07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik

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    Vermeidung der werkzeuginternen Doppelzerspanung und Ansätze zur Reduzierung der werkzeugunabhängigen Doppelzerspanung zur Leistungssteigerung von Holzbearbeitungswerkzeugen : Abschlussbericht
    (2004) Heisel, Uwe; Ivanova, Stoyanka
    Die im Rahmen des Vorhabens erzielten Ergebnisse können für alle Werkzeuge, außer den reinen Bohrwerkzeugen, angewendet werden. Die Werkzeughersteller haben somit die Möglichkeit, doppelzerspanungsfreie Werkzeuge herzustellen, wenn die Forschungsergebnisse konsequent umgesetzt werden. Dadurch kann die grundsätzliche Quelle der Doppelzerspanung (die primäre Doppelzerspanung) sicher ausgeschlossen werden. Alle Untersuchungen hinsichtlich der sekundären Späne haben gezeigt, dass deren Einfluss vernachlässigt werden kann. Für die Minimierung der dritten Ursache, die Doppelzerspanung durch schlecht konzipierte Haubenkonstruktionen, werden die Angaben im Katalog behilflich sein festzulegen, in welcher Richtung die Spanwolke den Arbeitsraum verlässt. Dadurch kann der Maschinenhersteller seine Erfassungselemente an der richtigen Stelle positionieren und der größte Fehler bei Haubenkonstruktionen, d. h. die falsche Positionierung kann vermieden werden. Kleine und mittelständische Holzverarbeiter profitieren hauptsächlich von der verlängerten Einsatzdauer der doppelzerspanungsfreien Werkzeuge. Die gewonnenen Ergebnisse, dass durch Vermeidung der Doppelzerspanung der Verschleiß fast halbiert werden kann, werden in erheblichem Maße Einsparungen in den Werkzeugkosten bringen. Für den Maschinenhersteller vereinfacht sich die Suche nach der Ursache eines Standzeitproblems. Es muß nur noch das eingesetzte Erfassungselement betrachtet werden, wenn eine Verringerung der Werkzeugstandzeit durch Doppelzerspanung auftritt und das eingesetzte Werkzeug nach den Forschungsergebnissen doppelzerspanungsfrei gestaltet wurde. Bislang musste hier das sehr komplexe System Werkzeug-Absaughaube betrachtet werden. Es war bisher in vielen Fällen unklar, wo die Ursache des Fehlers zu suchen war (Werkzeugkonstruktion oder Absaugelement). Für den Maschinenhersteller kommt erleichternd hinzu, dass aus den Forschungsergebnissen erstmals ein Zusammenhang zwischen Spanraumform des eingesetzten Werkzeugs sowie das davon abhängige Spanverhalten und die Flugrichtung bestimmt werden kann. Die Ergebnisse können zur genauen Positionierung der Haube verwendet werden. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.
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    Anwendung von betrieblichen Informationssystemen im Umweltcontrolling : Potenziale und Praxisbeispiele ; Arbeitsbericht des IAT Universität Stuttgart
    (2003) Heubach, Daniel; Lang, Claus; Loew, Thomas
    Das Forschungsprojekt INTUS Das Forschungsprojekt INTUS – Operationalisierung von Instrumenten des Umweltcontrollings durch den effektiven Einsatz von Betrieblichen Umweltinformationssystemen – hat zum Ziel, ausgewählte Instrumente des betrieblichen Umweltcontrolling weiterzuentwickeln und Ihre Anwendbarkeit in der Praxis deutlich zu erhöhen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Instrumente Betriebliche Umweltbilanzen, Umweltkennzahlen und die Flusskostenrechnung und deren Unterstützung in der Anwendung durch Informationssysteme. Das Projekt wird gemeinsam von dem IAT der Universität Stuttgart, dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und dem Fraunhofer IAO gemeinsam mit den beteiligten Unternehmen durchgeführt. Die theoretischen Arbeiten werden durch vier Betriebsvorhaben ergänzt, in denen die betrachteten Instrumente erprobt und implementiert werden so dass sie dauerhaft dem Umweltmanagement zur Verfügung stehen. Die Betriebsvorhaben fanden statt bei den Firmen • Alfred Göhring GMBH & Co. KG • Continental Teves AG & Co. OHG • Ensinger Mineral-Heilquellen GmbH • SCHOTT Glas. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden mehrere Arbeitsberichte erstellt in denen Grundlagen geklärt und durchgeführte Analysen dokumentiert sind. Ziel des Arbeitspapiers Das vorliegende Arbeitspapier analysiert die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten betrieblicher Informationssysteme vor dem Hintergrund des Einsatzes der Umweltcontrollinginstrumente Umweltbilanz, Umweltkennzahlen und Flusskostenrechnung im Umweltmanagement. Hierfür werden zunächst einerseits diese Umweltcontrollinginstrumente kurz vorgestellt und andererseits die Begriffe Betriebliches Umweltinformationssystem (BUIS) und Enterprise Ressource Planning System (ERP) definiert. Darauf aufbauend werden die informationstechnischen Lösungsansätze zur Bereitstellung der Instrumente untersucht. Betrachtet werden hier • die Verwendung von stoffstromorientierten BUIS, • die Entwicklung bzw. Verwendung von ERP-Systemen, sowie • die Entwicklung einer Intranetlösung. Für die Beurteilung der Lösungsansätze werden die Erfahrungen aus den Betriebsvorhaben herangezogen und verallgemeinert.
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    Grundlagenuntersuchungen zum Späneflug bei der Trockenbearbeitung metallischer Werkstoffe zur optimierten Auslegung von Späneerfassungselementen und Werkzeugen durch Simulationsrechnung : Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben
    (2006) Dressler, Martin
    Das abgeschlossene Forschungsprojekt befasste sich mit der Simulation des Spanfluges metallischer Werkstoffe sowohl in Absaugelementen als auch im Arbeitsraum der Maschine. Streng betrachtet kann auch der Arbeitsraum der Maschine als ein großes Erfassungselement betrachtet werden. Um den Spanflug zu simulieren, waren diverse Grundlagenuntersuchungen notwendig, die so bislang nicht aus der Literatur zur Verfügung standen. Diese notwendigen Zusammenhänge und Untersuchungen wurden im abgeschlossenen Forschungsvorhaben ermittelt. Zuallererst wurde eine Abschätzung getroffen, welche der vielen Einflussgrößen sich in relevanter Weise auf die Späneerfassung und den Flug der Späne auswirken. Anhand dieser Abschätzung wurden dann diverse Einzelproblematiken ausführlicher untersucht. Zuerst war es notwendig, die spanspezifischen Größen wie die Spangrößenverteilung des Spangemisches, das Gewicht der Einzelspäne bzw. den Spanquerschnitt eines durchschnittlichen Spanpartikels senkrecht zu seiner Anströmung zu kennen. Diese spanspezifischen Kennwerte wurden mittels Siebanalyse und Wiegen der Späne bzw. Festlegung einer realistischen Näherung des Spanquerschnittes aufgrund der Siebanalyse ermittelt. Weiter ist die Kenntnis des Luftwiderstandsbeiwertes der einzelnen Spanpartikel von elementarer Bedeutung. Hierzu wurde ein Versuchsstand entworfen und gebaut, in dem die Spanpartikel im Gegenstromprinzip auf ihre spezifische Endfallgeschwindigkeit hin untersucht werden konnten. Aus dieser spezifischen Endfallgeschwindigkeit im Kräftegleichgewicht kann der Luftwiderstandbeiwert des einzelnen Spanes ermittelt werden. Ein weiterer wichtiger Untersuchungsschwerpunkt lag in der Ermittlung der korrekten Stoßvorgänge zwischen Partikel und Hauben- bzw. Arbeitsraumwand. Da es sich hier um einen sehr chaotischen Vorgang handelt, war besondere Sorgfalt auf die genaue Wiedergabe des Stoßvorganges in der Simulationsrechnung zu legen. Auch hierfür wurde eigens ein Versuchsstand entwickelt, in dem sowohl die Geschwindigkeitsreduktion der Späne beim Stoß mit der Wand als auch deren Rückprallwinkelverteilung konkret in Abhängigkeit vom Aufprallwinkel ermittelt werden kann. Alle durchgeführten Untersuchungen wurden schließlich in einem Partikelsimulationsprogramm Chip-Si 1.0 zusammengeführt. Die dazu notwendigen grundsätzlichen Schritte und Überlegungen wurden ausführlich dokumentiert. Mit diesem Simulationsprogramm kann nun der Späneflug sowohl in einem Absaugelement als auch im Arbeitsraum einer Maschine untersucht und bewertet werden.
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    Two polarization-based games
    (2008) Haist, Tobias
    For pupils and students, polarization is a rather difficult topic lacking the vividness of most other optical phenomena. Direct observation of polarization is not really possible and, therefore, motivation to understand polarization is often not very high. It is intimating to try to raise motivation by surprising demonstrations. Apart from the well known experiments (two or three polarizers in series, strain measurement by birefringence, polarizers in photography, just to name a few) I tried raising interest by using polarization-based games.
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    Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben Auslegung von Absaughauben bezüglich der Späneerfassung durch Simulationsrechnung
    (2001) Heisel, Uwe
    Im abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurden wichtige Grundlagen für die Berechnung des Erfassungsgrades mittels FEM-Rechnung gelegt. So konnte die Späne bei MDF, Spanplatte und der Massivhölzer Fichte und Buche in Abhängigkeit von der mittleren Spanungsdicke ermittelt werden. Auch wurden Untersuchungen zur Ermittlung des cw-Wertes und des Reflexionsverhaltens beim Auftreffen des Spänestrahls auf eine feste Wand durchgeführt.
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    Communication networks in control: new dimensions of complexity
    (2009) Allgöwer, Frank; Blind, Rainer; Münz, Ulrich; Wieland, Peter
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    Ein Phasenmodell zur Umsetzung einer informationstechnischen Unterstützung von Instrumenten des Umweltcontrolling : Arbeitsbericht des IAT der Universität Stuttgart
    (2004) Lang, Claus; Heubach, Daniel
    Die fortgeschrittene Entwicklung betrieblicher Informationssysteme erlaubt mittlerweile eine integrierte informationstechnische Unterstützung von Um-weltcontrollinginstrumenten neben anderen Standardfunktionalitäten, wie z. B. der Unterstützung der Warenwirtschaft oder Produktionsplanung. Verschiedene Möglichkeiten einer solchen Unterstützung wurden im Forschungsprojekt INTUS erarbeitet. Bei der Implementierung einer solchen informationstechnischen Unterstützung basierend auf einem oder mehreren vorhandenen Betrieblichen Informationssystemen wie z. B. ERP-Systemen müssen sowohl organisatorische als auch informationstechnische Aspekte berücksichtigt werden. Durch die themenübergreifende Wirkung des betrieblichen Umweltcontrolling sind zumeist unterschiedliche Aufgabenbereiche in einem Unternehmen involviert und Projekte erreichen schnell eine hohe Komplexität. Dadurch ist ein strukturiertes Vorgehen erforderlich. Dazu wurde im Forschungsprojekt INTUS ein Phasenmodell entwickelt. Dieses hier vorgestellte Phasenmodell zur Entwicklung und Einführung einer informationstechnischen Unterstützung von Umweltcontrollinginstrumenten auf Basis eines vorhandenen Betrieblichen Informationssystems wurde mit Erfahrungen aus den Umsetzungsprojekten bei den Firmen SCHOTT Glas, Continental TEVES, Ensinger Mine-ral-Heilquellen und Firma Göhring rückgekoppelt. Das Modell besteht aus neun Phasen und enthält einen starken iterativen Charakter sowie definierte Abbruchkritierien. Die Praxiserfahrungen aus dem Forschungsprojekt INTUS zeigen, dass ein strukturiertes Vorgehen und die geschickte Einbeziehung der verschiedenen Promotoren wesentlich zum Projekterfolg und zur dauerhaften Nutzung von Umweltcontrollinginstrumenten im Unternehmen beitragen kann.
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    Black box : an implementation using lasers, smoke and fluorescence
    (2009) Haist, Tobias; Knoll, Ralf; Lorenz, Andreas
    We present the optical implementation of the board game "black box" using a laser, fluorescence and smoke.
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    Konzepte zur Einführung und Anwendung von Umweltcontrollinginstrumenten in Unternehmen : Endbericht des Forschungsprojekts INTUS
    (2004) Lang, Claus; Steinfeldt, Michael; Loew, Thomas; Beucker, Severin; Heubach, Daniel; Keil, Michael
    Zu den klassischen Herausforderungen des Controllings gehört die effiziente Bereitstellung von Informationen zum richtigen Zeitpunkt, im aufgabengerechten Umfang und im geeigneten Format. Vor dieser Herausforderung steht auch das Umweltcontrol-ling, das in der betrieblichen Praxis eine Teilfunktion des Umweltmanagements darstellt. Das Forschungsprojekt INTUS - Operationalisierung von Instrumenten des Umweltcontrolling durch den effektiven Einsatz von Betrieblichen Umweltinformationssystemen - befasste sich mit den drei wesentlichen Fragestellungen, die Unternehmen begeg-nen, wenn sie die interne Informationsversorgung für eine umweltorientierte Unternehmensführung im Rahmen eines Umwelt-controlling optimieren wollen. Zu berücksichtigen sind hier (i) die Eignung der verschiedenen Umweltcontrollinginstrumente, (ii) die informatorische Unterstützung der Instrumente und (iii) die organisatorische Umsetzung der Einführung und der dauerhaften Anwendung der Instrumente. Dabei wurden die Umweltcontrollinginstrumente Betriebliche Umweltbilanz, Umweltkennzahlen und Flusskostenrechnung betrachtet. Die Entwicklung der Konzepte, die diese Fragen beantworten, fand sowohl im Rahmen des wissenschaftlichen Leitprojekts (Teilvorhaben 1), als auch gemeinsam in Umsetzungsvorhaben mit den vier Pilotunternehmen SCHOTT Glas, Continental Te-ves/Temic, Göhring und Ensinger Mineral-Heilquellen statt (Teilvorhaben 2-5) Wesentliche Ergebnisse des Forschungsprojektes waren (i) ein Konzept zur Verknüpfung der einzelnen Instrumente des Um-weltcontrolling, das Potenziale und Grenzen bei der Kombination von Instrumenten des Umweltcontrolling aufzeigt, (ii) ein Kon-zept für eine informatorische Unterstützung der Umweltcontrollinginstrumente, wobei die Anwendung Betrieblicher Umweltinfor-mationssysteme (BUIS) und traditioneller Betrieblicher Informationssysteme wie ERP-Systeme, Intranet oder Tabellenkalkulation untersucht wurden, sowie (iii) ein Konzept zur Implementierung und Institutionalisierung der verknüpften Instrumente des betrieb-lichen Umweltcontrolling zur dauerhaften Verankerung in die Geschäftsprozesse von Unternehmen. Die erarbeiteten Konzepte wurden bei den vier Pilotunternehmen in der Praxis getestet. Erkenntnisse und Erfahrungen führten wiederum zur Optimierung der erarbeiteten Konzepte, die allesamt veröffentlicht wurden.