Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Buch behandelt die Ursachen und Sanierung feuchter, salzbelasteter Mauerwerkswände, die Temperierung und Beheizung historischer Gebäude, den Feuchte- und Wärmeschutz von Fachwerk sowie Putztechniken für die Denkmalpflege. In der zweiten, erweiterten Auflage werden neue Begriffe wie "Feuchte-Akkumulation", "stoffhygroskopisch" und "salzhygroskopisch" eingeführt. Dies berücksichtigt die speziellen hygrothermischen Verhältnisse bei Gebäudemauern alter Bauart und erklärt die vielfach nur vermeintlich durch "aufsteigende Feuchte" verursachten Schäden. Damit trägt das Buch zur Versachlichung und Klärung von Problemen bei, die sich häufig im Zusammenhang mit der Erhaltung und Nutzung von alten Gebäuden ergeben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Beim abwechselnden Aufheizen und Abkühlen von Kunststoffspritzguss-Formwerkzeugen ist die konventionelle fluid-dynamische Prozessführung energieintensiv und wenig effizient. Neben stetig steigenden Anforderungen an die Bauteilqualität spielen vermehrt der Energiepreis und das wachsende Umweltbewusstsein eine entscheidende Rolle bei der Wahl der Temperiertechnologie.
Mit der induktiven Temperierung von Formwerkzeugbau steht eine energieeffiziente Temperiermethode zur Verfügung, welche zu einem Umdenken in der traditionell geprägten Werkzeugbaubranche führt aber bislang nur in Nischenanwendungen Anklang gefunden hat. Insbesondere der Präzisionsspritzguss, die Verarbeitung von höchstgefüllten elektrisch und thermisch leitfähigen Thermoplasten oder die spritzgusstechnische Herstellung von Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen, zeigten bislang das Leistungsvermögen der induktiv-variothermen Temperierung im Werkzeugbau auf.
Induktiv variotherm temperierte Spritzgieß- oder Heißpresswerkzeuge stellen aufgrund der Anzahl aller Einzelkomponenten ein komplexes Gesamtsystem dar. Um deren kosteneffiziente Konstruktion und Optimierung zur ermöglichen ist eine sorgsame simulativ gestützte Werkzeugauslegung notwendig.
Einen zentralen Aspekt dieser Arbeit bildet die Kombination eines unkonventionellen Werkzeugmaterials mit der simulativ optimierten induktiven Temperierung. Als Ziel galt es die Nachteile, wie beispielsweise hohen Energieaufwand, hohe Materialkosten und lange Zykluszeiten, konventioneller variotherm temperierter Stahlwerkzeuge ausgleichen zu können. Ein messtechnischen Ansatz zur Erfassung der Verlustleistung infolge der eingeprägten Wirbelströme von vollintegrierten Induktoren stellt einen weiteren Punkt dieser Arbeit dar und ergänzt die vorangegangenen ganzheitlichen simulativen Ansätze um quantitative Messwerte. Dieser Ansatz erfolgt mit dem Ziel sowohl gängige Werkzeugstähle hinsichtlich ihrer induktiven Erwärmungsleistung einordnen zu können, als auch ohne simulative Erkenntnisse den Auslegungsprozess im Hinblick auf eine vereinfachte Abschätzung der Aufheizzeit durch entsprechende stahlspezifische Kennfelder zu ermöglichen.
Im Rahmen eines öffentlich BMBF-geförderten Forschungsprojekts wurde in Zusammenarbeit mit Forschungspartnern ein neues, unkonventionelles, hybriden Werkzeugkonzepts gemeinschaftlich entwickelt. Um die Vorteile des hybriden Heißpresswerkzeugs sowie die Besonderheit des elektromagnetisch permeablen Materials (ultra-hochfester Beton) in Kombination mit der induktiven Temperierung aufzeigen zu können, wurden in Laborversuchen höchstgeffüllte, elektrisch und thermisch leitfähige graphitische Compoundplatten induktiver Erwärmung heißgepresst.
Im zweiten Teil der Arbeit wird das differenz-kalorimetrisch Messverfahren zur Erfassung der Verlustleistung für vollintegrierte Induktoren in Kunststoffspritzgieß- oder Heißpresswerkzeugen angewandt. Das Messverfahren wird thermodynamisch diskutiert sowie die konstruktive Auslegung erörtert. Anhand der durchgeführten Versuche an drei gängigen Kunststoffformstählen werden die Messdaten statistisch ausgewertet, interpoliert, zu stahlspezifischen Kennfeldern erweitert und miteinander verglichen. Die gewonnenen Kennfelder werden durch frequenzspezifische Simulationsdaten ergänzt und in eine darauf basierende Handlungsrichtlinie zur Abschätzung der Aufheizzeit und -rate integriert.
Aktualisiert: 2022-11-03
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In der Kunststofftechnik werden zur Auslegung von Kunststoffformteilen und zur Werkzeugauslegung unterschiedliche Computerprogramm eingesetzt. Für die Werkzeugauslegung stehen zum Beispiel Programme wie Cadmould ®, Moldex®, Moldflow® und Sigmasoft® zur Verfügung. Diese Programme berechnen den Füllvorgang, die Nachdruck- und Abkühlphase des Formteils im Werkzeug. Als Ergebnisse lassen sich z.B. Drücke, Temperaturen, Schergeschwindigkeiten und Schubspannungen darstellen. Auch das Schwindungs- und Verzugsverhalten des Formteils kann vorausgesagt werden. Diese Simulationsergebnisse zu verstehen und zu interpretieren ist nicht trivial, obwohl es sich um farblich schöne Darstellungen mit Zahlenwerten handelt. Hier soll das Buch über die Simulationstechnologie ansetzten. Es erklärt die Grundlagen der FEM, d.h. die verschiedenen Netztypen und den Einfluss der FEM auf die Ergebnisqualität. Weiterhin werden die mathematischen Grundlagen der Berechnung erläutert, um deren Einfluss auf das Ergebnis zu verstehen. Zusätzlich zu diesen Einflussgrößen spielen auch die hinterlegten Materialkarten und die Stoffgesetze eine wesentliche Rolle bei der Ergebnisinterpretation. Neben der thermischen Werkzeugauslegung ermöglichen die Programme auch eine mechanische Werkzeugauslegung. So lässt sich zum Beispiel ein Kernversatz voraussagen. Das Buch soll nicht nur bei der Interpretation der Simulationsergebnisse helfen, sondern auch Unterstützung bei der Lösungsfindung bieten. Abschließend wird auf die sogenannte integrative Simulation eingegangen. Durch die Verbindung der oben genannten Simulationsprogramme mit Programmen wie ANSYS®, ABAQUS® etc., die eine Belastungsberechnung ermöglichen, ist eine Formteilauslegung unter anisotropen Bedingungen möglich. Dazu ist ein sogenanntes Mapping der Ergebnisse über eine Schnittstelle, wie z.B. DIGIMAT®, notwendig. Auch auf dieses Thema soll in dem Buch eingegangen werden.
Aktualisiert: 2023-01-24
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In der Kunststofftechnik werden zur Auslegung von Kunststoffformteilen und zur Werkzeugauslegung unterschiedliche Computerprogramm eingesetzt. Für die Werkzeugauslegung stehen zum Beispiel Programme wie Cadmould®, Moldex3D®, Moldflow® und Sigmasoft® zur Verfügung. Diese Programme berechnen den Füllvorgang, die Nachdruck- und Abkühlphase des Formteils im Werkzeug. Als Ergebnisse lassen sich z.B. Drücke, Temperaturen, Schergeschwindigkeiten und Schubspannungen darstellen. Auch das Schwindungs- und Verzugsverhalten des Formteils kann vorausgesagt werden. Diese Simulationsergebnisse zu verstehen und zu interpretieren ist nicht trivial, obwohl es sich um farblich schöne Darstellungen mit Zahlenwerten handelt. Hier soll das Buch über die Simulationstechnologie ansetzten. Es erklärt die Grundlagen der FEM, d.h. die verschiedenen Netztypen und den Einfluss der FEM auf die Ergebnisqualität. Weiterhin werden die mathematischen Grundlagen der Berechnung erläutert, um deren Einfluss auf das Ergebnis zu verstehen. Zusätzlich zu diesen Einflussgrößen spielen auch die hinterlegten Materialkarten und die Stoffgesetze eine wesentliche Rolle bei der Ergebnisinterpretation. Neben der thermischen Werkzeugauslegung ermöglichen die Programme auch eine mechanische Werkzeugauslegung. So lässt sich zum Beispiel ein Kernversatz voraussagen. Das Buch soll nicht nur bei der Interpretation der Simulationsergebnisse helfen, sondern auch Unterstützung bei der Lösungsfindung bieten. Abschließend wird auf die sogenannte integrative Simulation eingegangen. Durch die Verbindung der oben genannten Simulationsprogramme mit Programmen wie ANSYS®, ABAQUS® etc., die eine Belastungsberechnung ermöglichen, ist eine Formteilauslegung unter anisotropen Bedingungen möglich. Dazu ist ein sogenanntes Mapping der Ergebnisse über eine Schnittstelle, wie z.B. DIGIMAT®, notwendig. Auch auf dieses Thema soll in dem Buch eingegangen werden.
Aktualisiert: 2023-02-28
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1979 begann in Dresden meine Lehre zum Baufacharbeiter. 1986 durfte ich schon Lehrlingen das Handwerk beibringen. 1989 bekam ich den Industriemeistertitel und reiste in den Westen aus. Seit dem Jahr 2000 bin ich Maurermeister und seit 2006 freier und unabhängiger Bausachverständiger. Seitdem gehe ich dem Missbauen auf den Grund! Daraus entstand das erste Buch 2009: "Dämmbaustil oder Baumeisterkunst?" Dadurch lernte ich viele Baukritiker des heutigen Bauens kennen! und schätzen! Ich arbeitete mich immer tiefer in die Bauphysikmaterie ein. Das zweite Buch entstand 2019: "Die Dämmlüge und das 100% Haus"! Mit der Idee zum 100% Haus stellte ich mir selbst die Aufgabe, diese nieder zu schreiben. Ich bin beeindruckt, wie schon vor über 40 Jahren die Bauphysik weitestgehend bis zu Ende gedacht und aufgeschrieben wurde. Der gebrannte Ziegelstein blieb als 100% Baustoff übrig. Dass er um Längen gewann, überraschte mich. Um so wichtiger ist es, die Menschen aufzuklären darüber, wie weit der verordnete Dämmbaustil vom funktionierenden Bauen entfernt ist. Mit diesem Buch werde ich Menschen finden, die mit mir das Bauen auf den Prüfstand stellen und eine neue Baugrundordnung erarbeiten.
Aktualisiert: 2023-02-07
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1979 begann in Dresden meine Lehre zum Baufacharbeiter. 1986 durfte ich schon Lehrlingen das Handwerk beibringen. 1989 bekam ich den Industriemeistertitel und reiste in den Westen aus. Seit dem Jahr 2000 bin ich Maurermeister und seit 2006 freier und unabhängiger Bausachverständiger. Seitdem gehe ich dem Missbauen auf den Grund! Daraus entstand das erste Buch 2009: "Dämmbaustil oder Baumeisterkunst?" Dadurch lernte ich viele Baukritiker des heutigen Bauens kennen! und schätzen! Ich arbeitete mich immer tiefer in die Bauphysikmaterie ein. Das zweite Buch entstand 2019: "Die Dämmlüge und das 100% Haus"! Mit der Idee zum 100% Haus stellte ich mir selbst die Aufgabe, diese nieder zu schreiben. Ich bin beeindruckt, wie schon vor über 40 Jahren die Bauphysik weitestgehend bis zu Ende gedacht und aufgeschrieben wurde. Der gebrannte Ziegelstein blieb als 100% Baustoff übrig. Dass er um Längen gewann, überraschte mich. Um so wichtiger ist es, die Menschen aufzuklären darüber, wie weit der verordnete Dämmbaustil vom funktionierenden Bauen entfernt ist. Mit diesem Buch werde ich Menschen finden, die mit mir das Bauen auf den Prüfstand stellen und eine neue Baugrundordnung erarbeiten.
Aktualisiert: 2023-02-07
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Die physikalischen Eigenschaften von Schokoladen sind wesentlich von der Kristallisationskinetik der eingesetzten Kakaobutter sowie äquivalent verwendeten Ersatzstoffen abhängig. Nur bei optimaler Kristallisation (βV-Kristalle) erhalten die Endprodukte die gewünschte Qualität und Haltbarkeit. Diese Dissertation richtet ihren Fokus auf die in Kakaobutter und ihren Äquivalenten vorliegenden freien Fettsäuren. Mittels DSC, NMR sowie Polarisationsmikroskopie erfolgte eine detaillierte Beurteilung des Einflusses der hauptanteilig in Kakaobutter enthaltenen freien Fettsäuren Stearin-, Palmitin- und Ölsäure auf die Kristallisationskinetik erstmals auch nach dem Prozessschritt des Temperierens sowie nach Zusatz von Kakaopartikeln. Während hinsichtlich der Wirkungsweise als Kristallisationsstarter die Kettenlänge als entscheidender Faktor identifiziert werden konnte, wurde das Ausmaß der verzögernden Wirkung sowohl von der verwendeten Fettsäure als auch deren Kompatibilität zum Hauptfett bestimmt. Zudem zeigten höher schmelzende Fettsäuren nach Temperierung ein enormes Potential die Kristallisationszeit zu reduzieren und damit kürzere Prozesszeiten und höhere Durchsatzzahlen zu ermöglichen. Diese Dissertation liefert somit nicht nur Strategien und Lösungsansätze zur Optimierung der Kristallisationsfähigkeit von Kakaobutter und -äquivalenten durch freie Fettsäuren, sondern bereitet auch eine essentielle Basis für weitere Untersuchungen der kristallisationskinetischen und polymorphen Eigenschaften von Partikelsystemen in Kakaobutter bzw. Schokoladen.
Aktualisiert: 2022-03-17
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Mittels einer Erweiterung um eine Temperierung zum kommerziell erhältlichen registrierenden Makrohärteprüfsystems Zwick ZHU 2.5 können Kunststoffe und Elastomere in Abhängigkeit der Einsatztemperatur charakterisiert und untereinander verglichen werden. Hierfür können aus den kontinuierlich aufgezeichneten Zeit-Kraft-Eindringtiefen-Werten unterschiedliche Kennwerte ermittelt werden, welche zu einer mehrparametrigen werkstofflichen Charakterisierung führen.
Dadurch können verschiedene Elastomere und Kunststoffe einsatzgezielt entwickelt und modifiziert werden.
Bei der Entwicklung und Bau des Prototypen wurden besondere Werte auf genaue Ermittlung der Kennwerte, schnelle Erreichung der Zieltemperatur und hohe Temperaturgenauigkeit der Sollwerttemperatur gelegt.
Durch eine innovative Software mit gezielter Kompensation der thermische Ausdehnung von Prüfmaschinenbauteilen, die unmittelbar für die Ermittlung von Wertepaaren im Kontakt mit dem Prüfkörper stehen, ist eine genaue Ermittlung der Kennwerte sicher gestellt.
Weiterhin ist die Steuerung und softwareseitige Bedienung des Prototypen auch auf zukünftige Ermittlung des Langzeitverhaltens von Werkstoffen mittels Kurzzeitversuche der Kriech- und Relaxationsverhaltens möglich.
Damit ist zukünftig eine gezielte Entwicklung von zum Beispiel Rohrleitungswerkstoffen mit einer Haltbarkeitsvorhersage von min. 50 Jahren bei bestimmten Temperatur- und Belastungsstufen gegeben.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Die induktiv-variotherme Beheizung von Spritzgießwerkzeugen basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Da die Wärme bei diesem Verfahren direkt im Werkzeug erzeugt wird, stellt sie ein sehr schnelles sowie effizientes Verfahren dar. Je nach Anordnung der Induktoren werden allerdings auch Bereiche erwärmt, in denen keine Erwärmung gewünscht ist. Durch die Anbringung geeigneter Temperaturführungen in Form von Isolierungen, wie sie in dieser Arbeit gezeigt werden, lässt sich die im Werkzeug entstehende Wärme in Richtung Kavität fokussieren. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der Heizzeit. Dennoch werden alle unmittelbar um den Induktor liegenden Werkzeugteile und damit nach wie vor auch unerwünschte Bereiche erwärmt. Daher wird in dieser Arbeit zusätzlich eine Variante zur Abschirmung und Wirbelstromführung vorgestellt. Somit können Bereiche von der Erwärmung ausgenommen werden und induzierte Wirbelströme gezielt in die gewünschte Richtung geführt werden. Dies spart zum einen unnötige Energieeinträge und zum anderen anschließende Kühlzeit.
Aktualisiert: 2021-07-26
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Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Das Buch behandelt die Ursachen und Sanierung feuchter, salzbelasteter Mauerwerkswände, die Temperierung und Beheizung historischer Gebäude, den Feuchte- und Wärmeschutz von Fachwerk sowie Putztechniken für die Denkmalpflege. In der zweiten, erweiterten Auflage werden neue Begriffe wie "Feuchte-Akkumulation", "stoffhygroskopisch" und "salzhygroskopisch" eingeführt. Dies berücksichtigt die speziellen hygrothermischen Verhältnisse bei Gebäudemauern alter Bauart und erklärt die vielfach nur vermeintlich durch "aufsteigende Feuchte" verursachten Schäden. Damit trägt das Buch zur Versachlichung und Klärung von Problemen bei, die sich häufig im Zusammenhang mit der Erhaltung und Nutzung von alten Gebäuden ergeben.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Spannender Einblick in die Wissenschaft: Der neue Band der Schriftenreihe gibt einen Einblick in die vielfältigen Varianten der Temperierung und zeigt zudem wie kontrovers die Diskussion – auch international – geführt wird. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Sammlungen erhalten: Die Temperierung als Mittel der Präventiven Konservierung – Eine Bewertung“ veranstaltete die Landesstelle für die nichtstaatlichen Museen in Bayern im November 2012 die Tagung „Die Temperierung – Beiträge zum aktuellen Forschungsstand“ im Kloster Benediktbeuern und lud Fachleute und Interessenten ein, sich über den aktuellen Entwicklungsstand der Temperierung zu informieren. Die Beiträge sind in diesem Band zusammengefasst und zeigen die – nicht immer kongruenten – Meinungen zur Temperierung auf.
Erstklassiges Fachwissen sowie umfangreiches historisches und aktuelles Bildmaterial – das Bayerische Landesamt für Denkmalpflege bringt beides in seiner Schriftenreihe zusammen. Im Fokus stehen aktuelle Fragen und exemplarische Aspekte der Denkmalpflege, erfüllt werden dabei auch Forschungsdesiderate der Geschichte, Kunstgeschichte, Architektur und Archäologie.
Aktualisiert: 2019-01-09
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Das Buch behandelt die Ursachen und Sanierung feuchter, salzbelasteter Mauerwerkswände, die Temperierung und Beheizung historischer Gebäude, den Feuchte- und Wärmeschutz von Fachwerk sowie Putztechniken für die Denkmalpflege. In der zweiten, erweiterten Auflage werden neue Begriffe wie "Feuchte-Akkumulation", "stoffhygroskopisch" und "salzhygroskopisch" eingeführt. Dies berücksichtigt die speziellen hygrothermischen Verhältnisse bei Gebäudemauern alter Bauart und erklärt die vielfach nur vermeintlich durch "aufsteigende Feuchte" verursachten Schäden. Damit trägt das Buch zur Versachlichung und Klärung von Problemen bei, die sich häufig im Zusammenhang mit der Erhaltung und Nutzung von alten Gebäuden ergeben.
Aktualisiert: 2021-12-13
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