Technologieangebote Maschinenbau



Selbstfahrender flexibler Großladungsträger für Fahrzeugkomponenten in der Automobilfertigung

An der Universität Stuttgart entstand ein flexibler, selbstfahrender Großladungsträger mit integrierter Ein- und Ausschleusetechnik, der den Ansprüchen der modernen und flexiblen Automobilproduktion gewachsen ist. Das flexible, modular aufgebaute Regalsystem kann sowohl als platzsparendes Zwischenlager dienen, als auch für den Wechseln von unterschiedlich großen Baugruppen (bis hin zum fertigen Automobil) in andere Produktionsbereiche eingesetzt werden.

 

 

Senkung der Investitionskosten der Wasserdampfvergasung durch Vermeidung von Produktgasrezirkulation

Bei der Wasserdampfvergasung wird aus einem kohlenstoffhaltigen Brennstoff in einem Vergasungsreaktor unter Zufuhr von Wasserdampf Produkt- bzw. Synthesegas („Brenngas“) hergestellt. Es handelt sich dabei um einen allothermen Vorgang, d.h. dem Vergaser muss zwingend Energie zugeführt werden. Daher wird in bisherigen Anlagen ein Teil des Synthese- oder Produktgases abgezweigt, und mittels einer Produktgasrezirkulation (als sogenanntes Rückführgas) in den Verbrennungsreaktor geleitet. Insgesamt resultieren daraus höhere Investitions- und Betriebskosten der Anlage.
Am Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart konnte nun eine neue Verfahrensführung entwickelt werden, um im Verbrenner ausreichende Temperaturen in Höhe von 850-950 °C zu erzielen und diese aufrechtzuerhalten, ohne Produktgasrezirkulationseinrichtungen zu benötigen. Dazu wird ein wiederverwendbarer, oxidier- und reduzierbarer Hilfsstoff dem Bettmaterial zugesetzt. Durch exotherme (Oxidations-)Reaktionen kann so dem Verbrenner die benötigte thermische Energie zugeführt werden.

 

 

Formvariabler Drehverschluss für die ergonomische und kraftsparende Handhabung

Der Verschluss für Flaschen oder andere Behälter enthält eine flexible Vorrichtung, um das Öffnen zu erleichtern. Dazu wird der flexible Teil des Verschlusses, dessen Flexibilität über kreuzförmige Kunststoffstege erreicht wird, beim Öffnen nach Innen gedrückt. Damit wird ein besserer Halt für die greifenden Finger erreicht. Zum vollständigen Aufdrehen werden anschließend die flexiblen Teile des Verschlusses losgelassen, so dass ein bequemes Aufdrehen möglich wird. Entwickelt wurde der Verschluss für den Gebrauch durch Personen, die wenig Kraft mit der Hand aufbringen können oder für Verschlüsse, die sehr fest sitzen müssen, aber auch mit der Hand geöffnet werden sollen.

 

 

Montage-FTF mit Abfahrfunktion

Die Erfindung beschreibt ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) für die Montage von Automobilen oder Nutzfahrzeugen. Kern der Erfindung ist eine mobile, nach allen Seiten dreh- und schwenkbare Montageplattform mit Hubeinrichtung, auf welcher ein Fahrzeug komplett erstellt wird und schließlich auf den eigenen Rädern mittels einer Rampe abfahren kann. Das neuartige FTF ermöglicht es, die Montage flexibel zu gestalten und z.B. einzelne halbfertige Fahrzeuge aus der Produktion zu nehmen und zwischenzulagern. Zudem würde eine ortsfeste Entladestationen entbehrlich.

 

 

Oberflächenintegriertes Thermoelement

Die Erfindung beschreibt ein in die Oberfläche integriertes Thermoelement, welches nach dem Seebeck-Effekt arbeitet. Dabei werden zuerst rund 50 µm tiefe Gräben in die Oberfläche des  Messobjekts eingebracht, in welchen das Thermoelement und die Zuleitungen mittels leitfähigen Lacken durch Maskieren und Aufsprühen aufgebaut werden. Die Oberfläche des Werkstücks wird formschlüssig zur unbearbeiteten Oberfläche abgeschliffen, so dass Störungen der Oberflächenbeschaffenheit weitgehend ausgeschlossen werden. Diese Messvorrichtung ermöglicht eine kostengünstige und störungsfreie Messung der Oberflächentemperatur ohne lange Adaptationszeiten.

 

 

Diamantbeschichtetes Hartmetallwerkzeug mit hoher Bruchzähigkeit und verbesserter Standzeit

In einem von der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH geförderten Projekt konnte am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM ein verbessertes Beschichtungsverfahren für Diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge entwickelt werden und gegenüber dem Stand der Technik eine wesentliche Verbesserung der Diamantschichthaftung erzielt werden. Durch den Einsatz von Mikrowellenplasma wird eine optimierte Strukturierung und Rekristallisation der Randzone erreicht, die bisher besonders Anfällig für Verschleiß war. Eine Diffusionsbarriere für Cobalt sorgt dabei für eine verbesserte Adhäsion der Diamantschicht. Das Verfahren lässt sich auf unterschiedliche Hartmetalle anwenden und ermöglicht bisher unerreichte Standzeiten der Werkzeuge in Verbindung mit einer hohen Bruchfestigkeit.

 

 

Ausgleich von Verdrehung und Drehmoment beim Aufspulen von Draht- und Faserseilen

In der Förder- und Hebetechnik wirkt sich die Verdrehung von Draht- und Faserseilen beim Aufspulen negativ auf die Lebensdauer des Seiles aus.
Deshalb wurde am Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart nun ein System entwickelt, das die Verdrehungen und die resultierenden Drehmomente im Seil schon während des Aufrollvorgangs detektiert und gezielt ausgleichen kann.

 

 

Schnellkupplung für flüssigkeitsgekühlte Stromleitungen

Die Erfindung umfasst eine einfache und zuverlässige Kupplung für wassergekühlte Stromkabel, insbesondere bei induktionsbeheizten Spritzguss-Werkzeugen. Durch die nicht geschraubte Kupplung erleichtert sich der Austausch der Spritzguss-Werkzeuge erheblich. In der industriellen Fertigung dürfte die kurze Rüstzeit das wichtigste Kriterium sein. Im Idealfall kann das Umrüsten ohne weitere Werkzeuge durchgeführt werden.

 

 

Automatisierte Befüllung von Regalen im Einzelhandel

Automatisierte Regalsysteme und Regalbediengeräte sind in der Lagertechnik weit verbreitet. Dagegen gab es im Einzelhandel bislang keine Lösungen zum automatischen Befüllen von Regalen.
Am Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart wurde nun ein Regalbediengerät entwickelt, das die automatische Befüllung und Umsortierung von Regalen im Einzelhandel ermöglicht. Die Regalbestückung kann dabei außerhalb der Öffnungszeiten stattfinden, ohne den Kundenverkehr zu beeinträchtigen.

 

 

Axial verstellbare Vergussverankerung für hochfeste Zugglieder

Die neuartige Vergussverankerung für hochfeste Zugglieder ermöglicht es - abhängig von Belastungsparametern - dynamisch die gewünschte Zugspannung des Zuggliedes einzustellen.
Durch die neue Technologie wird nicht nur die homogene Spannungsverteilung am Vergussteil sichergestellt, sondern es wird auch möglich, die Zugspannung auf Basis von Sensordaten an veränderte Bedingungen anzupassen.

 

 

Herstellung von taktilen Displays aus großflächigen Polymermembranen

Eine einfache und wirtschaftliche Methode zur Herstellung von Verbünden aus perforiertem Substrat und Polymermembran erlaubt jetzt die Produktion taktiler Displays in Bildschirmgröße. Durch das an der Hochschule Furtwangen entwickelte Verfahren wird es erstmals möglich, große Substrate mit einem hochqualitativen Membranfilm zu beschichten, ohne dass es dabei zur Blasenbildung beim Bond-Interface kommt. Die neue Methode ist umweltfreundlich, da der Carrier wiederverwendbar ist und keine Chemikalien zur Haftreduktion benötigt werden. Das Verfahren kann in marktübliche Laminiersysteme integriert werden.

 

 

Ammoniak-Wasser-Absorptionskältemaschine mit kompakter Bauweise und erhöhter Leistungszahl

Wissenschaftler der Universität Stuttgart haben eine Absorptionskältemaschine entwickelt, die einen hohen Kompaktheitsgrad und geringeres Gewicht mit einem stabilen Betriebsverhalten selbst bei niedrigen Verdampfertemperaturen und hohen Rückkühltemperaturen vereint. Durch die kompakte Bauweise können sowohl Herstellkosten als auch die erforderliche Kältemittelmenge reduziert werden.

 

 

Erhöhung des Wirkungsgrades von Turbomaschinen durch Regelung des Spaltstromes

Zur Reduzierung der Auslassverluste von Turbinen werden Diffusoren eingesetzt. Durch Verzögerung der Strömung wandeln diese die kinetische Energie am Austritt der letzten Turbinenstufe in Druck um (Druckrückgewinn). Diffusoren von Gas- und Dampfturbinen in Kraftwerken werden herkömmlich sehr konservativ ausgelegt, um einen möglichst breiten Lastbereich sicher und effektiv abdecken zu können, wobei vor allem das Auftreten von Strömungsablösungen vermieden werden soll.
Wissenschaftler der Universität Stuttgart haben jetzt eine Vorrichtung entwickelt, mit der unter Ausnutzung des Spaltstromes die Diffusorströmung über große Lastbereiche stabilisiert und somit die Diffusorlänge bei gleichem Wirkungsgrad verringert werden kann. Neben der Verbesserung der Diffusor-Performance kann mithilfe der Vorrichtung ggf. auch das Auftreten von selbsterregten Schwingungen der Turbinenschaufeln verhindert werden.

 

 

Extruder-basierte Materialzuführung bei Rührreibschweißwerkzeugen mit stehender Schulter

Rührreibschweißwerkzeuge mit stehender Schulter erzeugen Schweißnähte mit sehr hochwertiger Oberfläche, die ohne weitere Vorarbeiten lackiert werden können. Allerdings wird durch die plane Auflage der stehenden Schulter die Spaltüberbrückbarkeit deutlich reduziert. Die vorliegende Erfindung macht es durch die Zuführung von zusätzlichem Werkstoff während des Rührreibschweißprozesses möglich, auch Bauteile mit toleranzbedingt großen Fügespalten wie z. B. bei Autokarosserien und Eisenbahnwaggons hochfest zu fügen.

 

 

Hohe Festigkeit rührreibgeschweißter Stumpfstöße artfremder Materialien unterschiedlicher Stärke

Wissenschaftler der Universität Stuttgart haben ein Verfahren und ein Schweißwerkzeug entwickelt, mit dem rührreibgeschweißte Stumpfstoßverbindungen bei Blechen unterschiedlichen Materials und unterschiedlicher Stärke mit deutlich gesteigerten Festigkeitskennwerten realisiert werden können. Durch die Optimierung des Verbindungsquerschnitts im Fügebereich können höhere Kräfte und Biegemomente übertragen werden. Somit konnten bei einer Stahl-Aluminium-Verbindung Verbindungsfestigkeiten von bis zu 99,4 % des Stahlbleches erreicht werden.

 

 

Reduktion des Körperschallpegels bei Getrieben durch Wälzlager mit integrierter Dämpfungsschicht

Am Institut für Maschinenelemente der Universität Stuttgart wurde ein Lager mit integrierter Dämpfung konzipiert, dessen Aufbau die Bildung einer Schallbrücke zwischen Bauteil und Gehäuse verhindert. Durch die Integration einer dämpfenden Zwischenschicht im Lager sinkt der abgestrahlte Schallpegel signifikant - im Laborversuch wurde bereits eine Dämpfung von 1 bis 3 dB gemessen. Das Lager kann für die Übertragung von radialen und/oder axialen Kräften mit hoher Steifigkeit ausgelegt werden.

 

 

Druckverformung von Metallen zur Herstellung von langen hochfesten Halbzeugen

Wissenschaftler des KIT haben eine Methode und eine Vorrichtung entwickelt, mithilfe derer lange hochfeste Halbzeuge aus Metall mit verhältnismäßig geringem Aufwand hergestellt werden können. Dabei werden durch massive plastische Umformung („High Pressure Torsion“) nicht nur die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe verbessert, sondern auch die physikalischen, wie z. B. die magnetischen Eigenschaften von ferromagnetischen Legierungen, verstärkt. Auch die Verarbeitung vorgepresster Rohlinge aus metallischen Pulvern ist möglich.

 

 

Innere MMS-Technologie auch für Kleinstwerkzeuge - ohne Tropfenbildung und Entmischung

Wissenschaftler der Hochschule Furtwangen entwickelten einen Einsatz für herkömmliche Spannfutter, der die Verwendung der Mindermengenschmierung (MMS) auch für Kleinstwerkzeuge ermöglicht. Der MMS-Einsatz fungiert als Adapter zwischen Spannfutter und Werkzeug und kann an eventuell vorhandene Aerosol-Auslassöffnungen im Spannfutter angepasst werden. Der Aufbau der innen liegende Kühlkanäle verhindert die Entmischung des Aerosols auch bei hohen Drehzahlen.

 

 

Kraftkonstantes Anpressen des Geflechtschlauches in der automatisierten Herstellung von Flechtbauteilen

Am Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart wurde ein flexibler Anpresswalzenmechanismus für Flechtmaschinen entwickelt, der auch bei Bauteilen mit kleinen Krümmungswinkeln oder größeren Querschnittsänderungen die Geflechtablage in der automatisierten Herstellung signifikant verbessert.
Beim Umflechten eines Flechtkerns sorgt dabei die flexible Lagerung der Anpresswalzen dafür, dass sich die Anpresswalzen sowohl an eine Schrägstellung als auch eine Querschnittsänderung des Flechtkerns anpassen, und am Flechtring eine konstante, genau definierte Kraft auf das Geflecht ausgeübt wird.
Im automatisierten Prozess übernimmt die Robotersteuerung der Flechtmaschine die Ansteuerung der Anpresswalzen. Die Geflechtablage bei Bauteilen mit variablem Querschnitt und Krümmungen wird dadurch - ohne manuelles Nachführen - signifikant verbessert.

 

 

Abgastrakt für einen Verbrennungsmotor - Turboaufladung

Das neuartige MEDUSA-Prinzip für die Turboaufladung eines Verbrennungsmotors kommt ideal dem Trend zum Downsizing von Motoren entgegen. Durch die optimale Anströmung der Turbine, besonders auch bei niedriger Drehzahl, spricht der Motor schnell an, das maximale Drehmoment liegt bereits im unteren Drehzahlbereich an. Außerdem weist der erfindungsgemäße Abgastrakt eine hohe Robustheit auf, insbesondere auch bei hohen Verbrennungstemperaturen. Somit erscheint er prädestiniert für den Einsatz in kleinen Benzinmotoren: Der Wirkungsgrad ist höher als bei Wastegate-Turboladern, der Lader benötigt aber im Vergleich zu VTG-Ladern keine verstellbaren Leitschaufeln.

 

 

Variable Fadenanzahl in Flechtmaschinen

Stuttgarter Erfinder haben ein neues Konzept für Radial- oder Standardflechtmaschinen entwickelt, das sich durch eine zusätzliche Fadenpositioniereinheit nahe am Flechtzentrum auszeichnet. Das Positioniermodul bildet eine sekundäre Flügelradebene, die sich synchron mit der gängigen ersten Flügelradebene bewegt und die Position jedes einzelnen Fadens nahe am Flechtzentrum klar definiert. Damit ist die Grundvoraussetzung für eine automatisierte Fadenmanipulation geschaffen, die erstmals das Umflechten von Bauteilen mit stark variierenden Umfängen bei konstantem Flechtwinkel und gleichmäßiger Geflechtqualität ermöglicht.

 

 

„Bolight“ – Leichtbau für dämpfende Schichtverbundwerkstoffe

Das neu entwickelte hybride Halbzeug reduziert das Bauteilgewicht durch direkte Maßnahmen wie eine Blechdickenreduzierung, bietet aber gute Dämpfungseigenschaften bei gleichzeitig gezielt einstellbarer Steifigkeit. Es wird nur eine Schicht eines Schichtverbundwerkstoffes mit Sicken versteift. Auf der Außenseite bietet der Werkstoff eine ebene Sichtfläche.

 

 

Heizpatrone für Spritzwerkzeuge

Die induktiv erwärmte Heizpatrone heizt das Spritzwerkzeug gezielt an kritischen Stellen. Es muss nicht das gesamte Werkzeug bzw. die gesamte Kavität geheizt werden.
Das erwärmte Volumen ist geringer und kühlt schneller ab, so dass kürzere Zykluszeiten möglich sind.

 

 

Korrektur des Winkelmessfehlers von optischen Drehgebern bereits vor der Generierung des Sensorsignals

Die rein optische Kompensation des Winkelfehlers bei Exzentrizität der Kodierscheiben von Drehwinkelsensoren ermöglicht den robusten Aufbau eines Sensors mit justagefreier Montage der Kodierscheibe. Über eine diffraktive Kompensationsspur wird die Beleuchtungsposition auf der Maßspur bereits vor der Generierung des eigentlichen Positionssignals korrigiert.

 

 

Neuartige Doppelmutter für Kugelrollspindel verlängert die Lebensdauer

Die Erfindung stellt eine einfache Lösung für Kugelrollspindeln vor, um trotz einer minimalen Vorspannkraft eine hohe Steifigkeit und somit eine hohe Genauigkeit und eine lange Lebensdauer zu sichern.

 

 

Photolubrikation: Strahlungsinduzierte, reversible und irreversible Änderung von Reibung und Adhäsion

Gefördert von der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH haben Wissenschaftler des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) und der Universität Ulm ein Verfahren entwickelt, mit dem die Reibungs- und Adhäsionseigenschaften von Oberflächen gezielt durch Bestrahlung mit Licht beeinflusst werden können. Je nach Anwendung kann die Veränderung dabei irreversibel erfolgen, d. h. die Eigenschaften werden mit einer örtlichen Auflösung im Nanometerbereich einmalig eingestellt, oder auch reversibel, wodurch eine Umschaltung zwischen einem maximalen und einem minimalen Reibungskoeffizienten im laufenden Prozess möglich wird. Damit eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten für photoaktivierbare oder photoschaltbare Anwendungen - auch in der Mikro- und Nanosystemtechnik.

 

 

Geregelte Erwärmung für die Semi-solid-Formgebung

Verfahren und Vorrichtung zur berührungsfreien Ermittlung des Fest-/Flüssiganteils und des Grades der homogenen Durchwärmung einer Metalllegierung während der induktiven Erwärmung für die Umformung im teilflüssigen (thixotrophen) Zustand.