50.21 Messtechnik
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Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Thematik Wassereinsatz an Waschbecken und einer innovativen Möglichkeit den dazu gehörigen Wassereinsatz zu reduzieren, gemeint ist damit die Vermeidung des ungenützten Ablaufenlassens des erkalteten Rohrleitungsinhalts einer Warmwasserleitung bzw. der Trinkwasserleitung heiß. Die Arbeit ist gegliedert in drei Abschnitte. Im ersten Teil werden die derzeitigen technischen Situationen in herkömmlichen Einfamilien- bzw. Mehrparteienwohnhäuser evaluiert und anhand einer Umfrage erfasst. Mit Hilfe der Umfrage soll die Verbesserungswürdigkeit von privaten Wasserkonditionierungen aufgezeigt und auf die damit verbundene Wasserverschwendung aufmerksam gemacht werden. Im zweiten Teil werden die dazu notwendigen Theorieinhalte in Bezug auf Strömungslehre und Thermodynamik angeführt, welche für die korrekte Nachbildung der Realität des Wärmeübergangs benötigt werden. Die Berechnungen des Wärmeübergangs bzw. Wärmeverlusts in einer herkömmlichen Trinkwasserinstallation dienen als Abgleich für die Auslegung der benötigten Komponenten des Prüfstands, welcher in weiterer Folge die Umgebungszustände simulieren soll. Der letzte Abschnitt befasst sich mit der Idee das zwischenzeitlich abgekühlte Wasser einer Trinkwasserleitung, für die spätere Nutzung zur Beimischung, zwischen zu speichern. Der Prüfstand ist dazu in zwei Teile gegliedert: Zum einen wird die Wassertestmedienversorgung und die Umgebung realisiert, damit nach heutigen Trinkwasser Installationsstandard getestet werden kann. Zum anderen sollen mit Hilfe des Prüfstands Verbesserungen entwickelt und erforscht werden, um das Trinkwasser effizienter zu nutzen.
Reifen bilden die einzige Verbindung zwischen Fahrzeugen und der Fahrbahn ab. Aus diesem Grund sind sie eine der wichtigsten Grundlagen für ein sicheres Fahren. Hierfür müssen die Reifen jedoch einen den Vorgaben entsprechenden Luftdruck vorweisen. Die Überwachung des Luftdruckes passiert in modernen Fahrzeugen mit Hilfe von Reifendruckkontrollsystemen. Bevor diese Systeme jedoch in einem Fahrzeug zur Anwendung kommen, müssen sie durch den Einsatz und die Unterstützung von Prüfständen abgesichert werden. In dieser Masterarbeit wird ein Prototyp für einen Reifendruckkontroll-Prüfstand entwickelt, wobei ein eigenständiges und neues Konzept für den Prüfstand erstellt und umgesetzt wird. Es wird gezeigt, wie eine Regelung für den Druck und die Temperatur innerhalb der Druckkammer realisiert werden kann. Zudem werden die Reifendruckkontrollsensoren durch einen Motor in Bewegung versetzt. Anhand der Verwirklichung einer grafischen Oberfläche können Druck, Temperatur und die Drehzahl am Prüfstand variiert werden. Tests am Prototyp zeigen, dass der Prüfstand alle erforderlichen Parameter eines Reifendruckkontrollsystems nahezu automatisiert stimulieren kann. Durch den Einsatz einer Antenne ist die Funkübertragung trotz des Faraday´schen Käfigs der Druckkammer sichergestellt. Es wird aufgezeigt, dass es dennoch Verbesserungsbedarf gibt, bevor der Prüfstand für Validierungen von Reifendruckkontrollsystemen eingesetzt werden kann.
Das Hauptziel dieser Studie ist es, eine Modernisierung und Flexibilisierung eines Motorenprüfstandes durchzuführen. Aus diesem Grund werden die Belastungseinrichtung und der Konditionierer des Prüfstandes verbessert. Einführend werden im theoretischen Teil verschiedene Belastungseinrichtungen wie die Wirbelstrombremse, Asynchron- und Synchronmaschine, analysiert. Des Weiteren wird das Verständnis zum prinzipielle Aufbau eines Konditionierers vertieft. Anschließend werden im praktischen Teil diverse Versuche mit der bestehenden Belastungseinrichtung durchgeführt, um gezielte Untersuchungen zu tätigen. Anhand der Ergebnisse wird ein vereinfachtes Modell erstellt, damit ein Vergleich mit dem modernisierten Motorenprüfstand durchgeführt werden kann. Danach werden verschiedene Versuche mit anderen Belastungsmaschinen getätigt. Die Analyse dieser ermöglicht eine Empfehlung für eine neue Belastungseinrichtung zu treffen. Außerdem werden verschiedene Tests mit dem neuen Konditionierer durchgeführt. Dabei werden sowohl die einzelnen Komponenten des Konditionierers, als auch der gesamten Konditionierer im Verbund untersucht. Die Resultate davon ermöglichen das Erstellen eines Modells für den Konditionierer. Dieses Modell dient zur Simulation von diversen Testszenarien und gestattet das Verifizieren von Anforderungen. Abschließend wird ein Konzept für die Belastungseinrichtung und den Konditionierer ausgearbeitet. Dieses Konzept veranschaulicht eine Möglichkeit zur flexiblen Nutzung dieser Komponenten in einem Prüfstand. Außerdem werden die Vorteile einer Flexibilisierung eines Prüfstandes dargestellt. Somit zeigt diese Studie einen Weg zur Realisierung eines modernen und flexiblen Motorenprüfstandes.
In einem Produktionsbetrieb werden Kunststofffolien mithilfe von Blasfolienextrusionsmaschinen hergestellt. Im Rahmen einer Effizienzsteigerungsoffensive wurde Kristl, Seibt & Co beauftragt, alle bestehenden Maschinen mit einem einheitlichen und maschinenunabhängigen Betriebsdatenerfassungssystem (BDE) auszurüsten. Um den Installationssaufwand zu vereinfachen und die Kosten zu verringern, wird über eine drahtlose Übertragung der Messwerte nachgedacht. Ziel dieser Arbeit war die Evaluierung von geeigneter Messtechnik um die Schlüsselparameter einer Blasfolienextrusionsmaschine messtechnisch zu erfassen und die Messdaten drahtlos zu übertragen. Zu diesem Zweck wurde der Produktionsprozess einer Blasfolienextrusionsmaschine analysiert. Im darauffolgenden Schritt wurden geeignete Sensortechnologien für eine maschinen- und materialunabhängige Messung der Foliendicke evaluiert und in einem Versuchsaufbau getestet. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit liegt auf der Evaluierung und dem Test industrietauglicher drahtloser Übertragungstechnologien. Nach der Erarbeitung und Auswahl geeigneter Sensor- und Übertragungstechnologien im theoretischen Teil, wurden diese in einem Versuchsaufbau getestet und bewertet. Das Ergebnis der Versuchsaufbauten zeigte die Grenzen der Messgenauigkeit auf und machte die Schwierigkeiten und Herausforderungen bei der Verwendung eines gemeinsamen Übertragungsmediums sichtbar. Deshalb kann der Einsatz der getesteten Technologien für diese Anwendung nicht empfohlen werden. Mit den Erkenntnissen über die Limitierungen der getesteten Sensor- und Drahtlostechnologien in dieser Arbeit, sollten neue Ansätze in der Systemarchitektur in Erwägung gezogen werden. Die Verwendung von nicht-optischen Sensortechnologien sowie lizensierten drahtlosen Übertragungstechnologien könnte in eine Richtung führen in welcher zufriedenstellende Ergebnisse für Kristl, Seibt & Co entstehen.
