Aktuelle Bachelor-/Masterarbeiten und Stellen für Mechatroniker:innen

Informationen zur Aktualität

Allgemeine Informationen

Achtung! 
Die folgenden Arbeiten und Stellen werden zu jedem Monats-Ersten aktualisiert. Um 100% sicher zu sein, dass eine Arbeit/Stelle noch nicht vergeben ist, bitte den jeweiligen weiterführenden Link oder die Websiten der Institute/Firmen besuchen.

 

Bachelor- und Masterarbeiten

Institut für Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Bachelorarbeiten

Charakterisierung alternativer weichmagnetischer Materialien für den Einsatz in neuartigen elektrischen Maschinen
Institut für Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Charakterisierung alternativer weichmagnetischer Materialien für den Einsatz in neuartigen elektrischen Maschinen

Themengebiete:
• Elektromagnetische Messtechnik und Elektronik
• Charakterisierung weichmagnetischer Materialien
• Alternative Materialien: Eisenpulver, Ferrofluide, eisenhaltige Silikonschwämme

Beschreibung :
In elektrischen Maschinen werden überwiegend Elektrobleche und SMC-Materialien als flussführende, d.h. ferromagnetische, Komponenten verwendet. Der Einsatz alternativer Materialien wie Eisenpulver, Ferrofluide und eisenhaltige Silikonschwämme bietet jedoch neue Optimierungsmöglichkeiten aufgrund ihrer veränderlichen Form und Struktur. Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung eines bereits bestehenden Messsystems zur Charakterisierung dieser Materialien und der Vergleich ihrer elektromagnetischen Eigenschaften mit etablierten Werkstoffen. Dabei sollen grundlegende Zusammenhänge zwischen Partikeleigenschaften und makroskopischen elektromagnetischen Eigenschaften identifiziert werden, um deren Potenzial für elektrische Maschinen zu bewerten und folglich Verbesserungen in der Materialmodellierung zu ermöglichen.

Aufgaben/Ziele :
• Weiterentwicklung eines bestehenden Messsystems
• Charakterisierung und Vergleich verschiedener Materialien
• Empirische Identifikation fundamentaler Zusammenhänge von Partikeleigenschaften und makroskopischer elektromagnetischer Materialeigenschaften


Ansprechperson: Daniel Wöckinger
E-mail: daniel.woeckinger@jku.at

Masterarbeiten

Lagerloser Magnetgetriebemotor
Institut für Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Lagerloser Magnetgetriebemotor

Themengebiete:
• Lagerloser Motor / Magnetgetriebe
• Konstruktion und Design
• Regelungstechnik


Beschreibung:
Die Entwicklung elektrischer Antriebe entwickelt sich verstärkt in Richtung kompakte, hochdrehende und effiziente Motoren. Wie der Name lagerloser Motor schon verrät, bietet diese Form des Antriebs den Wegfall von bei hohen Drehzahlen unerwünschten Eigenschaften, wie Schmierung, mechanische Lagerung und Abrieb. Um eine ganze Welle lagern wird ein zweiter Motor benötigt. Das Besondere an diesem System ist nun aber der Abrieb, welcher in Form eines Magnetgetriebes ausgeführt ist. Die hohe Drehzahl wird in eine sinnvolle niedrigere Drehzahl übersetzt und das Moment in gleichem Maße gesteigert. So ist es möglich, die hohe Drehzahl zur Steigerung der Leistungsdichte auszunutzen und gleichzeitig eine nutzbare Abtriebsdrehzahl zu erhalten.


Aufgaben/Ziele:
• Thema lagerlose Motoren und Magnetgetriebe
• Simulation der passiven und aktiven magnetischen Eigenschaften der Einheit
• Design und Konstruktion
• Aufbau und Inbetriebnahme
• Dokumentation

 

Ansprechpersonen: 
Wolfgang Gruber (wolfgang.gruber@jku.at)
Edmund Marth (edmund.marth@jku.at)

 

Bachelorarbeiten

Hydraulischer Mehrachsprüfstand
Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Hydraulischer Mehrachsprüfstand

Für grundsätzliche Untersuchungen energiesparender hydraulischer Konzepte planen wir einen Prüfstand mit einem Elektromotor, einer oder mehreren Pumpen und mehreren Verbrauchern, die definierte Trajektorien durchfahren. Für die Steuerung der einzelnen Komponenten sollen unterschiedliche Konzepte erprobt werden. Beim Durchfahren der Trajektorien wird der Energieverbrauch des Elektromotors gemessen, um die Konzepte miteinander vergleichen zu können.

Bachelorarbeit :
Mit den Erkenntnissen aus einem provisorischen Aufbau soll ein Rahmen zur Aufnahme von zwei miteinander verspannten Hydraulikzylindern konstruiert werden. Der Rahmen soll dreifach stapelbar ausgeführt sein und unterschiedliche Kombinationen von Arbeits- und Lastzylinder aufnehmen können. Die ausgewählten Arbeitszylinder werden von einer mobilen Arbeitsmaschine entnommen. Daraus ergeben sich erforderliche Dimensionen für die Lastzylinder sowie die versorgende Hydraulikanlage. Durch Berechnungen und Simulationen soll sichergestellt werden, dass der gesamte Aufbau die gegebenen räumlichen, statischen, hydraulischen und elektrischen Begrenzungen einhält.

 

Betreuerin: Univ.-Prof. in DIin Dr.in Gudrun Mikota

E-mail: gudrun.mikota@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Ultraschall Volumenmessung

In hydraulischen Systemen können Volumenströme durch Zahnradsensoren oder Messturbinen gemessen werden. Solche Sensoren werden durchströmt und müssen ins System integriert werden. Die Trägheit der eingebauten Rotoren begrenzt die messbaren Frequenzen und ändert das dynamische Verhalten des Systems. In einer Seminararbeit wurden Ultraschallsensoren für die Volumenstrom messung in Hydrauliksystemen vorgestellt. Solche Sensoren bestimmen die lokalen Volumenströme von außen und erreichen wesentlich höhere Grenzfrequenzen.

Bachelorarbeit:
Zum Vergleich unterschiedlicher Volumenstromsensoren soll im Labor eine Messstrecke aufgebaut werden, die sowohl einen herkömmlichen Sensor als auch das erforderliche Rohrleitungsstück für einen Ultraschallsensor enthält. Die Messstrecke wird über ein Servoventil versorgt, mit dem ein definierter dynamischer Volumenstrom eingeprägt werden kann. Zur Stabilisierung des Drucks wird vor dem Servoventil ein Speicher und nach der Messstrecke eine Kombination aus Speicher und Druckbegrenzungsventil verwendet, entsprechende Drucksensoren werden vorgesehen. Mit diesem Versuchsaufbau sollen Ultraschallsensoren verschiedener Hersteller getestet und mit Referenz messungen verglichen werden.


Betreuerin: Univ.-Prof. in DIin Dr.in Gudrun Mikota

E-mail: gudrun.mikota@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Experimentelle Untersuchung der Auflagerreaktionen druckbelasteter Hydraulikschläuche

Schlauchleitungen werden häufig in komplexen Einbausituationen zwischen nicht fluchtenden Anschlüssen und mit engen Biegeradien verwendet. Es soll eine Prüfmethode entwickelt werden, um die daraus resultierenden Kräfte und Biegemomente an den Fittings in Abhängigkeit von der Einbausituation zu messen.

 

Betreuer: a.Univ.-Prof. DI Dr. Bernhard Manhartsgruber

E-mail: bernhard.manhartsgruber@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Charakterisierung des Echtzeitverhaltens eines Laser-Abstandssensors

Im Hydrauliklabor des Instituts wird derzeit ein Prüfstand zur Vermessung des dynamischen Verhaltens von Schlauchleitungen betrieben. Darin befinden sich piezoresistive Sensoren zur Erfassung von Drucksignalen an den Schlauchleitungsenden sowie ein Laser-Triangulationssensor zur Messung der Anregung über eine Kolbenbewegung. Beide Messketten sind hochdynamisch mit Abtastfrequenzen bis 50 kHz und liefern ihre Werte über digitale Schnittstellen. Dabei sind die jeweiligen Signallaufzeiten unbekannt und sollen im Rahmen dieser Bachelorarbeit an einem eigenen Versuchsaufbau bestimmt werden.

 

Betreuer: a.Univ.-Prof. DI Dr. Bernhard Manhartsgruber

E-mail: bernhard.manhartsgruber@jku.at

Masterarbeiten

Konstruktion und Erprobung eines piezoelektrisch angetriebenen Pulsgenerators für Versuche zur Wellenausbreitung
Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Konstruktion und Erprobung eines piezoelektrisch angetriebenen Pulsgenerators für Versuche zur Wellenausbreitung

Um die Ausbreitung von Druck- und Volumenstrompulsationen in hydraulischen Rohr- und Schlauchleitungen untersuchen zu können braucht man eine hochfrequente Anregung und präzise, hochdynamische Messungen. Die Anregung geschieht derzeit meist mit Servoventilen, gemessen werden die Drucksignale an verschiedenen Punkten im System. Im Endeffekt kennt man damit die Volumenstromanregung nur näherungsweise (aus der Ventilöffnung, den Drücken und der Kennlinie des Ventils). Hier soll ein Gerät gebaut werden, mit dem eine präzise, hochdynamische Volumenstromanregung möglich wird.

 

Betreuer: a.Univ.-Prof. DI Dr. Bernhard Manhartsgruber

E-mail: bernhard.manhartsgruber@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Energieeffizienter Gelenksantrieb

Gelenksantriebe in Bau-, Land- und Forstmaschinen werden durch Hydraulikzylinder verstellt, die über Proportionalventile gesteuert werden. Diese Ventile befinden sich direkt im Leistungszweig des Antriebs und erzeugen hohe Drosselverluste. Zur Energieeinsparung soll versucht werden, die Steuerung vom Leistungszweig zu trennen.

Masterarbeit:
Zur Steuerung eines Gelenksantriebs soll der Hebelarm des Hubzylinders bezüglich des Drehpunktes verstellt werden. Dazu wird einer der Anlenkpunkte über einen Stellzylinder positioniert. Der Stellzylinder wird über ein Proportionalventil gesteuert und verstellt das Moment des Hubzylinders am Gelenk. Die Kraftrichtung des Hubzylinders wird durch ein Schaltventil definiert. Die übertragene Leistung teilt sich zwischen Hub- und Stellzylinder auf. Der verstellbare Anlenkpunkt des Hubzylinders kann durch eine Pendelstütze oder eine Kulisse geführt werden. Diese Führung und die zweite Lagerung des Stellzylinders sollen so ausgelegt werden, dass ein möglichst großer Teil der Leistung vom Hubzylinder übertragen wird. Nach entsprechenden Simulationen sollen alte und neue Variante des Gelenksantriebs im Labor aufgebaut, in Betrieb genommen, vermessen und hinsichtlich ihres Energieverbrauchs miteinander verglichen werden.

 

Betreuerin: Univ.-Prof.in DIin Dr.in Gudrun Mikota

E-mail: gudrun.mikota@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Dichtspaltdämpfer

Aufgrund von Messergebnissen besteht die Vermutung, dass die Dämpfungseigenschaften von Dichtungsmaterial (O-Ringe, Zylinderdichtungen) erheblich zur wirksamen Dämpfung in Hydrauliksystemen beitragen. Dieser Effekt soll mit einem bestehenden Aufbau experimentell untersucht werden, wobei zusätzlich zu den Druckpulsationen auch die mechanischen Schwingungen eines mit O-Ring abgedichteten Deckels gemessen werden. Das resultierende Modell für die mechanische Dämpfung des O-Rings wird auf eine hydraulisch wirksame Dämpfung abgebildet. Mit den gewonnenen Erkenntnissen soll ein Dichtspaltdämpfer zur Reduktion hydraulischer Druckpulsationen entworfen, aufgebaut und messtechnisch untersucht werden.
 

Betreuerin: Univ.-Prof. in DIin Dr.in Gudrun Mikota

E-mail: gudrun.mikota@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Pulsationstilger für eine Zahnradpumpe

In hydraulischen Anlagen entstehen Druckpulsationen durch die diskontinuierliche Arbeitsweise hydraulischer Pumpen. In Folge kommt es zu Schwingungen und Lärm, im Resonanzfall bis zu festigkeitskritischen Ausschlägen und Gefahr der Kavitation. Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde ein in den Antriebsstrang integrierter Pulsationstilger für eine Radialkolbenpumpe entwickelt und erfolgreich getestet. Berechnungen zeigen eine besonders gute Wirkung solcher Tilger für Zahnradpumpen.

Masterarbeit:
Für den Antriebsstrang einer Zahnradpumpe soll eine passende Tilgerkupplung ausgelegt und entworfen werden. Die unterste Torsionseigenform des Antriebsstrangs bildet einen mechanischen Tilger für das an die Pumpe angeschlossene hydraulische Schwingungssystem. Der Tilger wird dabei auf eine Eigenfrequenz des Hydrauliksystems abgestimmt, wodurch die Druckpulsationen bei dieser Eigenfrequenz stark reduziert werden sollen. Zum Nachweis der Tilgungswirkung soll ein Versuch mit einem drehzahlverstellbaren Elektromotor, der Tilgerkupplung, der Zahnradpumpe und einem passenden Hydrauliksystem aufgebaut werden. Die für die Tilgungswirkung wesentlichen Dämpfungsparameter sollen aus Messergebnissen identifiziert und bei Bedarf an der Tilgerkupplung nachjustiert werden.

Betreuerin: Univ.-Prof. in DIin Dr.in Gudrun Mikota

E-mail: gudrun.mikota@jku.at

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Rechnerische und experimentelle Analyse eines hydraulisch frequenzverstellbaren Tilgers

Tilger in mechanischen Anwendungen sind Schwinger, mit denen Schwingungen einer Maschine oder eines Bauwerkes unterdrückt werden können, wenn die Tilgerfrequenz sehr nahe bei der Erregerfrequenz der Maschine liegt. Wenn sich Erregerfrequenzen ändern, ist eine Nachführung der Tilgerfrequenz für die Schwingungsunterdrückung erforderlich. Zu diesem Zweck wurde am IMF ein Konzept für einen hydraulisch frequenzverstellbaren mechanischen Tilger entwickelt. Neben dem Tilgerkonzept liegen auch rechnerische Abschätzungen für die Dimensionierung vor. In der Masterarbeit soll das Konzept durch rechnerischen Modelle und Experimente genauer untersucht werden. Für die Experimente ist ein einfacher Prototyp zu entwickeln und aufzubauen. Bei dieser Aufgabenstellung sind Fragen der Dynamik fester Körper, Festigkeit, hydraulischen Aktuatorik, Messtechnik und eventuell Regelung der Frequenznachführung zu behandeln.

Betreuer: em. Prof. Dr. Rudolf Scheidl

Institut für Maschinenlehre und Fluidtechnik

Entwicklung und Erprobung eines Regelungskonzepts für eine Mehrdruck-Baggerhydraulik

Die Arbeitsfunktionen von Ketten- und Mobilbaggern werden wegen der benötigten Kraftdichte und Robustheit der Aktuatoren üblicherweise hydraulisch angetrieben. Der im Markt herrschende Preisdruck führt dabei zu Zielkonflikten, die in der Vergangenheit häufig auf Kosten der erzielbaren Energieeffizienz gelöst wurden. In dieser Masterarbeit soll ein am Institut entwickeltes, neuartiges Schaltungskonzept mit Verwendung mehrerer Druckniveaus zur Ermöglichung des effizienten Parallelbetriebs mehrerer Funktionen an nur ein oder zwei Pumpen am Hydraulikprüfstand untersucht werden.

 

Betreuer: a.Univ.-Prof. DI Dr. Bernhard Manhartsgruber

E-mail: bernhard.manhartsgruber@jku.at

Weitere Stellen

Zurück zur Hauptseite

Icon