Bereits seit über 100 Jahren informiert das Kirchliche Handbuch regelmäßig
über aktuelle Zahlen aus dem Leben der katholischen Kirche. Damals wie
heute soll es „ein Nachschlagewerk sein, in dem alle, welche sich für kirchliche
Fragen interessieren, Aufschluss finden können über die katholische
Kirche in Deutschland, ihren Bestand an Mitgliedern und deren Verteilung
über die einzelnen Gebietsteile“ wie es im Ersten Band aus 1908 heißt.
Auch wenn durch Digitalisierung und Neue Medien Informationen immer
schneller der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, nimmt das Statistische
Jahrbuch der Bistümer als gedrucktes Kompendium einen besonderen
Stellenwert ein. Insbesondere der Vergleich über lange Zeiträume kann
Entwicklungen aufzeigen, die durch einmalige Erhebungen nicht oder nur
schwer auszumachen und zu interpretieren sind. Mit dem Band XLI, der die
früheren Datenreihen um die Statistik bis 2015 ergänzt, legt das Sekretariat
der Deutschen Bischofskonferenz eine aktuelle Ausgabe vor, die an die
Inhalte der Vorjahresbände anknüpft.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Das Füllhorn, das cornu copiae, gefüllt mit Blumen oder Früchten, ist ein altes mythologisches Symbol für einen überfließenden Reichtum. Fruchtbarkeit, Freigebigkeit und Reichtum bis zum Überfluss sind garantiert. Zuerst soll damit die Ziege Amaltheia Zeus aufgezogen haben, doch verwendet wurde es auch von Gaia, der Erde, von Eirene, dem Frieden, von Tyche, dem Schicksal, und von Plutos, der kleinen Personifikation des Reichtums, der aber nur unter dem Schutz der Eirene zur vollen Wirkung kommen konnte. In der römischen Mythologie bediente sich Flora seiner im Frühling. Die Personifizierung der Pax zierte als Pax Augusti mit dem Füllhorn viele römische Münzen. Das Füllhorn
unseres Titelbilds wird von Plutos und Eirene gehalten. Die Originalstatue der Eirene und des Plutos schuf kurz nach 374 v. Chr. der athenische Künstler Kephisodot, der vermeintliche Vater von Praxiteles.
Wir haben dieses Motiv auf die Fülle der lateinischen Kultur übertragen. Von Rom und Merida über Aachen und Köln bis Münster und Kalkriese, von der Antike bis in die Neuzeit, von Stadtgründungen über Kirchenbauten bis zu Hoffnungen auf Freiheit und Frieden und jüngst gefundene augusteische Sil- bermünzen - vielseitig zeigt sich das Füllhorn unserer Jubiläumsausgabe. Die lateinische Sprache bietet den Schlüssel für ein Verständnis unserer vielseitigen Kultur. Beispiele: Die Grundlage zum Artikel über die Li- bertas-Vorstellung bei Livius legte Lara Nowak als Schülerin im Certamen Carolinum. Horaz' Hoffnung auf Octavian bzw. dem späteren Augustus mag unseren Lateinschülern unabhängig von ihren zentralen Autoren einen Einblick in die Hoffnungen der augusteischen Zeit nach dem Bürgerkrieg geben. Horaz spielt zwar in den zentralen Inhalten der Oberstufe kaum noch eine Rolle, bleibt aber ein faszinierender und höchst genialer Autor. Die Beschäftigung mit seiner zweiten Ode verschafft einen klaren Einblick in den Vorabend der Pax Augusta. Manche Städte dürfen ihre Gründung auf Augustus zurückführen. Ein beeindruckendes Beispiel bietet die Geschichte von Merida in der spanischen Extremadura, eine Stadt, die noch lange nicht fertig ausgegraben ist. Ein weiterer Artikel beschäftigt sich mit der römischen Frauenstatue von Burtscheid, deren Ursprünge ebenfalls in der augusteischen Zeit liegen könnten. Sechs Chronogramme, gefunden im noch nicht untergegangenen Historischen Archiv der Stadt Köln im Bestand Wallraf, führen ins Jahr 1819 und zu den Ursprüngen eines neuen Domkrans für den noch nicht fertiggestellten Kölner Dom. 2018 lud eine Exkursion nach Münster ein. Faszinierend war hier die Ausstellung „Eirene/Pax. Der Frieden in der Antike." Das Nachdenken und Ringen um den Frieden ist eine uralte Menschheitsaufgabe, die heute von größter Aktualität ist. Die Nachbildung der Eirene mit Plutos war in dieser Ausstellung ein faszinierender Blickfang und gab die Vorlage zum Titelbild der vorliegenden Ausgabe.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Die Stempelverstreckung im Thermoformen ermöglicht die Anpassung bzw. das Homogenisieren der Wanddickenverteilung der hergestellten Formteile. Die Auslegung der Vorstreckstempel zum Erzielen einer gewünschten Wanddickenverteilung ist aufgrund vieler Einflussfaktoren nicht trivial. Um insbesondere den Einfluss der Stempelgeometrie zu ermitteln, wurden Vorstreckstempel mit unterschiedlichen Wandschrägen sowie Kantenradien gefertigt. Zusätzlich wurde die Folientemperatur variiert, da diese einen signifikanten Einfluss auf die Verstreckwiderstände des Materials aufweist. Die Untersuchungen zeigen, dass die Einflüsse der Geometrie- und Prozessparameter in Abhängigkeit des verwendeten Kunststoffs variieren. Beim Einsatz von Polystyrol weist die Wandschräge des Vorstreckstempels einen großen Einfluss auf die Wanddickenverteilung auf, während bei Polypropylen die Wanddickenverteilung eher von der Folientemperatur sowie dem Kantenradius abhängig ist. Weiterhin können Wechselwirkungen zwischen den jeweiligen Parametern bestehen.
Da in der Praxis nicht davon ausgegangen werden kann, dass die erste gewählte Stempelgeometrie die gewünschte Wanddickenverteilung erzeugt, werden vor der aufwendigen Anpassung der Stempel die Prozessparameter variiert. Dabei weisen sowohl der Verstreckweg, die Verstreckgeschwindigkeit als auch der Zuschaltpunkt der Formluft einen Einfluss auf die Wanddickenverteilung auf. Wie auch beim Stempelgeometrieeinfluss sind die jeweiligen Ausprägungen der Effekte materialabhängig. Weiterhin besteht eine signifikante Änderung der Effekte bei der Variation des Zuschaltpunktes der Formluft bei PS, während bei PP nur leichte Änderungen in der Effekthöhe auftreten. Besonders hervorzuheben ist der Verstreckweg sowie der Zeitpunkt der Formluftzuschaltung, um die Wanddickenverteilung zu beeinflussen. Die Wanddickenverteilungen werden durch die Prozessparameter nur lokal beeinflusst, der Verlauf selbst ändert sich kaum.
Die Analyse der Topload-Stabilität der Formteile zeigt, dass deren Homogenität nicht mit der ertragbaren Belastung zusammenhängt. Die Korrelation ist sehr gering. Die Korrelation zwischen der geringsten Wanddicke des Formteils und der Topload-Stabilität ist höher und weist darauf hin, dass ein Zusammenhang besteht. Dabei weist weiterhin die Position der dünnsten Wanddicke einen zusätzlichen Einfluss auf, sodass weiterführende Untersuchungen zur besseren Vorhersage der Topload-Stabilität nötig sind.
Weitere Einflüsse auf die Wanddickenverteilungen weisen die Stempeltemperatur sowie die Oberflächenrauheit der Vorstreckstempel auf, wobei eine höhere Stempeltemperatur und Vorstreckstempelrauheit zu dickeren Bodenbereichen der Formteile führen.
Aktualisiert: 2023-06-08
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Handlaminierte Gitterroste aus glasfaserverstärktem Kunststoff kommen aufgrund ihrer werkstofflichen Vorteile gegenüber konventionellen Gitterrosten aus metallischen Werkstoffen (insbesondere wegen der hohen Korrosionsbeständigkeit und geringen Konduktivität) für eine breite Anwendung im Bauwesen in Betracht. Trotz hoher Nachfrage auf der Anwenderseite werden der Verwendung solcher Bauteile bislang hohe bauaufsichtliche Hürden entgegengestellt. Dies ist nicht zuletzt durch einen lückenhaften und unzureichenden Kenntnisstand zum Tragverhalten von GFK-Gitterrosten begründet. Die Besonderheiten, die sich aus dem statischen System eines Gitterrostes als vielfach unbestimmtes Tragwerk ergeben, wurden in Kombination mit den materialspezifischen Eigenschaften der eingesetzten Verbundwerkstoffe bisher nicht systematisch untersucht. Die vorliegende Arbeit wurde deswegen mit dem Ziel verfasst, den Wissensstand auf diesem Gebiet voranzubringen und Grundlagen für ein sicheres und ökonomisches Bemessungskonzept zu schaffen.
Im ersten Schritt wurden die theoretischen Grundlagen für die mechanische Analyse von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen nach derzeitigem Stand der Technik dargestellt. Neben relevanten Informationen zu den für die erstellung der Gitterroste verwendeten Ausgangswerkstoffen und Fertigungsverfahren wurde auf die (nichtlineare) Spannungsanalyse auf Einzelschichtebene (orthotrop) und Laminatebene (inhomogen und anisotrop) eingegangen. Außerdem wurde das Konzept der Puck’schen Bruch- und Degradationsanalyse für räumlich beanspruchte, unidirektional verstärkte Einzelschichten, sowie deren effiziente Anwendung auf isotrope Schichten aus reinem Kunststoff erläutert. Für die Ermittlung der benötigten Einzelschichtsteifigkeiten und -festigkeiten wurden bekannte, mikromechanische Mischungsregeln vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-05-18
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Handlaminierte Gitterroste aus glasfaserverstärktem Kunststoff kommen aufgrund ihrer werkstofflichen Vorteile gegenüber konventionellen Gitterrosten aus metallischen Werkstoffen (insbesondere wegen der hohen Korrosionsbeständigkeit und geringen Konduktivität) für eine breite Anwendung im Bauwesen in Betracht. Trotz hoher Nachfrage auf der Anwenderseite werden der Verwendung solcher Bauteile bislang hohe bauaufsichtliche Hürden entgegengestellt. Dies ist nicht zuletzt durch einen lückenhaften und unzureichenden Kenntnisstand zum Tragverhalten von GFK-Gitterrosten begründet. Die Besonderheiten, die sich aus dem statischen System eines Gitterrostes als vielfach unbestimmtes Tragwerk ergeben, wurden in Kombination mit den materialspezifischen Eigenschaften der eingesetzten Verbundwerkstoffe bisher nicht systematisch untersucht. Die vorliegende Arbeit wurde deswegen mit dem Ziel verfasst, den Wissensstand auf diesem Gebiet voranzubringen und Grundlagen für ein sicheres und ökonomisches Bemessungskonzept zu schaffen.
Im ersten Schritt wurden die theoretischen Grundlagen für die mechanische Analyse von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen nach derzeitigem Stand der Technik dargestellt. Neben relevanten Informationen zu den für die erstellung der Gitterroste verwendeten Ausgangswerkstoffen und Fertigungsverfahren wurde auf die (nichtlineare) Spannungsanalyse auf Einzelschichtebene (orthotrop) und Laminatebene (inhomogen und anisotrop) eingegangen. Außerdem wurde das Konzept der Puck’schen Bruch- und Degradationsanalyse für räumlich beanspruchte, unidirektional verstärkte Einzelschichten, sowie deren effiziente Anwendung auf isotrope Schichten aus reinem Kunststoff erläutert. Für die Ermittlung der benötigten Einzelschichtsteifigkeiten und -festigkeiten wurden bekannte, mikromechanische Mischungsregeln vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-05-08
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Handlaminierte Gitterroste aus glasfaserverstärktem Kunststoff kommen aufgrund ihrer werkstofflichen Vorteile gegenüber konventionellen Gitterrosten aus metallischen Werkstoffen (insbesondere wegen der hohen Korrosionsbeständigkeit und geringen Konduktivität) für eine breite Anwendung im Bauwesen in Betracht. Trotz hoher Nachfrage auf der Anwenderseite werden der Verwendung solcher Bauteile bislang hohe bauaufsichtliche Hürden entgegengestellt. Dies ist nicht zuletzt durch einen lückenhaften und unzureichenden Kenntnisstand zum Tragverhalten von GFK-Gitterrosten begründet. Die Besonderheiten, die sich aus dem statischen System eines Gitterrostes als vielfach unbestimmtes Tragwerk ergeben, wurden in Kombination mit den materialspezifischen Eigenschaften der eingesetzten Verbundwerkstoffe bisher nicht systematisch untersucht. Die vorliegende Arbeit wurde deswegen mit dem Ziel verfasst, den Wissensstand auf diesem Gebiet voranzubringen und Grundlagen für ein sicheres und ökonomisches Bemessungskonzept zu schaffen.
Im ersten Schritt wurden die theoretischen Grundlagen für die mechanische Analyse von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen nach derzeitigem Stand der Technik dargestellt. Neben relevanten Informationen zu den für die erstellung der Gitterroste verwendeten Ausgangswerkstoffen und Fertigungsverfahren wurde auf die (nichtlineare) Spannungsanalyse auf Einzelschichtebene (orthotrop) und Laminatebene (inhomogen und anisotrop) eingegangen. Außerdem wurde das Konzept der Puck’schen Bruch- und Degradationsanalyse für räumlich beanspruchte, unidirektional verstärkte Einzelschichten, sowie deren effiziente Anwendung auf isotrope Schichten aus reinem Kunststoff erläutert. Für die Ermittlung der benötigten Einzelschichtsteifigkeiten und -festigkeiten wurden bekannte, mikromechanische Mischungsregeln vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-05-08
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Ein breiterer Einsatz von Profilen aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen setzt eine stärkere Industrialisierung des Pultrusionsprozesses voraus, was insbesondere eine weitere Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit ohne Verminderung der Bauteilqualität oder Prozessstabilität erfordert. Aufgrund der hierdurch verringerten Zeit für die Imprägnierung der Verstärkungsfasern und für die Aushärtung des Reaktionsharzes sowie der tendenziell steigenden Abzugskraft besteht Forschungsbedarf hinsichtlich einer optimierten Injektionsboxgeometrie, einer optimierten Heizstrategie sowie zur Verringerung der entstehenden Abzugskraft.
Vor diesem Hintergrund leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum grundlegenden Prozessverständnis. Es wird untersucht, wie die Imprägnierung, Aushärtung und Entstehung der Abzugskraft bei hohen Pultrusionsgeschwindigkeiten verbessert werden können. Auf Basis der Ergebnisse von Experimenten mit einer Injektionsbox mit variablem Öffnungswinkel kann eine Injektionsboxgeometrie spezifiziert werden, die Prozessstabilität und gleichbleibende Bauteileigenschaften über einen breiten Geschwindigkeitsbereich gewährleistet. Zudem wird gezeigt, dass die Verringerung des Öffnungswinkels den entscheidenden Hebel zur Erreichung eines höheren Imprägnierdrucks darstellt. Dies erfordert allerdings eine entsprechend steif ausgelegte Werkzeugtechnik und führt gleichzeitig zu einer tendenziell größeren Abzugskraft. In Verbindung mit optimierten Werkzeugtemperaturen, die mithilfe von Machine-Learning-Modellen und verschiedenen Optimierungsalgorithmen identifiziert wurden, kann die Produktionsgeschwindigkeit theoretisch um 35 % im Vergleich zum Referenzpunkt gesteigert werden, ohne dass sich die Bauteilqualität verschlechtert. Die optimale Heizstrategie sieht abweichend vom Stand der Technik eine schnelle Wärmeeinbringung sowie eine aktive Kühlung von hinteren Teilbereichen des Werkzeugs vor. Der charakteristische Verlauf der umsatzabhängigen Reibungszahl zeigt jedoch, dass dies mit einer Steigerung der Abzugskraft einhergehen würde. Zudem ist eine effektive thermische Trennung von Injektionsbox und Werkzeug nötig, um eine ausreichende Prozessstabilität zu gewährleisten. Unabhängig von der Werkzeugbeschichtung wäre im Hinblick auf eine geringe Abzugskraft eine möglichst lange Flüssigzone im Werkzeug optimal. Dies steht allerdings im Konflikt mit der optimalen Heizstrategie, die eine kurze Flüssigzone zur Folge hat. Demnach ist je nach Anwendungsfall durch Gewichtung der einzelnen Optimierungsmaßnahmen ein Kompromiss zur Erreichung eines globalen Optimums erforderlich.
Aktualisiert: 2023-04-13
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Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung und Charakterisierung von organochemischen Beschichtungssystemen auf den etablierten Dentalabutment-Werkstoffen Y-TZP und Ti6Al4V. Hierbei wurden die extrazellulären Matrixproteine (EZM) Fibronektin und Laminin auf silanisierten Oberflächen mittels eines bifunktionellen Quervernetzers (BS3) immobilisiert. Darüber hinaus wurde ein biologisches Funktionalisierungsmodell untersucht, das Streptavidin mit biotinyliertem Fibronektin umfasste. Innerhalb dieser Arbeit wurde die Fragestellung ergründet, ob eine verstärkte Adhäsion von Gingiva-Zellen durch die kovalente Immobilisierung der EZM-Proteine Fibronektin und Laminin auf den Dentalabutment-Oberflächen hervorgerufen werden kann. Darüber hinaus wurde das Anhaftungsverhalten drei verschiedener Bakterienstämme auf den biofunktionalisierten Oberflächen untersucht. Die Kultivierungsuntersuchungen von gingivalen Fibroblasten und Keratinozyten auf EZM-Protein-funktionalisierten-Proben zeigten eine deutlich erhöhte Adhäsion, Proliferation und Migrationsaktivität, im Gegensatz zu Zellen, die auf nativen Oberflächen kultiviert wurden. Die Bakterienversuche ergaben eine reduzierte Anhaftung sowohl auf Streptavidin als auch auf BS3-quervernetzten-Fibronektin-Oberflächen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit kann das Eindringungsverhalten eines definierten Biofilms in einem dreidimensionalen Gingiva-Abutment-Modell in vitro an der Grenzfläche zwischen funktionalisiertem Dentalabutment-Werkstoff erforscht werden, um so zur Prävention von periimplantären Erkrankungen beitragen zu können.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Die Beantwortung der Frage, ob für endlosfaserverstärkte Kunststoffe eine Grenze existiert, unterhalb derer kein progressives Schädigungsverhalten stattfindet, erfordert ein fundamentales Verständnis der Prozesse, die im Werkstoff unter einer Ermüdungsbelastung stattfinden. Mithilfe experimenteller und numerischer Untersuchungen auf unterschiedlichen Modellierungsskalen wird ein Modell für diese Prozesse in der vorliegenden Arbeit ausgearbeitet.
Eine Ermüdungsbelastung führt zu einer Änderung des mikromechanischen Spannungszustandes im Material durch zwei fundamentale Effekte: Erstens einer Änderung der mechanischen Eigenschaften der Matrix durch Visko-elastizität und Schädigung der Matrix auf molekularer Ebene. Zweitens durch das Auftreten von Rissen in der Größenordnung der Filamente – sogenannte Mikroschädigungen.
Als Grundlage für die Mikroschädigungsentwicklung unter Ermüdungsbelastung wird das Mikroschädigungsverhalten unter quasi-statischer Belastung bestimmt. Auf dieser Basis wird das Mikroschädigungsverhalten unter schwellender transversaler Ermüdungsbeanspruchung mithilfe experimenteller und numerischer Methoden analysiert. Zur experimentellen Quantifizierung der Ermüdungsschädigungsevolution wird die Schallemissionsanalyse eingesetzt und die Interaktion der Vorbelastung mit den Festigkeitsgrenzen untersucht. Numerisch wird der Effekt des Mittelspannungskriechens mithilfe eines repräsentativen Volumenelements analysiert. Auf Basis Erkenntnisse aus den experimentellen und numerischen Untersuchungen wird ein energiebasiertes Modell zur Lebensdauerberechnung unter schwellender transversaler Belastung erarbeitet.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Für die simulative Abbildung werden, trotz des sehr ähnlichen visko-elasto-plastischen Materialverhaltens der thermoplastischen Elastomere (TPE) zu klassischen Elastomeren, bisher nur Speziallösungen verwendet. Diese sind lediglich für ein bestimmtes TPE gültig. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine Methodik zur Modellierung des visko-elasto-plastischen Materialverhaltens der TPE auf Basis etablierter Materialmodelle unter Berücksichtigung des Beanspruchungszustandes und der Temperatur gezeigt. Dazu wird im experimentellen Teil zunächst das visko-elasto-plastische Materialverhalten für verschiedene TPE-Materialien ermittelt und die Einflüsse aus molekularem Aufbau und Zusammensetzung werden bewertet. Anhand eines TPS mit Shore-Härte 80A werden dann die Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur und des Beanspruchungszustandes durchgeführt. Diese dienen als Grundlage für den theoretischen und simulativen Teil der Arbeit.
Für die Modellierung der einzelnen Bestandteile des visko-elasto-plastischen Materialverhaltens des TPS 80A wird das hyperelastische Neo-Hooke-Modell in Form eines Potenzansatzes (nichtlineares Materialverhalten), der Formulierung der Schädigungsvariable aus der Theorie der Pseudoelastizität (Spannungserweichung) sowie eine Verfestigungsfunktion für den Ansatz der multiplikativen Zerlegung des Deformationstensors (Restverformung) verwendet. Um den Einfluss der Temperatur und des Beanspruchungszustandes in den Materialmodellen zu berücksichtigen, werden die Modellparameter über eine zweidimensionale Ansatzfunktion erweitert. Dies erfordert eine Implementierung der Materialmodelle über diverse USER-Subroutinen in das kommerzielle FE-Programm ABAQUS. Zusätzlich müssen diese miteinander gekoppelt werden.
Die Validierung der entwickelten Materialbeschreibung erfolgt anhand eines Praxisbauteils.
Durch die komplexe Geometrie des Dichtrings treten lokal unterschiedliche Beanspruchungszustände auf, sodass die Funktionsfähigkeit und Abbildungsgüte anhand von komplexen Gegebenheiten und Randbedingungen beurteilbar ist. Durch einen Vergleich mit zugehörigen Versuchen am realen Praxisbauteil wurde eine Anwendbarkeit und Funktionsfähigkeit für einzelne Temperaturen sowie für definierte Beanspruchungszustände im mittleren Streckungsbereich nachgewiesen. Die Effekte der Spannungserweichung und Restverformung werden unabhängig von den Randbedingungen deutlich unterschätzt. Des Weiteren wurde die Übertragbarkeit der entwickelten Materialbeschreibung auf ein anderes TPE belegt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Ziel dieser Arbeit war es, ein tieferes Verständnis der Permeationsvorgänge durch poröse Beschichtungen zu generieren und dominierende Diffusionsmechanismen durch Poren zu identifizieren. Dafür wurde eine Methodik zur Bestimmung der Poren und Porenverteilungen in Beschichtungen mithilfe von drei komplementären Verfahren sowie ein Simulationstool zur Modellierung des Stofftransports durch Kunststoffe entwickelt. Die Untersuchungen zeigen, dass die Freie Diffusion durch Makroporen (dp ≥ 50 nm) den größten Einfluss auf den Gesamtstofftransport besitzt. Es konnte weiterhin nachgewiesen werden, dass Poren in dieser Größenordnung bei den gängigen Barrierebeschichtungen aufgrund der geschlossenen Beschichtung nach Erreichen der kritischen Schichtdicke nahezu ausgeschlossen werden können. In diesem Fall teilen sich die Anteile der Diffusion durch die Beschichtung in die Knudsen- und konfigurelle Diffusion durch Meso- (2 nm ≤ dp ≤ 50 nm) und Nanoporen (dp ≤ 2 nm) sowie die Festkörperdiffusion auf Molekülgitterebene auf. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass die Knudsen-Diffusion den größten Anteil an Diffusionsvorgängen einnimmt.
Mithilfe einer Modellierung des Stofftransports konnte der Einfluss von Einzelporen unterschiedlicher Größe sowie die Beeinflussung aufgrund benachbarter Poren beschrieben werden. Die Validierung mit experimentellen Messungen von mikrogebohrten Edelstahlfolien als Substitut der Barrierebeschichtung zeigt eine gute Übereinstimmung der Tendenzen mit der OTR durch PET in Abhängigkeit des Porenabstands. Insgesamt überschätzt die Simulation des Stofftransports unter Annahme eines Kontinuums sowie der Gesetze von Henry und Fick die Transmissionsraten geringfügig. Es konnte gezeigt werden, dass der Diffusionskoeffizient D entscheidend für die Höhe der Beeinflussung benachbarter Poren ist, während die Löslichkeit S eine untergeordnete Rolle spielt, solange die Permeationsraten hoch sind. Weitere Berechnungen bestätigen die Eignung der Simulation für die Beschreibung des Stofftransports verschiedener Gas/Polymer-Paarungen. Die grundlegenden Mechanismen des porenbehafteten Stofftransports lassen sich unter Berücksichtigung der numerisch notwendigen Annahmen mithilfe des entwickelten Simulationstools sehr gut beschreiben. Die Korrelation der experimentellen OTR mit der Superposition der berechneten Sauerstofftransmissionsraten durch Makroporen bestätigt die Annahme, dass die Freie Diffusion bei deren Existenz dominiert. Der Stofftransport aufgrund der Freien Diffusion überwiegt trotz deutlich geringerer Gesamtporenfläche eindeutig über dem Stofftransport der anderen Diffusionsmechanismen. Weiterführende Modellierungen der Diffusion unter Berücksichtigung der undurchdringbaren kristallinen Bereiche des Kunststoffs und Wechselwirkungen der Gasmoleküle mit der Oberfläche der Porenwand werden zu dem Verständnis der Permeationsvorgänge beitragen.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Verbundwerkstoffe werden eingesetzt, um Produkte zu fertigen, die den steigenden Anforderungen der Anwendungen, bspw. Crashsicherheit bei gleichzeitigem Leichtbau im Automobilsektor, gerecht werden. Für die kontinuierliche Produktion hoher Tonnagen von Verbundwerkstoffen wird das Walzplattieren eingesetzt. Bei diesem Prozess entsteht ein metallurgischer Verbund zwischen den Plattierpartnern, sodass das finale Produkt die Eigenschaften der Plattierpartner kombiniert. Man unterscheidet dabei je nach Temperatur zwischen dem Warm- und Kaltwalzplattieren. Während das Kaltwalzplattieren ein weit verbreitetes, etabliertes Verfahren in der Industrie ist, kommt dem Warmwalzplattieren bisher eher eine Nischenrolle zu. Der Grund dafür ist u.a. die einfachere Prozessführung in einem einzelnen Stich, bessere Oberflächenqualität und leichtere Handhabung der Werkstoffe beim Kaltwalzplattieren. Beim Warmwalzplattieren stehen eine reduzierte Anlagenlast, die Möglichkeit der Einstellung metallurgischer Eigenschaften im Prozess und eine Verbeiterung des Produktspektrums der schlechteren Oberflächenqualität, der Notwendigkeit mehrerer Stiche und dem damit verbundenen komplexeren Materialverhalten mit den resultierenden Herausforderungen bei der Prozessführung entgegen. Die Herausforderungen entstehen, weil es sich bei Verbundwerkstoffen um einen Verbund mehrerer Werkstoffe handelt, der während des Prozesses erzeugt werden muss und nicht wieder aufbrechen darf. Die s.g. Verbundfestigkeit beschreibt dabei den Spannungszustand, bei dem der Verbund aufbricht, welcher also nicht im Prozess überschritten werden darf. Der Unterschied zwischen Kalt- und Warmwalzplattieren wird dadurch verstärkt, dass für das Kaltwalzplattieren diverse Modelle, Charakterisierungsmethoden und Simulationsmöglichkeiten zur Ermittlung und Beschreibung der Verbundfestigkeit verfügbar sind, während es für das Warmwalzplattieren nur unzureichende Möglichkeiten gibt. Die Ziele dieser Arbeit sind daher für das Warmwalzplattieren eine experimentelle Umgebung zur reproduzierbaren und zuverlässigen Charakterisierung der Verbundeigenschaften zu schaffen, daraus ein Modell abzuleiten und zu validieren sowie das Modell in einer FE Simulation einzusetzen.
Zur Erreichung dieser Ziele wurden zunächst Versuche auf einem Torsionsplastometer konzipiert, die die Charakterisierung der Einflussfaktoren beim Warmwalzplattieren ermöglichen. Dazu gehören, neben den auch beim Kaltwalzplattieren wirkenden Faktoren, wie bspw. die Oberflächenvergrößerung, vor allem Änderungen der Temperatur, unterschiedliche Umformgeschwindigkeiten, Pausenzeiten zwischen Umformungen sowie mehrfache Umformung. Diese zusätzlichen Einflussfaktoren entstehen, weil der industrielle Prozess, im Gegensatz zum Kaltwalzplattieren, in mehreren Stichen durchgeführt wird. Bei allen Versuchen, s.g. Kegelstumpfversuchen, wurden zwei zylindrische Proben unterschiedlicher Aluminiumlegierungen, mit konischer Verjüngung im Bereich der Kontaktzone, während des Versuchs an den Stirnflächen verbunden und getrennt, um über die zur Trennung notwendigen Kräfte bzw. Momente die Verbundfestigkeit zu ermitteln. Während des Versuchs können u.a. Oberflächenvergrößerung, Temperatur, Umformgrad, Anzahl der Umformungen und Umformgeschwindigkeit nahezu beliebig eingestellt und vor allem deren Einfluss auf die Verbundfestigkeit unabhängig voneinander bestimmt werden. Aus den experimentellen Ergebnissen wurde im Anschluss ein Modell zur Beschreibung der Verbundfestigkeit entwickelt. Das Modell basiert auf der Annahme, dass sich die Verbundfestigkeit analog zur Fließspannung verhält und damit relativ zur Fließspannung beschrieben werden kann. Der Faktor zur Berechnung der Verbundfestigkeit aus der Fließspannung läuft im Modell mit steigender Oberflächenvergrößerung, je höher die Temperatur desto schneller, exponentiell in eine Sättigung. Weitere Einflussfaktoren, wie Pausenzeiten, werden über ergänzende Gleichungen berücksichtigt. Die Modellparameter wurden anhand der experimentellen Ergebnisse parametriert, sodass alle relevanten Einflussfaktoren des Warmwalzplattierens im Modell berücksichtigt werden. Dieses Modell wurde abschließend in FE Simulationen der Kegelstumpfversuche und dem Warmwalzplattieren im Labormaßstab angewendet. Das Modell wird für die FE Simulationen mithilfe von Subroutinen in Abaqus implementiert und berechnet die Verbundfestigkeit in der Kontaktzone.
Ein Vergleich der experimentellen Ergebnisse untereinander zeigte, dass die Reproduzierbarkeit mit einer mittleren Abweichung von ca. 5 % gegeben ist. Das Modell konnte die gemessenen Ergebnisse im Mittel mit einer Abweichung von etwa 10 % vorhersagen, während die Simulation mit ungefähr 11 % eine vergleichbare Abweichung lieferte. Damit konnten die Ziele der Schaffung einer reproduzierbaren und zuverlässigen Charakterisierungsmethodik der Verbundeigenschaften, der Ableitung und Validierung eines Modells und dem Einsatz des Modells in einer FE Simulation erreicht werden. Eine Übertragung der Erkenntnisse auf das Warmwalzplattieren im Labormaßstab konnte darüber hinaus erfolgreich umgesetzt werden. Mit den verfügbaren Methoden und Modellen kann hierdurch in Zukunft der industrielle Warmwalzplattierprozess modellhaft bzw. simulativ beschrieben werden, sodass eine Prozessauslegung und Prozessoptimierung möglich werden.
Aktualisiert: 2023-02-16
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Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von sich ändernden Umformgeschwindigkeiten auf den Verlauf der Fließspannung für verschiedene industriell eingesetzte Werkstoffe untersucht. Die Werkstoffe und Umformbedingungen wurden dabei so gewählt, dass die Entfestigung während der Warmumformung durch unterschiedliche dominierende Mechanismen abläuft: Ein Einsatzstahl, der primär durch dynamische Rekristallisation entfestigt, eine Aluminiumlegierung, bei der die Entfestigung durch dynamische Erholung erfolgt und eine Nickelbasislegierung, die eine Kombination aus beiden Phänomenen zeigt. Für diese Werkstoffklassen wurde über die Untersuchungsreihen ermittelt, inwieweit die Fließspannung bei sich ändernden Umformgeschwindigkeiten von klassischen Fließspannungsmodellen abweicht, die auf Basis von Grundversuchen kalibriert wurden, welche bei konstanter Temperatur und Umformgeschwindigkeit aufgenommen wurden. Im Fokus stand dabei vor allem der einfachste und am häufigsten genutzte Ansatz der linearen Interpolation.
Ziel dieser Untersuchungen war es, die Fehleranfälligkeit simulationsgestützter Prozessmodellierungen zu überprüfen, die typischerweise auf derartigen Fließspannungsmodellen basieren. Da die im Rahmen dieser Modellierungen ausgelegten industriellen Umformprozesse jedoch in nahezu allen Fällen durch sich ändernde Umformgeschwindigkeiten für jeden Punkt in der Bauteilgeometrie gekennzeichnet sind, besteht eine Gefahr für Abweichungen in der Fließspannungsvorhersage, die auf Basis der Interaktion von Verfestigung und Entfestigung entstehen.
In früheren Untersuchungen aus der Literatur gibt es schon Ergebnisse zu sogenannten Strain-Rate-Jump Tests. Bei diesen Grundversuchen wurde die Umformgeschwindigkeit, beispielsweise im Stauchversuch, schlagartig erhöht bzw. reduziert, um das Werkstoffverhalten als Sprungantwort auf diese Änderung zu betrachten. Diese Versuche fanden jedoch meist bei sehr geringen Umformgeschwindigkeiten statt. Darüber hinaus sind die Umformgeschwindigkeiten in industriellen Umformprozessen typischerweise nicht durch Sprünge, sondern durch nahezu lineare Änderungen charakterisiert. Daher wurde in Rahmen der vorliegenden Arbeit der Fokus auf lineare Änderungen der Umformgeschwindigkeit gelegt und zusätzlich auch gezielt Umformgeschwindigkeitsverläufe im Grundversuch nachgefahren, welche aus Materialpunkten von exemplarischen, industriellen Umformprozessen ermittelt wurden. Die ermittelten Ergebnisse der Untersuchungsreihen und die ermittelten Zusammenhänge lassen sich in den nachfolgenden Kernaussagen zusammenfassen:
1. Der Einsatzstahl 18CrNiMo7-6 zeigt als Antwort auf eine sich ändernde Umformgeschwindigkeit ein Einschwingverhalten in der gemessenen Fließspannung. Bei einem schlagartigen Anstieg der Umformgeschwindigkeit führt dies zu einem Überschießen der Steady-State Fließspannung und bei einem schlagartigen Abfall zu einer Verringerung der Fließspannung unter diese, bevor es zu einem Angleichen mit der Fließkurve kommt, die bei konstanter Umformgeschwindigkeit aufgenommen wurde.
2. Bei einer linearen Änderung der Umformgeschwindigkeit nehmen diese Abweichungen für den Einsatzstahl mit abnehmender Änderungsrate der Umformgeschwindigkeit ab. In den untersuchten Fällen konnten jedoch keine Grenzen gefunden werden, bei denen die Fließspannung nur durch die Zustandsvariablen und nicht durch die Historie der Umformgeschwindigkeit beeinflusst wird. Derartige Grenzen waren beispielsweise durch Barraclough und Sellars [39] beschrieben.
3. Im Vergleich zum Einsatzstahl 18CrNiMo7-6 konnte für die ebenfalls untersuchte Aluminiumlegierung EN AW-6016 nahezu kein Einschwingverhalten nach oder während eines Wechsels der Umformgeschwindigkeit festgestellt werden.
4. Diese Unterschiede zwischen der Aluminiumlegierung und dem Einsatzstahl sowie die beim Einsatzstahl beobachteten ver- und entfestigungsdominierten Bereiche legen den Schluss nahe, dass die Werkstoffreaktion ganz maßgeblich durch die dominierenden Entfestigungsverhalten bestimmt wird. Beim Einsatzstahl erfolgt die Entfestigung primär durch dynamische Rekristallisation. Diese Gefügeneubildung bedarf einer Inkubationszeit, welche auch schon den typischen Verlauf einer klassischen Warmfließkurve mit Peak-Strain, Abnahme der Fließspannung und Einpendeln auf einen Steady-State Wert erklärt. Vergleichbare Verläufe lassen sich ebenfalls für Änderungen der Umformgeschwindigkeit feststellen.
Aktualisiert: 2023-02-02
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Das Kirchliche Handbuch in seiner nun vorliegenden Form, möchte eine zuverlässige Orientierung über die statistischen Zahlen der Katholischen Kirche bieten. Mit dem Band XLII, der die früheren Datenreihen um die Zahlen für 2016 bis einschließlich 2020 ergänzt, legt die Deutsche Bischofskonferenz ein aktuelles Kompendium vor, das an die Inhalte der Vorjahresbände anknüpft. Sowohl das äußere Gewand, als auch der Tabellenaufbau haben sich geändert. Um die Lesbarkeit zu erhöhen und das schnelle Auffinden von gesuchten Informationen zu ermöglichen, sind die Tabellen stärker thematisch und nach Jahren gegliedert. Zur Erläuterung der Daten sind ergänzende grafische und kartografische Darstellungen zu finden. Der Inhalt gliedert sich in die nachfolgenden Themenbereiche:
1.) Katholische Kirche in der ganzen Welt und in Europa
2.) Kirchliche Raumgliederung in Deutschland
3.) Geistliche Berufe und kirchliche Dienste
4.) Ergebnisse der kirchlichen Statistik | Jahreserhebungen 2016 - 2020
5.) Ehenichtigkeiten
6.) Weitere Daten aus der Katholischen Kirche in Deutschland
7.) Zeitreihen | 1960 - 2020
Gedankt sei allen, die zum Gelingen dieses Werkes beigetragen haben, insbesondere den (Erz-)Bistümern, die uns ihre Daten zur Verfügung stellen. Bonn, im Sekretariat der Deutschen Bischofskonferenz
Aktualisiert: 2023-01-12
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Steigende Komfortansprüche von Kunden führen bei der Entwicklung von Nutzfahrzeugen zu verschärften Anforderungen an das Noise Vibration Harshness (NVH) Verhalten. Besonders auffällig und störend für den Nutzer sind tonale Geräusche, die in modernen leistungsverzweigten Antriebsystemen durch hydrostatische Getriebeanregungen verursacht werden. Zur Begegnung steigender Kundenanforderungen bei gleichzeitiger Reduktion von Entwicklungszeit und -kosten bedarf es Entwicklungswerkzeuge, die bereits vor der Prototypenphase eine gesicherte Analyse, Schwachstellenidentifikation und Optimierung des NVH-Verhaltens entlang der gesamten Schallentstehungskette von den Getriebeanregungen über den Körperschall bis zum Luftschall erlauben.
Dieser Beitrag stellt eine Methodik zur Simulation des durch hydrostatische Getriebeanregungen verursachten Körper- und Luftschalls über einen weiten Betriebs- und Frequenzbereich auf Systemebene vor. Hierzu wurden bekannte Modellierungsmethoden aus dem PKW-Bereich erweitert, insbesondere um eine Methode zur Berücksichtigung hydrostatischer Anregungen in einem Gesamtsystemmodellansatz. Weiterhin wurden entwicklungsbegleitende Methoden zur zielgerichteten Identifikation akustischer Auffälligkeiten und zur Ableitung von Optimierungsmaßnahmen für NVH-Systemmodelle weiterentwickelt. Die vorgestellten Methoden wurden anhand eines Referenztraktors mit hydrostatisch-mechanischem Leistungsverzweigungsgetriebe entwickelt und mittels Prüfstandsversuchen auf Komponenten- und Systemebene validiert.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Nach der westdeutschen Wiederbewaffnung stellte sich auch die Frage des Zugangs der jungen Bundeswehr zu Atomwaffen. Nach politischen Kontroversen wurde die Bundeswehr dann im Rahmen der nuklearen Teilhabe der NATO in die Zielplanung und den Einsatz von Atomwaffen einbezogen.
Als ein Trägersystem für nukleare Gefechtsköpfe stationierte das amerikanische Heer ab 1963 das neu entwickelte und nach einem US-General aus dem 1. Weltkrieg benannte Flugkörpersystem „Pershing“ in Deutschland. Neben den 3 US-Heeresbataillonen stellte die deutsche Luftwaffe im Zeitraum 1963 bis 1965 zusätzlich zwei Flugkörpergeschwader auf, die ebenfalls mit dem Waffensystem Pershing ausgestattet wurden. Die nuklearen Gefechtsköpfe der beiden deutschen Flugkörpergeschwader blieben dabei aber stets unter amerikanischer Kontrolle.
Das Flugkörpergeschwader 1 (FKG 1) mit dem zugeordneten 74th United States Army Field Artillery Detachment (74th USAFAD) und das Flugkörpergeschwader 2 (FKG 2) mit dem zugeordneten 85th United States Army Field Artillery Detachment (85th USAFAD) waren zunächst mit dem Waffensystem Pershing 1 (auf Kettenfahrzeugen) und ab 1971 mit dem Waffensystem Pershing 1A (auf Radfahrzeugen) ausgerüstet.
Ab 1983 wurden die US-Einheiten im Rahmen der NATO-Nachrüstung mit dem Waffensystem Pershing 2 ausgestattet; eine Umrüstung der beiden deutschen Flugkörpergeschwader erfolgte nicht. In der Endphase des Kalten Krieges erfolgte nach der Ratifizierung des INF-Vertrages (Intermediate Range Nuclear Forces Treaty) 1988 parallel bis 1991 auch die Abrüstung der deutschen Pershing-Systeme und die Auflösung der beiden Flugkörpergeschwader.
Obwohl die Einsatzverfahren der Flugkörpergeschwader strengster Geheimhaltung unterlagen, bestand das Personal zum überwiegenden Anteil aus Wehrpflichtigen, die kontinuierlich wechselten.
Der Autor hat selbst Wehrdienst im Flugkörpergeschwader 2 in Geilenkirchen geleistet und danach mit Unterstützung der Traditionsgemeinschaften beider deutscher Flugkörpergeschwader kontinuierlich zeitgenössische Dokumente gesammelt, ausgewertet und archiviert.
Erstmals konnten daher nun aus deutscher Sicht zeitgenössische Berichte, zwischenzeitlich deklassifzierte Geheimunterlagen (auch der Gegenseite) und bisher noch nie veröffentlichte Bilder und Dokumente aus den Privatarchiven von amerikanischen und deutschen Pershing-Veteranen am Beispiel des Flugkörpergeschwaders 2 zusammengeführt und kommentiert werden, um insbesondere das Einsatzverfahren der (nuklearen) Sofortbereitschaft verständlich werden zu lassen.
Dadurch zeigen sich 30 Jahre nach Auflösung der beiden Flugkörpergeschwader erstmals historische Zusammenhänge, die nicht nur militärisch Interessierten bisher zumeist verschlossen waren.
Aktualisiert: 2022-11-24
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Die im Pariser Klimaabkommen definierten Ziele zur Begrenzung der Erderwärmung führen zur Notwendigkeit, das Energiesystem zu transformieren und zu dekarbonisieren. In Deutschland wandelt sich das Energiesystem bereits seit Beginn des Jahrtausends durch einen steigenden Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung. Zur Erreichung der Klimaziele ist nicht nur ein weiterer Ausbau regenerativer Stromerzeuger notwendig, sondern ebenfalls die Dekarbonisierung der anderen Sektoren wie Wärme und Verkehr. Die Elektrifizierung dieser Sektoren durch Power-to-Heat, Power-to-Gas und die Elektromobilität führen zu einem steigenden Strombedarf, der durch regenerative Stromerzeuger gedeckt werden muss. Gleichzeitig unterliegt die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien aufgrund der Dargebotsabhängigkeit und einer hohen Volatilität anderen Gesetzmäßigkeiten gegenüber der Stromerzeugung aus fossilen Kraftwerken. Den steigenden Strombedarf mit der dargebotsabhängigen und volatilen Erzeugung aus erneuerbaren Energien bei gleichbleibender Versorgungssicherheit zu decken stellt eine zentrale Herausforderung für die Transformation des Energiesystems dar. Für eine effiziente Integration erneuerbarer Energien ist es darüber hinaus notwendig, die Transportnetzinfrastruktur geeignet auszubauen. Neben einem nationalen Ausbau zur Integration der Windenergie aus Norddeutschland umfasst dies auch die internationale Transportnetzinfrastruktur, um die Potentiale innerhalb Europas bestmöglich nutzen zu können.
Die Adressierung dieser Problemstellung im Rahmen der Energiesystemplanung erfordert ein Verfahren, das die Eigenschaften und Komponenten des zukünftigen Energiesystems adäquat abbilden kann. Dies umfasst neben der Abbildung der räumlichen Ausbaupotentiale aufgrund der Volatilität der Einspeisung eine hochaufgelöste zeitliche Betrachtung für erneuerbare Energien. Gleichzeitig erfordert eine ganzheitliche Energiesystemplanung die Kopplung zu anderen Sektoren wie dem Wärmesektor. Die sich wandelnde Struktur der Stromerzeugungslandschaft erfordert außerdem die gleichzeitige Betrachtung der Transportinfrastruktur zur kosteneffizienten Versorgung der Verbraucher. Nicht zuletzt ist aufgrund des langfristigen Betrachtungshorizontes eine Optimierung einzelner Zeitpunkte nicht ausreichend für die Planung eines Transformationsprozesses zu einem auf regenerativen Energien basierenden Energiesystem.
Aktualisiert: 2023-04-27
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Ein Ansatz zur Qualitätssteigerung von recycelten Kunststoffen ist das chemische Recycling mittels thermischer Depolymerisation. Polystyrol ist einer der wenigen Kunststofftypen, der durch die Einwirkung von hoher thermischer und mechanischer Energie wirtschaftlich mit einer relativ hohen Zersetzungsgeschwindigkeit sowie einer hohen Monomerausbeute thermisch depolymerisiert werden kann. Statt der Nutzung eines etablierten diskontinuierlichen Reaktors wird im Rahmen dieser Arbeit die Verwendung eines kontinuierlichen Schneckenreaktors untersucht. Die Herausforderung beim Einsatz eines Schneckenreaktors zum Recycling von Polystyrolabfällen ist, dass eine hohe Prozessstabilität bei der Depolymerisation vorliegen muss, um wechselnde Qualitäten im Eingangsmassestrom auszugleichen. Ziel der Depolymerisation von Polystyrol ist es, die Monomerausbeute im Produktstrom zu maximieren. Grundlage der Untersuchungen für die thermische Depolymerisation von Polystyrol ist ein gleichläufiger ineinandergreifender Doppelschneckenextruder, welcher im ersten Teil der Arbeit für die Anforderungen an die Entgasung der Reaktionsprodukte während der Depolymerisation gezielt ausgelegt wird. Im zweiten Teil der Arbeit erfolgt die Einflussanalyse der Parameter Schneckenkonfiguration, Materialzusammensetzung, Gehäusetemperatur, Massedurchsatz, Schneckendrehzahl und Vakuumdruck auf die Kondensatausbeute und -zusammensetzung.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Depolymerisation auf Basis eines Doppelschneckenreaktors durch die gezielte Anpassung der Anlagenkonfiguration auch bei hohen Durchsätzen möglich ist. Durch die Variation der Prozessparameter kann zudem die Depolymerisation von Polystyrol gezielt hinsichtlich der Zielgröße, beispielsweise einer hohen Styrolausbeute bei einem geringen Anteil von Co Siedern im Kondensat, eingestellt werden.
Aktualisiert: 2023-04-20
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Das Erreichen der Klimaziele zur Begrenzung der globalen Erwärmung ist stark mit der Reduktion von Treibhausgasemissionen verknüpft. Die Sektoren Verkehr und Metallindustrie tragen entscheidend zu den globalen CO2-Emissionen bei, so dass für diese Bereiche immer schärfere Regularien zur Reduzierung der ausgestoßenen Treibhausgase auferlegt werden. Die Minderung der Treibhausgasemissionen hängt dabei maßgeblich von der Reduzierung des Energieverbrauchs ab.
Die Automobilindustrie unternimmt daher erhebliche Anstrengungen zur Senkung des Fahrzeuggewichts, wodurch Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß reduziert werden können. Ein effektives Werkzeug stellt hierbei der Stahlleichtbau dar. Die Entwicklung höchstfester Stähle erlaubt aufgrund geringerer Bauteildicken eine signifikante Gewichtseinsparung bei der Fahrzeugkarosserie.
Da bei einer Steigerung der Werkstofffestigkeit in der Regel eine Abnahme der Umformbarkeit einher geht, ist der Einsatz dieser Stahlwerkstoffe auf weniger komplexe Bauteilgeometrien beschränkt. Eine vielversprechende Entwicklung für die Anwendung im Automobil ist die Werkstoffklasse der Hochmanganstähle, die höchste Festigkeiten mit überlegener Umformbarkeit verbinden.
Neben dem Einsatz für strukturelle Verstärkungen in komplexen Bauteilgeometrien ermöglichen diese Werkstoffe eine verbesserte Crashsicherheit aufgrund des hohen Energieabsorptionsvermögens. Die vergleichsweise geringe Streckgrenze dieser Stähle wird jedoch als nachteilig angesehen, so dass bereits zahlreiche Ansätze zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften entwickelt wurden.
Eine Möglichkeit zur Energie- und Emissionseinsparung bei der Stahlproduktion stellt u. a. die Verkürzung der Prozesskette durch endabmessungsnahe Gießverfahren dar. Das Verfahren des Zwei-Rollen-Bandgießens weist in diesem Bereich ein besonders hohes Potential auf und ist zugleich prinzipiell für die Herstellung von hochmanganhaltigen Stählen geeignet. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, bestehende Fragestellungen zur Verbesserung der Oberflächenqualität beim Zwei-Rollen-Bandgießen von aluminiumhaltigen Hochmanganstählen beantworten zu können. Darüber hinaus sollen Möglichkeiten zur Optimierung des mechanischen Eigenschaftsprofils über den Ansatz der mechanismenkontrollierten Prozessierung erarbeitet werden. Das übergeordnete Ziel ist die Realisierung einer effektiven Prozesskette zur Herstellung hochmanganhaltiger Halbzeuge mit herausragenden Festigkeiten und ausgezeichneter Umformbarkeit auf Basis des Zwei-Rollen-Bandgießens.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Achtung, Achtung: Beim Zeitreisen sind Kopf und Füße am Körper zu belassen! Nicht aussteigen, bis der Zielort erreicht ist!
An Zeitreisen hat Luis noch nie viele Gedanken verschwendet. Erstens, weil es natürlich überhaupt nicht geht, und zweitens, wen sollte er schon besuchen wollen?
Doch dann findet er eine alte Kiste am Straßenrand und in ihr Bilder und Briefe über einen der berühmtesten Forscher der Vergangenheit: Alexander von Humboldt. Wer ist dieser fremde Mann? Und wieso hat er genau denselben Sessel wie sein Opa?
Als Luis den Sessel genauer untersucht, reißt es ihn von den Socken. Und plötzlich steht er im Büro des Forschers – ganze zwei Jahrhunderte vor seiner eigenen Zeit.
Aktualisiert: 2022-11-29
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