Diplomarbeiten 1997

Franke, Thomas
Grundlagenuntersuchungen am Leistungskreis eines Hochspannungsimpulsgenerators

In der Arbeit werden Grundlagenuntersuchungen an Impulsgeneratoren am Beispiel einer 3 kJ Anlage durchgeführt. Der Energiespeicher besteht aus 2 x 5,6 µF Kondensatoren, die maximale Spannung beträgt 24 kV. Der Hochstromschalter ist eine Dreielektrodenluftfunkenstrecke, die Last besitzt ohmsch-induktive Eigenschaften. Die Untersuchungen beziehen sich auf die Komponenten des Lade- und Entladekreises. Besonderes Augenmerk wird auf die Baugruppenbelastungen im Impulsfolgebetrieb gelegt. Aus den Ergebnissen der theoretischen Betrachtungen in Verbindung mit den praktischen Messungen werden Aussagen zum optimalen Einsatz der Bauteile bei repetierender Betriebsweise abgeleitet.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Mandel

Heuer, Andreas
Diagnosesystem für die CNC SINUMERIK 840D

Die Arbeit hat das Ziel, zur Verringerung von Maschinenstillstandszeiten ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug für die CNC SINUMERIK 840D zur Verfügung zu stellen. Um der Forderung nach einer effizienten Fehlerdiagnose gerecht zu werden, erfolgt der Systementwurf nach dem Vorbild wissensbasierter Diagnosesysteme. Dazu wird zunächst der Kenntnisstand auf diesem Teilgebiet der künstlichen Intelligenz untersucht. Aus der Vielzahl der bisher beschrittenen Lösungswege werden die am besten zu den gegebenen Entwicklungswerkzeugen und Einsatzbedingungen passenden ausgewählt.
Die technische Realisierung des Systems wird ausführlich und nachvollziehbar beschrieben. Die Praxistauglichkeit des entwickelten Diagnosesystems wird anhand von Fallbeispielen nachgewiesen. Es werden aber auch die Grenzen für den Einsatz aufgezeigt. Abschließend erfolgt ein Ausblick auf Möglichkeiten zur weiteren Erhöhung der Effizienz des Systems.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff
Betreuer: Dipl.-Ing. H. Lipaczewski

Kittel, Ulf
Vergleichende Untersuchungen an Hochspannungsschaltern

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer koaxialen Dreielektroden-Luftfunkenstrecke für den Einsatz im Impulsbetrieb. Dazu konnten Untersuchungen an einem bereits verwendeten Versuchsmuster durchgeführt werden. Für den Entwurf und die Modifikationen dieses Schaltsystem wurden auch moderne Berechnungsverfahren wie das Programmsystem ANSYS, welches auf der Methode der Finiten Elemente basiert, genutzt.
Vergleichende Betrachtungen mit anderen Schalter-Versuchsmustern, im wesentlichen Pseudofunken-Schaltsysteme, sollen unter besonderer Beachtung des Schaltverhaltens die Eignung der Dreielektroden-Luftfunkenstrecke belegen.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Mandel

Kusch, Steffen
Untersuchungen zur Werkzeuggestaltung für die elektromechanische Zerkleinerung mineralischer Werkstoffe

Die Arbeit beschreibt den Aufbau und die Inbetriebnahme einer gekapselten Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsschallwellen mittels Unterwasserfunkenentladungen. Am neuen Versuchsaufbau wurde eine Meßanordnung getestet, die eine gleichzeitige Aufnahme von Druckverläufen in verschiedenen Abständen zum Funkenkanal ermöglicht. Aus durchgeführten Versuchen wurden Aussagen über die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwellen und die örtliche Abhängigkeit der Druckamplitude abgeleitet. Weiterhin wurden unter Einbeziehung der Erfahrungen mit bestehender Anlagentechnik Zerkleinerungsversuche an Beton mit unterschiedlichem Zuschlaggrößtkorn durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Hinblick auf Zerkleinerungswirkung und Qualität der Ausgangsprodukte ausgewertet.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe
Betreuer: Dipl.-Ing. B. Hoyer

Läuter, Markus
Steuerung der Impulsform eines Hochstrom-Nadelimpulsgenerators

In der Arbeit werden der Aufbau und die Wirkungsweise eines mehrstufigen Hochstrom-Nadelimpuls-Generators für die Elektroerosion beschrieben. Mit dem Generator ist es möglich, dreieckförmige und trapezförmige Einzelimpulse sowie Impulsgitter zu erzeugen. Die Impulssteuerung kann im Echtzeitbetrieb arbeiten.
Es erfolgt eine Erläuterung des Schaltungskonzeptes und des Aufbaus der einzelnen Generatorstufen. Dabei wird besonders auf das Verfahren der Synchronisation der Leistungsstufen über die Ansteuerung der Halbleiterschalter eingegangen. Die Impulssteuerung des Generators wird mittels eines programmierbaren Logikbausteines realisiert. Die entwickelte Software zur Programmierung eines ausgewählten Bausteines wurde getestet und den technologischen Forderungen angepaßt. Dabei erfolgte bei Erosionsversuchen eine Untersuchung von Strategien zur Vermeidung von Prozeßentartungen.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dipl.-Ing. H.-D. Musikowski
Betreuer: Dr.-Ing. M. Timm

Messerschmidt, Ralf
Interne elektromagnetische Verträglichkeit von Funkenerosiosgeneratoren

Durch die unmittelbare Nähe zum Generatorleistungsteil sind die Steuerbaugruppen einer Erosionsanlage starken Störungen ausgesetzt.
Die Störaussendung des Leistungsteiles wird am Beispiel eines Hochstrom-Nadel-impulsgenerators analysiert. Für die leitungsgebundenen Störungen wird ein Simulationsmodell angegeben, daß die Entstehung von Gleichtaktströmen miteinbezieht. Elektrisches und magnetisches Nahfeld des Generators werden bei Erprobung verschiedener Massekonzepte gemessen.
Die Durchkopplung leitungsgebundener Störungen in die Generatorsteuerung wird untersucht. Die Auswirkung eingekoppelter Störungen beim Einsatz unterschiedlicher Logikschaltkreis-Familien wird geprüft.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dipl.-Ing. F. Luhn

Schröder, Reno
Zerkleinerung mineralischer Werkstoffe mittels Leistungsschallimpulsfolgen

Die Arbeit enthält Untersuchungen zur Anwendbarkeit des Leistungsschallimpulsverfahrens für die Aufschlußzerkleinerung des mineralischen Materials Beton. Auf der Grundlage einer bestehenden Anlagentechnik zur Wandlung gespeicherter elektrischer Energie in Impulsschall werden durch eine breite Variation anlagenspezifischer als auch nicht anlagenspezifischer Parameter Zusammenhänge zwischen Energieeintrag und Wirkeffekt ermittelt.
Die Beurteilung der Ergebnisse erfolgt einerseits über den Faktor Energieausnutzung und zum anderen über das Qualitätskriterium Aufschlußgrad. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden prinzipielle Gestaltungsvorschläge zur Verfahrensoptimierung abgeleitet.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe
Betreuer: Dipl.-Ing. B. Hoyer

Seidel, Thomas
Meßsystem zur Lokalisierung funkenerosiver Entladungen

Aufgabe des entwickelten PC-geführten, mikrocontrollerbasierten Meßsystems ist die Lokalisierung von Funkenentladungen beim Senkerodierprozeß. Die Arbeiten umfassen neben Planung und Aufbau der Hardware des Meßsystems auch die Erstellung der Schnittstelle zum Erodierprozeß und der Software für PC und Mikrocontroller.
Das angewandte Verfahren zur Funkenlokalisierung basiert auf der Verwendung einer Graphitelektrode und der Teilung des Erodierstromes auf vier Pfade. Die Verteilung der Teilströme auf die einzelnen Pfade erlaubt Rückschlüsse auf den Ort der Entladung. Das Meßsystem ist in der Lage, die Teilstrombeträge zu erfassen, zeitlich einzuordnen, zwischenzuspeichern und an einen PC zu senden. Es kann mit Hilfe einer speziell entwickelten Bedienoberfläche in komfortabler Weise vom PC aus bedient werden und erfüllt durch die Verwendung leistungsfähiger Hardware hohe Echtzeitanforderungen. Das Meßsystem basiert auf einem 16-Bit-Mikrocontroller in Verbindung mit vier parallel arbeitenden Half-Flash-AD-Umsetzern. Die entwickelte PC-Software bedient sich der Funktionalität von Microsoft Windows und erlaubt die dauerhafte Archivierung der Meßdaten in Datenbanken. Sie unterstützt verschiedene Formen der Visualisierung. Zur Auswertung in externen Analysetools wird die Erstellung von Schnittstellendateien angeboten.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff
Betreuer: Dipl.-Ing. H.-P. Schulze

Steinmetz, Torsten
Flächenmeßsystem für die funkenerosive Senkbearbeitung

Für ein vorhandenes Meßsystem zur Bestimmung der effektiv wirkenden Erodierfläche wird ein neues Modell für Abtrag und Verschleiß erstellt. Das Impulsabtragmodell zeigt Abhängigkeiten von dem Entladestrom und der Entladedauer. Die Bewertung der abtragswirksamen bzw. unwirksamen Entladungen wird durch die ermittelte Zündverzögerungszeit bestimmt. Die Eingriffsfläche ergibt sich aus dem Quotienten von Abtrag, Verschleiß und gemessenem Vorschub. Die Messung der Zündverzögerungszeit der Erodierimpulse sowie des Vorschubes erfolgt über eine vorhandene PC-Einsteckkarte.
Aufbauend auf der identifizierten Fläche ist ein Konzept einer Prozeßadaption mit Parametersteuerung und Optimierung entwickelt worden. Dadurch wird eine ständige Anpassung der Impulsparameter an die elektrischen, geometrischen und technologischen Randbedingungen möglich, wodurch die Bearbeitungszeit und die thermische Beeinflussung reduziert werden können. Durch die Analyse des Stabilitätsverhaltens in Abhängigkeit von den Impulsparametern sowie der Bearbeitungsfläche konnte ein Modell der maximalen Stromdichtebelastung evaluiert werden.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dipl.-Ing. A. Görisch