Ingenieurwissenschaften

Öffentlich geförderte Projekte

Entwicklung einer Gebläseeinheit für die Pyrolyse

Titel:
Entwicklung einer effizienten und langlebigen Gebläseeinheit für die Pyrolyse
Kompetenzfeld:
Strömungstechnik/Turbomaschinen
Projektzeitraum:
01.03.2015 - 01.09.2017
Mittelgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Thematik

Ziel des Projektes ist es, zwischen der Rußwurm Ventilatoren GmbH, dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nürnberg (FAU) und der Hochschule Coburg eine effiziente, kostengünstige und verschleißarme Gebläseeinheit für den Einsatz in thermischen Recyclinganlagen zur Verwertung von Schredderrückständen (ASR) zu entwickeln. Der Lehrstuhl für Strömungsmechanik der FAU wird die Entwicklung des Laufrades übernehmen. Die Hochschule Coburg entwickelt eine für das Laufrad passende Spirale. Und die Firma Rußwurm wird die experimentelle Vermessung von Modellen sowie die Konstruktion und Fertigung von Gebläsen sowohl im Modellmaßstab als auch für die eigentlichen Anlagen übernehmen. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Entwicklung einer Gebläseeinheit mit hohem Wirkungsgrad und gleichzeitig langer Lebensdauer. Dazu ist es notwendig, die Laufräder und das Gehäuse so zu gestalten, dass relativ wenig Partikel mit der Führungsgeometrie kollidieren.

Entwicklung eines modularen Fachwerkträgers

Titel:
Entwicklung eines modularen Fachwerkträgers aus HPC-Fertigteilen und gezahnten Hochleistungs-Verbindungsdetails
Kompetenzfeld:
Konstruktiver Ingenieurbau
Projektleiter:
Prof. Dr. Holger Falter
Projektzeitraum:
01.07.2015 - 31.12.2017
Mittelgeber:
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBSR)
Förderinitiative ZukunftBau

Thematik

Verbindungsteile, die große Kräfte übertragen, werden im Stahlbetonbau derzeit noch monolithisch vor Ort betoniert. Zudem lassen sich große Betonfertigteile entweder gar nicht oder nur mit großen Aufwand transportieren. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird ein weitspannender, modularer Fachwerkträger aus Hochleistungsbeton (High Performance Concrete HPC) entwickelt, dessen einzelne Elemente mit Hilfe einer innovativen Verbindungstechnologie einfach hergestellt und schnell und sicher gefügt werden können. Die Kraftübertragung in den Kontaktflächen der Verbindungen geschieht mit Hilfe einer zu definierenden, optimierten Verzahnung. Auf den Ansatz der unsicheren und nur sehr schwer bestimmbaren Reibung wird aus Sicherheitsgründen bewusst verzichtet. Die zu entwickelnde Verzahnung ermöglicht gegenüber der Norm nahezu eine Verdoppelung der übertragbaren Kräfte.

Diese Verbindungstechnologie ist für die Verwendung von Hochleistungsbeton HPC prädestiniert und lässt sich für eine Vielzahl unterschiedlichster Verbindungsprobleme im Fertigteilbau adaptieren. Damit wird der Einsatzbereich von Massivkonstruktionen aus HPC auf schlanke, weitspannende Tragwerke erweitert, die bisher nur in Stahl wirtschaftlich herstellbar sind.

Präzisionsanalyse von Photovoltaikmodulen

Titel:
Präzisionsanalyse von Photovoltaikmodulen unter Feldbedingungen (PV-Präzis)
Kompetenzfeld:
Photovoltaik
Projektleiter:
Projektzeitraum:
01.10.2014 - 30.09.2017
Mittelgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung

Thematik

Gesamtziel des Projektes ist es, eine elektrische Präzisionsanalyse für Solarmodule unter Feldbedingungen zu entwickeln und Anwendern gebrauchsfähig anzubieten. Hier wird ein Feldanalyseverfahren mit laboradäquater Präzision geschaffen, dessen Ergebnisse im festen Bezug zur Standardlaboranalyse für Solarmodule stehen. Es wird Betreibern von Solaranlagen ermöglichen, „vor Ort“ Solarmodule elektrisch präzise zu charakterisieren.

Ein weiteres Ziel ist, mit Modulherstellern Stabilitätsuntersuchungen durchzuführen, die ihnen technologische Entwicklungen für die neuen, erweiterten Zielmärkte (äquatornahe Regionen) erlauben. Die geplanten Untersuchungen basieren auf der neuen Präzisionsanalyse unter Nutzung eines speziell entwickelten beheizbaren Feldteststandes.

Robotische Einkaufshilfen

Titel:
Robotische Einkaufshilfen
Kompetenzfeld:
Robotik
Projektzeitraum:
01.01.2015 - 31.12.2017
Mittelgeber:
Bayerisches Staatministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst

Thematik

Gelingt es Robotern die Menschen mit physischen oder kognitiven Einschränkungen im täglichen Leben zu unterstützen, und wie müssen sie beschaffen sein, damit sie auch genutzt werden? Diese Fragen gewinnen angesichts des demografischen Wandels in Deutschland zunehmend an Bedeutung. Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts steht die Entwicklung von effektiven und intuitiven Interaktionsmechanismen zur Steuerung von Robotern am Beispiel robotischer Einkaufshilfen, die einen Einsatz in realen innerstädtischen Umgebungen ermöglichen. Interaktionsgesteuerte lokale Navigationsstrategien und das funktionale mechanische und mechatronische Design ermöglichen dem Roboter ein selbständiges Begleiten des Menschen. Für ihr Design wird im Labor und in der Coburger Innenstadt flankierend die Benutzerfreundlichkeit anhand von Kriterien wie Usability, User Experience und User Acceptance untersucht.

Sicherheitsanalyse von Ereignisströmen in Netzwerkdaten

Titel:
Wissensgestützte interaktive Sicherheitsanalyse von Ereignisströmen in Netzwerkdaten (WISENT)
Kompetenzfeld:
IT-Sicherheit, Data Mining
Projektzeitraum:
01.08.2014 - 31.12.2017
Mittelgeber:
Bayerisches Staatministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Thematik

In seinem Strategiepapier „Digital Bavaria" identifiziert das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft die IT-Sicherheit als eines der zentralen Handlungsfelder. In den Unternehmen, den staatlichen und den nicht-staatlichen Organisationen wächst nicht nur die Komplexität der IT-Infrastruktur. Auch die Zahl und die Qualität der Angriffe auf IT-Strukturen steigt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines funktionalen  Demonstrators, mit dem mögliche Bedrohungen der Sicherheit von IT-Infrastrukturen in bislang noch nicht möglichem Umfang erkannt, analysiert und verhindert werden können. 

Wesentliche Neuerungen gegenüber existierenden Lösungen sind das Erkennen neuartiger Angriffe, die verbesserte Verarbeitung unterschiedlicher Attributtypen, die Ausweitung und stärkere Integration von Domänenwissen und die Bereitstellung innovativer Validierungs- und Visualisierungsmethoden. Dazu entwickelte die Projektgruppe u.a. den Datensatz "The CIDDS-001 data set".

Brennstoffzellen für die Energiewende

Verbundprojekt:
ForOxiE² (Oxidationsstabile und katalytisch aktive Werkstoffe für „atmende“ thermo-elektro-chemische Energiesysteme)
Teilprojekt:
Netzintegrierte Speicher mit Elektrolyseur-Brennstoffzelle-Systemen
Kompetenzfeld:
Elektrotechnik
Projektzeitraum:
01.06.2015 – 31.05.2018
Mittelgeber:
Bayerische Forschungsstiftung

Thematik

Der Forschungsverbund ForOxiE² hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Materialien der Brennstoffzellen zu untersuchen und weiterzuentwickeln, um so die Voraussetzung für einen Einsatz in der Industrie zu schaffen. Der Verbund setzt sich aus Forschenden der Universitäten Bayreuth und Erlangen sowie der TU München und der Hochschule Coburg zusammen. Zehn Industriepartner ergänzen die wissenschaftliche Perspektive und garantieren die praxisnahe Einbindung der Forschungsergebnisse. Professor Rossner und sein wissenschaftliches Team übernehmen in diesem Verbund den elektrotechnischen Arbeitsbereich und führen Versuche mit einer PEM-Brennstoffzelle durch. Die Wahl fiel auf eine Brennstoffzelle mit Polymer-Elektrolyt-Membran, da sich diese durch eine hohe Leistungsdichte auszeichnet und zu den Niedrigtemperaturzellen zählt. Die Zelle wird Belastungstests unterworfen, deren Lastprofile aus Daten generiert werden, die in einem Vorgängerprojekt über einen Stromspeicher im Realbetrieb erhoben wurden. Gemeinsam mit den Stadtwerken Neustadt konnten hier Daten zum Verbrauchsverhalten und zu Lastsprüngen im System gesammelt werden. Die Vorarbeiten ermöglichen die Erstellung eines realitätsnahen Belastungsprofils, das auf die Gegebenheiten der Brennstoffzelle angepasst wird. Im Fokus der Forschenden steht die Membran der Brennstoffzelle. Dabei ist von Interesse, wie die Membran unter anderem bei großer Überlastung, geringem Lastzustand sowie bei plötzlichen Schwankungen reagiert. Die Forschenden erwarten sich Erkenntnisse, die zur Optimierung des Betriebsverhaltens der Brennstoffzelle beitragen können.

Abgeschlossene Projekte

Gesundheitsförderung in der Mensch - Roboter - Interaktion

Titel:| EU-Antrag-FH 2016: Gesundheitsförderung in der industriellen Mensch-Roboter-Interaktion durch affektsensitive Robotik
Kompetenzfeld:| Robotik
Projektleiter:| Prof. Dr. Kolja Kühnlenz
Projektzeitraum:| 01.09.2016 - 25.04.2017
Mittelgeber:| Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Thematik

Das geförderte Projekt dient der Anbahnung von Kooperationen und Vorarbeiten für ein größeres Forschungsprojekt, das sich mit der Interaktion des Menschen mit dem Roboter auseinandersetzt. Dabei geht es um die Schnittstellen von Gesundheitsförderung und Primärprävention sowie die Mess- und Sensortechnologie bzw. die Robotik. Das Forschungsprojekt wird sich damit befassen, wie es gelingt, interaktive technische Systeme so zu gestalten, dass sie die Menschen unterstützen und mit ihnen kooperieren. Im Mittelpunkt sollen Projekte stehen, die darauf abzielen, den Gesundheitszustand, die Lebensqualität, die Leistungsfähigkeit, Mobilität und Autonomie der Menschen zu fördern. Dabei sind auch die Gestaltung des Arbeitsumfeldes sowie Technologien zur Unterstützung eines selbstbestimmten Lebens bis ins hohe Alter wesentliche Faktoren.

Systemoptimierung der Druckluft-Energieversorgung

Titel:| Green Factory Bavaria, Teilprojekt: Systemoptimierung der Druckluft-Energieversorgung (E/SysDen)
Kompetenzfeld:| Hydraulik, Pneumatik, Strömungsmechanik und Wärmeübertragung
Projektleiter:| Prof. Dr. Michael Steber
|Prof. Dr. Phillip Epple
Projektzeitraum:| 01.01.2014 - 31.12.2016
Mittelgeber:| Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst
|Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Thematik

Das Projekt „Systemoptimierung der Druckluft-Energieversorgung (E | SysDen)“ ist Teil des Verbundprojekts „Green Factory Bavaria“. Ziel von „Green Factory Bavaria“ ist der Wissenstransfer von der angewandten Forschung in die Industrie, um die Energie- und Ressourceneffizienz in Unternehmen zu steigern. Zur Erreichung dieser Zielsetzung werden bayernweit sogenannte „Green Factories" als Demonstrations-, Lern- und Forschungsplattformen aufgebaut. An der Hochschule Coburg wird eine Druckluftstation gebaut, an der Forschungen durchgeführt werden können.

Bei einer effizienten Drucklufterzeugung spielen sowohl die effiziente Komponentenauslegung als auch die wirtschaftliche Nutzung der entstehenden Abwärme eine zentrale Rolle. Die Abwärme soll so eingesetzt werden, dass möglichst wenig Wärme ungenutzt in die Atmosphäre gelangt. Konkret geht es bei dem Teilprojekt E I SysDEN u.a. um Folgendes: Abschätzen der vorhandenen Abwärmeenergie, Analyse des Thermo-fluiddynamischen Systems und Erarbeiten sowie Quantifizieren von Verbesserungspotenzialen, Optimieren des Abluftkanalsystems, Auslegen der thermischen Isolierung des Abluftsystems zur optimalen Steuerung des Wärmestroms, Bau eines Prototypen sowie Messungen an der neu ausgelegten Anlage.

Faseroptische Gigabit-Übertragungsstrecke (GigaFluo)

Titel:| Faseroptische Gigabit-Übertragungsstrecke mit seitlicher Einkoppelung (GigaFluo)
Kompetenzfeld:| Innovative Produktentwicklung, Konstruktion und Rapid Prototyping
Projektleiter:| Prof. Dr. Markus Stark
Projektzeitraum:| 01.05.2012 - 31.10.2015
Mittelgeber:| Bayerische Forschungsstiftung (BayFor)

Thematik

In vielen Anwendungen ist es notwendig, Daten zwischen einem rotierenden Systemteil und einem feststehenden Systemteil zu übertragen. Beispiele dafür sind Computertomographen, Gepäckscanner an Flughäfen, Fertigungsanlagen, Industrieroboter, Windkraftwerke und Radarantennen. Diese Aufgabe wird von so genannten Drehübertragern (häufig auch nicht exakt "Schleifringe" genannt) erledigt. Für Anwendungen mit sehr hohen Datenübertragungsraten im Bereich von mehreren Gigabit/s werden zunehmen faseroptische Drehübertrager eingesetzt. Sie machen es möglich, die herausragenden Vorteile der faseroptischen Übertragungstechnik, nämlich hohe Datenraten und extreme Störsicherheit, auch über die rotierende Schnittstelle hinweg zu gewährleisten. Die Menge der anfallenden Daten steigt aufgrund der technologischen Entwicklung derzeit jedoch enorm und die aktuellen Lösungen sind in absehbarer Zeit den Anforderungen nicht mehr gewachsen oder nicht zu akzeptablen Kosten herstellbar. Daher sind neue, konkurrenzfähige Konzepte zu entwickeln und im Anschluss an das Forschungsprojekt möglichst schnell zur Produktionsreife zu bringen.