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Regelsysteme zur Verlängerung der Lebensdauer von Leistungsmodulen in Antriebswechselrichtern

Regelsysteme zur Verlängerung der Lebensdauer von Leistungsmodulen in Antriebswechselrichtern von Wölfle,  Julian
Beim Betrieb von leistungselektronischen Schaltungen sind die Halbleiterchips der Ventile einem von verschiedenen Einflussfaktoren abhängigen zeitlichen Verlauf ihrer Temperatur unterworfen. Maßgeblich für diesen Temperaturverlauf sind einerseits die vom augenblicklichen Betriebszustand abhängigen Durchlass- und Umschaltverluste sowie andererseits das thermische Verhalten des den jeweiligen Halbleiterchips fixierenden und kontaktierenden mechanischen Aufbaus. In dieser Arbeit wird eine Regelung konzipiert, welche die Reduktion der Amplitude der Temperaturzyklen der Ventile durch Erhöhung der Temperatur während den niedrigen Lastzuständen zum Ziel hat. Das vorgeschlagene Regelprinzip wird an einem herkömmlichen Zwei-Punkt-Wechselrichter und jeweils an zwei Drei-Punkt-Wechselrichtern, welche jeweils mit IGBT-Leistungsmodulen ausgestattet sind, erst durch Simulation und dann durch Messung erprobt. Die Amplituden der Temperaturzyklen der Ventile der Wechselrichter sollen im Betrieb durch eine Erhöhung der Verlustleistung in den niedrigen Lastzuständen reduziert werden. In dieser Arbeit werden für die Erhöhung der Verlustleistung alternativ drei Stellgrößen verwendet: die Variation der Frequenz der Pulsweitenmodulation, die Variation der Winkellänge der Vollaussteuerungsbereiche bei einem diskontinuierlichem Modulationsverfahren und die Vorgabe einer Stromamplitude. Die zuletzt genannte Stellgröße kann dabei nur in Kombination mit einer elektrischen Drehstrommaschine verwendet werden. Dabei werden bei allen Temperaturregelsystemen die mechanischen Ausgangsgrößen der Maschine nicht beeinflusst.
Aktualisiert: 2021-10-06
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Verschleiß als Lebensdauergrenze für Zahnräder

Verschleiß als Lebensdauergrenze für Zahnräder von Dobler,  Andreas
Hochbelastete Zahnräder unterliegen im Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit häufig einem kontinuierlichen Verschleiß. Besonders verschleißgefährdet sind kleine Leistungsgetriebe sowie Getriebe mit Zahnradpaarungen unterschiedlicher Härte. In der Arbeit werden Möglichkeiten zur Berechnung des Verschleißes an Kleingetrieben validiert und mögliche Verschleißschutzmaßnahmen auf ihr Potenzial zur Steigerung der Verschleißtragfähigkeit kleinmoduliger Verzahnungen überprüft. Ferner werden die Auswirkungen von Verschleiß auf die Tragfähigkeit und das dynamische Betriebsverhalten von Verzahnungen unterschiedlicher Baugröße untersucht. Im Ergebnis dieser Untersuchungen wird u. a. eine Verbesserung des Berechnungsverfahrens für die Grübchentragfähigkeit nach ISO 6336-2 vorgeschlagen. Die Arbeit hat einen experimentellen Schwerpunkt und ist durch theoretische Studien und Simulationsrechnungen gestützt.
Aktualisiert: 2021-09-20
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Lastangepasste Randzonenfunktionalisierung

Lastangepasste Randzonenfunktionalisierung von Meyer,  Kolja Hannes
Die Oberflächen- und Randzoneneigenschaften entscheiden über das Einsatzverhalten und die Lebensdauer metallischer Bauteile. Eine gezielte, lastangepasste Einstellung der Randzoneneigenschaften wird von einer Funktionalisierung bezeichnet. Eine Funktionalisierung setzt allerdings Kenntnisse über den thermomechanischen Lastzustand während der Bearbeitung voraus. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen den durch das Fertigungsverfahren Festwalzen einstel lbaren Randzoneneigenschaften und deren Einfluss auf die Lebensdauer bei Umlaufbiege- und Torsionsbelastung ermittelt.
Aktualisiert: 2021-10-14
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Lastangepasste Randzonenfunktionalisierung

Lastangepasste Randzonenfunktionalisierung von Meyer,  Kolja Hannes
Die Oberflächen- und Randzoneneigenschaften entscheiden über das Einsatzverhalten und die Lebensdauer metallischer Bauteile. Eine gezielte, lastangepasste Einstellung der Randzoneneigenschaften wird von einer Funktionalisierung bezeichnet. Eine Funktionalisierung setzt allerdings Kenntnisse über den thermomechanischen Lastzustand während der Bearbeitung voraus. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen den durch das Fertigungsverfahren Festwalzen einstel lbaren Randzoneneigenschaften und deren Einfluss auf die Lebensdauer bei Umlaufbiege- und Torsionsbelastung ermittelt.
Aktualisiert: 2021-08-11
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Ratgeber Heizung

Ratgeber Heizung von Spruth,  Johannes
Welche Heizung ist die richtige? Wenn Sie einen Neubau planen oder Ihr bestehendes Gebäude sanieren wollen, spielt die richtige Haustechnik eine wichtige Rolle. Denn mit ihr entscheiden Sie, wie effizient Ihr Energieverbrauch ist, wie hoch Ihre Energiekosten sein werden und wie umweltfreundlich Sie Wärme und Warmwasser erzeugen. Zahlreiche innovative Techniken stehen zur Verfügung – klug kombiniert und mit Fördermitteln unterstützt, sind viele dieser Techniken eine lohnende Investition. Dieser Ratgeber begleitet Sie Schritt für Schritt bei der Planung und Umsetzung. Wirtschaftlichkeit individuell berechnen Natürlich ist jedes Gebäude anders, der Energieverbrauch seiner Bewohner ist unterschiedlich und auch die Investitionskosten für eine neue Haustechnik werden im konkreten Fall von den Beispielen im Buch abweichen. Deshalb bieten wir Ihnen die Tabellen aus dem Ratgeber als interaktives Online-Tool im Internet an. Dort können Sie Ihre Werte eingeben (zum Beispiel Wohnfläche, Gas-/ Strompreis, Stromverbrauch, Investitionskosten) und erhalten ein Ergebnis für Ihre individuelle Planung.
Aktualisiert: 2021-07-23
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Lebenszykluskostenbewertung von Schutzeinrichtungen

Lebenszykluskostenbewertung von Schutzeinrichtungen von Eckert,  Stefan, Hendrich,  Aline, Horlacher,  Stefan, Kathmann,  Stefan, Scotti,  Christian, von Heel,  Emanuel
V 341: Stefan Eckert, Aline Hendrich, Stefan Horlacher, Thorsten Kathmann, Christian Scotti, Emanuel von Heel Lebenszykluskostenbewertung von Schutzeinrichtungen 72 S., 29 Abb., 14 Tab., ISBN 978-3-95606-572-9,2021 Mittels einer Lebenszykluskostenanalyse (LCC) wurde eine ökonomische Bewertung von Schutzeinrichtungen durchgeführt. Als funktionale Einheit wurde ein 1,0 km langer Abschnitt einer Schutzeinrichtung der Aufhaltestufe H2 aus Standardelementen an einer Autobahn im Mittelstreifen einer Richtungsfahrbahn definiert. Der Betrachtungszeitraum von 25 Jahren umfasst folgende Lebenszyklusphasen: • Investition: Ausschreibung, Planung und Beauftragung sowie Herstellung und Errichtung, • Nutzungsphase über Lebensdauer, • Kosten am Lebensende: Abriss, Rückbau und Entsorgung. Anhand einer Literaturrecherche, einer Datenerhebung bei Interessensvertretern und beteiligten Akteuren sowie in diversen Expertengesprächen wurden die relevanten Kostenarten sowie deren Höhe für die beispielhaft ausgewählten Systeme ermittelt. Zur einheitlichen Kostenbewertung wurde das Bezugsjahr 2018 definiert und der Nettobarwert be stimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Investitionen den größten Anteil an den Lebenszykluskosten ausmachen, während die Nutzungskosten weniger relevant sind. Sie sind nur bei freier Strecke wesentlich (> 5 % der Lebenszykluskosten) und werden von den Grünpflegekosten dominiert. Im Rahmen von Sensitivitätsanalysen erwiesen sich die Ergebnisse als robust. Die Kosten am Lebensende sowie deren Sensitivität schwanken zwischen den Systemen und sollten deshalb immer fallspezifisch berücksichtigt werden. Zur überschlägigen Abschätzung der Wesentlich keit der Nutzungskosten gilt: Betragen die jährlichen Nutzungskosten > 0,27 % der Baukosten, sind diese wesentlich (> 5 %). Zur Erstellung einer LCC können die fallspezifischen Randbedingungen in einen Excel¬-Rechner frei eingegeben werden. Die Studie identifizierte weiteren Forschungsbedarf hauptsächlich bezüglich einzelner noch nicht aus reichend quantifizierter Kostenarten u. a. auch für die Aufstellung im Seitenstreifen sowie der Einbezug von externen Umweltkosten wie z. B. Kosten für CO2e¬Emissionen.
Aktualisiert: 2021-04-15
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Maßnahmen zur Erhöhung der Lebens- und Nutzungsdauer von Kugelgewindetrieben unter Kurzhubbelastung in elektro-mechanischen Flugsteuerungsaktuatoren

Maßnahmen zur Erhöhung der Lebens- und Nutzungsdauer von Kugelgewindetrieben unter Kurzhubbelastung in elektro-mechanischen Flugsteuerungsaktuatoren von Kupfer,  Christoph
In dieser Arbeit werden drei Maßnahmen untersucht, die es ermöglichen können, Kugelgewindetriebe in Aktuatoren der Querrudersteuerung moderner Verkehrsflugzeuge einzusetzen. Diese Arbeit befasst sich mit Maßnahmen, die den Einsatz von Kugelgewindetrieben in elektro-mechanischen Aktuatoren der Flugsteuerung von Verkehrsflugzeugen ermöglichen. Dabei wird der Fokus auf die durch die Kurzhubbelastung entstehenden Herausforderungen gelegt, wodurch bei konventioneller Auslegung eine geringe Lebens- und Nutzungsdauer der Komponenten durch Abrasions- und Adhäsionsverschleiß resultiert. Als erste Maßnahme wird eine neue Methodik zur Berechnung der Lebensdauer von Kugelgewindetrieben auf Basis von Abrasion und Adhäsion vorgestellt. Im Rahmen experimenteller Lebensdauertests werden Kugelgewindetriebe untersucht, um die Annahme des abrasiven und adhäsiven Verschleißes unter Kurzhubanwendungen und eine generelle Anwendbarkeit der Methodik zu bestätigen. Die zweite Maßnahme untersucht verschiedene Gestaltungoptionen der Subkomponenten von Kugelgewindetrieben für einen verschleißarmen Einsatz und analysiert diese auf Aktuatorebene. Als dritte Maßnahme wird ein Zustandsprognosesystem zur Vorhersage der verbliebenen Nutzungszeit eines sich im Betrieb befindlichen Kugelgewindetriebes modellbasiert und experimentell bewertet.
Aktualisiert: 2021-03-29
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Das Ende des Alterns

Das Ende des Alterns von Grimm,  Michael A., LaPlante,  Matthew D., Sinclair,  David A.
Bis vor kurzem wusste die Wissenschaft nicht, warum und wie Lebewesen altern. Seit einigen Jahren fließen Milliarden in die Altersforschung; mit dem wachsenden Verständnis für die Funktionsweise des Epigenoms lösen sich viele Rätsel um die Entwicklung und die Veränderungen von Zellen und Organismen im Laufe des Lebens. David A. Sinclair ist Professor für Genetik an der Harvard Medical School und Pionier der epigenetischen Medizin. In diesem Buch erklärt er, auf welche Weise man Gesundheit und Lebensdauer steigern kann. Unser Epigenom nimmt über die Jahrzehnte Schaden. Diese Schäden lassen uns altern und machen uns anfällig für Krankheiten. Prof. Sinclair erforscht, wie man die richtigen Gene wieder aktivieren und so den Organismus heilen und verjüngen kann. Seine Forschungsergebnisse eröffnen ungeahnte Möglichkeiten für die Medizin, aber sie können auch zu gesellschaftspolitischen Verwerfungen führen.
Aktualisiert: 2021-09-24
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Das Ende des Alterns

Das Ende des Alterns von LaPlante,  Matthew D., Sinclair,  David A.
Bis vor kurzem wusste die Wissenschaft nicht, warum und wie Lebewesen altern. Seit einigen Jahren fließen Milliarden in die Altersforschung; mit dem wachsenden Verständnis für die Funktionsweise des Epigenoms lösen sich viele Rätsel um die Entwicklung und die Veränderungen von Zellen und Organismen im Laufe des Lebens. David A. Sinclair ist Professor für Genetik an der Harvard Medical School und Pionier der epigenetischen Medizin. In diesem Buch erklärt er, auf welche Weise man Gesundheit und Lebensdauer steigern kann. Unser Epigenom nimmt über die Jahrzehnte Schaden. Diese Schäden lassen uns altern und machen uns anfällig für Krankheiten. Prof. Sinclair erforscht, wie man die richtigen Gene wieder aktivieren und so den Organismus heilen und verjüngen kann. Seine Forschungsergebnisse eröffnen ungeahnte Möglichkeiten für die Medizin, aber sie können auch zu gesellschaftspolitischen Verwerfungen führen.
Aktualisiert: 2021-09-24
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