Forschungsprojekte
Improvements to the Tile Stacking Line
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Arndt Birkert, Prof. Dr.-Ing. Oliver Lenzen
Beratung zum Einsatz von EC-Motoren in Trocken- und Nass-/Trockensaugern
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Markus Harke
Untersuchung Frequenzumrichter
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Markus Harke
ECC economic cruise control
Fahrstrategie einer verbrauchsoptimierten Überland- und Autobahnfahrt, insbesondere mit hügeligem Profil
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Hermann Koch-Gröber
Mittelgeber: BMBF Ingenieurnachwuchs
Fördermittel: 285.904 €
Projektzeitraum: 01.08.2011 - 31.07.2014
Installation eines Prüfstands für elektrifizierte Antriebe des Kfz
Plattform für Forschung und Lehre an Komponenten und System wie elektrischen Maschinen, Leistungselektronik,
Batteriesystemen und deren Steuerungen und Peripherie.
Projektleiter: Prof. Dr. Hermann Koch-Gröber, Prof. Dr. Markus Harke, Prof. Dr. Rainer Uhler, Prof. Dr. Raoul Zöllner
Gesamtmittel: ca. 1,5 Mio€, bisher 500 T€ eingeworben
Projektzeitraum: Bis Ende 2012
Zur Minimierung von Ressourcenverbrauch und Emissionen können elektrifizierte Fahrzeugantriebe einen wichtigen Beitrag leisten. Die Anforderungen im Pkw bezüglich Lastvariation, Dynamik, Reichweite, Lebensdauer, Komfort und Kosten erfordern Weiterentwicklung von Komponenten, Teilsystemen und ihrer Vernetzung. Dabei verlangt zeitgemäße Entwicklungsmethodik eine enge Verzahnung von virtueller Umgebung, Hard- und Software. Konventionelle Einrichtungen wie z. B. Motorprüfstände sind selbst bei Aufrüstung dazu nicht in der Lage. Der projektierte Prüfstand ermöglicht die Untersuchung verschiedener Elektromaschinen bei Rad- und Hochdrehzahl, Leistungselektronik, Antriebsstrangkomponenten wie Getriebe, Wellen und Bremsen, elektrochemische Speicher und deren jeweilige Steuerungen. Die Fahrzeugumgebung wird in variierbarer Tiefe durch Restbussimulation und virtuelles Fahren dargestellt, so dass reale und synthetische Lastkollektive abgebildet werden können. Damit bietet der projektierte Prüfstand eine Plattform für Forschung und fortgeschrittene Lehre innerhalb der Fakultät T1 der HHN.
• Konzepte elektrifizierter Antriebsstränge untersuchen
- Funktionen an Prototypen flexibel nachweisen
- Betriebsstrategien herausfahren
- Elektrische Maschinen bewerten
-Torque Vectoring Strategien darstellen
• Komponenten und Subsysteme absichern
- Kurzdauerläufe durchführen (nur Tagesbetrieb vorgesehen)
-spezielle Betriebsbedingungen erproben
• Testverfahren und Erprobungsmethodiken evaluieren
- Lastkollektive verifizieren
- Standardisierung vorantreiben
• Leistungselektronik untersuchen
- Funktionen an Prototypen flexibel nachweisen
- verschiedene Topologien / Architekturen validieren
- eigene Universal-LE angestrebt
• Wechselwirkung mit Fahrzeugperipherie darstellen
- alle Bussysteme vorgehalten, Restbussimulation mit Koop.-Partner
- Fahrstrategien mit Fahrermodellen evaluieren
- HMI-Know-How der HHN nutzen
- Fahrerassistenzsysteme einbinden
Entwicklung eines bedienergeführten Manipulators
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug
Mittelgeber: Würth-Stiftung
Projektzeitraum: 1. 1. 2010 – 31. 12. 2012
Gesamtmittel: 265.000 €
Zusammenfassung:
Kraftrückgeführte Antriebssysteme oder kurz FFS genannt, finden Verwendung in der Luft- und Raumfahrttechnik, in der Automobiltechnik und in der Medizintechnik. Sie werden überall dort eingesetzt, wo man aufwändige mechanische Systeme durch elektromechanische Systeme, sogenannte x-by-wire-Systeme ersetzen will. Der Vorteil dieser Systeme im Vergleich zu den mechanischen Systemen liegt in einem geringeren Gewicht, einem kleineren Bauraum, einer höheren Funktionalität und der vielfältigen Einsetzbarkeit.
Zu den kraftrückgeführten Systemen zählen auch bedienergeführte Roboter oder Manipulatoren. Diese ermöglichen die Interaktion zwischen Mensch und Maschine, respektive zwischen Maschine und ihrer Wirkungsumgebung. Anwendungsbereiche für diese Manipulatoren liegen momentan im Bereich der Kerntechnik und der Medizintechnik. Bedienergeführte Manipulatoren werden heutzutage anhand von Kraftsensoren und positionsgeregelten Antriebssystemen realisiert.
Diese Art der sog. direkten Krafterzeugung führt jedoch zu hohen Eigendämpfungen und Massenträgheitsmomenten im FFS. Die Antriebe weisen dadurch eine sehr hohe Steifigkeit auf, die weder eine Einflussmöglichkeit des Bedieners auf die Gelenkbewegungen bietet noch eine selbstständige Anpassung an die Umgebung erlaubt. Gerade die Anpassung an die äußere Umgebung erfordert dadurch eine aufwändige Regelung und Modellbildung sowie zahlreiche Sensoren.
Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll daher ein neuartiges Konzept zur Krafterzeugung am Beispiel eines bedienergeführten und dreiachsigen Manipulators untersucht werden. Hierbei soll die Kraft des FFS über einfache Antriebssysteme mit Induktionskupplungen als einstellbares Dämpferelement erzeugt werden.
Mit diesem Verfahren können Kräfte unabhängig von der Position erzeugt werden, was zu einer Vereinfachung der Regelungstechnik innerhalb der Antriebssysteme führt. Das Konzept wirkt sich auch vorteilhaft bei nachgiebigen Bearbeitungswerkzeugen oder Handhabungsobjekten aus, bei denen der Manipulator z.B. selbstständig so weit nachgeführt wird, bis eine gewünschte Anwendungskraft übertragen ist. Beispiel hierfür ist ein klassischer Poliervorgang von innenliegenden Freiformflächen.
Hochdruck Produktions-Autofrettage zur Steigerung der Dauerwechselfestigkeit von Hohlkörpern und insbesonders Rohren
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Arndt Birkert, Prof. Dr.-Ing. Oliver Lenzen
Mittelgeber: BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) - ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand)
Fördermittel: 175.000 €
Projektzeitraum: 01.04.2010 - 31.10.2011
Zusammenfassung:
Das Ziel des HoPA –Projektes ist eine Autofrettageanlage zu entwickeln, die es ermöglicht Prozessvorgaben in eine wirtschaftliche Produktionseinrichtung umzusetzen. Die Serientauglichkeit wird in einem zu entwickelnden Prüfverfahren mit zugehöriger Prüfeinrichtung validiert.
Der Kraftstoffverbrauch von KFZ wird durch die Gestaltung der Einspritztechnik wesentlich beeinflusst. Dabei führen höhere Drücke zu einer besseren Ausnutzung. Diese höheren Drücke schädigen aber überproportional die Lebensdauer der Einspritzkomponenten. Zur Erhöhung der Lebensdauer bei Betriebsdrücken unter 2.000 bar wird bislang die Autofrettage (AF) eingesetzt. Durch Aufbringen eines einmaligen sehr hohen Innendruckes (bis 5.600 bar) wird durch gezielte Plastifizierung und Eigenspannungsaufbau die Dauerfestigkeit deutlich erhöht.
Das wenig theoretisch abgesicherte und schlecht prüfbare Verfahren Autofrettage ist derzeit aber nicht in der Lage, der Marktforderung nach weiter steigenden AF-Drücken bis zu 10.000 bar seriensicher nachzukommen.
Realisierung eines Demo-Eingabegeräts „CAN-MFL-Demonstrator“ mit Dreh-Drücksteller
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Ansgar Meroth
Maschinenintegrierbares, optosensorisches Oberflächen-Inspektionssystem
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Peter Ott
Mittelgeber: BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) - ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand)
Fördermittel: 107.219 €
Projektzeitraum: 01.07.2009 bis 30.06.2011
In diesem Projekt sollen die Grundlagen für ein echtzeitfähiges optosensorisches Inspektionssystem für z.B. mikrostrukturierte Oberflächen erforscht werden, mit dem eine schnellere und deshalb produktivere Inline-Oberflächenqualitätsprüfung ermöglicht wird. Die Optosensorik muss entsprechend den Anforderungen in Fertigungslinien und Maschinenräumen ausreichend robust und kompakt sein und für die Untersuchung der häufig vorkommenden steilen Flanken und scharfen Kanten geeignet sein. Hierfür sollen einerseits aktuelle, nicht geschützte Forschungsergebnisse, wie optische Phasenplatten zur Erweiterung der Tiefenschärfe untersucht und qualifiziert werden. Des weiteren wird ein neuartiges Beleuchtungskonzept mit weitgehender geometrischen und spektralen Lichtmodulation in Kombination mit innovativen Optik-Design Ansätzen der Hochschule Heilbronn für den Einsatz im mikroskopischen Strahlengang erforscht.
Vollautonomes Einparken von Fahrzeugen auf Parkplatzgeländen
Projektleiter: Prof. Dr. Fritz TrösterMittelgeber: BMBF Projekt FHprofUnd
Fördermittel: 217.440 €
Projektzeitraum: 2009
Kooperatonspartner: ValeoSchalter und Sensoren GmbH, Universität von Brasov
Kurzbeschreibung
Die Entwicklung von Parkassistenzsystemen, die den Einparkvorgangvollständig oder teilweise übernehmen, wird von den Automobilherstellern mit Hochdruck vorangetrieben. Semiautomatische Systeme für das Einparken in Lücken sind bereits im Kundeneinsatz. Bisher werden hierfür in der Praxis zumeist mehr oder weniger empirische Verfahren eingesetzt, um in eine Parklücke am Straßenrand parallel rückwärts einzuparken, die sich weitgehend am menschlichen Einparkvorgang orientieren.
Erweiterte Verfahren für das Einparken in„transversale“ Parklücken sind in Entwicklung. Eine Vision eines zukünftigen Parkassistenzsystems ist das vollautonome Einparken eines Fahrzeugs auf einem Parkplatzgelände. Nach der Einfahrt auf das Parkgelände überlässt der Fahrer dem Auto selbst, sich einen Parkplatz zu suchen, um einzuparken und nach einem späteren Weckruf wieder zum Fahrer zurückzukehren. Die lästige Parkplatzsuche entfällt, der Benutzer kann sich sofort seiner Aufgabe widmen.
Entwicklung eines Drop-on-Demand-Druckkopfes und eines Verfahrens zum Verdrucken schnell sedimentierender Suspensionen
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl
Mikromechanischer Druckchip mit piezoelektrischen Aktoren
Optimierung von elektromechanischen Betätigungselementen im KFZ-Innenraum
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild
Untersuchungen Thermomanagement an einem V8-Turbomotor
Projektleiter: Prof. Herbert Windisch
