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ACE Didactic - Fachschaft Maschinenbau & Verfahrenstechnik

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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

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