Universität Stuttgart
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Item Open Access Synthetic and mechanistic prospects of homogeneous gold catalysis(2009) Pankajakshan, Sreekumar; Hashmi, A. Stephen K. (Prof. Dr.)a) The first chapter of this thesis manifests the exploration of homogeneous gold-catalyzed conversions of furan containing aryl-ynamides and ynol ethers. Enynes boast to be the most explored substrate structures in the realm of homogeneous gold catalysis, whereas the reactivity of ene-ynamides and ene-ynol ethers are much less explored till date.34, 45 Hashmi and co-workers recently reported the homogeneous gold-catalyzed synthesis of phenols from furan containing ynamides/ynol ethers.45e These substrates showed excellent reactivity and selectivity apparently owing to the heteroatom directly attached to the alkyne unit. Impressed with the reactivity and high selectivity of these systems, we decided to explore the catalytic activity of the aryl substituted variants of these compounds. Gold catalysis of aryl-ynamides The aryl-ynamide substrates turned out to be interesting candidates for gold catalysis. The mode of reactivity depended on the tether length. The substrates with two carbon tether underwent a Friedel-Crafts type reaction upon subjected to gold catalysts and furnished benzannulated arenes in moderate to excellent yields (Scheme C). A combination of Ph3PAuCl /AgBF4 (5 mol%, 1:1) in CH2Cl2 or CHCl3 was found to be the best choice of catalyst. The reaction conditions were mild and a broad spectrum of polyarenes and polyheteroarenes were synthesized. The substrates carrying an unactivated arene failed to react even under higher temperature and prolonged reaction time. The gold catalysis of substrates 58r-58t with a longer tether took a completely different pathway and gave rise to cyclopentadiene structures (Scheme D). Similar to shorter tethered substrates, electron withdrawing groups on the arene were not tolerated. b) The second chapter of this thesis deals with the development of gold-catalyzed transformations of furan containing alkynes that prove the potential intermediacy of a cationic intermediate in these types of reactions. The actual electronic state of the intermediate in gold-catalyzed enyne cycloisomerizations is a hot spot in recent scientific reports.20a-c A cyclopropyl "carbene" form of the intermediate has been used by most of the authors. But it is important to note that such a species is yet to be isolated or characterized spectroscopically. Recently Fürstner et al., proposed remarkable experimental evidence for the involvement of the cationic form of this intermediate in gold-catalyzed cyclizations.20a,20c The scenario demands the consideration of the actual electronic state of the intermediate as a mesomeric/tautomeric package of different canonical forms (Scheme H). In the context of this thesis it was found that furyl-alkynes carrying electron donating substituents in the α-position of the tether led to the formation of unexpected five-membered structures (instead of the expected phenols) when subjected to gold catalysts (Scheme I). The observed reactivity pattern for the substrates 116/118 was highly informative and served as an experimental evidence for the significant contribution of the cationic form of the intermediate AO in the mesomeric/tautomeric equilibria shown in the scheme H. A mechanistic proposal based on this intermediate was suggested for this hitherto unknown transformation in the gold catalysis of furyl-alkynes (Scheme J). c) The third chapter of this thesis elaborates the unexpected formation of N,O-acetals from oxanorbornadienes-the potential precursors for phenols- upon exposure to gold and other Lewis acids (Scheme K). AuCl was found to be the best Lewis acid catalyst under the given conditions, and Yb(CF3SO3)3 also showed remarkable reactivity. The generality and the absence of any other products/side products confirmed that the reactions followed general acid catalysis. The observation that there is a net reversal in the connectivity of the tether in the product hinted at a complex mechanism operating in the process. d) The fourth chapter of this thesis describes the investigations carried out on the aerobic oxidation reactions catalyzed by gold. A homogeneous catalytic system comprising of gold(I) chloride, n-butyl lithium and sodium carbonate was developed and was found to oxidize primary aromatic alcohols to aldehydes. The system was poor in activity towards aliphatic and secondary alcohols (Scheme L).Item Open Access Dimensions of proximity and localisation of knowledge-intensive producer services : the case of software services for automotive industry in Stuttgart region(2009) Tözün, Reha; Gaebe, Wolf (Prof. Dr. rer. pol.)This thesis primarily examines the spatiality of knowledge-intensive producer services within the framework of knowledge tacitness and aspatial proximities notions. Additionally, based on an example of a West-European location, it links aspatial proximities and regional structural change discourses and explores the significance of lead firms for regional agglomerations. Globalization operates on the significantly lowered trade barriers and mobility of goods, persons and information. In such an environment, knowledge-production and innovation are critical elements of industrial competitiveness, especially for developed countries in Western Europe. As it has been suggested since late 1980's, innovation has a strong interactive component and the knowledge-creation processes tend to localize geographically. However, such processes are do function over geographical distance as well; therefore one needs to consider the non-geographical influences to understand the dynamics involved. The aspatial proximities, which are categorized by Boschma along cognitive, social, organisational and institutional dimensions, provide an intriguing framework to handle the issues regarding the spatiality of knowledge-producing relations between economic actors. Despite the awareness regarding the role of interaction, theories on regional agglomeration phenomenon tend to be more attentive to the supply-side matters. However, the impulses and incentives from demand side do co-define the direction and extent of knowledge production efforts. With the important roles it assigns to local demand and customers, Porter's industrial clusters concept offers a theoretical background for the research interests of this study. Beside aspatial proximities and industrial clusters, this thesis draws on learning regions, long-waves of technological change and regional structural change literatures for its framework of analysis. For the empirical investigation software services for automotive industry in the Stuttgart region were selected. In-depth interviews with regional experts were adopted for the purposes of data collection. The knowledge-intensive producer services relations fundamentally depend on application- and customer-specific knowledge, which is often change-prone and not market-traded. The study revealed that the well-maintained aspatial proximities allow service providers to have sustained access to such knowledge. It was also found that the creation and maintenance of aspatial proximities is related to the availability of spatial proximity between actors and groups. As such, geographical space has a subtle and indirect effect on knowledge production in that it influences cognitive, social and organisational space through which knowledge is generated and shared. The management of aspatial proximities is also a crucial factor for the path-dependant agglomeration of services activities around existing production locations. The study also found out that the coordination challenges induced by the cognitive dynamics of knowledge-production processes strongly affect the spatial proximity requirements of interactive relations. Cognitive dynamics is defined by the tacitness of knowledge content and the processes characteristics. While tacitness creates the need for face-to-face exchanges, time constraints and interfaces between knowledge-production processes compel actors to have more frequent meetings. Under conditions where highly tacit knowledge content has to be co-produced and shared in short time intervals across numerous processes run by different teams, groups of actors are compelled to engage in more frequent face-to-face interaction in order to avoid knowledge mismatches and miscomprehension. As such, the serviceability of such relations decreases with distance and increasing geographical space between partners escalates transaction costs, which in return impels parties to locate near each other. However, the codifiability of knowledge content and the manageability of processes change these dynamics and spatial proximity becomes a choice rather than a requirement. Provided that their operations contain active technology-oriented and knowledge-production functions, lead firms can act as the nodes of regional knowledge-production networks in clusters. The evidence collected for this study suggests that besides acting as demanding local customers à la Porter, they actively co-develop innovations and enrich knowledge capital of a cluster.Item Open Access An extended biphasic description of the inhomogeneous and anisotropic intervertebral disc(2009) Karajan, Nils; Ehlers, Wolfgang (Prof. Dr.-Ing.)It is the aim of this contribution to develop a finite element model, which is as simple as possible, but at the same time complex enough to capture many of the occurring tissue properties of the intervertebral disc (IVD). In order to better understand these properties from an engineering point of view, the needed basic anatomical knowledge is briefly reviewed in the beginning of this treatise, thereby addressing the lumbar spine with focus on the IVD and its material properties. In particular, the IVD appears as the largest avascular part of the body and its microstructure leads to an electro-chemically active material with anisotropic, inhomogeneous and strongly dissipative behaviour. In the following main part of this work, the complete continuum-mechanical modelling process is extensively discussed as well as the numerical treatment of the resulting governing equations. Starting from the thermodynamically consistent Theory of Porous Media (TPM), two phases and three components are introduced for the description of IVD tissue. In particular, this is the extracellular matrix (solid skeleton) carrying fixed negative charges which is saturated by a pore fluid consisting of a solvent (liquid) as well as anions and cations of a dissolved salt. Following the idea of superimposed continua, an individual motion function is introduced for each of the constituents, whereas the components of the pore fluid are always expressed relative to the deforming solid skeleton. In order to capture the finite kinematics of the inelastic solid skeleton, its deformation gradient is multiplicatively split into inelastic and elastic parts. Next, the materially independent balance equations are derived from the respective master balances and accustomed to the soft biological tissue under study. In order to keep the resulting set of equations as simple as possible, while still keeping the ability to reproduce osmotic effects, an assumption according to Lanir is made. In this context, the tissue is regarded to be always immediately in electro-chemical equilibrium, which allows to describe the electro-chemically active tissue using only an extended biphasic model. Applying van't Hoff's law finally allows to compute the occurring osmotic pressure as a function of the solid displacement. Moreover, in order to characterise the inhomogeneous anisotropic and viscoelastic solid skeleton as well as the viscous pore fluid, several constitutive equations need to be formulated, thereby depending on a thermodynamically admissible set of process variables. Herein, the endangerment of postulating nonphysical constitutive assumptions is avoided by strictly following the restrictions resulting from the evaluation of the entropy inequality. Finally, the chosen constitutive functions of the solid skeleton are based on Ogden-type strain energy functions, which automatically include several simpler material laws. The viscoelastic contribution is based on a generalised Maxwell model which is dominated by the concept of internal variables with linear evolution equations. Finally, the superimposed dissipative effect of the viscous pore fluid is captured using the famous Darcy filter law. As a last step, the applicability of the derived model is proven with realistic computations of the IVD. Herein, the resulting set of governing partial differential equations is discretised in time and space using the finite difference method and the mixed finite element method, respectively. The theoretically introduced material parameters are determined using experimental data as well as material parameters obtained from a vast collection of related literature sources. Since many parameters appear in a coupled manner, their identification is often only possible via inverse computations. Following this, a numerical sensitivity analysis is carried out yielding an indication for the relevant parameters in experiments concerning a motion segment in a short-duration compression-flexion experiment as well as in long-term loading situations. Subsequently, the efficiency of the implementation is demonstrated by a parallel simulation of a lumbar spine segment carried out on 84 processors simultaneously, thereby exhibiting almost one million degrees of freedom.Item Open Access Städte am Wasser - Wasserstädte : die nachhaltige Erhöhung der Konkurrenzfähigkeit von urbanen Räumen durch Sanierung und Umnutzung von Uferzonen(2009) Ebner, Stefan; Ribbeck, Eckhart (Prof. Dr. Ing.)Darstellung und Untersuchung von Best-Practice-Beispielen zur Erhöhung der nachhaltigen Konkurrenzfähigkeit von urbanen Räumen durch Sanierung und Umnutzung von UferzonenItem Open Access Beitrag zur experimentellen Bestimmung der Wartezeitfunktion bei Leistungsuntersuchungen im spurgeführten Verkehr(2009) Schmidt, Christine; Martin, Ullrich (Prof. Dr.-Ing.)Die Eisenbahnbetriebswissenschaft befasst sich unter anderem damit, den Zusammenhang zwischen Auslastung einer Infrastruktur und Betriebsqualität zu beschreiben und daraus Empfehlungen für eine optimale Auslastung abzuleiten. Zwei sehr übliche Ansätze in der Eisenbahnbetriebswissenschaft sind die Simulation und die analytischen Methoden. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren weiterentwickelt, mit dem zwischen beiden Ansätzen eine Brücke geschlagen wird: Mit Hilfe von Simulationen wird eine funktionale Beziehung zwischen Auslastung und Wartezeiten hergestellt - die Wartezeitfunktion. Aus der Wartezeitfunktion wird anschließend der optimale Leistungsbereich bestimmt wie ihn [Hertel 1992] beschreibt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Bestimmung der Wartezeitfunktion. Es werden für die einzelnen Arbeitsschritte jeweils verschiedene Algorithmen vorgestellt, an Fallbeispielen getestet und daraus Empfehlungen für ein verbessertes Verfahren abgeleitet. Dieses Verfahren zeichnet sich durch zwei Vorteile aus: Zum einen wird durch Automatisierung einiger manuell sehr aufwändiger Schritte der Arbeitsaufwand stark gesenkt, zum anderen lassen sich nun – je nach Struktur des untersuchten Teilnetzes – sehr viel besser abgesicherte Ergebnisse erzielen. Die wichtigsten Verbesserungen sind die Folgenden: - Zur Bestimmung der maximalen Leistungsfähigkeit wird ein neuer Ansatz entwickelt, der auch für Teilnetze anwendbar ist. Er basiert darauf, bestimmte Indikatoren über einen weiten Auslastungsbereich hinweg zu beobachten. Im Bereich der maximalen Leistungsfähigkeit tritt ein charakteristisches Verhalten des jeweiligen Indikators auf. Besonders geeignet ist der Indikator "Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsbelastung". - Die Fahrpläne sollten mit dem hier vorgestellten Algorithmus "Zufällige Fahrpläne" verdichtet werden. Dieser arbeitet mit einem Parameter (der Zeitscheibe), mit dem ein Bezug zum Variationskoeffizienten der Ankunftsverteilungen und damit der "Ordnung" des Betriebsprogramms hergestellt werden kann. Planmäßige Wartezeiten sollten bei der Fahrplanverdichtung grundsätzlich vermieden werden. - Das bisher verwendete Approximationsverfahren wird durch ein anderes Verfahren ersetzt (hier "logarithmische Approximation" genannt), das durchweg geeigneter ist und plausiblere Ergebnisse liefert. Damit hat das Verfahren zur Leistungsuntersuchung nach Hertel einen entscheidenden Schritt in Richtung Praxistauglichkeit vollzogen. Darüber hinaus werden in dieser Arbeit einige Ansätze für zukünftige Entwicklungen aufgezeigt.Item Open Access Entwicklung einer schnell schaltenden Bremse und Kupplung für Linearbewegungen zum Überlastschutz in Werkzeugmaschinen(2009) Dennig, Hans-Jörg; Binz, Hansgeorg (Prof. Dr.-Ing.)Große Kollisionskräfte aufgrund eines Bedien- oder Programmierfehlers sind ein zentrales Problem bei der modernen Produktion mit hocheffizienten Werkzeugmaschinen. Dadurch entstehen teure Reparaturen vor allem an der Hauptspindel und den Spindelmutter-Antrieben, was zu langen Ausfallzeiten an der betroffenen Maschine führt. Eine Umfrage bei insgesamt 23 Anwendern und Herstellern von Werkzeugmaschinen ergab, dass die Service- und Ersatzteilkosten durch eine heftige Kollision bis zu 23.000 € betragen können. Verfügbare Überlastsicherungssysteme können derzeit weder die hohen Kollisionsschäden verhindern noch die Auswirkungen eines Schadens gering halten. Es bedarf also neuer Ansätze. Um dies zu ändern, wird eine Lösung verfolgt, die vorsieht, die Vorteile elektronischer und mechanischer Überlastsicherungssysteme zu vereinen. Diese Lösung basiert darauf, dass der erste Kontakt bei einer Kollision beispielsweise zwischen Werkzeug und Werkstück erkannt und über eine nachgeschaltete Entscheidungslogik verarbeitet wird. Durch diesen kontakterkennungsbasierten Ansatz ist es möglich, Kollisionen schneller als bei herkömmlichen Schutzsystemen zu erkennen und Maßnahmen einleiten zu können. Je nach Kollisionshärte muss die Maschine dann möglichst schnell gestoppt werden, wobei abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit zwei Strategien zur Verfügung stehen. Im Bereich niedriger Vorschübe kann mittels eines steuerungsinternen Notstopps die Maschine sicher gestoppt werden, ohne dass nennenswerte Schäden auftreten. Im Fall einer Kollision mit höheren Vorschubgeschwindigkeiten reicht der interne Notstopp nicht mehr aus, weshalb die Steuerung ein Signal an eine aktiv geschaltete Sicherheitskupplung/-bremse weitergibt. Das schnell schaltende Bremssystem kann vor allem den Spindelkasten inkl. Hauptspindel schützen, indem die Überlast vom Bremssystem aufgenommen wird und bleibende Verformungen verhindert werden. Dazu muss das Bremssystem mit hoher Kraft schnellstmöglich wirken. Eine Überlastkupplung, die eine hohe Axialsteifigkeit aufweist und direkt an der Schnittstelle zwischen Antriebssystem und Werkzeugschlitten in die Spindelmutter integriert ist, kann den Kraftfluss infolge einer Kollision früh unterbrechen und somit das Antriebssystem schützen. Solche Maschinenelemente zur schnellen Kopplung bzw. Entkopplung von großen Kräften sind nach dem derzeitigen Stand der Technik und Forschung nicht verfügbar. Ziel dieser Arbeit ist somit die Entwicklung einer schnell schaltenden Bremse und Kupplung für Linearbewegungen am Beispiel des beschriebenen Überlastsicherungssystems für Werkzeugmaschinen mit Spindelmutter-Antrieben. Damit erfolgt eine Eingrenzung des Lösungsansatzes auf die mechanischen Komponenten. Die ebenfalls benötigte Steuerungstechnik zur Auslösung von Bremse bzw. Kupplung wird in einer weiteren Arbeit am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen entwickelt. Die Hauptanforderung an die einzelnen Systeme besteht dabei in der Verkürzung der Reaktionszeit. Maßnahmen zur Vermeidung von schwerwiegenden Beschädigungen infolge Kollisionen müssen in den ersten Millisekunden eingeleitet werden. In der vorliegenden Arbeit wird zur Lösung dieser Aufgabe als Vorgehensweise der Produktentwicklungsprozess gemäß VDI2221 gewählt. Dabei wird gezeigt, dass die Anforderungen durch eine hydraulische Betätigung des Brems- bzw. Kupplungssystems erreichbar sind. Das Herzstück bildet daher ein Hydraulikventil, das durch einen extrem schnellen Aktor geöffnet wird. Das zentrale Problem dabei ist die Optimierung der Parameter Kraft, Weg und Zeit. So müssen die eingesetzten Aktorprinzipien hohe Kräfte und Wege innerhalb kürzester Reaktionszeit aufbringen. Das schnell schaltende Bremse-Kupplung-System wird hier exemplarisch für die x-Achse einer Fräsmaschine in Fahrständerbauweise entwickelt. Die Antriebssysteme bestehen dabei aus Kugelgewindetrieben. Es steht jedoch nicht die Werkzeugmaschine im Vordergrund, sondern die Entwicklung des Bremse-Kupplung-Systems, das somit auch in weiteren Anwendungsfeldern ihren Einsatz finden kann. Für die geforderte Aufgabenstellung leiten sich jedoch aus den Eigenschaften von Werkzeugmaschinen wie z. B. Verfahrgeschwindigkeiten, Steifigkeiten etc. verschiedene Anforderungen ab, welche die Basis für die vorliegende Arbeit darstellen.Item Open Access Volcanic evolution of Southern Tenerife (Canary Islands) during the Pleistocene and Holocene(2009) Kröchert, Jörg; Buchner, Elmar (PD Dr.)The Canary Islands are a group of volcanic ocean islands in the Central Atlantic near the continental margin of northwest Africa. Tenerife, with a volcanic history of more than 12 Ma of subaerial eruptions, is the largest island of the Canaries and is situated in the centre of the Archipelago. The Quaternary Bandas del Sur Formation in the South of Tenerife comprises a complex sequence of pyroclastic rocks and lavas and is part of the southern rift zone. In contrast to the northwest and northeast rift zones on Tenerife, the southern rift zone comprises a number of characteristics with respect to the morphological features, eruption cyclicity, and the geochemistry of the volcanic deposits. Various flank eruptions of the Las Cañadas volcano associated with basaltic lavas and the formation of cinder cones within the Bandas del Sur are important volcanic units for understanding the explosive volcanic cycles during the Pleistocene on Tenerife. Paleomagnetic studies, geochemical analysis of major and trace elements, and two radioisotopic dating (K-Ar) have been carried out on prominent cinder cones, to determine their stratigraphic position. By combining the results with previous K-Ar data in the Literature, the cones and lavas can be subdivided into three stratigraphic units. Cinder cones that belong to the first unit show reverse magnetization and Y/Nb ratios between 0.37-0.41; cinder cones of the second unit show normal magnetization and Y/Nb ratios of <0.35. The third unit comprises cinder cones with normal magnetization and Y/Nb ratios of about 0.47. The first two units were constructed between ~0.948-0.779 Ma and 0.323-0.300 Ma. These units define volcanic cycles that culminated in violent Plinian eruptions. The third and youngest unit possibly marks the beginning of a further volcanic cycle that started ~0.095 Ma ago. In order to reconstruct the uplift history of Tenerife, numerous uplifted fossil beaches and tuff cones were investigated. In the North and Northeast of Tenerife, the positions of fossil beaches indicate stable conditions since 130 ka. The uplift rates in southern Tenerife (within the Bandas del Sur) amount to a minimum of 15 m since 778 ka at Montaña Pelada and to a maximum of up to 45 m since 10 ka in the area of El Médano, suggesting an asymmetrical uplift of the island complex. The uplift in the South could be caused by seismic activity or mass loss due to flank collapse events. However, uplift due to ascending magma is more plausible. The fossil beach deposits of the El Médano area exhibit tubular-shaped concretions and concretionary dykes. These sediment structures have been interpreted as the result of a) the interaction between hot ignimbrites that overflowed wet beaches, b) fast accumulation of beach sands on hot and degassing ignimbrites, c) paleoliquefaction caused by an earthquake (seismites). Based on the interpretation as seismites, an intense paleoearthquake was proposed to be responsible for the generation of the paleoliquefaction structures. However, the sedimentary structures in question show the general criteria diagnostic for rhizocretions and root tubules with respect to their orientation, size, branching system, and style of cementation. Faults of a well-defined strike direction that precisely coincides with the southern rift fault system occur in the El Médano site. This fault system was generated contemporaneously with a chain of cinder cones ~948 ka ago. Open fractures in ignimbrites (~668 ka) and the fossil beach deposits (~10 ka) of the El Médano area suggest that the rift-associated fault system has been seismically active in the aftermath and probably is still active. A further fault system striking perpendicular to the rift-associated faults probably originates from a Holocene paleoearthquake of moderate intensity. Earthquake-induced ground effects in the fossil beach deposits of the study area are consistent with seismically induced ground effects of several recent and well-documented earthquakes and gravitational sliding triggered by an intense earthquake in Nicoya/Costa Rica in 1990. Both, the rift-associated and the earthquake-induced fault system, initially produced open cracks in the fossil beach deposits that were occupied by plants and subsequently stabilized by cementation. These results accentuate that the densely settled southern part of Tenerife is latently endangered by volcanic and seismic activity, though, currently, there are no indications of increasing volcanic activity in this region. Uplift due to recent magma loading is not observable and the intensity of a paleoearthquake in the El Médano area was probably considerably lower than mentioned in the literature.Item Open Access Entwicklung eines Systems zur immersiven Arbeitssystemgestaltung mit CAD-Schnittstelle(2009) Schirra, Roman; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Neue Systeme der Virtuellen Realität bekommen in der industriellen Praxis immer größere Bedeutung. Besonders im Bereich der Arbeitssystemgestaltung besteht ein großes Potential, die vorhandenen Probleme des hohen Aufwands für dynamische Menschmodellsimulationen oder der vielen Iterationen in der Layoutgestaltung durch die VR-Technologie zu lösen. Aus diesen Gründen wird für diese Arbeit ein neuer Ansatz gewählt, welcher einen Planungsprozess für Arbeitssysteme nahezu vollständig mit einer VR-Anwendung ermöglicht. Dazu werden die Systemanforderungen, bestehend aus den Anforderungen der Anwendergruppe sowie den systemtechnischen Anforderungen, dargestellt. Die Planungssystematik für Arbeitssysteme liefert einen Baustein zur Entwicklung eines VR-Planungsprozesses sowie zur Gestaltung zusätzlicher Funktionen der VR-Anwendung. Die Einheiten Produkt, Prozess und Ressource bilden einen weiteren Baustein der Konzeption. Ein zusätzlicher Baustein sieht die parallele Datenhaltung von Arbeitssystemkomponenten vor. Für die Umsetzung wurde zunächst die Systemarchitektur aufgestellt. Basierend darauf wurden verschiedene VR-Module und CAD-System-Module entwickelt. Das Datenmodell wird durch die Erweiterung bestehender Dateien um bestimmte Einheiten realisiert. Die Umsetzung der parallelen Datenhaltung sieht vor, jede Arbeitssystemkomponente sowohl als VR-Datei als auch als CAD-Datei vorzuhalten. Durch die Entwicklung eines VB-Servers können parametrisierte Arbeitssystemkomponenten immersiv verändert und eingeladen werden. In der Groblayoutplanung wurden Vorgehensweisen entwickelt, um Stationen, Linien bis hin zu Fabrikstrukturen in groben Abmaßen festzulegen. Die Feinlayoutplanung wurde für die Detaillierung des Layouts durch Bibliothekskomponenten realisiert. Für die ergonomischen Analysen wurde die Idee umgesetzt, Bewegungsabläufe vom Anwender direkt auf ein Menschmodell zu übertragen. Zusätzlich wurde eine Positionierungsmethodik entwickelt, um Objekte und Menschmodelle interaktiv zu verschieben und auszurichten. Ein Projektnavigator wurde zur Verwaltung der Planungsprojekte umgesetzt. Darüber hinaus wurde ein VR-Konverter für den Austausch entsprechender Planungsdaten verwirklicht. Im Rahmen einer Anwenderstudie erfolgte die Evaluierung des Gesamtsystems. Dabei wurden zunächst die Testpersonen ins System eingewiesen, danach erfolgte die Durchführung der Tests und im Anschluss wurde das System bewertet. Insgesamt bewerteten die Anwender das entwickelte System positiv.Item Open Access Aspekte einer deliberativen Theorie des Guten und Gerechten(2009) Mazouz, Nadia; Hubig, Christoph (Prof. Dr.)Die Unterscheidung des Guten und Gerechten sowie die Vorrangstellung des Gerechten vor dem Guten werden für eine Kantische Ethik als unumgänglich angesehen. Die Frage nach der genauen Bestimmung der Unterscheidung sowie der Vorrangrelation hat weite Teile der praktischen und politischen Philosophie in den letzten Jahrzehnten stark geprägt. Vereinfachend werden oft Theorien, die eine Priorität des Gerechten vor dem Guten behaupten, als "liberal" bezeichnet. Denn als begründungsbedürftig und begründungspflichtig werden "nur" diejenigen Verpflichtungen angesehen, welche Interaktionen von Personen untereinander regulieren; das gute Leben des Einzelnen ist weder allgemein begründungsfähig noch begründungspflichtig. Klassisch liberale Theorien nehmen eine Sortierung von Belangen vor in solche, die das eigene Leben betreffen, und solche, die das Zusammenleben (in bestimmter Weise) betreffen. Bezweifelt wird vielfach, dass diese Sortierung überhaupt allgemein vorzunehmen möglich ist. Weiterhin wird moniert, die Bedeutung von Gerechtigkeit sei nicht angemessen wiedergegeben in einer Theorie, die sie unabhängig vom Guten inhaltlich festlegt; gerade weil und insofern ein Gutes geschützt wird, sei Gerechtigkeit der prioritäre praktische Beurteilungsgesichtspunkt. Theorien, die das Gerechte als Teil des Guten begreifen sind nicht so einfach unter einen Begriff zu subsumieren: denn sie argumentieren sehr verschieden gegen die Möglichkeit der Unterscheidung und/oder die behauptete Priorität und werden unter ganz verschiedenen Titeln geführt wie Essentialismus, Kontextualismus, Kommunitarismus usw. Eine wichtige diese Theorien einigende These ist, dass Gerechtigkeit in Verschränkung mit dem Guten allererst ihre Bedeutung erhält. Als politische Philosophien sind sie in Gestalt republikanischer Theorien, die gemeinsame Prozesse der Meinungs- und Willensbildung zentral vorsehen, wichtige Gegenspieler liberaler Theorien. Die gegenwärtig neu entwickelten deliberativen Theorien der Gerechtigkeit, wie ich sie nenne, haben einen Ausweg aus dieser Lage versucht zu explizieren: Sie sind liberal, indem sie die Unterscheidungs- und Vorrangthese vertreten; sie vertreten zugleich aber die Verschränkungsthese, mithin die These, dass das Gerechte auf das Gute zu beziehen ist, um prioritäre Gerechtigkeitsurteile allererst zu gewinnen. Auch sind sie in unterschiedlicher Weise auf Prozesse der gemeinsamen Meinungs- und Willensbildung ausgerichtet, sind demnach auch republikanisch. Deliberative Theorien der Gerechtigkeit begreifen die Richtigkeit moralischer Urteile, auch Urteile der Gerechtigkeit, vermittels ihrer vernünftigen Akzeptabilität, in Gestalt vernünftiger Zustimmung oder eines vernünftigen Konsenses. Als Vertreter deliberativer Theorien werden in diesem Text analysiert die Autoren John Rawls, Thomas Scanlon und Jürgen Habermas, da sie breit angelegte Theorien vorgelegt haben, die wesentliche Alternativen solcher Ansätze abmessen. Zudem haben sie methodisch ausgefeilte Deliberationsmodelle entwickelt, die es ermöglichen, vernünftige Akzeptabilität auszubuchstabieren: Rawls mit seinem Überlegungsgleichgewichtsmodell, Scanlon mit seiner Konzeption substanzieller Gründe und Habermas mit seinem Diskursmodell. Wie genau ein kantisches, liberales, Gerechtigkeitsverständnis auszubuchstabieren ist, ist unter den genannten Autoren deliberativer Theorien der Gerechtigkeit strittig. Einig sind sie darin, das Gute und das Gerechte begrifflich voneinander unabhängig zu bestimmen, inhaltlich aber miteinander zu verschränken; einig sind sie mithin in einem bestimmten Modell der Scheidung und zugleich Verschränkung des Guten und Gerechten. Nicht aber darin, wie genau dieses Modell zu explizieren ist. Rawls, Scanlon und Habermas haben je bestimmte Modelle der Gut/Gerecht-Unterscheidung entwickelt. Das prominenteste ist sicherlich das Komplementaritätsmodell, bei dem das Gute die Hinsicht der Gerechtigkeit bildet (Rawls). Das Integrationsmodell sieht vor, diejenigen Aspekte des guten Lebens in die Gerechtigkeit einzuschreiben, die allgemein begründbar sind (Habermas). Ein Modell, das das Verhältnis als offene Komplemente fasst (Scanlon), verneint, dass das gute Leben für die Zwecke der inhaltlichen Bestimmung von Gerechtigkeit einheitlich konzipiert werden kann. Die Ansätze von Rawls, Habermas und Scanlon stellen den Versuch dar, entgegen der klassischen Alternative, entweder das Gute gänzlich unberücksichtigt zu lassen oder das Gerechte darin zu integrieren, das Gute mit dem Gerechten zu verschränken und doch die Vorrangstellung des Gerechten zu sichern, mithin die klasssich liberale Moralarchitektonik beizubehalten. Dass diese Vorhaben in bestimmten Hinsichten deren zentrale Ansprüche verfehlen, wird durch eine jeweils interne Kritik gezeigt. Ziel ist zu zeigen, dass der "Möglichkeitsraum" alternativer moralphilosophischer Positionen, der durch diese Autoren aufgemacht wird, in charakteristischer Weise eingeschränkt ist.Item Open Access Experimental investigation of flow boiling of water in narrow rectangular vertical channels(2009) Sobierska, Ewelina; Groll, Manfred (Prof. Dr.-Ing. habil.)In the last century electric and electronic devices have become an integral part of our life. Simultaneously, in pursuance of people's nature, needs and demands are incessantly increasing. Consequently, the devices are becoming more convenient (by means of being smaller and lighter) and the number of their functions is rising. One of the restrictions which stop this development is the Joule effect which creates a thermal management problem. Many options to achieve successful cooling are available, ranging from very simple passive cooling to active cryogenics methods. Among those, flow boiling offers very good heat transfer performance taking advantage of the latent heat of vaporisation. During flow boiling in microchannels a liquid coolant is pumped through an array of channels which can be attached to heated surfaces. A closed loop containing an evaporator with microchannels, a micropump and a condenser can be very compact and relatively inexpensive. There are three aspects of flow boiling: flow pattern, pressure drop and heat transfer. All three and their relationship are experimentally investigated in this work with the aim to find the best heat transfer performance conditions. The experiments were carried out in three rectangular channels with hydraulic diameters below 0.5 mm. Deionised water was used as working fluid. The heat transfer and pressure drop were investigated. Additionally a visualisation of two-phase flow was done in order to obtain a better understanding of the heat transfer mechanism. The results of this work can be briefly summarized as follows: The best heat transfer performance was found at thermodynamic vapour qualities close to zero, where slug flow was usually observed. The two-phase pressure drop can be predicted by a separate flow model which is based on governing equations (mass, energy and momentum conservation laws), the Lockhart-Martinelli method and the empirical void fraction equation with constants proposed by Lockhart and Martinelli.