mensch bzw. eine Personengruppe durch einen Flugunfall zu Tode kommen kann. Weiterhin erfolgt eine Diskussion über mögliche wirtschaftliche Konsequenzen, die sich aus den resultierenden Nutzungsbeschränkungen um den jeweiligen Flughafen bei Einführung von entsprechenden Grenzwerten ergeben können.

Oberflächennahe Erdwärmekollektoren, insbesondere horizontale Erdwärmekollektoren, stellen eine wirtschaftlich und energetisch sinnvolle Wärmequellenanlage für Wärmepumpen dar. Auf Grund mangelnder wissenschaftlicher Untersuchungen in der Vergangenheit wurde deren Leistungsfähigkeit bisher jedoch kaum ausgenutzt. Des Weiteren fühlten sich die Planer bei der Auslegung oft unsicher, da es kaum verlässliche Auslegungsrichtlinien gab. In dieser Arbeit werden ein numerisches und ein analytisches Rechenmodell vorgestellt, mit denen Jahresverläufe der charakteristischen Soletemperaturen und der Eisbildung realitätsnah simuliert werden können. Mit Hilfe dieser Rechenmodelle wurde unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bodentypen und Klimazonen die hydraulische und geometrische Auslegung anhand der Kriterien Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Umweltbeeinflussung bewertet, optimiert und Einsatzgrenzen klar ausgearbeitet. Daneben wurde auch die Auslegung für Kollektoren bei Spitzenlastnutzung und Sonderbauformen wie Grabenkollektoren und Erdwärmekörben untersucht.

The aim of this PhD project was to transfer the remarkable mechanical properties of compression wood to technical applications. Compression wood can be strongly deformed because of its high cellulose microfibril angle and allows permanent plastic deformation without significant damage. These special features of compression wood make this material particularly suitable for the three-dimensional processing of veneers. By applying advanced technologies high deformation levels were achieved. / Das Anliegen dieses Promotionsprojektes bestand in der Überführung der beachtenswerten mechanischen Eigenschaften von Druckholz in eine technische Anwendung. Druckholz kann aufgrund seines großen Cellulose-Mikrofibrillenwinkels stark verformt werden und erlaubt eine permanente plastische Verformung ohne signifikante Materialschädigung. Insbesondere diese Eigenschaften lassen Furniere aus Druckholz für eine dreidimensionale Verarbeitung geeignet erscheinen und führen unter Verwendung neuartiger Verformungstechnologien zu hohen Verformungsgraden.

Das Ultraschallschneiden wird insbesondere bei Lebensmitteln eingesetzt, die zum Haften an der Schneide und zu bleibenden Verformungen neigen. Speziell konstruierte Messer werden mit einer Frequenz von 20 bis 40 kHz angeregt, so dass sie an der Schneidenkante mit Amplituden von bis zu 40 µm schwingen. Die Ultraschallschwingung führt produktspezifisch zu einer Reduzierung der Trenn- und Reibkräfte am Messer. Sekundäre Effekte des Ultraschalls, wie Absorption und Kavitation können die Schnittqualität jedoch negativ beeinflussen. In systematischen Untersuchungen an unterschiedlichen Lebensmitteln wurde der Einfluss der Verfahrensparameter beim Ultraschallschneiden ermittelt. Die Ergebnisse wurden durch theoretische Überlegungen zu den Wirkungsmechanismen des Ultraschalleinsatzes untersetzt. Die Schneidkraft kann umso stärker reduziert werden, je höher die Schwinggeschwindigkeit und je geringer die Schneidgeschwindigkeit sind. Die produktspezifisch mögliche Schneidkraftreduzierung kann mittels eines eingeführten Materialparameters cx abgeschätzt werden, der sich in Analogie zur Schallgeschwindigkeit in idealen Festkörpern aus Elastizitätsmodul und Dichte errechnet. Neben den rheologischen Eigenschaften beeinflussen Wasser- und Fettgehalt die Effektivität des Ultraschalleinsatzes. Optimale Schnittqualitäten werden nur erzielt, wenn die Verfahrensparameter produktspezifisch so angepasst werden, dass eine möglichst hohe Schneidkraftreduzierung bei möglichst geringem Energieeintrag oder geringer Ultraschallleistung erfolgt. Neben der drückenden Schnittführung wurden erstmalig ziehende Schnitte beim Ultraschallschneiden von Lebensmitteln untersucht. / Ultrasonic cutting is applied to products, which tend to stick on cutting tools and to sustain permanent deformations. Specially designed cutting tools are excited by sound frequencies of 20 to 40 kHz in such away that the cutting edge oscillates with amplitudes up to 40 µm. The ultrasonic vibration leads to a reduction of separation and frictional forces on the cutting tool. Secondary effects of ultrasound, such as absorption and cavitation may reduce the cutting quality. The influence of process parameters was investigated systematically on different food products. The results were supported by theoretical considerations regarding the mechanisms of ultrasonic application. The cutting force can be reduced even more, the larger the maximum vibration speed and the lower the cutting speed are chosen. The maximum achievable reduction of cutting force depends on the sample specifics and can be estimated by a newly-developed material parameter cx, which is calculated in analogy to the sound velocity of an ideal elastic solid from the elastic modulus and the density. In addition to the rheological properties the water and the fat content affect the efficiency of ultrasound application. Optimum cutting qualities can be obtained only if the process parameters are adapted to a strong reduction of cutting force at the lowest possible energy or to lowest power consumption. Slicing cuts with ultrasound support were investigated with respect to foods application for the first time.

Im Beitrag werden die grundlegenden funkbasierten Kommunikationstechnologien sowie deren Eignung und Einsatzmöglichkeiten in der telematikgestützten Transportlogistik diskutiert und um die erforderlichen Ortungs- und Navigationsdienste ergänzt. Diese können sowohl auf Basis zellularer Netzwerke als auch mithilfe von Satelliten realisiert werden. Es wird insbesondere auf Satellitennetzwerke unter besonderer Berücksichtigung des im Aufbau befindlichen zivilen europäischen Galileo-Systems eingegangen. Dessen Potenziale für vielfältige Telematikanwendungen im Transport sowie zur Vernetzung verkehrsträgerübergreifender Prozesse werden ebenso vorgestellt wie ihr notwendiges Zusammenwirken mit terrestrischen Funknetzwerken oder funkbasierten Identifikationstechnologien (RFID). Zwei Anwendungsbeispiele aus dem Bereich des Trackings von Güterwagons im Bahnverkehr und der Container-Überwachung im Schiffsverkehr runden die Ausführungen ab. / The freight transportation industry is characterised by time-sensitive processes susceptible to disruptions, delays, breakdowns, etc. The paper thus discusses the capabilities of the most important wireless communication, positioning and navigation technologies for improving transport and logistics processes. They can be implemented on the basis of either terrestrial cellular wireless networks or satellites. Satellite networks, in particular, are addressed in the context of the Europeancontrolled independent civil satellite system Galileo, which is being currently established. The challenge is its integration with terrestrial wireless networks and corresponding identification technologies (RFID). The objective of advanced wireless communication, positioning and navigation services is to deliver more information during the supply chain, including shipments in connection with mobile business. Examples of freight wagon tracking and container monitoring in shipping complete the explanations.

In der Klein- und Mittelserienfertigung von Maschinen, Anlagen und Großfahrzeugen spielt die kostenintensive manuelle Montage bis heute eine dominierende Rolle. Ein Grund dafür sind die speziellen Anforderungen an das technische Handling der Bauteile und Baugruppen sowie die teils komplizierte geometrische Gestalt der Teile und Einbauräume. Ein weiterer Grund besteht in der von den Herstellern zunehmend geforderten Produktvarianz. Dies bedingt immense Herausforderungen an eine effiziente Planung, Steuerung und Überwachung der Montageprozesse. Die Organisation der manuellen Montage derartiger Produkte ist jedoch schwer zu optimieren. Im Rahmen des nachfolgend vorgestellten Projektes wird ein neuer wissenschaftlich begründeter Lösungsansatz für die optimierte operative Einsatzplanung des Montagepersonals erarbeitet – ein hochkomplexes, sogenanntes Multiressourcen-Einsatzproblem. / In the production of small and mid-size series of machines, facilities and large vehicles the cost-intensive manual assembly still plays a dominating role. Both huge costs for the automated handling of the components and assemblies and the complicated geometry of the parts and the assembly space are reasons for manual assembly. In addition, the increasing product variance due to highly customized configurations creates a large variety of requirements with respect to efficient assembly process design for the manufacturers. The product variants demanded by the customers as well as the constantly increasing complexity of the products cause immense challenges to efficient planning, control, and monitoring of the assembly process. However, the management of such complex manual assembly lines is difficult to optimize. In this paper, the authors outline a simulation-based scheduling heuristic for solving this problem.

Moderne Logistikkonzepte werden auf vielen Baustellen erfolgreich umgesetzt und gewinnen im Bauwesen – wie in anderen Industriezweigen – zunehmend an Bedeutung. Professionelle Logistik bei der Ver- und Entsorgung sowie auf der Baustelle selbst schafft die Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf bei der Leistungserstellung und trägt somit maßgeblich zur Optimierung von Personal-, Material- und Informationsflüssen und damit zur Kostensenkung bei. Weiteres Potenzial zur Verbesserung der Prozesse auf der Baustelle bieten neue Technologien, so zum Beispiel die RFID-Technologie, die darüber hinaus auch eine dauerhafte und lückenlose Dokumentation im Lebenszyklus des Bauwerks ermöglicht. / Modern logistics concepts are being implemented successfully on many construction sites, and are gaining in importance for the construction industry as a whole. Professional logistics solutions for supplies and waste disposal, as well as for movements on the building site itself, establish the prerequisites for unhindered performance. They contribute significantly to improving the flows of human resources, materials and information, and thus help to lower costs. New technologies such as RFID, which permits long-term and complete documentation over the whole building life cycle, offer further potential to improve construction processes.