ACE Didactic - Fachschaft Maschinenbau & Verfahrenstechnik
ACE Didactic - Fachschaft Maschinenbau & Verfahrenstechnik
ACE Didactic - Fachschaft Maschinenbau & Verfahrenstechnik
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Markenqualität -<br />
die es in sich hat.<br />
1
Prüfungsfragen<br />
1
Wo wird der Industrie-Stoßdämpfer<br />
eingesetzt?<br />
2
Der Industrie-Stoßdämpfer wird im <strong>Maschinenbau</strong> eingesetzt,<br />
um bewegte Massen innerhalb kürzester Zeit bei geringer<br />
Maschinenbelastung abzubremsen und exakt zu positionieren.<br />
Siehe Katalog 4.2005 Seite 9-11<br />
3
Wie ist die Drosselanordnung im<br />
Industrie-Stoßdämpfer?<br />
4
Die Drosselbohrungen im Industrie-Stoßdämpfer sind<br />
über die Hublänge angeordnet<br />
einstellbar<br />
me min<br />
me max<br />
selbsteinstellend<br />
weich<br />
mittel<br />
hart<br />
5
Welche Kraft/Weg Kurve entsteht mit dem<br />
Industrie-Stoßdämpfer?<br />
Welche Kraft/Weg Kurve entsteht mit dem<br />
Hydraulischen Bremszylinder<br />
mit nur einer Drossel?<br />
6
Welcher Nutzen entsteht durch Einsatz<br />
der Industrie-Stoßdämpfer?<br />
8
Nutzen:<br />
• geringe Maschinenbelastung<br />
• leise Maschinen<br />
• kurze Bremszeit<br />
• sichere, zuverlässige Produktion<br />
• hohe Standzeit der Maschinen<br />
• leichte, preiswerte Konstruktionen<br />
• geringe Betriebskosten<br />
• leise, sparsame Maschinen<br />
9
Wie ist die Funktion eines<br />
Industrie-Stoßdämpfers?<br />
10
Der Industriestoßdämpfer ist mit Öl gefüllt, entlüftet<br />
und drucklos.<br />
11
(p)<br />
Beim Beaufschlagen wird Öl über mehrere<br />
Drosselbohrungen verdrängt, die auf die Hublänge<br />
angeordnet sind.<br />
12
Kinetische Energie wird in Wärme umgewandelt.<br />
13
Welche Kraft/Weg Kurve entsteht<br />
beim Abbremsen mit dem<br />
Industrie-Stoßdämpfers?<br />
14
Industrie-Stoßdämpfer<br />
linear, gleichbleibend<br />
15
Ist der<br />
Industrie-Stoßdämpfers<br />
ein Schwingungsdämpfer oder eine<br />
Endlagendämpfung?<br />
16
Der Industrie-Stoßdämpfer ist eine<br />
Endlagendämpfung<br />
17
<strong>ACE</strong> Stoßdämpfer GmbH<br />
Didaktik<br />
Herzogstr. 26-28<br />
40764 Langenfeld<br />
Internet: www. ace-ace.de<br />
Fachvorträge Terminvereinbarung<br />
Ihr Ansprechpartner: Andrea Hantschke<br />
e-mail: a-hantschke @ace-ace.de<br />
Tel.: 02173 – 922613<br />
Fax: 02173 – 922637<br />
18
31.01.2011<br />
Hubschrauber b -<br />
Entwicklung, Produktion<br />
und Kundendienst<br />
Vorlesungsreihe Ingenieur und Zukunft<br />
FS <strong>Maschinenbau</strong> & <strong>Verfahrenstechnik</strong><br />
Uni Kaiserslautern<br />
Matthias Obermayer<br />
Leiter Kundendienst Deutsche Standorte<br />
und Service Chief Commercial Helicopters<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
0/139<br />
• Einführung (aus PRO7 “Welt der Wunder”)<br />
• Warum fliegt ein Hubschrauber ?<br />
• Eurocopter – die Firma und ihre Produkte<br />
• Zukunftsperspektiven<br />
• Eurocopter Deutschland - Video<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
1/139<br />
1
31.01.2011<br />
Rotorkräfte im Schwebe- und Vorwärtsflug<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
2/139<br />
Kollektive und zyklische Rotorblattsteuerung<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
3/139<br />
2
31.01.2011<br />
Rotor-Anströmung im Vorwärtsflug<br />
• Unsymmetrische Anströmbedingungen<br />
• Drehmomentausgleich<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
4/139<br />
Hubschrauber-Konfigurationen (1)<br />
• Haupt- und Heckrotor<br />
Heckrotor gleicht Hauptrotor-Drehmoment aus<br />
und steuert um Hochachse<br />
häufigste Konfiguration<br />
• Tandemrotor<br />
Drehmomentausgleich durch gegenläufige Drehung<br />
und Kippstellung der kämmenden Rotoren<br />
Boeing CH-47 Chinook u.a.<br />
• Nebeneinanderliegende Rotoren<br />
MIL Mi-12 u.a.<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
5/139<br />
3
31.01.2011<br />
Hubschrauber-Konfigurationen (2)<br />
• Kämmende Rotoren<br />
amerikanische Kaman-Hubschrauber<br />
• Koaxiale Rotoren<br />
russische Kamov-Hubschrauber<br />
• NOTAR (No Tail Rotor)<br />
vom Hauptgetriebe angetriebener Fan presst Luft<br />
durch schwenkbare Düsen im Heckausleger<br />
amerikanischer MD Explorer<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
6/139<br />
Rotorbauweisen<br />
• Rotorblätter bewegen sich in Schlag-,<br />
Schwenk- und Torsionsrichtung<br />
• Diese Bewegungen erfolgen über Gelenke & Lager oder ohne mechanische Teile<br />
Konventionell (A109) Gelenklos (BO105) Lagerlos (EC135)<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
7/139<br />
4
31.01.2011<br />
Eurocopter-Hubschrauberflotte Zivil & Paramilitärisch<br />
EC 130 EC 145<br />
EC 175<br />
AS 350<br />
EC 135<br />
EC 120<br />
EC 155<br />
EC 225<br />
AS 355<br />
AS 365<br />
AS 332<br />
single engine<br />
light twin<br />
medium twin<br />
medium/heavy<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
10/139<br />
Eurocopter-Hubschrauberflotte Militärisch<br />
UH-72A<br />
KHP<br />
NH 90<br />
EC 635<br />
AS 555<br />
AS 565 EC 725<br />
AS 550 AS 532 TIGER<br />
light<br />
medium<br />
medium/heavy<br />
specialized<br />
Hubschrauber – Entwicklung, Produktion, Kundendienst<br />
Universität Kaiserslautern, November 2009<br />
11/139<br />
6
ZF Automatikgetriebe – Ingenieur und Zukunft<br />
Einführung<br />
ZF Friedrichshafen AG
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Motorkurve V8 Benziner - Beispiel<br />
kW<br />
Nm<br />
Minimaldrehzahl = 650U/min<br />
Maximaldrehzahl = 7000U/min<br />
verfügbares Drehzahlband<br />
Motordrehzahl in 1/min<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 3
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Problem 1:<br />
• Minimaldrehzahl von 650 U/min<br />
Motor muss drehen, auch wenn die Reifen stehen<br />
Wie fahre ich an, ohne den Motor abzuwürgen?<br />
Differenzial mit<br />
Achsübersetzung<br />
i_diff<br />
n_Motor = 650 U/min<br />
n_Reifen = 0 U/min<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 4
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Lösung 1:<br />
• Minimaldrehzahl von 650 U/min<br />
Ein Anfahrelement muss die Drehzahlen angleichen und das<br />
Drehmoment zum Anfahren übertragen<br />
Reibkupplung oder Hydraulischer Wandler<br />
Differenzial mit<br />
Achsübersetzung<br />
i_diff<br />
n_Motor = 650 U/min<br />
n_Reifen = 0 U/min<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 5
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Lösung 1:<br />
• Minimaldrehzahl von 650 U/min<br />
Ein Anfahrelement muss die Drehzahlen angleichen und das<br />
Drehmoment zum Anfahren übertragen<br />
Reibkupplung oder Hydraulischer Wandler<br />
Differenzial mit<br />
Achsübersetzung<br />
i_diff<br />
n_Motor = 650 U/min<br />
n_Reifen = 0 U/min<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 6
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Problem 2:<br />
• Begrenztes Drehzahlband 650 U/min bis 7000 U/min<br />
n_Motor = 650 U/min<br />
verfügbares Drehzahlband<br />
n_Motor = 7000 U/min<br />
Achsübersetzung i_diff =4,7 Reifendurchmesser 0,7m<br />
v_Fahrzeug = 36km/h<br />
v_Fahrzeug = 110 km/h<br />
- Minimalgeschwindigkeit zu hoch<br />
- Maximalgeschwindigkeit zu gering<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 7
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Lösung:<br />
• Mehrere Übersetzungsstufen - „Gänge“<br />
Je nach Auslegung<br />
• 4 Gänge in älteren Getrieben<br />
• 8 bis 9 Gänge in modernen Automatikgetrieben<br />
• bis zu 16 Gängen im LKW-Bereich<br />
Differenzial mit<br />
Achsübersetzung<br />
i_diff =4,7<br />
Gesamtübersetzung<br />
i<br />
Gesamt<br />
i<br />
GangX<br />
i<br />
achs<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 8
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
Warum braucht man<br />
Getriebe?<br />
1. Zum Anfahren!<br />
Jedes Getriebe hat ein Anfahrelement<br />
2. Zum Anpassen der Motorcharakteristik an das Fahrzeug<br />
Übersetzungsstufen legen<br />
• Höchstgeschwindigkeit bzw.<br />
• Beschleunigungsverhalten fest<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 9
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
Schaltdynamik, die meisten Schaltungen als Direktschaltung<br />
A<br />
B<br />
D<br />
E<br />
1<br />
2 3 4 5 6 7<br />
8<br />
C<br />
Gang<br />
1 4,70<br />
2 3,13<br />
3 2,10<br />
4 1,67<br />
5 1,29<br />
6 1,00<br />
7 0,84<br />
8 0,67<br />
R<br />
A B C D E<br />
Bremse Kupplung Übersetzung Gangsprung<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 14<br />
1,50<br />
1,49<br />
1,26<br />
1,30<br />
1,29<br />
1,19<br />
1,26<br />
Gesamt 7,04
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
• Baukasten 8HP-Getriebe<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 16
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
Kuppl. E<br />
Kuppl. C<br />
Kuppl. D<br />
RS 4<br />
RS 3<br />
RS 1<br />
RS 2<br />
Bremse B<br />
Bremse A<br />
Antrieb Flügelzellenpumpe<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 17
ZF Automatikgetriebe - Getriebetechnik<br />
Wandlerkupplung<br />
3-Leitungswandler<br />
mit ZDWII (Zwei-Dämpfer-System)<br />
zur Drehungleichförmigkeitsentkoppelung<br />
Parksperre<br />
Flügelzellenpumpe<br />
Mechatronik<br />
Pkw-Antriebstechnik<br />
PTDA13 | 26.11.2012 Seite 18
Hohlfasermembranen für die Dialyse<br />
Dr. Armin Lang<br />
Betrieb Membranen<br />
10.12.2012
Fresenius Medical Care<br />
Fresenius Medical Care ist der weltweit führende Anbieter<br />
von Dialyse-Produkten und Behandlungstherapien für<br />
Patienten mit chronischem Nierenversagen.<br />
Arbeitsgebiete<br />
• Dialysedienstleistungen<br />
Betrieb von über 2.900 Dialysezentren<br />
Betreuung von ca. 233.000 Dialysepatienten<br />
Durchführung von ca. 35 Mio Dialysebehandlungen/Jahr<br />
• Dialyseprodukte<br />
für Hämodialyse, Peritonealdialyse,<br />
Akutdialyse, Extrakorporale Therapien,<br />
Dialysezubehör, Wasseraufbereitung<br />
Werk St. Wendel, © Dr. Armin Lang 08.01.2013<br />
Seite 7
Herstellung von Kapillarmembranen<br />
•Ansatz und Rohstoffe<br />
•Membranbildung<br />
•Spinnprozess<br />
•Konfektionierung<br />
•Qualitätskontrolle<br />
•Anwendung: Hämodialyse<br />
Werk St. Wendel, ©
Ansatz und Rohstoffe<br />
•Spinnmasse (Polymerlösung)<br />
Polysulfon (PSf)<br />
Polyvinylpyrrolidon (PVP)<br />
Dimethylacetamid (DMAc)<br />
•Fällmittel (Innenfüllung)<br />
Dimethylacetamid (DMAc)<br />
Wasser<br />
CH 3<br />
SO 2 O C O<br />
CH 3<br />
n<br />
Werk St. Wendel, ©
Membranbildung I<br />
Formgebung durch die Spinndüse<br />
Fällmittel<br />
Polymerlösung<br />
Querschnitt<br />
Spinndüse<br />
Haar<br />
Ringspalt-Düse<br />
Werk St. Wendel, ©
Membranbildung II<br />
•Entstehung der Membranstruktur<br />
Porenbildung im Luftspalt<br />
Fixierung der Porenstruktur im<br />
Fällbad<br />
•Wichtigste Einflussgrößen<br />
Zusammensetzung von<br />
Polymerlösung und Fällmittel<br />
Düsentemperatur<br />
(Blocktemperatur)<br />
Temperatur, Feuchte und<br />
Luftströmung im Luftspalt<br />
Fällbadtemperatur<br />
Werk St. Wendel, ©
Spinnprozess<br />
Fällmittel<br />
1<br />
Spinn –<br />
masse<br />
6 5 4<br />
3 2<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Haspeln<br />
Lockung<br />
Trocknen<br />
Spülen<br />
Fixieren<br />
Fällen<br />
Rektifikation<br />
Werk St. Wendel, ©
Qualitätskontrolle I<br />
•Dimensionen (Geometrie)<br />
•Optische Endkontrolle<br />
•Dichtigkeit<br />
40 µm<br />
Ø 200 µm<br />
Werk St. Wendel, ©
Qualitätskontrolle II<br />
•Durchflußleistung: Ultrafiltrationsrate (KUF)<br />
Low-Flux<br />
High-Flux<br />
KUF < 20 ml/h·mmHg<br />
KUF > 20 ml/h·mmHg<br />
Werk St. Wendel, ©
Qualitätskontrolle III<br />
•Porengröße: Siebkoeffizienten (SK)<br />
1<br />
Siebkoeffizient<br />
0,9<br />
0,8<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
Standard Membran<br />
Low-Flux<br />
Fresenius Polysulfon<br />
High-Flux<br />
Natürliche Niere<br />
0,1<br />
0<br />
10 100 1000 10000 100000<br />
Urea<br />
(68)<br />
Creatinin<br />
(113)<br />
Vit. B 12<br />
(1355)<br />
Molekulargewicht [Dalton]<br />
Inulin<br />
(5200)<br />
2-M<br />
(11.800)<br />
Alb.<br />
(68.000)<br />
Werk St. Wendel, ©
Mechanismen in der Hämodialyse<br />
Die Membran ist das „Herzstück“ des<br />
Dialysators.<br />
Blut<br />
Membran<br />
Dialysat<br />
Konzentrationsgefälle<br />
Die Abbauprodukte des<br />
Stoffwechsels diffundieren durch die<br />
Poren der Membran und werden<br />
durch die Dialysierflüssigkeit entfernt<br />
(Konzentrationsgefälle).<br />
Lebensnotwendige Stoffe, wie<br />
Bluteiweiße und Blutkörperchen sind<br />
größer als die Poren und verbleiben<br />
im Blut.<br />
Überschüssiges Wasser wird entfernt<br />
(Druckgefälle).<br />
Beta-2-M 11.800<br />
Inulin 5.200<br />
Vitamin B 12 1.355<br />
Harnsäure 168<br />
Kreatinin 113<br />
Harnstoff 60<br />
Kalium 39<br />
Natrium 22<br />
Druckgefälle<br />
Bluteiweiße<br />
Albumin, Globuline<br />
65.000 – 300.000<br />
Blutkörperchen<br />
> 500.000<br />
Werk St. Wendel, ©
1/8/2013<br />
Biofuels and<br />
Electro-Mobility in<br />
Agriculture – Integrated<br />
Concepts for Sustainable<br />
Energy Supply<br />
Prof. Dr.-Ing. Peter Pickel<br />
Deputy Director ETIC<br />
Jan. 2013<br />
Who is John Deere?<br />
1
1/8/2013<br />
An Agricultural Full-Liner<br />
Crop<br />
Harvesting<br />
Turf and<br />
Utility<br />
Hay and<br />
Forage<br />
Crop Care<br />
Tractors<br />
Combines<br />
Front-End<br />
Equipment<br />
Cane<br />
Cotton<br />
Utility Vehicles<br />
Riding Lawn<br />
Equipment<br />
Commercial<br />
Mowing<br />
Golf<br />
Walk Behind<br />
Mowers<br />
SPFH<br />
Heads<br />
Balers<br />
Mowing<br />
Seeding<br />
Tillage<br />
Application<br />
Equipment<br />
Large<br />
(8000, 9000)<br />
Medium<br />
(6000, 7000)<br />
Utility<br />
(Compact,<br />
4000, 5000)<br />
Loaders<br />
5<br />
JD, Pickel, Jan. 2013<br />
John Deere Innovation Centers<br />
European Technology Innovation Center ETIC<br />
Moline Technology Innovation Center MTIC<br />
JD Technology Innovation Center JDTIC<br />
Asia Technology Innovation Center ATIC<br />
Latin American Technology<br />
Innovation Center LATIC<br />
3
1/8/2013<br />
What has changed?<br />
Productivity was increased<br />
17 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
Productivity was increased<br />
9
1/8/2013<br />
What has changed?<br />
Productivity =<br />
Output<br />
Input<br />
19 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
What has changed?<br />
Productivity =<br />
Output<br />
Input<br />
20 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
10
1/8/2013<br />
What has changed?<br />
Productivity =<br />
Output<br />
Human labor<br />
… course there are some<br />
more criteria for sustainability<br />
beyond CO 2 -equivalance …<br />
21 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
Analysis of potential CO 2 reduction<br />
Energetic inp.<br />
(MJ/ha/a) *)<br />
Savings<br />
by …<br />
Drive train 3000 Higher<br />
efficiency<br />
Renewable<br />
energy<br />
Fertilizer<br />
10000 Automation,<br />
(N, P, K, S)<br />
Precision, …<br />
PPC,<br />
400 Automation,<br />
seeds<br />
Precision, …<br />
Estimated<br />
potential CO 2 -<br />
reduction<br />
35 %<br />
60 %<br />
20 %<br />
50 %<br />
*) Source: S. Dieringer, Master-Thesis, Uni Hohenheim, 2008 and KTBL;<br />
Values rounded for crop rotation Rapeseed, Wheat, Sugar beet and Maize; ploughless<br />
22 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
11
1/8/2013<br />
Types of energy carriers<br />
chemical energy<br />
electric energy<br />
25 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
The chemical pathway<br />
13
1/8/2013<br />
E Premium – Structure LOR<br />
Li-Ion battery<br />
DC/DC<br />
Converter<br />
700 VDC<br />
Inverter<br />
Pack<br />
Inverter<br />
Inverter<br />
Inverter<br />
Implement<br />
Interface<br />
IVT<br />
Generator<br />
Braking<br />
Resistor<br />
Diesel<br />
engine<br />
Standard E-<br />
Premium<br />
components<br />
49 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
E Premium modifiziert<br />
als Hybrid-Traktor<br />
Li-Ion battery<br />
245 VDC<br />
DC/DC<br />
Converter<br />
700 VDC<br />
Inverter<br />
Pack<br />
Rectifier<br />
AC/DC<br />
Inverter<br />
IVT<br />
offboard<br />
Generator<br />
Grid (AC)<br />
400V3~<br />
Diesel<br />
engine<br />
Standard E-<br />
Premium<br />
components<br />
25
1/8/2013<br />
E Premium modifiziert<br />
als Hybrid-Traktor<br />
Li-Ion battery<br />
50 kWh<br />
245 VDC<br />
DC/DC<br />
Converter<br />
700 VDC<br />
Inverter<br />
Pack<br />
Rectifier<br />
AC/DC<br />
Inverter<br />
IVT<br />
offboard<br />
Generator<br />
Grid (AC)<br />
400V3~<br />
Diesel<br />
engine<br />
Standard E-<br />
Premium<br />
components<br />
Batteriewechselkonzept<br />
26
1/8/2013<br />
Performance<br />
Performance of a Cell<br />
Nominal capacity @C/3: 200Ah<br />
Max. continuous discharge current: 200A (C)<br />
Performance of one cell: 740W<br />
Weight: 5,5kg<br />
Performance of the whole Package<br />
Cells arranged in Series<br />
Max. continuous discharge current: 200A (C)<br />
Total Voltage: 245V<br />
Total Performance (66cells) 50kWh<br />
Total weight: ~850 kg<br />
Demonstration tractor<br />
27
1/8/2013<br />
Components & System Integration<br />
• Battery pack design<br />
• Battery cooling concept<br />
• Packaging concept<br />
• Cabling/piping concept<br />
Modular stack design for<br />
batteries and inverter<br />
40 high energy cells<br />
168 VDC<br />
5.7 kWh<br />
80 A continuous charge and discharge<br />
current<br />
Size: 505 x 305 x 225 mm^3<br />
200 A max. discharge (10 s)<br />
160 A max. charge (30 s)<br />
Total weight 60 kg<br />
Integration of 2 stacks into vehicle<br />
Off-the-shelf Battery Management Systems<br />
(BMS)<br />
Liquid cooled<br />
56 JD, Pickel, Jan. 2013<br />
28
U-Boote<br />
Internationale Spitzentechnologie aus Deutschland<br />
TU Kaiserslautern, 14. Januar 2013<br />
Peter Hauschildt<br />
Leiter Forschung und Entwicklung – Projekte Deutsche Marine - Konzeptentwurf<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Unternehmensstruktur des ThyssenKrupp Konzerns<br />
ThyssenKrupp<br />
Steel<br />
Europe<br />
Elevator<br />
Technology<br />
Steel<br />
Americas<br />
Plant<br />
Technology<br />
Stainless<br />
Global<br />
Components<br />
Technology<br />
Materials<br />
Services<br />
Marine<br />
Systems<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Ortbarkeit<br />
Aufgetaucht<br />
◦ Alle Bootsteile über Wasser<br />
◦ mit Radar oder optisch<br />
Getaucht im Flachwasser<br />
◦ Mit Radar<br />
◦ Über IR<br />
◦ Optisch in Gewässern mit guter Sicht<br />
Getaucht im Tiefwasser<br />
◦ Unter Wasser nur mit Sonar (aktiv o.<br />
passiv)<br />
◦ Uboote der Qualität der Kl 212 A<br />
können nur mit aktiven<br />
Sonaren erfasst werden<br />
Nur modern ausgerüstete Marinen haben<br />
Sensoren gegen getauchte Uboote. Und nur im Nahbereich<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Sensorik<br />
Unterwasser Sensoren<br />
◦ Unterschiedliche Systeme für unterschiedliche<br />
Frequenzbereiche von 10Hz bis 100kHz<br />
◦ Unterschiedliche Reichweiten<br />
Überwasser Sensoren<br />
◦ Periskop (wenige Seemeilen)<br />
◦ Optronikmast (wenige Seemeilen)<br />
◦ Radar<br />
◦ ESM<br />
Passive Sonar/<br />
PRS<br />
Heavy Weight<br />
Torpedo<br />
Range<br />
Missile Range<br />
Mid Frequency<br />
Active Sonar<br />
Flank Array<br />
Mid Frequency<br />
Intercept Sonar<br />
Towed Array<br />
Close and Medium Range Sensors<br />
Long Range Sensors<br />
Das Uboot kann mit seinen passiven Sensoren einen Bereich abdecken, der dem<br />
von Überwasser-Einheiten überlegen ist.<br />
Detection Range Capability of SONAR Sensors<br />
compared with Weapon Ranges<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Sensorsuite<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Mögliche Einsatzgebiete<br />
Transit-Reichweite<br />
◦ Uboote sind in der Lage, große Distanzen ohne<br />
Fremdunterstützung zurückzulegen<br />
Missionsdauer<br />
◦ Hohe Ausdauerzeiten von mehreren<br />
Wochen ohne Fremdunterstützung<br />
Erforderliche Wassertiefe<br />
◦ Tiefwasserfähig<br />
◦ Flachwasserfähig (bis zur 20m Tiefenlinie)<br />
Bedrohungs-Aspekte<br />
◦ Durch die schlechte Ortbarkeit im getauchten Zustand unterliegen<br />
Uboote nahezu keiner Überwasserbedrohung und sind dabei äußerst beweglich<br />
Uboote können weltweit unentdeckt eingesetzt werden, auch in Gebieten<br />
höchster Bedrohung, und dort längere Zeit verweilen<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Kommunikation<br />
Fernmelde-Möglichkeiten eines Ubootes<br />
◦ Kommunikation in unterschiedlichsten Frequenzbereichen: VLF, HF, VHF, UHF<br />
◦ Mit Führungszentren an Land<br />
◦ Mit Überwassereinheiten<br />
◦ Mit Tauchern oder Kommandos an Land<br />
Möglichkeiten der Bild- und Datenübertragung<br />
◦ SATCOM<br />
◦ HF, VHF, UHF<br />
◦ UT<br />
◦ INMARSAT-C<br />
◦ GMDSS<br />
◦ AIS<br />
Durch Ausfahrmasten und Bojen auch<br />
im getauchten Zustand möglich<br />
Uboot können während des Einsatzes (weltweit)<br />
kommunizieren und aktuelle Lagebildinformationen nahezu<br />
unbemerkt anderen Einheiten oder einem HQ zur Verfügung stellen.<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Einsatzszenarien Gestern und Heute<br />
Historisch<br />
◦ Bekämpfung von Oberflächenzielen<br />
◦ Bekämpfung von Unterwasserzielen<br />
◦ Minenlegen<br />
Zusätzlich<br />
◦ Intelligence, Surveillance, Reconnaissance<br />
◦ Kampfschwimmereinsätze<br />
◦ Friedenssichernde Maßnahme von See<br />
◦ Land- und Luftzielbekämpfung<br />
◦ Verdeckte Vorbereitung amphibischer Einsätze<br />
◦ Verdeckte Minenaufklärung<br />
◦ Spezialeinsätze<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Den Anforderungen mit der Klasse U212A gerecht werden<br />
• Weltweit erstes Uboot mit Brennstoffzellen<br />
• Operation in Flachwasser und auf See<br />
• Kaum detektierbar aufgrund niedriger Signaturen<br />
• Niedrige Besatzungsgröße<br />
• Hoher Automationsgrad<br />
• Lange Missionszeit<br />
• Großer Fahrbereich.<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Den Anforderungen mit der Klasse U212A gerecht werden<br />
Erweiterte Anforderungen an das 2. Los:<br />
- Weltweit operieren<br />
- Kommunikationsfähigkeit<br />
- Antriebssystem<br />
- Führungs- und Waffeneinsatzsystem<br />
- Sensorik<br />
- Waffen<br />
- Einsatz von Spezialkräften.<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Außenluft unabhängiger Antrieb<br />
Von Helgoland bis Gibraltar<br />
Neuer Weltrekord im Tauchen: „U32“ war fast zwei Wochen ununterbrochen unter Wasser<br />
Kieler Nachrichten, April 2006<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Verbergen nach Entdeckung<br />
Batterie + AIP<br />
!!! Dive !!!<br />
MPA radar<br />
x<br />
Batterie<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Außenluft unabhängiger Antrieb (AIP)<br />
Verlängerung der Tauchzeiten<br />
Verweilzeiten, getaucht<br />
Wochen statt Stunden<br />
Deutlich reduzierte „Entdeckbarkeit“<br />
Brennstoffzelle, Stirling-Motor and<br />
Kreislaufdiesel entwickelt bei TKMS<br />
Brennstoffzelle ist aktuell das erfolgreichste<br />
AIP-System<br />
Entwicklungsarbeit geht weiter….<br />
1907 1940 1970 2007<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Vorteile der Brennstoffzelle<br />
+ Lange Tauchzyklen<br />
+ Niedrige magnetische Signaturen<br />
+ Geräuschlos<br />
+ Niedrige Abwärme<br />
+ Hoher Wirkungsgrad<br />
(bis zu 64% bei H 2 /O 2 -Anwendung)<br />
+ Tauchtiefenunabhängig<br />
+ Prozessprodukte: Reaktionswasser<br />
und Elektrizität<br />
+ Keine Gewichtskompensation<br />
erforderlich<br />
Reichweite [%]<br />
Gesamtfahrbereich<br />
(Batterie + BZ)<br />
Unterwasserfahrbereich<br />
(Batterie)<br />
Geschwindigkeit [%]<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Schema der Brennstoffzellenanlage<br />
Elektrizität<br />
LOX -Tank<br />
Abwärme<br />
Brennstoffzellenmodule<br />
BZ-Schalttafel<br />
ECC<br />
Metallhydridspeicher<br />
Reaktionswassertank<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Das diesel-elektrische Antriebssystem<br />
... wird zum Hybrid-System<br />
Hohe Geschwindigkeit<br />
Kurze Betriebszeit<br />
Batterie<br />
Diesel<br />
Generator<br />
Brennstoff<br />
Antriebsmotor<br />
Niedrige Geschwindigkeit<br />
Lange Betriebszeit<br />
Schleichfahrt<br />
BZ<br />
Module<br />
Wasserstoff<br />
Sauerstoff<br />
14.01.2013<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Brennstoffzellenrack U212A<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Wasserstofflagerung<br />
• Gasförmiger Wasserstoff: schwer, groß<br />
Schock ist problematisch<br />
• Flüssiger Wasserstoff: Begrenzte Standzeit<br />
Sicherheitsfragen<br />
<br />
Metallhydrid<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
FeTi - H 2 - System<br />
b<br />
Y<br />
a<br />
x<br />
Ti<br />
in z = / 1 2<br />
Fe<br />
in z = 0<br />
H<br />
in z = 0<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Be- und Entladen von Metallhydridspeichern<br />
Q ab (durch externe Kühleinrichtung)<br />
H 2<br />
Beladen (im Hafen)<br />
Q zu (durch BZ-Abwärme)<br />
H 2<br />
Entladen (Uboot im Einsatz)<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Herstellung von Metallhydridspeichern<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Wasserstoffbetankung von U31<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Unterstützung von Tauchern und Spezialeinheiten<br />
Ein Uboot unterstützt Spezialeinheiten durch:<br />
◦ verdecktes Verbringen<br />
◦ verdecktes Ausschleusen und wiederaufnehmen<br />
◦ verdeckte Basis<br />
◦ Command & Control<br />
◦ Feuerschutz<br />
◦ aktualisiertes Lagebild.<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Lithium-Ionen<br />
Batterien für die<br />
Zukunft<br />
Zukünftig<br />
Bleibatterien im<br />
letzten Jahrhundert<br />
2007<br />
1907<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Lithium-Polymer Batterien für Uboote<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
Verbesserte Eigenschaften - Zusammenfassung<br />
Ideale Ergänzung zu AIP<br />
Kein Memory Effekt – aus jedem Ladezustand zu laden<br />
Kann in einer Ladestufe durchgeladen werden<br />
Mit zukünftigen leitungsgesteigerten Dieselgeneratoren kann die Hochstromfähigkeit voll<br />
ausgenutzt werden<br />
Reduzierte Wartungskosten<br />
Vortrag TU Kaiserslautern, Peter Hauschildt<br />
ThyssenKrupp Marine Systems
SMS group/SMS Meer<br />
Dezentrale Organisation unter dem Dach der SMS group<br />
3.423 Mio. Euro Auftragseingang 3.070 Mio. Euro Umsatz 10.477 Mitarbeiter<br />
2.007 Mio. Euro Auftragseingang<br />
1.817 Mio. Euro Umsatz<br />
6.828 Mitarbeiter<br />
1.365 Mio. Euro Auftragseingang<br />
1.197 Mio. Euro Umsatz<br />
3.205 Mitarbeiter<br />
Industriebeteiligungen<br />
67 Mio. Euro Auftragseingang 66 Mio. Euro Umsatz 390 Mitarbeiter<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
2<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Anlagen von SMS<br />
Hochofen<br />
von Paul Wurth<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
3<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Anlagen von SMS<br />
Brammengießanlage<br />
von SMS Siemag<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
4<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Anlagen von SMS<br />
Rohr Profil Schmieden<br />
…und vieles mehr<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
5<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Produkte aus unseren Anlagen für…<br />
Hochgeschwindigkeitszüge<br />
Bohrinseln<br />
Baustelle<br />
Autos<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
6<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Wer ist SMS Meer?<br />
Führendes Unternehmen im Schwermaschinenbau<br />
! SMS Meer produziert Anlagen<br />
und Maschinen für die<br />
– Stahlerzeugung (Langprodukte)<br />
– Rohr- und Profilherstellung<br />
– Schmiedetechnik<br />
– NE-Metalle<br />
– Wärmetechnik<br />
– Service<br />
! 3.500 Mitarbeiter<br />
! 11 Produktionsstandorte<br />
! 29 Servicestandorte<br />
! 1,4 Mrd. Euro Auftragseingang<br />
! 1,2 Mrd. Euro Umsatz<br />
Hauptsitz des Hauptsitz Unternehmensbereichs SMS Meer SMS Meer<br />
Mönchengladbach, Deutschland<br />
1.400 Mitarbeiter 38.000 m 2 Fertigung/Montage 27.300 m 2 Bürofläche<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
7<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Breites Produktportfolio<br />
Alle Kernmaschinen für die Metallverarbeitung – in jedem Leistungsfeld<br />
Stahlwerke /<br />
Stranggießtechnik<br />
Rohranlagen Profilwalzwerke Schmiedetechnik NE-Anlagen<br />
Wärmetechnik<br />
Lichtbogenöfen<br />
Nahtlosrohranlagen<br />
Profil- und Halbzeugwalzwerke<br />
Hydraulische<br />
Pressen<br />
Aluminiumanlagen<br />
Induktionstechnik<br />
Sekundärmetallurgie<br />
Rohrschweißanlagen<br />
Feinstahlwalzwerke<br />
Strangpressen<br />
Kupferanlagen<br />
Erwärmungsöfen<br />
Stranggießtechnik<br />
Spiralrohranlagen<br />
Adjustageanlagen<br />
und -maschinen<br />
Draht- und Stabstahlwalzwerke<br />
Blankstahlanlagen<br />
Service<br />
Gesenkschmieden<br />
Ringwalzen<br />
Härteanlagen<br />
Vergütungsanlagen<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
8<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Soziale Engagiert<br />
Verantwortungsbewusstes Mitglied der Gesellschaft – seit 1872<br />
! Bildungspartnerschaft<br />
„Vom Kleinsein zum Einstein<br />
! Führungen für Interessierte,<br />
z. B. Kindergartengruppen<br />
und Zeitungsleser<br />
! Förderprogramm für Jungakademiker<br />
! Eröffnung der ersten<br />
eigenen Kita „Meerblick<br />
! Sponsoring von<br />
Borussia Mönchengladbach<br />
! Firmensport für Mitarbeiter:<br />
Fußball, etc.<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
12<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Referenzanlage: Schmieden<br />
Saarstahl in Völklingen/Deutschland:<br />
Freiformschmiedepresse „sichert Spitzenposition auf dem Weltmarkt<br />
Daten und Fakten<br />
! 12.000 Tonnen Presskraft<br />
! Bearbeitung von Werkstücken bis zu<br />
1.280 Grad Celsius<br />
! Fertigung großer Wellen für Turbinen und<br />
Generatoren<br />
Kundennutzen<br />
! Wellen halten höheren Temperatur- und<br />
Druckverhältnissen stand<br />
! Anlage ermöglicht Ausbau des Marktanteils<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
28<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
Referenzanlage: Minimill<br />
Tung Ho Steel in Taoyuan/Taiwan:<br />
Minimill spart 72.000 t CO 2 pro Jahr ein<br />
Daten und Fakten<br />
! Stahlwerk: 1.200.000 Tonnen pro Jahr mit<br />
INVEX ® -System von SMS Concast<br />
! Walzwerk: 800.000 Tonnen pro Jahr<br />
! Integrierte Lösung zwischen Stahl- und<br />
Walzwerk: CMT – Continuous Mill<br />
Technology<br />
! Induktive Zwischenerwärmung zur<br />
Temperaturangleichung von SMS Elotherm<br />
Kundennutzen<br />
! Energie-, Investitions- und Betriebskosteneinsparungen<br />
durch Wegfall des<br />
Aufwärmofens: 25 $ pro Tonne Stahl<br />
! Erfüllung striktester Umweltbestimmungen:<br />
Reduktion um 72.000 Tonnen CO 2 pro Jahr<br />
All rights reserved • © SMS Meer GmbH<br />
29<br />
TU Kaiserslautern – 9.12.2013
06/2013<br />
Was machen wir nicht?<br />
DELO stellt keinen<br />
physikalisch abbindenden<br />
Klebstoff her
Einteilung nach dem Abbindemechanismus<br />
Klebstoffe<br />
Physikalisch abbindend<br />
Chemisch härtend<br />
Polymerisation:<br />
Polyaddition:<br />
Polykondensation:<br />
Schmelzklebstoffe<br />
Lösemittelhaltige<br />
Nassklebstoffe<br />
Dispersionsklebstoffe<br />
Haftklebstoffe<br />
Plastisole<br />
Licht- und UV-härtende<br />
Acrylate und Epoxidharze<br />
Cyanacrylate<br />
Anaerob härtende<br />
Klebstoffe<br />
Methylmethacrylate<br />
Ungesättigte Polyester<br />
1K-Epoxidharze<br />
2K-Epoxidharze<br />
1K-Polyurethane<br />
2K-Polyurethane<br />
2K-Silikone<br />
1K-Silikone<br />
1K-Silikone (heißhärtend)<br />
2K-Silikone<br />
Silanmod. Polymere<br />
Phenolharze<br />
Polyimide<br />
*) Im DELO-Lieferprogramm enthalten
06/2013<br />
Kernkompetenz: Lichthärtung<br />
Warmhärtende<br />
Klebstoffe<br />
20 %<br />
Geräte<br />
Anaerobe<br />
Klebstoffe<br />
10 % 3 %<br />
6 %<br />
Sonstige<br />
16 %<br />
45 %<br />
RT-härtende<br />
Klebstoffe<br />
Lichthärtende<br />
Klebstoffe
06/2013<br />
Anwendungsgebiete Lichthärtung<br />
Smart Card /<br />
RFID<br />
Elektronik/-<br />
technik<br />
Automotive<br />
Displays<br />
45 %<br />
Glas<br />
Konsumerelektronik<br />
Erneuerbare<br />
Energien<br />
DELO-KATIOBOND<br />
DELO-PHOTOBOND<br />
DELO-DUALBOND
06/2013<br />
Zur Sicherheit: Klebstoff<br />
Smart Cards:<br />
Sensible Daten auf sensiblen Chips<br />
DELO: Seit Jahren das weltweit führende System<br />
• In 3 von 4 Karten steckt DELO<br />
• Höchste Zuverlässigkeit<br />
• Ausgezeichnet mit dem Radtech Europe Award
06/2013<br />
Klare Sicht<br />
mit Klebstoff<br />
• Jede Grenzfläche (Glas/Luft o. Luft/Glas)<br />
reflektiert ~4 % des einfallenden Lichts<br />
• Klebstoff mit angepasstem Brechungsindex<br />
reduziert die Reflektionen von ~12 % auf ~4 %<br />
ohne Klebstoff<br />
Kundennutzen<br />
• Keine Verschmutzung, Kondensation oder Schleierbildung<br />
• Verbesserte Robustheit, höhere Schock- und Vibrationsfestigkeit
06/2013<br />
Auf die Ohren<br />
Spule<br />
Magnet<br />
Cover<br />
(Transparentes Kunststoffspritzgussteil, z.B. aus PC)<br />
Membran & Versteifungsplatte<br />
(Compound-Folie aus PEEK, PEI, PEN, PAR)<br />
(Backlackbeschichetete Kupferspule)<br />
Korb<br />
(Opakes Kunststoffspritzgussteil aus PC, PC/ABS, PPA, PBT)<br />
Poolplatte<br />
(Zink-chromatiertes oder vernickeltes Weicheisenblech)<br />
(Zink-chromatierter oder vernickelter Seltenerdmagnet)<br />
Topf<br />
(Zink-chromatiertes oder vernickeltes Weicheisenblech)
06/2013<br />
Anwendungsgebiete Warmhärtung<br />
Smart Card /<br />
RFID<br />
Elektronik/-<br />
technik<br />
Automotive<br />
20 %<br />
DELOMONOPOX
06/2013<br />
Der Sonne entgegen<br />
Konzentratortechnologie Photovoltaik<br />
• Schnelle Taktzeiten reduzieren<br />
die Fertigungskosten<br />
• Enge Zusammenarbeit bereits<br />
seit der Start-up Phase
Die Positionierung<br />
! ALTEN Group - führender Ingenieurdienstleister in Europa mit 15.500 Mitarbeitern<br />
! ALTEN Engineering - deutsches Tochterunternehmen der ALTEN Group<br />
! Produktentwicklung von Ideenfindung bis zur Serienreife<br />
! Umsetzung in unseren Technology Centern oder bei unseren Kunden vor Ort<br />
! Hauptbranchen: - Automotive - Haushaltsgeräte & -elektronik<br />
- Bahntechnik - Luft- & Raumfahrt<br />
- Energietechnik - Medizintechnik<br />
- Halbleiterindustrie - Telekommunikation<br />
- IT - Services<br />
München I 26.01.14 Seite 2
Meilensteine in der Geschichte<br />
! 1988 Gründung der ALTEN S.A., Paris<br />
! 1999 Erfolgreicher Börsengang an der Pariser Börse<br />
! 2000 Gründung der ALTEK GmbH, München<br />
! 2003 Akquisition der imp engineering GmbH<br />
! 2004 Akquisition der Aerotec Engineering GmbH<br />
! 2011 Akquisition der Bardenheuer GmbH<br />
München I 26.01.14 Seite 3