Diplomarbeiten 1996

Börsch, Gunar
Meßsystem zur Ermittlung der effektiv wirkenden Erodierfläche

In der Arbeit wird der Aufbau eines Meßsystems zur Ermittlung der effektiv wirkenden Erodierfläche beim Senkerodieren mit isoenergetisch arbeitenden Generator beschrieben. Mit dem vorgestellten Verfahren können Flächen ab 0,1 cm² beim abtragsintensiven Bearbeiten bestimmt werden. Die Eingriffsfläche ermittelt sich aus dem Abtragsvolumen und dem gemessenen Vorschubweg. Der Abtrag wird über die Analyse der Zündverzögerungszeit ermittelt, wobei die Anzahl der unerwünschten Entladungs-erscheinungen minimiert werden muß. Die Vorschub- und die Abtragsdaten werden über Einsteckkarten an einen PC übergeben, der die momentane Fläche berechnet und gegebenenfalls die Impulsparameter den veränderten Bedingungen anpassen kann.
Im theoretischen Teil der Arbeit werden die bekannten Verfahren zur Bestimmung der effektiven Erodierfläche verglichen und die Hauptproblemstellungen aufgezeigt. Eine Zielstellung der Arbeit war es, die Fehlergrenze unter 10% zu halten, wobei die Methode von DEHMER in ihrer ursprünglichen Form erweitert werden mußte. Durch diese genauere theoretische Behandlung ist ein zuverlässigeres Flächenmeßsystem entstanden.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. W. Schätzing
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze 

Brüggemann, Frank
Elektrohydraulische Aufschlußzerkleinerung von Recyclingmaterial

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung des elektrohydraulischen Effektes. Der elektrohydraulische Effekt beruht auf der Umwandlung von elektrischer Hochspannungsenergie in mechanische Energie. Das Ergebnis dieser Umwandlung sind Stoßwellen.
Diese Stoßwellen werden für die Zerkleinerung von Recyclingmaterial eingesetzt. Die Anwendbarkeit des elektrohydraulischen Effektes wird für das Recycling mineralischer Werkstoffe (Beton) untersucht. Nach dem Aufbau der Versuchsanlage folgt eine Untersuchung der Einflüsse verschiedener Materialeigenschaften und Anlagenparameter auf die Zerkleinerung. Mit Hilfe von Sieblinien wird das Zerklei-nerungsprodukt ausgewertet. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Winkler

Drube, Andreas 
Untersuchungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit eines Hochstrom-Nadelimpulsgenerators

In der Arbeit wird die elektromagnetische Verträglichkeit eines Hochstrom-Nadelimpulsgenerators untersucht, der Stromanstiege bis 1A/ns realisieren kann und im Leistungsteil auch Spannungsanstiege bis zu 1V/ns erreicht. Ausgehend vom Schaltungsprinzip des Generators ist ein Beeinflussungsmodell erstellt und eine Zuordnung der Störstrahler vorgenommen worden. Für meßtechnische Untersu-chungen wurde ein spezielles Funktionsmuster aufgebaut, wo sehr aussagekräftige Messungen der Störfeldstärken durchgeführt werden konnten. Neben diesen Messungen mit Nahfeldsonden, bikonischer Antenne und Dreifach-Rahmenantenne wurden ausgewählte Problemstellungen simuliert und mit den Meßergebnissen verglichen.
Im Ergebnis der Arbeit sind Analysen der Störstrahlung in Abhängigkeit von der Betriebsart (Leerlauf, Kurzschluß und Erosion), der Zünd- und Zwischenkreisspannung, der Dauer der Ansteuerimpulse, der Arbeitsfrequenz erstellt worden. Bezüglich der EMV-Maßnahmen sind Schirmungen und kompensierende Drosseln in ihrer Wirkung untersucht worden. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze

Frohberg, Wolfgang 
Gestaltung eines Versuches „Impulsschallwandler" 

Die Arbeit beinhaltet den Aufbau eines Versuchsstandes, an dem Leistungsschallwandler betrieben und ausgemessen werden können. Die Anlagentechnik wurde so konzipiert, daß der Versuchsstand für einen Praktikumsversuch genutzt werden kann. Im Versuch werden ein elektromagnetischer Schallwandler vom Typ Lithostar (Siemens) und ein elektrohydraulischer Schallwandler auf Basis des Dornier-Systems betrieben. Für den elektrohydraulischen Wandler wurde eine eigene Fokussierungsanordnung entworfen und aufgebaut. Die Versuchstechnik gestattet durch Oszillographieren des Druckes an verschiedenen Positionen die Bewertung der Funktion der Schallwandler und der Fokussiereinrichtungen. Zum Einsatz als Praktikumsversuch wurden eine Versuchsanleitung und ein Musterprotokoll erstellt. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze 
Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Winkler

Großkopf, Maik
EMV-Analyse eines Energiewandelsystems 

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Bauteilen, Geräten und Systemen gewinnt durch neue Technologien zunehmend an Bedeutung. Diese Diplomarbeit enthält die Abhandlung der EMV-Analyse an einem Hochspannungsimpulsgenerator. Im wesentlichen werden die Störquellen, -senken und die Kopplungsmechanismen aufgezeigt und beschrieben. Weiterhin erfolgt die Messung der leitungsgebundenen Störungen sowie der elektromagnetischen Störfeldemission.
Es folgen Untersuchungen des Einflusses der elektrischen Parameter auf die Störfeldemission. Danach werden Maßnahmen angegeben, die zu einer Unterdrückung der Störungen im Meßsystem der Hochspannungs-Impulsanlage dienen. Diese Maßnahmen werden mit Hilfe von entwickelten Ersatzschaltbildern begründet und meßtechnisch bewertet. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze 
Betreuer: Dipl.-Ing. R. Zange

Kiep, Andreas 
Impulsgenerator für elektrochemisches Abtragen 

In der Arbeit sind recht gründlich und umfassend die Grundlagen des elektrochemischen Abtrags von Metallen zusammengetragen worden. Davon ausgehend ist ein elektrisches Ersatzschaltbild des Arbeitsspaltes abgeleitet worden, dessen Werte der Elemente durch Messungen an einer Versuchsanordnung bestimmt wurden. Die Auswertung der Messungen und weitere Überlegungen finden dann Eingang in das mit Design Center erstellte Modell. Im Ergebnis ist ein systemkonformes leicht handhabbares Element entstanden, das die Grenzen und Mängel des Programmsystems erkennen läßt. 
Erstprüfer : Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer : Dr.-Ing. H.-P. Schulze 
Betreuer : Dr.-Ing. W. Schätzing

Lehmann, Ralf 
Berechnung von Elektrodenfeldern 

Ausgewählte Elektrodenanordnungen von Schaltfunkenstrecken und Unterwasserelektrodensystemen sind hinsichtlich ihrer Zündeigenschaften anhand von Modellbetrachtungen unter Nutzung von ANSYS untersucht worden. Aus der Variation der Abmessungen wichtiger Bauteile sind Hinweise für für eine konstruktive Gestaltung und mögliche Betriebsweisen von Unterwasserfunkenstrecken und Dreielektroden-luftstrecken abgeleitet worden. Die mit ANSYS erzielten Rechenergebnisse wurden für eine einfache Anordnung mittels geschlossenener Rechnung überprüft. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dr.-Ing. W. Schätzing

Mehler, Jörg 
Aufbau eines PC-Echtzeitmeßsystems für die Aufzeich- nung und Analyse von Startergeräuschen 

In der Endkontrolle von PKW-Startern wird seit einigen Jahren eine akustische Qualitätsprüfung eingesetzt. Diese Geräuschprüfung erfolgt in Form einer Hörprobe durch einen Mitarbeiter und einer einfachen Schallpegelbewertung des leerlaufenden Starters. Es bestand die Aufgabe, diese Prüfverfahren mit geringer Aussagekraft über die Geräuschqualität durch genauere Meß- und Analyseverfahren zu ersetzen. Auf dem Wege zu einer objektiven Geräuschprüfung mit Hilfe der digitalen Signalverarbeitung werden prozessnahe Geräuschaufzeichnungen als Referenzobjekte benötigt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Programmsystem entwickelt, das eine automatische Aufzeichnung von Geräusch- und Drehzahlsignalen gewährleistet. Das Aufnahmesystem arbeitet auf einem PC unter Windows und ermöglicht die weitere Verarbeitung und Nachbeurteilung der aufgenommenen Signale. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dr.-Ing. W. Schätzing

Neumann, Michael 
Automatische ruckarme Eckenglättung für numerische Steuerungen

Um die Wirtschaftlichkeit von numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen zu steigern, fordert man immer höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Gleichzeitig sollen die Bahnabweichungen verringert und die Oberflächengüte erhöht werden. Dies erfordert bei vielen Bearbeitungsverfahren eine möglichst konstante Vorschubgeschwindigkeit, was an Unstetigkeitsstellen (Ecken) der Bahn Achsgeschwindigkeitssprünge voraussetzt, die aber physikalisch nicht möglich sind.
In dieser Arbeit wurden Möglichkeiten untersucht, durch Einfügen eines glatten Zwischensatzes an den entsprechenden Stellen der Sollbahn eine möglichst ruckarme Bahnbewegung zu erzeugen. Dazu wurde ein Programm entwickelt, das die Ecken mittels Kreisbogen bzw. kubischen Splines glättet. Ein entsprechender glatter Zwischensatz wird dabei off-line in eine DIN-konforme NC-Programmdatei eingefügt. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dr.-Ing. W. Schätzing

Roseneck, Jens 
Durchschlagentwicklung in flüssigen Medien 

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem elektrohydraulischen Effekt, d.h. der Umwandlung von Hochspannungsenergie in mechanische Energie von Stoßwellen. Diese Stoßwellen können für die Zerkleinerung harter Materialien eingesetzt werden.
Bei der elektrohydraulischen Zerkleinerung von Beton treten Schwebstoffe und Einlagerungen zwischen den Elektroden im Dielektrikum auf. Die Auswirkung dieser Beimengungen auf den elektrischen Durchschlag und die Energiewandlung werden in dieser Arbeit näher untersucht. An der Versuchsanlage des Institutes wurden Experimente zur Erzeugung von Leistungsschallimpulsen in Flüssigkeitsgemischen mit Mineralien und mit verschiedenen elektrischen Leitfähigkeiten durchgeführt. Hauptsächlich wurde dabei das Zündverhalten der Elektrodenanordnung und der Energiewandelprozeß untersucht. Zum Abschluß werden Vorschläge für eine optimale Elektrodengestaltung gegeben. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze 
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe

Schulenburg, Bernd 
Analyse der Störpotentiale leistungselektronischer Bauelemente 

Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) eines Funkenerosionsgenerators wird maßgeblich durch die funktionalen und parasitären Eigenschaften seiner Bauelemente beeinflußt.
Die EMV-relevanten Parameter leistungselektronischer Bauelemente wurden aufgezeigt und untersucht. Betrachtet wurden Leistungshalbleiter, Zwischenkreiskondensatoren, Drosseln sowie Bauelemente für Schutzbeschaltungen. In Versuchsschaltungen wurde demonstriert, welchen Auswirkungen die gefundenen Bauteileigenschaften auf die EMV haben. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. M. Timm 
Betreuer: Dipl.-Ing. F. Luhn

Schulze, Volker 
Belastungsanalyse an einem Impulsschallwandler

Die folgende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse der Belastungsarten an einem gekapselten Impulsschallwandler, der zur Zerkleinerung von Beton genutzt werden soll. Die Halterung des Elektrodensystems wurde modifiziert, so daß eine höhere Standzeit erreicht wurde, was in Belastungsversuchen nachgewiesen werden konnte.
Weitere Versuche dienten zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Zerkleinerungsergebnis und der Größe der im Beton enthaltenen Zuschlagstoffe. Es wurden elektrische Anschlüsse für den Impulsschallwandler konstruiert und im Betrieb getestet. 
Die mögliche Gestaltung einer Gummimembran, die zur Auskopplung des Impulsschalls aus dem Gefäß dient, wurde diskutiert. Als Ergebnis der Untersuchungen werden Konstruktionsvorschläge abgeleitet und dokumentiert. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe 
Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Winkler

Staubermann, Dirk 
Auslegung und Aufbau eines Gleichspannungszwischenkreises mit dreiphasiger sinusförmiger Stromaufnahme

Geräte mit eingangsseitigem Gleichspannungszwischenkreis verursachen durch ihre nichtsinusförmige Stromaufnahme starke Rückwirkungen auf das Versorgungsnetz. In den Normgremien sind derzeit Grenzwerte für derartige Netzrückwirkungen in Beratung.
Für den Einsatz in einem Funkenerosionsgenerator wurde ein rückwirkungsarmer Gleichspannungs-zwischenkreis aufgebaut (max. Leistung: 30kW). Zur Steuerung dieses aktiven Oberschwingungsfilters wurde ein neues Verfahren erprobt, bei dem durch Vorgabe fester Pulsmuster eine Messung des Stromes entfällt.
Es wurde nachgewiesen, daß mit einer derartigen Schaltung dem Netz ein sinus-förmiger Strom mit einem Leistungsfaktor nahe Eins entnommen werden kann. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. M. Timm 
Betreuer: Dipl.-Ing. F.Luhn

Zander, André 
Elektronisches Erkennungssystem für autonome Fahrzeugführung 

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Erkennung akustischer Warnzeichen im Straßenverkehr. Sie ist Bestandteil eines öffentlich geförderten Projektes, in dessen Ergebnis ein Fahrzeugsystem zur Verfügung stehen soll, das sich unabhängig vom Menschen im öffentlichen Straßenverkehr bewegen kann. Aufbauend auf einer Spezifizierung der vorkommenden Warnzeichen und einer Recherche über existierende Erkennungssysteme und ihrer Bewertung wurde ein System entworfen, daß für die Erkennung von Warnzeichen in Echtzeit angewendet werden kann. Die Hardware besteht im wesentlichen aus einem Digitalen Signalprozessor und einem Mikrokontroller. Die implementierte Software beinhaltet eine Fast Fourier Transformation und gesonderte Algorithmen für die Auswertung der Frequenzanalyse. Eine Bewertung der Ergebnisse der Arbeit hinsichtlich der Erkennungssicherheit bei den verschiedenen Warnzeichen wird vorgenommen. 
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg 
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff 
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Mandel 

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