- Berner Fachhochschule Technik und Informatik

Transcription

Berner Fachhochschule
Automobiltechnik
Route principale 122
2537 Vauffelin
Telefon +41 32 321 66 05
[email protected]
ti.bfh.ch/automobil
Haute école spécialisée bernoise
Technique automobile
2537 Vauffelin
Téléphone +41 32 321 66 05
[email protected]
ti.bfh.ch/auto
Bern University of Applied Sciences
Automotive Engineering
2537 Vauffelin
Telephone +41 32 321 66 05
[email protected]
ti.bfh.ch/automotive
2015
Abschlussarbeiten
Travaux de fin d’études
Graduation Theses
BSc in Automobiltechnik
BSc en Technique automobile
BSc in Automotive Engineering
‣‣Technik und Informatik / Technique et informatique / Engineering and Information Technology
Editorial
Editorial
Editorial
Prof. Dr. Lukas Rohr
Departementsleiter
Directeur du département
Head of Department
Liebe Leserinnen, liebe Leser
Chère lectrice, cher lecteur,
Da unser «Book» immer umfangreicher
wurde, haben wir uns entschlossen, die
verschiedenen Disziplinen in separaten
Ausgaben zu drucken, welche den Bedürf
nissen der Zielgruppen besser entspre
chen. Die gesamte Publikationsreihe zeigt
weiterhin alle an der Berner Fachhoch
schule Technik und Informatik ausgeführ
ten Abschlussarbeiten auf. Viele wurden in
Partnerschaft mit regionalen Unternehmen
oder Institutionen ausgeführt, welche sich
so den Zugang zu ergänzendem Know-how
und Infrastrukturen sowie zu Nachwuchs
kräften sichern.
Comme notre «livre» devenait de plus en
plus épais, nous avons décidé d’imprimer
les différentes filières dans des brochures
séparées, ce qui correspond mieux aux
besoins des groupes cibles. La série
complète de brochures présente toujours
l’ensemble des travaux de fin d’études
réalisés à la Haute école spécialisée ber
noise Technique et informatique. Un grand
nombre de ces travaux ont été réalisés en
collaboration avec des entreprises ou des
institutions régionales, qui se sont ainsi
assuré l’accès au savoir-faire et aux infras
tructures, ainsi qu’à la relève.
Die Region um Biel verfügt über eine
grosse Dichte an Hitech-Unternehmen. Die
enge Zusammenarbeit und die räumliche
Kompaktheit von angewandter Forschung
und Produktion sind zentral. Forschungs
gruppen der Berner Fachhochschule
engagieren sich bereits im INNOCAMPUS,
dem Netzwerkstandort Biel/Bienne des
nationalen Innovationsparks, an konkre
ten Projekten im Bereich Energie- und
Medizintechnik sowie «Industrie 4.0». Sie
entwickeln zusammen mit Unternehmen
und Institutionen innovative Produkte
und Verfahren und nutzen die Chance, die
Zukunft aktiv mitzugestalten.
La région de Bienne dispose d’une haute
densité d’entreprises high-tech. L’étroite
collaboration et la proximité entre la
recherche appliquée et la production sont
essentielles. Dans l’INNOCAMPUS, le site
biennois du Parc national d’innovation, des
groupes de recherche de la Haute école
spécialisée bernoise travaillent déjà sur
des projets concrets dans les domaines de
la technique énergétique et de la technique
médicale ainsi que de l’«industrie 4.0».
En collaboration avec des entreprises
et des institutions, ils développent des
produits et des procédés attrayants, et
ont ainsi la possibilité de contribuer à la
conception de l’avenir.
Die vorgestellten Abschlussarbeiten lassen
die Faszination eines technischen Stu
diums erkennen und belegen die Inno
vationskraft und das Leistungsvermögen
unserer Studierenden. Ich wünsche Ihnen
spannende Einblicke und bedanke mich bei
unseren Projektpartnern, Dozierenden und
Experten und Expertinnen für ihren Einsatz
und ihre Unterstützung.
Les travaux de fin d’études présentés re
flètent la fascination exercée par les études
techniques et illustrent la capacité d’inno
vation et l’excellence de nos étudiants. Je
vous souhaite une lecture passionnante et
j’en profite pour remercier nos partenaires
de projets, nos doctorants, nos expertes et
nos experts de leur engagement et de leur
soutien.
Dear Readers,
With our “book” getting more and more
extensive, we have decided to print the
different disciplines in separate editions
that better meet the target groups’ needs.
The overall publication series will continue
to show all the final theses completed at
the Bern University of Applied Sciences
Engineering and Information Technology
(BFH-TI). Many were done in partnership
with regional companies or institutions,
which thereby gain access to supplemental
expertise and infrastructure as well as
talented young people.
The Biel region has a large number of high
tech enterprises. The close cooperation
between applied science and production is
a central factor, as is their concentration in
such a compact area. At the INNOCAMPUS,
the network location in Biel/Bienne of the
Swiss Innovation Park, research groups
from Bern University of Applied Sciences
are already committed to concrete projects
in power engineering and medical technol
ogy as well as “Industry 4.0.” They are
teaming up with enterprises to develop
innovative products and processes and to
utilize opportunities to help actively shape
the future.
The final theses presented here show how
fascinating a program of studies in engi
neering can be and indicate the innovative
power and capabilities of our students.
I hope you enjoy exciting insights into the
various subjects as you read and would
like to express my thanks to our project
partners, instructors and experts for their
dedication and support.
Prof. Dr. Lukas Rohr
ti.bfh.ch/book2015
Inhalt
Table des matières
Contents
Titel
Titre
Titel
6Alumni BFH
6Alumni BFH
6Alumni BFH
7Infotage
7
8Automobiltechnik bringt Sie weiter!
8Avancez avec la technique automobile!
10Industriepartner
10 Partenaires industriels
12Bachelorarbeiten
12 Travaux de bachelor
Impressum
Impressum
Imprint
Technik und Informatik
Technique et informatique
Engineering and Information Technology
online
online
online
book.bfh.ch
book.bfh.ch
book.bfh.ch
Inserate
Annonces
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[email protected]
[email protected]
Druck
Impression
Printing
staempfli.com
staempfli.com
staempfli.com
Auflage
Tirage
Edition
1000 Ex.
1000 exemplaires
1000 copies
3Lehre und Forschung am Puls
der Praxis
ti.bfh.ch/book2015
3Enseignement et recherche liés
à la pratique
Journées d’information
3Education and Research on the Pulse
of Practice
7
Info days
8Automotive engineering takes you
places!
10 External Project Partner
12 Bachelor Theses
Lehre und Forschung am Puls der Praxis
Enseignement et recherche liés à la pratique
Education and Research on the Pulse of Practice
Die Berner Fachhochschule Technik und
Informatik BFH-TI ist eine anwendungs
orientierte Hochschule. Neben der Lehre
gehören Weiterbildung, Forschung und
Entwicklung sowie Dienstleistungen zu
ihren Kernkompetenzen. Drei Ansprüche
stehen im Zentrum ihres Wirkens:
• Die hohe Qualität, um der Wirtschaft qua
lifizierte und innovative Fachkräfte und
Dienstleistungen anbieten zu können.
• Die internationale Ausrichtung, um
Studierenden und Dozierenden beste
Chancen in der globalisierten Bildungsund Wirtschaftswelt zu eröffnen.
• Ein interdisziplinäres Denken und
Handeln, um den hohen Erwartungen an
die heterogenen Teams in Industrie und
Wissenschaft gerecht zu werden.
Die BFH-TI bietet sechs Bachelor- und zwei
Master-Studiengänge sowie ein umfas
sendes, durchgehend berufsbegleitendes
Weiterbildungsprogramm an.
Das Bachelorstudium als starke Basis
Mit Automobiltechnik, Elektro- und Kom
munikationstechnik, Informatik, Maschi
nentechnik, Medizininformatik sowie
Mikro- und Medizintechnik stehen sechs
Bachelor-Studiengänge zur Wahl. Die Studi
engänge Automobiltechnik und Medizinin
formatik werden in der Schweiz exklusiv an
der BFH-TI angeboten.
Im Bachelorstudium arbeiten die Studieren
den an spannenden Projekten mit. Sie wäh
len die Vertiefung und einen Teil der Module
individuell. In Biel setzt die BFH-TI seit
Jahren mit Erfolg auf die Karte der Zweispra
chigkeit. Bacholor-Plus bietet Studierenden
die Wahl, ihr Studium einsprachig oder aber
zweisprachig in Deutsch und Französisch
zu absolvieren. Die zertifizierte Erweiterung
der Sprachkompetenz kommt gerade in
technischen Berufen einem Chancenplus auf
dem Arbeitsmarkt gleich. Zudem eröffnen
sich spannende Möglichkeiten zur Zusam
menarbeit über die Sprachgrenze hinweg.
Mehr Informationen unter
ti.bfh.ch/bachelor
La Haute école spécialisée bernoise
Technique et informatique BFH-TI est
une haute école orientée application. A
côté de l’enseignement, la recherche et le
développement ainsi que les prestations
font également partie de ses compétences
centrales. Trois exigences caractérisent ses
activités:
• Une qualité élevée, pour mettre à dispo
sition de l’économie des spécialistes et
des prestations qualifiés et novateurs.
• L’orientation internationale, pour offrir
aux étudiants et aux enseignants les
meilleures chances dans un monde
économique et de la formation globalisé.
• Un mode de pensée et une action
interdisciplinaires, pour répondre aux
attentes élevées posées aux équipes
interdisciplinaires dans l’industrie et les
sciences.
Engineering and Information Technol
ogy (BFH-TI) is an application-oriented
university. Besides teaching, its core areas
of expertise include continuing education,
research and development, and service. All
its efforts revolve around three aspirations:
• To offer top quality, so that the economy
can be provided with qualified and in
novative skilled workers and services.
• To be internationally oriented, so that
the best opportunities in this globalized
world of education and economics are
opened up to students and instructors.
• To foster interdisciplinary ways of
thinking and acting, so that graduates
can meet the high expectations put on
heterogeneous teams in science and
industry.
La BFH-TI propose six filières de bachelor
et deux de master, ainsi qu’un programme
de perfectionnement en cours d’emploi
très diversifié.
BFH-TI offers six bachelor’s degree pro
grams and two master’s degree programs
as well as a comprehensive continuing
education program that can be completed
parallel to work.
Les études de bachelor, une base
solide
The bachelor studies as a solid
foundation
Six filières d’études sont à choix: Tech
nique automobile, Electricité et systèmes
de communication, Informatique, Méca
nique, Informatique médicale ainsi que
Microtechnique et technique médicale.
En Suisse, les filières d’études Technique
automobile et Informatique médicale sont
exclusivement proposées à la BFH-TI.
Pendant les études de bachelor, les
étudiant-e-s collaborent à de passion
nants projets. Ils choisissent individuel
lement une orientation et une partie des
modules. A Bienne, la BFH-TI mise depuis
des années avec succès sur la carte du
bilinguisme. Bachelor-Plus donne aux
étudiant-e-s le choix de mener leurs études
dans une langue ou dans deux langues, le
français et l’allemand. Dans les professions
techniques justement, l’approfondissement
certifié de la compétence linguistique
équivaut à une plus-value substantielle sur
le marché du travail. De plus des possi
bilités de collaborations passionnantes
sont envisageables au-delà de la frontière
linguistique.
Plus d’informations sur
ti.bfh.ch/bachelor
With Automotive Engineering, Electrical
and Communication Engineering, Com
puter Science, Mechanical Engineering,
Medical Informatics, as well as Micro- and
Medical Technology six Bachelor study
courses are offered. The study courses
Automotive Engineering and Medical Infor
matics are exclusively offered at the BFH-TI
in Switzerland.
During their Bachelor studies, students
collaborate on exciting projects. They
choose their specialisation and some of
the modules individually. In Bienne, the
BFH-TI successfully focuses on bilingual
ism. Bachelor-Plus offers students to
complete their study courses in one or in
two languages – in German and French.
The certified expansion of the language
competence, especially in the technical
professions, equals an extra chance in
the job market. Further, exciting possibili
ties for collaboration across the language
border are established.
For more information please go to
ti.bfh.ch/bachelor
ti.bfh.ch/book2015
3
Masterstudiengänge
4
Ein Masterstudium öffnet nach dem Bache
lorabschluss Türen – vorerst zu einem neu
en Studienabschnitt, verbunden mit hoch
interessanten Projektarbeiten. Später dann
zu einer beruflichen Zukunft mit besten
Perspektiven, sprich eine erfüllende Arbeit
in einem anspruchsvollen und spannenden
Job. Die BFH-TI bietet zwei unterschiedliche
Studiengänge zum Master of Science an:
MSc in Engineering MSE (Kooperation der
technischen Bereiche sämtlicher sieben
Schweizer Fachhochschulen):
Das von den Schweizer Fachhochschulen
gemeinsam angebotene Studium zum «Mas
ter of Science in Engineering» ist auf die
Praxis ausgerichtet. Die sogenannten Master
Research Units umfassen einen fachlichen
Kompetenzbereich, verfügen über eine
ausgezeichnete Infrastruktur und sichern
mit ihren Projekten den Bezug zur industri
ellen Praxis. Die vier Units der BFH-TI sind
«Energie-Verkehr-Mobilität», «Mobile Infor
mationsgesellschaft», «Produktionstechnik»
sowie «Technologie am Menschen».
ti.bfh.ch/master
Der universitäre Masterstudiengang für
Biomedizinische Technik wird von der
Universität Bern in Kooperation mit der
Berner Fachhochschule angeboten. Neben
fundiertem medizinischen und technischen
Fachwissen lernen die Masterstudierenden
den Weg medizintechnischer Produkte von
der Entwicklung bis zur Marktreife kennen.
Der Studiengang übernimmt somit eine
Brückenfunktion zwischen Akademie und
Industrie ein. Die Studierenden werden
mit Aspekten der Grundlagenforschung,
Entwicklung und klinischen Validierung
sowie mit den Zulassungsverfahren vertraut
und erwerben marktspezifische Kenntnisse
in Medizintechnik-Management.
Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/master
oder bioeng.master.unibe.ch
Filières de master
Après un bachelor, des études de master
ouvrent des portes – tout d’abord vers un
nouveau cycle d’études avec un travail de
master extrêmement intéressant. Puis à
un avenir professionnel avec d’excellentes
perspectives, autrement dit un travail exi
geant et passionnant, apportant une grande
satisfaction. La BFH-TI propose deux filières
d’études conduisant au titre de Master of
Science:
MSc in Engineering MSE (coopération des
domaines techniques des sept hautes écoles
spécialisées de Suisse):
Les études de «Master of Science in
Engineering» proposées conjointement
par les hautes écoles spécialisées suisses
sont orientées sur la pratique. Les Master
Research Units comprennent un secteur
de compétence technique, disposent d’une
excellente infrastructure et garantissent
avec leurs projets le lien avec la pratique
industrielle. Les quatre Units de la BFH-TI
sont «Energie-Transport-Mobilité», «Société
mobile de l’information», «Technique de
production» ainsi que «Technologie appli
quée à l’être humain».
ti.bfh.ch/master
La filière d’études universitaires de master
en technique biomédicale est proposée par
l’Université de Berne, en coopération avec
la Haute école spécialisée bernoise. A côté
de connaissances médicales et techniques
approfondies, les étudiants suivent tout
le processus de réalisation de produits
techniques médicaux, du développement
à la mise sur le marché. Cette filière assure
le lien entre les secteurs académique et
industriel. Les étudiants se familiarisent
avec les aspects de la recherche fondamen
tale, du développement, de la validation
clinique et des procédures d’homologation,
et acquièrent des connaissances écono
miques spécifiques dans le management des
techniques médicales.
ti.bfh.ch/master ou bioeng.master.unibe.ch
ti.bfh.ch/book2015
Master’s degree programs
After the completion of a bachelor’s pro
gram, a master’s program opens up new
doors – initially to a further phase of study
and fascinating project work; later to a
professional future with excellent prospects
for fulfilling work in a demanding and excit
ing job. BFH-TI distinguishes between two
Master of Science programs:
Master of Science in Engineering MSE (co
operation among engineering departments
of all seven Swiss universities of applied
sciences):
The Master of Science in Engineering (MSE)
is practice-based and offered in cooperation
with all Swiss universities of applied sci
ences. The so-called Master Research Units
cover specific areas of competence, have an
outstanding infrastructure, and secure the
link to the industrial practice. The four units
at BFH-TI are: «Energy-Transport-Mobility»
«Mobile Information Society», «Produc
tion Technology», and «Human Interface
Technology».
ti.bfh.ch/master
The university master’s program for
biomedical technology is offered by the
University of Bern in collaboration with
Bern University of Applied Sciences. Along
with solid medical and technical knowledge,
the master’s students learn about the path
that medical devices take, from initial de
velopment to market maturity. The program
serves as a bridge between the world of
academics and industry. Students become
familiar with aspects of fundamental re
search, development and clinical validation
as well as the authorization procedures.
They also gain market-specific knowledge
in the field of medical technology manage
ment.
ti.bfh.ch/master or bioeng.master.unibe.ch
Die Forschung und Entwicklung als
Triebfeder der Innovation
La recherche et le développement
comme moteurs de l’innovation
An der BFH-TI wird Wissen in neue Anwen
dungen und Produkte umgesetzt. Die dafür
benötigten Kompetenzen und Ressourcen
sind in zehn Instituten konzentriert. Unsere
Professoren, Assistierenden und Studieren
den sind in zahlreichen multidisziplinären
und anwendungsorientierten Forschungs
projekten engagiert.
A la BFH-TI, le savoir est transféré dans
de nouveaux produits et applications. Dix
instituts abritent les compétences et les
ressources nécessaires. Nos professeur-e-s,
assistant-e-s et étudiant-e-s sont engagés
dans de nombreux projets de recherche
multidisciplinaires et orientés sur l’appli
cation.
forschung.ti.bfh.ch
recherche.ti.bfh.ch
Die Weiterbildung als Sprung auf der
Karriereleiter
La formation continue, un bond sur
l’échelle professionnelle
Die Weiterbildung der Berner Fachhoch
schule vermittelt Ingenieurinnen und
Ingenieuren sowie angehenden Managerin
nen und Managern gezielte Kompetenzen in
Bereichen, die interdisziplinär miteinander
verknüpft und aufeinander abgestimmt
sind. In den EMBA-Studiengängen liegt
der Schwerpunkt auf Betriebswirtschaft,
Unternehmensführung, Innovationsmanage
ment und Business Development in einem
Internationalen Umfeld. Im MAS Informa
tion Technology können die Fähigkeiten und
Kompetenzen in mehreren Schwerpunkten
vertieft und ergänzt werden. Beispielsweise
in IT-Security, Business Intelligence, Enter
prise Applications und Software Architec
ture. Der Bereich Medizininformatik und
Medizintechnik vermittelt Studierenden die
Fähigkeiten, die vielschichtigen Herausfor
derungen im Gesundheitswesen erfolgreich
zu meistern.
ti.bfh.ch/weiterbildung
Weiterbildungsprogramme mit Wirkung –
vertiefend und erweiternd.
La formation continue de la Haute école
spécialisée bernoise transmet aux ingé
nieures et ingénieurs ainsi qu’aux futurs
managers des compétences ciblées dans
les domaines interdisciplinaires liés et
coordonnés entre eux. L‘accent des filières
d’études EMBA est mis sur la gestion, la
direction d’entreprise, le management
d’innovation et le Business Development
dans un environnement international.
Le MAS Information Technology permet
d’approfondir et compléter les capacités et
compétences dans plusieurs points forts,
par exemple en IT-Security, Business Intelli
gence, Enterprise Applications et SoftwareArchitecture. Le domaine de l’informatique
médicale et technique médicale apprend
aux étudiant-e-s à maîtriser avec succès les
multiples défis de la santé publique.
ti.bfh.ch/formationcontinue
Programme de formation continue efficace –
approfondissement et extension.
Research and development as a
driving force in innovation
At BFH-TI, knowledge is transferred into
new applications and products. The requi
site competences and resources are con
centrated in ten institutes. Our professors,
assistants, and students are involved in
numerous multidisciplinary and applica
tion-orientated research projects.
research.ti.bfh.ch
Continuing education as a step up the
career ladder
The continuing education of the Bern Uni
versity of Applied Sciences imparts specific
skills in areas that are interdisciplinary
linked and coordinated to engineers and
aspiring managers. In the EMBA courses
the focus is based on business econom
ics, business management, innovation
management and business development in
an international environment. In the MAS
Information Technology skills and compe
tences can be developed and supplemented
in several focus areas. For example, in IT
Security, Business Intelligence, Enterprise
Applications and Software Architecture. The
division of Medical Informatics and Medical
Technology provides students with the skills
to successfully meet the complex challenges
in the health care.
Continuing education with effect –
specialisation and expanding.
ti.bfh.ch/book2015
5
Alumni BFH
Alumni BFH
Alumni BFH
6
Alumna oder Alumnus der Berner Fach
hochschule BFH zu sein, bedeutet nicht
nur, das Studium erfolgreich abgeschlos
sen zu haben. Alumni stellen eine wichtige
Brücke zwischen der Hochschule und den
Bereichen Wirtschaft, Kultur und Gesell
schaft dar. Durch das Weitergeben von
Erfahrungen tragen sie wesentlich zum
Erfolg ihrer «Alma mater» bei.
Etre alumnus ou alumna de la Haute école
spécialisée bernoise BFH ne signifie pas
seulement que l’on a terminé ses études
avec succès. Les alumni sont un lien essen
tiel entre la haute école et l’économie, la
culture et la société. En transmettant leurs
expériences, ils contribuent à renforcer
l’attrait de leur «alma mater».
Alumni der BFH sind alle Absolventin
nen und Absolventen einschliesslich der
Weiterbildungsabschlüsse MAS (Master of
Advanced Studies) und EMBA (Executive
Master of Business Administration).
Sont alumni de la BFH toutes les personnes
qui y ont obtenu un diplôme, y compris
dans les filières de formation continue MAS
(Master of Advanced Studies) ou EMBA
(Executive Master of Business Administra
tion).
Der im Oktober 2012 gegründete Dachver
band Alumni BFH vereint elf Alumni-Vereine
und unterstützt diese beim Erreichen ihrer
Ziele.
L’association faîtière créée en octobre 2012
sous le nom Alumni BFH regroupe onze
organisations membres, qu’elle soutient
dans la réalisation de leurs objectifs.
alumni.bfh.ch
alumni.bfh.ch
Die Alumni-Organisationen der BFH verbinden
ihre Absolventinnen und Absolventen, ermöglichen das Knüpfen von Kontakten und den systematischen Aufbau eines Beziehungsnetzes.
Les organisations Alumni de la BFH réunissent
leurs diplômé-e-s, leur permettent de nouer des
contacts et de se créer un réseau de relations.
ti.bfh.ch/book2015
Being an alum of Bern University of Ap
plied Sciences (BFH) means more than just
having successfully completed a program
of studies. Alumni act as an important
bridge between the university on the one
hand and the economy, arts and culture,
and society on the other. They contribute
much to the success of their alma mater by
sharing their own experiences.
BFH alumni consist of all graduates includ
ing those of the Master of Advanced Stud
ies (MAS) and Executive Master of Business
Administration (EMBA) programs.
«Alumni BFH» was founded in October
2012 as an umbrella organization in order
to unite the eleven alumni associations
and support them in reaching their goals.
For further information please go to
alumni.bfh.ch
Alumni organizations connect the graduates,
enable socializing and the platform of an essential
network.
Infotage
Journées d’information
Info days
Interessiert Sie ein Studium an der Berner
Fachhochschule? Wir öffnen unsere Türen:
Holen Sie sich alle Informationen zu unse
ren Bachelor- und Masterstudiengängen,
Zulassungsbedingungen, Studienbedingun
gen und unserer Schule. Führen Sie beim
Apéro persönliche Gespräche mit Studieren
den und Dozierenden und besuchen Sie in
Biel und Burgdorf unsere Labors.
Vous intéressez-vous à des études à la
Haute école spécialisée bernoise? Nous
ouvrons nos portes: venez recueillir toutes
les informations utiles sur nos filières de
bachelor et de master, sur les conditions
d'admission, les conditions d’études et
notre école. Discutez avec des étudiants et
des enseignants lors de l’apéro et visitez
nos laboratoires à Bienne et Berthoud.
ti.bfh.ch/infotage
Pour en savoir plus
ti.bfh.ch/infotage
Mit einer Weiterbildung auf Masterstufe
gehen Sie in Ihrer Karriere einen Schritt
weiter. Unsere umfassende, interdisziplinä
re Palette von Modulen ermöglicht Ihnen,
Ihre Kompetenzen auf verschiedensten
Gebieten zu erweitern und zu ergänzen.
Informieren Sie sich an einem persönlichen
Beratungsgespräch.
Avec des études de master, vous faites
un pas de plus dans votre carrière. Notre
gamme étendue et interdisciplinaire de
modules vous permet d’étendre vos compé
tences dans les domaines les plus divers.
Informez-vous dans le cadre d’un entretien
de conseil personnel.
Pour en savoir plus
ti.bfh.ch/formationcontinue
Are you interested in studying at Bern
University of Applied Sciences? If so, we
invite you to attend our open house. There
you can obtain full information about our
bachelor’s and master’s programs and
about requirements for admission, study
conditions and our university. We welcome
you to attend our cocktail reception to talk
personally with students and instructors
and to visit our laboratories in Biel and
Burgdorf.
For more information please to go
ti.bfh.ch/infodays
You take your career a step further by
continuing your education at the master’s
level. Our comprehensive, interdisciplinary
range of modules allows you to expand
and supplement your competencies in the
widest variety of fields. Arrange a personal
consultation for all the details.
For additional information please to go
ti.bfh.ch/book2015
7
Automobiltechnik bringt Sie weiter!
Avancez avec la technique automobile!
Automotive engineering takes you places!
8
Automobiltechnik umfasst im Rahmen unse
rer Ingenieurausbildung alle «bewegten Ma
schinen» wie Strassen-, Schienen- und sogar
Luftfahrzeuge, aber auch Land- und Bauma
schinen sowie Sonderfahrzeuge. Automobil
ingenieurinnen und -ingenieure gestalten und
verbessern Fahrzeuge in der Entwicklungs
phase, lösen die technischen Probleme im
Betrieb und sorgen mit ihrem Wissen für ein
ressourcenschonendes Recycling. Sie arbei
ten Fahrzeugvorschriften aus und begleiten
deren Umsetzung in die Praxis oder finden
interessante Tätigkeiten im Rennsport sowie
bei Verbänden und Organisationen.
Die Schweiz ist ein richtiges «Autoland».
Ohne grosse Fahrzeughersteller, legt sie mit
neuen, innovativen Ideen über die rund 300
Schweizer Zulieferfirmen für die Fahrzeug
industrie, die im Jahr 2014 zusammen
9 Mrd. CHF Umsatz erzielten, die technische
Basis für die Fahrzeuge von morgen. Über
70 000 Arbeitsplätze stehen in direktem Zu
sammenhang mit der Automobiltechnik. Ein
Ingenieur/Ingenieurin sichert mit ihrer/seiner
Tätigkeit rund zehn Arbeitsplätze und trägt so
wesentlich zum Werkplatz Schweiz bei. Wie
weit das Feld der Tätigkeiten gespannt ist,
wird angesichts der stark unterschiedlichen
Themen der Bachelorarbeiten, die sich auf
den nächsten Seiten finden, klar.
Die Studienabgängerinnen und -abgänger
verfügen über ein tragfähiges Ingenieur
fundament, auf dem sich eine erfolgreiche
Karriere und ein interessantes Berufsleben
bauen lässt. Mit der Vertiefung «Technik und
Dienstleistung», welche analytische Fähigkei
ten fordert, sowie der Vertiefung «Fahrzeug
bau», welche der konstruktiven Neigung der
Studierenden entspricht, bieten wir Wahl
möglichkeiten und erhöhen die Lernmotiva
tion. Das Ingenieurfundament ist jedoch für
alle Studierenden dasselbe, der Unterschied
der Lerninhalte zwischen den Vertiefungen
beträgt maximal 15% und hat keinen Einfluss
auf die spätere Berufstätigkeit.
Die Herausforderungen in der Fahrzeugtech
nik bleiben gross und machen den Beruf als
Automobilingenieurin/Automobilingenieur
interessant. Fahrzeuge sind hoch komplexe,
sehr weit entwickelte und häufig stark indus
trialisierte Produkte. Das Ineinandergreifen
von Mechanik, Informatik und Elektronik in
der mobilen Umgebung, stellt ganz spezi
fische Anforderungen, auf die Automobil
ingenieurinnen und -ingenieure Antworten
finden. Das Rüstzeug dazu erarbeiten sich die
Studierenden während den drei Ausbildungs
jahren.
Bernhard Gerster
Abteilungsleiter Automobiltechnik
ti.bfh.ch/book2015
Dans le cadre de notre formation d’ingénieur,
la technique automobile comprend toutes
les «machines mobiles»: machines routières,
ferroviaires, aériennes, agricoles, de chantier,
véhicules exceptionnels. Les ingénieurs
automobiles conçoivent et améliorent les
véhicules dans la phase de développement,
résolvent les problèmes techniques lors de
l’utilisation et apportent leurs connaissances
pour un recyclage écologique. Ils élaborent
des directives et accompagnent leur mise
en pratique ou trouvent des postes intéres
sants dans la course, les associations et les
organisations.
La Suisse est un vrai «pays automobile».
Sans constructeur majeur, elle apporte des
idées innovantes par le biais de ses près de
300 sous-traitants de l’industrie automobile
(9 mia de CHF de chiffre d’affaires en 2014)
et pose les bases techniques des véhicules
de demain. Plus de 70 000 emplois sont
directement liés à la technique automobile.
Par son activité, un ingénieur assure environ
dix emplois et contribue au succès de la
place industrielle suisse. La forte diversité
thématique des travaux de bachelor listés sur
la page suivante donne une idée de la palette
d’activités du secteur.
Les diplômés disposent de bases solides
en ingénierie, sur lesquelles ils pourront
construire une carrière réussie et une vie pro
fessionnelle intéressante. Pour accroître la
motivation des étudiant-e-s, nous leurs pro
posons de choisir entre l’orientation «Tech
nique et prestations» (capacités analytiques)
et l’orientation «Conception de véhicule»
(approche constructive). Les bases d’ingénie
rie sont cependant les mêmes pour tous les
étudiant-e-s. Les orientations introduisent
une différence de contenu de 15% maximum
sans influer sur la carrière future.
La technique automobile pose encore des
défis importants, qui rendent la profession
d’ingénieur automobile intéressante. Les
véhicules sont des produits très complexes
et souvent fortement industrialisés avec un
niveau de développement très important. Au
croisement de la mécanique, de l’informa
tique et de l’électronique dans un environ
nement mobile, les ingénieurs automobiles
doivent répondre à des exigences très spéci
fiques. Les étudiant-e-s disposent de trois ans
de formation pour acquérir les connaissances
nécessaires.
Bernhard Gerster
Directeur de la division technique automobile
The automotive engineering section of our
engineering training comprises all types
of moving machines, from road and rail
vehicles to aircraft, vehicles for agriculture
and construction, and even special purpose
vehicles. Automotive engineers design and
optimise vehicles during the development
phase, solve technical problems that arise
during operation, and use their knowledge
to ensure resource-friendly recycling. They
develop vehicle specifications and accom
pany their implementation in practice or
find interesting jobs in motor sport or with
motoring associations and organisations.
Switzerland is a great country for cars.
Although it has no major manufacturers,
Switzerland does have an automotive sup
ply chain with round 300 firms providing in
novative new ideas that lay the technologi
cal foundation for the vehicles of tomorrow.
Together they generated a total turnover
of CHF 9 billion in 2014. Over 70 000
Swiss jobs are directly tied to automotive
engineering. Each engineering position sup
ports a further 10 positions, which means
engineers are a key part of the Swiss labour
market. The field is very broad, as is clear
from the very wide variety of topics covered
by the Bachelor theses described on the
following pages.
Graduates have a solid foundation in
engineering on which they can build a
successful career with interesting profes
sional experience. Students have different
specialisation options to choose from that
increase their motivation to learn, such
the Technology and Service specialisation,
which requires strong analytical skills, and
the Vehicle Construction specialisation,
which is ideal for students with a focus on
design engineering. However, the engineer
ing foundation is the same for all students.
At least 85% of the content covered by the
specialisations is identical, so graduates
still have a great deal of flexibility in terms
of later career choices.
With the vehicle engineering sector still fac
ing major challenges, working as an auto
motive engineer promises to be interesting.
Vehicles are exceptionally complex, highly
developed, and often heavily industrialised
products. The interaction of mechanics,
information technology and electronics
in the mobile environment creates very
specific needs and it falls to automotive
engineers to find the solutions. Students
become equipped for this task during the
three years they spend in training.
Bernhard Gerster
Head of Automotive Engineering Division
Vertiefungen dienen der Motivation
Die Vertiefungen unterscheiden sich in
Theoriemodulen der Ingenieuranwendun
gen und der Wahlmöglichkeit der Projekt
arbeitsmodule. Die Studierenden wählen
im dritten Studienjahr zwei Projektar
beitsmodule und führen ihre Bachlorarbeit
schliesslich in einem der beiden Module
durch. Als Basis für die Arbeitsaufträge
dienen meistens Projektanfragen aus der
Wirtschaft.
Orientations et motivation
Les orientations influent sur les modules
théoriques des applications en engineering
et sur le choix des modules de travail de
projet. En troisième année, les étudiant-e-s
choisissent deux modules de travail de
projet et réalisent leur travail de bachelor
dans l’un des deux. Les mandats de travail
se basent généralement sur des projets de
l’économie.
Specialisations provide extra
motivation
Specialisations differ in terms of their the
ory modules for engineering applications
and choice of project modules. Students
choose two project modules in their third
year of studies, and they ultimately write
their Bachelor thesis in one of these two
modules. Requests from industry usually
provide the basis for this work.
Modules de travail de projet Technique
et prestations
• Économie d’entreprise
• Électricité et véhicule
• Moteurs à combustion
• Mécanique & sécurité du véhicule
Project modules in Technology and
Service
•Business
• Vehicle electric systems and electronics
• Combustion engines
• Vehicle mechanics and safety
Projektarbeitsmodule Fahrzeugbau
•Fahrzeugbau
•Fahrzeugmechatronik
•Verbrennungsmotoren
• Fahrzeugmechanik und -sicherheit
Modules de travail de projet Conception
de véhicule
• Conception de véhicule
•Mécatronique
• Moteurs à combustion
• Mécanique & sécurité du véhicule
Project modules in Vehicle Construction
• Vehicle construction
• Vehicle mechatronics
• Combustion engines
• Vehicle mechanics and safety
Einzigartig in der Schweiz
Unique en Suisse
The automotive engineering division at
Bern University of Applied Sciences is
Switzerland’s only engineering training
centre covering the broad field of vehicle
engineering. As a result, we attract stu
dents from all over Switzerland. The Swiss
Society of Automotive Engineers (SAE
Switzerland) and/or Stabiennensis student
association provide important links for
automotive engineering students, which of
fer networking opportunities for the future.
We also offer job placement assistance
for graduates by forwarding company job
listings.
Projektarbeitsmodule Technik und
Dienstleistung
•Betriebswirtschaftslehre
•Fahrzeugelektrik/-elektronik
•Verbrennungsmotoren
• Fahrzeugmechanik und -sicherheit
Die Abteilung Automobiltechnik der Berner
Fachhochschule ist schweizweit die einzige
Ingenieurausbildungsstätte für das weite
Feld der Fahrzeugtechnik. Deshalb finden
sich in den Klassen Studierende aus der
ganzen Schweiz. Die Ehemaligen der
Abteilung Automobiltechnik organisieren
sich in der SAE-Switzerland und/oder der
Stabiennensis, was bereits für Studierende
eine Einführung in später so wichtige Netz
werke ermöglicht. Zudem bieten wir eine
Stellenvermittlung für unsere Diplomier
ten, indem wir Stellenausschreibungen
der Firmen an Studienabgängerinnen und
-abgänger weiterleiten.
Der Unterricht der Automobiltechnik
ist zweisprachig
Bei uns sind die Dozierenden zweisprachig
und vermitteln den gesamten Lerninhalt
parallel in deutscher und französischer
Sprache. Dies gibt den Studierenden
Gelegenheit, sich einen Sachverhalt in der
zweiten Sprache nochmals anzuhören oder
Notizen zu machen, was den Lernerfolg
verbessert. Zudem ist der Austausch mit
den anderssprachigen Mitstudierenden
bereichernd und gibt einen Vorgeschmack
auf das Berufsleben.
Kontakt
Haben wir Ihr Interesse geweckt?
Gerne stehen wir Studieninteressierten
für zusätzliche Informationen und Firmen
für Anfragen zu Projekt- und Bachelorar
beiten oder die Weiterleitung von Stellen
inseraten zur Verfügung.
Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme.
032 321 66 50 (Sekretariat)
[email protected]
ti.bfh.ch/automobil
Le département technique automobile de
la Haute école spécialisée bernoise est le
seul site de formation d’ingénieurs en tech
nique automobile de Suisse. Les classes
regroupent donc des étudiant-e-s de tout
le pays. Les anciens du département tech
nique automobile s’organisent au sein de
SAE Switzerland et/ou Stabiennensis, qui
aident les étudiant-e-s à s’introduire dans
des réseaux qui leur seront ensuite essen
tiels. Nous aidons également nos diplômés
à trouver un emploi en leur transmettant
les offres d’emploi des entreprises.
Un enseignement bilingue
Bilingues, nos enseignants transmettent
tous les contenus en allemand et en
français. Les étudiant-e-s peuvent ainsi
entendre des explications ou prendre des
notes dans la deuxième langue, ce qui
contribue à leur réussite. Ils apprennent
aussi beaucoup des échanges avec leurs
collègues de l’autre langue et ont un avantgoût de leur vie professionnelle.
Contact
Intéressé?
Futurs étudiants, nous nous ferons un
plaisir de vous remettre des informations
complémentaires. Entreprises, nous répon
drons à vos questions pour toute demande
de travaux de projets et de bachelor et
transmettrons vos offres d’emploi.
N’hésitez pas à nous contacter.
032 321 66 50 (secrétariat)
[email protected]
ti.bfh.ch/auto
Unique in Switzerland
Automotive engineering courses are
held in two languages
Instructors are bilingual and provide all
learning content in both German and
French. This gives students an opportu
nity to listen to material a second time in
another language or to take notes, which
improves learning outcomes. Convers
ing with students who speak the other
language is also enriching and provides an
insight into what to expect in the profes
sional world.
Contact
Have we caught your interest?
We are delighted to provide further
information to prospective students and to
companies that want to know more about
projects, Bachelor theses and forwarding
job listings.
We look forward to hearing from you.
032 321 66 50 (Secretary’s office)
[email protected]
ti.bfh.ch/book2015
9
Industriepartner
Partenaires industriels
Industrial Partners
10
Eine enge Zusammenarbeit mit Industrie
partnern ist uns äusserst wichtig. Im Be
reich Automobiltechnik sind zahlreiche Ba
chelorarbeiten in Kooperation mit Firmen
und Institutionen aus der ganzen Schweiz
und auch aus dem Ausland entstanden. Wir
bedanken uns bei diesen Firmen für die
fruchtbare Zusammenarbeit!
A nos yeux une collaboration étroite avec
des partenaires industriels est extrême
ment importante. Dans le domaine de la
Technique automobile, de nombreuses
thèses sont en coopération avec des
entreprises et institutions de l’ensemble
de la Suisse et de l’étranger. Nous remer
cions ces entreprises pour cette fructueuse
collaboration!
Abgasprüfstelle AFHB, Nidau
EMPA, Dübendorf
HORIBA Europe GmbH, Deutschland
TU Wien – Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, Wien
AMZ, Zürich
Berufsbildnerverband Bauplaner Espace Mittelland
BFS – Bern Formula Student, Biel/Bienne
Burkart Event-Fahrten, Villmergen
Cortex Hümbelin AG, Rupperswil
EMPA, PSI, FHNW
Kyburz AG, Freienstein
LANDAG AG, Wiler b. Seedorf BE
LARAG AG, Wil
Notterkran AG, Boswil
SBB Industriewerk, Biel
Schnyder Gear Cutting Solutions, Biel
Sonceboz SA, Sonceboz
VERT, BAFU
Waldsprunger + Bühlmann AG, Mägenwil
Zbinden Posieux SA, Posieux
ZHAW, Winterthur
ti.bfh.ch/book2015
Close cooperation with industrial partners
is very important to us. In the field of Au
tomotive Engineering numerous bachelor
theses have been produced in cooperation
with companies and institutions from all
over and also outside Switzerland. We
thank these companies for the fruitful
collaboration.
11
ti.bfh.ch/book2015
Bachelorarbeiten
Travaux de bachelor
Bachelor Theses
12
Im Folgenden präsentieren wir Ihnen die
Zusammenfassungen der Bachelorarbeiten
Automobiltechnik des Jahres 2015.
Ci-après, nous vous présentons les résumés
des travaux de bachelor en Technique
Automobile de l’année 2015.
Below we have summarized for you
the bachelor theses in Automotive Engi
neering in 2015.
Die Absolventinnen und Absolventen sind
in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt.
Bei Teams bestimmt die alphabetische
Position des ersten Teammitglieds die
Einordnung.
Les diplômées et diplômés sont présentés
dans l’ordre alphabétique. Lorsqu’il s’agit
d’un team, le nom de la personne dont la
première lettre est la plus proche du début
de l’alphabète détermine la position du
team.
The graduates are listed according in
alphabetical order. In teams the alphabetic
position of the first member of the team
appoints the indexing.
Die Texte wurden durch die Absolventin
nen und Absolventen verfasst, teils mit der
Unterstützung von Betreuungspersonen.
Die Texte wurden vor Publikation nicht
systematisch redigiert und korrigiert.
Jannick Bardy............................................. 13
Thomas Baumgartner................................ 14
Adrian Braun.............................................. 15
Lorenz Brunner.......................................... 16
Sven Burkart.............................................. 17
Fabien Caroselli.........................................45
Anthony Cavin........................................... 16
Federico Della Casa................................... 18
Michael Dutler...........................................20
Ramon Pascal Egger.................................. 13
Thomas Egli............................................... 15
Fabian Eichin............................................. 21
Daniel Gregor Eichmüller.......................... 31
Erich Josef Emmenegger............................ 22
Roberto Forni............................................. 18
Robert Norman Frank................................ 22
ti.bfh.ch/book2015
Les textes ont été écrits par les diplômées
et diplômés, avec parfois le soutien des
mentors. Les textes n’ont pas systémati
quement été rédigés, ni corrigés avant la
publication.
Thomas Gachnang..................................... 27
Grégoire Gevisier....................................... 23
Aurélien Grégoire Gogniat........................24
Gian Güler.................................................. 25
Nathan Lukas Gyger...................................26
Manuel Benjamin Haupt............................ 27
Philipp Hofstetter..................................... 40
Sandro Hürzeler.........................................28
Aron Csaba Kenessey................................29
Antonino Lanaia........................................ 31
Christian Reto Leder.................................. 32
Philippe Andreas Leuzinger...................... 33
Yoann Loetscher........................................34
Christoph Severin Meyer........................... 35
Patrick Mühlebach.....................................36
Stefan Peter............................................... 33
The texts were written by the graduates,
partly with the support of their supervising
tutors. The texts were not systematically
edited nor corrected before publication.
Luca Placi...................................................34
Stefan Rentsch...........................................38
Aaron Rizzini.............................................24
Niclas Steven Roch....................................20
Andreas Saner...........................................39
Simeon Raphael Jean-Pierre Schäuble.... 40
David Yannick Schuler............................... 41
Roger Markus Schwarzentruber................ 25
Bruno Martin Stöckli.................................42
Olivier Streit.............................................. 23
Cesare Diego Tondo...................................44
Ania Vuarnoz..............................................45
Joël Wenger................................................26
Christophe Witschi....................................46
Joel Matthew Wooden................................47
Ruben Raphael Wüst.................................36
Untersuchung der Radlastschwankungen auf die
Genauigkeit von Weigh in Motion-Messungen
Fachgebiet: FAMES
Betreuer: Bernhard Gerster, Marcus Schluep, Marius Bloch
Experten: Alfred Leuenberger, Bruno Jäger
Industriepartner: ZHAW, Winterthur
Mit zunehmender Verkehrsdichte kommt einer effizienteren Abwicklung
eine immer wichtigere Rolle zuteil. Kistler Instrumente AG, Winterthur,
bietet mit dem Lineas ein System an, das Fahrzeuge direkt während der
Fahrt wägen kann und so Wartezeiten verhindert. Um die Genauigkeit zu
verbessern, sollten mögliche fahrzeug- und strassenseitige Störgrössen
identifiziert werden.
Jannick Bardy
+41 79 580 22 82
[email protected]
VA
+41 76 533 33 52
BU
Ramon Pascal Egger
[email protected]
BE
Gewichtsmessung mit dem Lineas-System
WIM-System auf der Prüfstrecke in Vauffelin.
Die Berechnungen haben gezeigt, dass am Fahrzeug
in der Tat Schwingungen auftreten können, die einen
messbaren Einfluss auf die Radlasten haben und
dadurch die Genauigkeit des Systems negativ beein
flussen könnten.
Auch in der Simulation konnten bei der Überfahrt über
das Lineas-System erhebliche Ausschläge, mit Spitzen
im Bereich von einigen hundert Kilogramm, beobach
tet werden. Diese wurden alleine durch geringe Fahr
bahnunebenheiten verursacht. In der Simulation wurde
auch der Zusammenhang von Radlast, Reifensteifig
keit und statischem Reifenradius ersichtlich, der als
Grundlage für die Realversuche diente.
Um die Schwingungen am Fahrzeug erkennen zu kön
nen, ist die Aufzeichnung und Auswertung der Rad
lasten zielführend. Während der Fahrt geschieht dies
am einfachsten durch Messen des Radmittelpunktes
zum Aufstandspunkt des Rades. Damit wird der sta
tische Reifenradius gemessen, der als direktes Mass
für die jeweilige Aufstandskraft dient. Mit Hilfe von
High Speed-Kameras und einer Punktverfolgungs
software sollten dann die Bewegungen des Radmittel
punktes gefunden werden. Die Genauigkeit von Kame
ras, Software und Fahrbahn war aber für diesen Zweck
nicht ausreichend.
Der Vergleich zwischen den Achslasten, die das Lineas-
System gemessen hatte und den statischen Lasten
wies teilweise starke Abweichungen, weit über den
angestrebten 2.5 Prozent auf. Zu hoher Reifendruck
ist der grösste Verursacher von Messfehlern. Grosse
Probleme stellen auch Fahrzeuge mit unregelmässigen
Laufflächen, also beispielsweise Stollenpneus dar,
da diese extreme Schwingungen verursachen.
Die Auswertung zeigt, dass die Messung der Schwin
gungen am Fahrzeug und insbesondere der ungefeder
ten Masse unerlässlich ist, um präzise bestimmen
zu können, was die Auslöser für die Ungenauigkeiten
sind und wie diese reduziert werden können.
BI
Gerade im Schwerverkehr ist das Bezahlen von Zolloder Mautgebühren eine aufwendige Angelegenheit,
wenn Fahrzeuge auf eine statische Waage geführt
werden müssen und die Resultate manuell verarbeitet
werden. Um hier lange Wartezeiten, Staus und Per
sonalkosten zu reduzieren, sollen die Fahrzeuge direkt
während der Fahrt gewogen werden können. Dieser
Vorgang wird Weigh in Motion, kurz WIM, genannt.
Ein solches System ist das «Lineas» der Firma Kistler.
Um einen Einsatz bei kostenkritischen Aufgaben,
wie der Erhebung von Zollgebühren oder Verkehrs
abgaben, zu ermöglichen, ist eine genügende Genauig
keit nötig, in diesem Fall über 97.5 Prozent. Der Mess
fehler ist von diversen Parametern, wie Reifendruck
oder Überfahrtsgeschwindigkeit, abhängig. Mit der
vorliegenden Arbeit sollen möglichst viele Störein
flüsse gefunden und die Grössenordnung dazu ange
geben werden.
Für die Lösung des Problems wurde auf drei Ebenen
gearbeitet: Der theoretischen, mit der die Radlast
schwankungen durch Fahrzeugschwingungen berech
net wurden, einer Simulation mittels Software und
schliesslich den realen Messungen mit einem
13
ti.bfh.ch/book2015
Autonomisierung eines Kleinhybridtraktors mittels
PixHawk Autopilotsystem
Fachgebiet: Automobiltechnik: Fahrzeugelektrik und -elektronik
Betreuer: Peter Affolter
Experten: Philippe Burri, Roberto Martinbianco
14
Eine nachhaltige Effizienzsteigerung in der Feldbearbeitung ist in der
Schweiz nur mehr mit dem Einsatz von unbemannten Fahrzeugen zu
erreichen. Autonome Fahrzeuge bieten in vielerlei Hinsicht erhebliche
Vorteile. Es ist beispielsweise ein 24h-Betrieb denkbar zudem ermöglichen
GPS-basierte Fahrzeugsteuerungen eine äusserst präzise Arbeitsweise.
Der PixHawk Autopilot ist ein von der ETH-Zürich ent
wickeltes Autonomisierungssystem, welches für den
Einsatz in Luft-, Wasser- sowie Bodenfahrzeugen kon
zipiert wurde. Das Versuchsfahrzeug, ein funkfernge
steuerter Kleinhybridtraktor der Firma PTH verfügt
über einen rein elektrischen Antrieb und ist in der
Lage kleinere Arbeitsgeräte aufzunehmen. Der Ver
brennungsmotor lädt die Batterien des Fahrantriebs
im Bedarfsfall und treibt den Nebenantrieb, nament
lich das Werkzeug, an.
Thomas Baumgartner
[email protected]
Ziel der Arbeit
Das PixHawk Autopilotsystem soll mithilfe einer
Schnittstelle an das zu autonomisierende Fahrzeug
angebunden werden. Mithilfe dieser Systemkombina
tion soll sich der Kleintraktor GPS-geführt fortbewe
gen können. Weiter soll das System mit einer Umge
bungswahrnehmung ausgestattet werden, so dass
Kollisionen mit Hindernissen ohne das Zutun von Men
schen verhindert werden können.
Realisierung
Um das Fahrzeug mit dem Autopiloten zu steuern wur
den verschiedene Anbindungsmöglichkeiten geprüft.
Anschliessend wurde eine Schnittstelle zwischen dem
Autopilotsystem und dem PTH Hymog entwickelt, um
Befehle bezüglich des längs- sowie des querdynami
schen Verhaltens des Fahrzeuges weiterzugeben.
Das Autopilotsystem musste für diesen Verwendungs
zweck konfiguriert und parametriert werden. Dazu ge
hört das Bestimmen der Regelparameter, welche für
das Steuern des autonomen Fahrzeuges notwendig
sind. Diese wurden analytisch, als auch experimentell
bestimmt.
GPS-geführte Fahrzeuge können sich zwar selbststän
dig orientieren und fortbewegen, nehmen ihr Umfeld
jedoch in keiner Weise war. Aus diesem Grund muss
ein solches Fahrzeug mit weiterer Sensorik, die dies
ermöglicht, ausgestattet werden. Dazu wurden fünf
Ultraschallsensoren an der Fahrzeugfront angebracht.
Mithilfe dieser Sensoren wird fortlaufend geprüft, ob
sich ein Hindernis vor dem Fahrzeug befindet. Es wur
de ein zweistufiges System entwickelt, welches bei
grösseren Distanzen die Fahrgeschwindigkeit des
Traktors verringert, bei kleineren Distanzen das Fahr
zeug anhält.
BU
VA
Ausblick
BI
BE
PTH Hymog
ti.bfh.ch/book2015
Mit dem Aufbau dieses Systems wurde eine solide
Basis geschaffen, um weitere Fahrzeuge zu autonomi
sieren. In weiteren Projekten sollte die Hinderniser
kennung verbessert, sowie eine Hindernisumfahrung
integriert werden. Ferner sollte geprüft werden, ob
sich der Einsatz eines RTK GPS-Systems positiv auf
das Fahrverhalten des Fahrzeuges bezüglich Präzision
auswirkt.
Untersuchungen der nichtlimitierten Emissionen
verschiedener Personenwagen
Fachgebiet: Automobiltechnik
Betreuer: Prof. Dr. Jan Czerwinski, Pierre Comte, Philippe Wili
Experten: Marc Werner, Martin Stillhart
Industriepartner: EMPA, PSI, FHNW
Durch die Einführung der Euro 6 Norm im Jahre 2014 gerieten die
nichtlimitierten Emissionen zunehmend in den Vordergrund. Zu diesen
Emissionen gehören mehrheitlich Ammoniak, Stickstoffdioxid und
Formaldehyd. Diese Stoffe können beim Menschen schwere gesundheit
liche Folgen hervorrufen.
Heutige Verbrennungsmotoren, obgleich Otto oder
Diesel, bedienen sich der Direkteinspritzung, um
Kraftstoff einzusparen. Weitere Vorteile dieses Ein
spritzsystems sind die Schichtladung, Motorinnen
kühlung und Teilentdrosselung des Ansaugtraktes.
Bei diesem System bilden sich, bedingt durch lokale
Inhomogenitäten im Brennraum, Nanopartikel. Nebst
diesen Partikelemissionen entstehen vor allem im
Katalysator die obengenannten nichtlimitierten Ab
gaskomponenten wie Ammoniak und Stickstoffdioxid.
Das Formaldehyd ist ein Nebenprodukt bei praktisch
allen unvollständigen Verbrennungen.
Zusammen mit der EMPA, dem PSI und der FHNW
sollen Erkenntnisse bezüglich Partikelemissionen im
Nanobereich gewonnen werden. Auch auf Sekundär
emissionen von künstlich gealterten Abgasen, mithilfe
von UV-Licht, wird ein Augenmerk gelegt.
Einrichtungen
Ergebnisse
Bei einem Versuchsträger wurden am ersten Messtag
erhöhte Abweichungen festgestellt. Eine Vermutung
über die Ursache könnte ein kontaminierter Drei
weg-Katalysator sein. Durch Wiederholungen der
Fahrzyklen reduzierten sich die Emissionen auf ein
übliches Niveau. Die anderen Versuchsträger waren
von Beginn an in der üblichen Emissionsklasse.
Bei den Partikelemissionen weisst jedes Testfahrzeug
ein anderes Partikelemissionsverhalten auf. Ein Pro
band war mit einem Diesel Partikelfilter ausgestattet
und hatte daher eine sehr niedrige Partikelkonzen
tration. Es konnte auch ein markanter Unterschied
zwischen einem Fahrzeug mit und ohne GPF (gaso
line-particle-filter) festgestellt werden.
Adrian Braun
[email protected]
Thomas Egli
[email protected]
Einrichtung zum Messen der Emissionen
BI
BE
BU
VA
Durch die Zusammenarbeit mit der AFHB in Nidau
standen nebst dem Rollenprüfstand diverse Messgeräte zur Verfügung. Zur Messung der limitierten
Emissionen wurde das Horiba Mexa-9400H und
für die Nichtlimitierten das PEGAsys FTIR (fouriertransformation-infrared-spectroscopy) verwendet.
Die Partikelemissionen wurden mit zwei SMPS (scan
ning-mobility-particle-sizer) mit verschiedenen Mess
bereichen und einem CPC (condensation-particle-
counter) erfasst. Um vergleichbare Resultate zu er
halten, wurden alle Fahrzeuge denselben Fahrzyklen
unterzogen. Zum einen war dies der WLTC (world
wirde-harmonized-light-duty-test-cylce) und des an
deren ein SSC (steady-state-cylce).
Ausgangslage
15
Kaltstartverhalten eines GDI Fahrzeugs
ti.bfh.ch/book2015
BFS HV-Battery – Optimierung unter Rennbedingungen/
Optimisation en conditions de course
Domaine spécialisé: Automobiltechnik: Fahrzeugelektrik und -elektronik
Chargé: Peter Affolter
Experts: Philippe Burri, Roberto Martinbianco
Partenaire du projet: BFS – Bern Formula Student, Biel/Bienne
16
Notre travail de Bachelor consiste à simuler, tester et améliorer la batterie
haute tension que nous construisons pour la saison 2015 de la Bern
Formula Student.
Bei unserer Bachelorarbeit geht es um das Analysieren, Testen und Ver
bessern der Hochspannungsbatterie (HV), welche wir für das Bern Formula
Student Rennfahrzeug 2015 konstruiert haben.
But
Ziel
Batterie haute tension
Hochspannungsbatterie
Résultat
Ergebnisse
Herausnehmbarer Batteriecontainer
Proportion dʼévacuation de la chaleur au travers dʼune cellule
La compétition Formula Student réuni plusieurs uni
versités à travers le monde pour concourir avec leur
bolide construit et pensé par les étudiants en ingénie
ries. Notre thèse a pour but de réunir un maximum
d’informations sur le comportement de la batterie
haute tension en condition extrême. Avec ces don
nées, nous apportons une analyse et des suggestions
concrètes d’améliorations pour les années prochaines.
+41 79 288 34 49
[email protected]
Anthony Cavin
+41 79 265 65 85
[email protected]
La batterie est composée de 284 cellules lithiumpolymère à haute densité énergétique. L’assemblage
est constitué de deux cellules en parallèles connecté
142 fois en série (142s2p). Cela nous donne une
tension nominale de 525.4 V avec une capacité de
5.7 kWh. Les cellules sont refroidies par flux d’air
grâce à trois ventilateurs en parallèle. L’accumulateur
est construit avec un assemblage de plaque d’alumi
nium découpé à l’eau et soudé pour un maximum
de rigidité.
Les années prochaines seront riche en émotion avec
un pack batterie encore plus léger et performant.
Durant ce travail, nous avons mis en avant les possibi
lités d’amélioration notamment dans la surveillance
de la température, la technique de refroidissement,
la sécurité et la construction.
Die HV-Batterie besteht aus 284 Lithium-Polymer
Zellen, welche eine der höchsten Energiedichten auf
weisen. Die Zellenkonfiguration ergibt sich durch zwei
parallel geschalteten und 142 in Serie verbundenen
Zellen (142s2p). Das Ganze resultiert in einer Nomi
nalspannung von 525.4 V mit der Kapazität von
5.7 kWh. Die Zellen werden durch drei Ventilatoren
luftgekühlt. Das Batteriegehäuse wurde aus Wasser
strahl-geschnittenen Aluminiumblechen zusammen
gebaut und verschweisst.
Konkurrenzfähig zu sein bedeutet, sich stetigen Ver
besserungen zu unterziehen. Während dieser Arbeit
wurden diverse Optimierungen am vorhandenen
Batteriesystem ausgearbeitet. Dies betrifft vor allem
die Bereiche Temperaturüberwachung, Kühlungs
technik, Sicherheit und Konstruktion.
BI
BE
BU
VA
BSc en Technique automobile | BSc in Automobiltechnik
Lorenz Brunner
Beim Wettbewerb Formula Student messen sich Inge
nieurstudenten aus internationale Hochschulen und
Universitäten mit ihren eigens konstruierten Renn
fahrzeugen. Unsere Bachelorarbeit hat zum Ziel, des
sen Hochspannungsbatterie unter Rennbedingungen
zu testen und zu analysieren. Mit den daraus resul
tierenden Erkenntnissen werden Optimierungsvor
schläge für die nachfolgende Rennsaison präsentiert.
ti.bfh.ch/book2015
Businessplan Burkart Event-Fahrten
Fachgebiet: Betriebswirtschaft
Betreuer: Robert Ackermann
Experte: Carlo Bosia, Pierluigi De Silvestro
Industriepartner: Burkart Event-Fahrten, Villmergen
Dieses Projekt wurde für die Firma Burkart Event-Fahrten in Villmergen
(AG) realisiert. Das Unternehmen bietet Fahrten für spezielle Anlässe mit
Oldtimern an. Das Ziel der Arbeit war, ein Businessplan für die Unternehmung zu realisieren, welcher den Gründer bei der Reflexion des eigenen
Geschäftes unterstützt. Zudem wurde die Gründung der Unternehmung
lanciert.
Die Burkart Event-Fahrten bietet Hochzeitsfahrten mit
Zusatzoptionen sowie Erlebnisfahrten an. Die Dienst
leistungen werden jeweils mit Oldtimerfahrzeugen
und Chauffeur ausgeführt. Im Zentrum steht der Nut
zen des Konsumenten. Ebenso wichtig ist der einheit
liche Auftritt unter dem Logo der Burkart Event-Fahr
ten. Verkaufsförderungsmassnahmen wie Inserate in
Printmedien, Teilnahme an Fachmessen oder die stets
aktuelle Homepage werden durch die Burkart EventFahrten realisiert. Das Unternehmen ist frei von stan
dardisiertem Denken und bietet den Kunden unkon
ventionelle und professionelle Lösungsmodelle an.
Sven Burkart
Die Burkart Event-Fahrten befindet sich in einem aus
gesprochenen Wachstumsmarkt, denn Exklusivität ge
winnt immer mehr an Bedeutung. Das Verhalten der
Konsumenten ändert sich hin zum genussvollen und
intensiven Erleben von Freizeit. Mit den angebotenen
Dienstleistungen kann die Burkart Event-Fahrten die
sen Markt abholen. Durch die Anwendung des Inter
nets wird den Kunden auf einfachem und bequemem
Weg der Zugang zu Oldtimern ermöglicht.
Chancen
VA
Die Hochzeitsindustrie generiert heute einen ge
schätzten Umsatz von CHF 700 Millionen. Der Wachs
tum im Markt ist hoch. Der Konsument möchte zuneh
mend eine exklusive Hochzeit erleben und benötigt
einen Transport von A nach B. Dabei steht die Einzig
artigkeit der Hochzeit der jeweiligen Kunden im Vor
dergrund.
Unternehmung
BU
Branche und Markt
Die Burkart Event-Fahrten tritt ebenfalls in den Well
ness-Markt ein, um mit besonderen Dienstleistungen
potenzielle Kunden für eine bessere Auslastung zu ge
winnen.
BE
Die durchgeführten Dienstleistungen der Burkart
Event-Fahrten bestehen zu 90% aus Hochzeitsfahrten.
Heutzutage sind Hochzeiten meist sehr individuell
und aufwändig. Brautpaare sowie deren Gäste sind oft
bereit, grössere Geldbeträge in diese einmaligen An
lässe zu investieren. Nach einer dreijährigen Testphase
der Hochzeitsfahrt-Dienstleistung, kann die Testphase
abgeschlossen und ein Unternehmen gegründet wer
den. Durch die Bearbeitung des potentiellen Marktes
soll den zukünftigen Hochzeitspaaren der Zugang zu
den Fahrzeugen auf einfache Art ermöglicht werden.
Um die Fahrzeuge besser auszulasten, sind zusätzli
che Dienstleistungen generiert worden. Der Business
plan dient als Grundlage und professionelle Visiten
karte für das neu gegründete Einzelunternehmen.
BI
Ausgangslage
17
ti.bfh.ch/book2015
Recherche de la stabilité propre de systèmes de
châssis de veichules collés
Domaine spécialisé: Mécanique et sécurite du véichule
Chargé: Prof. Bernhard Gerster
Experts: Bruno Jäger, Alfred Leuenberger
Partenaire du projet: Waldsprunger + Bühlmann AG, Mägenwil
18
La recherche de la stabilité propre sur des plancher collé au châssis du
véhicule est une moyenne très important pour les entreprise qui travaille
avec ces installations, une homologation pour les différents catégories
des véhicules (M1, M2, M3) est indispensable pour réduire les couts totale.
Federico Della Casa
Vérification du niveau de stabilité propre de systèmes
de plancher collé pour l’installation de sièges passa
gers dans des minibus afin de réduire les efforts en
essais d’homologation.
ment de sécurité passive du DTC AG. A l’aide des tests
effectué nous avons pu vérifier nôtres calculs, mais
aussi atteindre notre but donnant des homologations
au mandant pour des différents structures et catégo
ries.
Projet
Résultats
Ce projet est basé sur des études théoriques et sur
des tests pratiques pour la recherche d’une stabilité
propre des systèmes des plancher collé aux châssis.
Dans la première partie nos études étaient le choix de
différentes variantes des installations des sièges pas
sagers proposé par le mandant du projet. Dans la suite
nous avons pu faire les calculs de la totalité des va
riantes choisies en travaillant avec les contraintes de
flexion pour trouver les cas où la stabilité propre était
à la limite ou dans un domaine déjà instable. Apres la
partie théorique nous avons pu faire des tests pra
tiques et des simulations FEM sur les variantes choisi
avec les calculs (cas limite), grâce à la mise a disposi
tions des structures et des laboratoires du départe
Roberto Forni
BI
BE
BU
VA
federico.dellacasa@outlook.
com
But du travail
ti.bfh.ch/book2015
Dans l’analyse des résultats des tests pratiques nous
avons pu voir que la différence entre la théorie et la
pratique était très petit. Nous pouvons donc avec les
tests effectués, bien confirmer nos calculs et simula
tions FEM. A l’aide des résultats et des calculs nous
pouvons surement établir que les systèmes collés aux
châssis ont une stabilité propre pour les catégories
M3, M2.
PEMS – portable emission measuring systems –
Anwendung und Ergebnisse.
Fachgebiet: Automobiltechnik, Verbrennungsmotoren
Betreuer: Prof. Dr. Jan Czerwinski
Industriepartner: Abgasprüfstelle AFHB, Nidau; EMPA, Dübendorf; HORIBA Europe GmbH, Deutschland; TU Wien – Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, Wien
20
Ab 2017 wird die Euro 6c Abgasnorm für Pkws eingeführt, welche die
Einbindung von RDE (Real Driving Emissions) in die Norm vorsieht.
Um die Emissionen während der Fahrt auf dem öffentlichen Strassennetz
messen zu können wurden PEMS (portable emission measuring systems)
entwickelt. Das Ziel dieser Arbeit war die Wiederholbarkeit der Messungen
mit verschiedenen Messgeräten auf dem Rollenprüfstand sowie auf der
Strasse zu untersuchen und die Resultate miteinander zu verglichen.
PEMS
RDE
Emissionsreduktionen der letzten Jahre. Aus diesem
Grund ist mit der Euro 6c Norm geplant die verschie
denen Emissionen während einer realen Fahrt auf
der Strasse zu messen. Messungen unter realen Bedin
gungen im Verkehr sind nicht 100%ig wiederholbar.
Faktoren wie Fahrroute, Verkehrsaufkommen, Witte
rung, Strassenbeschaffenheit sowie der Fahrer selber
haben massgebenden Einfluss auf den Verbrauch
und auf die daraus resultierenden Emissionen. Deshalb
werden mit Hilfe statistischer Massnahmen die rele
vanten Grenzwerte errechnet. Die dafür notwendige
Fahrroute verfügt über jeweils 1/3 Stadt-, 1/3 Überlandund 1/3 Autobahnanteil.
Durch die Einführung dieser RDE in die Euronorm
müssen Fahrzeuge in allen realen Fahrzuständen die
zukünftig geforderten Grenzwerte einhalten und nicht
nur in den Bereichen der existierenden Fahrzyklen
auf dem Rollenprüfstand. Im Visier dieser Norm ist
vor allem der NOx Ausstoss bei Dieselfahrzeugen so
wie bei direkteingespritzten Benzinern.
Untersuchungen im Bereich der Luftbelastung in
Grossstädten weisen nicht die gleiche Entwicklung auf
wie die in den verschiedenen Fahrzyklen ermittelten
Zielsetzung
Abbildung 1: Messaufbau für die Strassenmessung.
Abbildung 2: Während einer Strassenmessung im Verkehr auftretende CO-Emissionen eines Personenwagens.
Niclas Steven Roch
Das Hauptziel war, Erkenntnisse bezüglich der Wieder
holbarkeit der PEMS Messungen auf dem Rollenprüf
stand sowie auf der Strasse zu erlangen und die Resul
tate der PEMS mit jenen der stationären Messanlagen
zu vergleichen, welche mit Hilfe des Rollenprüfstan
des und der MEXA 7000 Messeinrichtung gemacht
wurden.
BI
BE
BU
VA
Michael Dutler
PEMS werden im Innern des zu messenden Fahrzeuges
aufgebaut. Ein Abgasschlauch leitet einen Teil der
Abgase zum Messgerät, wo die einzelnen Abgaskom
ponenten wie CO, CO2, NO, NOx, HC und Restsauer
stoff O2 gemessen werden. Zusätzlich ist ein Flow-
Meter (Durchflussmessgerät) am Auspuffende des
Fahrzeuges angebracht, um die Masse und den Mas
senstrom der effektiv ausgestossenen Emissionen er
rechnen zu können. Die Fahrzeuggeschwindigkeit
wird über die OBD-Schnittstelle (on board diagnostics)
am Fahrzeug oder über GPS (global positioning sys
tem) ermittelt. Das gesamte System wird durch eine
vom Fahrzeug unabhängige Energiequelle gespiesen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden drei PEMS getestet
und verglichen; Horiba OBS ONE, AVL M.O.V.E und
OBM Mark IV der TU-Wien. Das OBM Mark IV der
TU-Wien ist ein Prototyp. Die PEMS von AVL und Horiba
sind bereits auf dem Markt erhältlich.
ti.bfh.ch/book2015
Datenerfassung und Analyse des Energieverbrauchs
eines Kleinreinigungsfahrzeugs
Fachgebiet: Fahrzeugelektrik und -elektronik
Betreuer: Prof. Peter Affolter
Industriepartner: Marcel Boschung AG
Auch vor Kommunalfahrzeugen macht die Forderung nach geringeren
Emissionen und effizienten Systemen keinen Halt. Im Speziellen für Kleinreinigungsfahrzeuge, welche sich in urbanen Gebieten bewegen, liegt der
Gedanke an ein rein elektrisches System auf der Hand. Die Analyse des
Energieverbrauchs eines bestehenden Fahrzeuges liefert dabei die Grundlage zur Konzeptionierung dieses Vorhabens.
Ausgangslage
Mit der vorliegenden Arbeit wird im Auftrag der Firma
Boschung AG eine energetische Untersuchung eines
bestehenden Kleinreinigungsfahrzeuges durchgeführt.
Solche basieren typischerweise auf hydraulischen
Systemen und einem Dieselmotor, wobei die Leis
tungskomponenten den Antriebsstrang, die Arbeits
hydraulik mit Wischbesen und Saugturbine sowie
Zusatzaggregate umfassen. Im Hinblick auf eine Elek
trifizierung liegt der Fokus auf den Ausgangsleistun
gen der jeweiligen Teilsysteme, da aufgrund dieser
eine korrekte Dimensionierung vorgenommen werden
kann.
21
Resultate
Mittels des entstandenen Messsystems lassen sich die
Leistungen und Energiemengen der zu elektrifizieren
den Komponenten bestimmen. Dabei hat sich gezeigt,
dass Teilsysteme des Fahrzeuges effizient arbeiten,
was sich im relativ geringen Kraftstoffverbrauch äus
sert. Darüber hinaus ermöglichen sich jedoch auch
Aussagen zum Potenzial eines rein elektrischen An
triebs. So lässt sich etwa konkret zeigen, dass der
Wegfall des Motorkühlerlüfters oder ein effizientes
regeneratives Bremssystem bei einem elektrischen
Fahrzeug bereits einen signifikanten Einfluss auf den
Gesamtenergieverbrauch hätte.
Fabian Eichin
[email protected]
Vorgehen
Kleinreinigungsfahrzeug Urban Sweeper S2
BI
BE
BU
VA
Die Anbindung des Verbrennungsmotors und des hy
draulischen Antriebsstranges an den CAN- Bus ermög
licht es, etwa den Kraftstoffverbrauch oder den hy
draulischen Volumenstrom der Fahrantriebspumpe
abzugreifen. Mithilfe dieser und weiterer Daten kann
auf die Leistung und letztlich auf die umgesetzte Ener
gie geschlossen werden, wobei sich die Antriebsleis
tung gleichzeitig mittels physikalischer Modellierung
überprüfen lässt. Hingegen müssen Arbeitskomponen
ten wie hydraulische Besen oder die Saugturbine
durch den Einbau einer entsprechenden Sensorik aus
gemessen werden. Letztlich liefert die Aufzeichnung
über einen typischen Arbeitszyklus die benötigten
Messdaten.
Hydraulikschema und Messaufbau
ti.bfh.ch
Aufbau einer Projektverwaltungsplattform
Fachgebiet: Betriebswirtschaft und Betriebsinformatik
Betreuer: Prof. Robert Ackermann
Experten: Carlo Bosio, Pierluigi De Silvestro
Industriepartner: Schnyder Gear Cutting Solutions, Biel
22
Die Firma Schnyder SA aus Biel ist auf die Herstellung hochpräziser Verzahnungswerkzeuge spezialisiert. Sie befindet sich in einer Umstrukturierung des Projektmanagementbereichs und hat dadurch keine normierten
Projektmanagementprozesse. Mit unserer Arbeit sollten die internen Projektabläufe standardisiert und die dazu notwendigen Dokumente und
Werkzeuge erstellt werden, um somit einen optimalen Ressourceneinsatz
zu gewährleisten.
Erich Josef Emmenegger
Durch die realisierte Projektarbeit im Frühjahr 2015
erhielten wir schon im Vorfeld der Bachelorarbeit ei
nen Einblick in die Thematik des Projektmanagements
bei der Firma Schnyder SA. Damals fokussierten wir
uns auf Kriterien, die es erlaubten, schon gestartete
Projekte einer Beurteilung unterzuziehen. Dies wurde
deshalb gemacht, da alle Projekte wegen der Aufhe
bung des Euro- / Frankenkurses gestoppt wurden und
eine Entscheidungsgrundlage her musste, um die Pro
jekte untereinander zu bewerten und für eine Freigabe
zu selektieren.
079 266 38 86
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Robert Norman Frank
079 773 44 89
Es wurde damals schon ersichtlich, dass die Schnyder
SA im Bereich des Projektmanagements weder eine
individuelle Projektkontenführung noch einen stan
dardisierten Projektmanagementprozess hatte. Des
halb wurde bei dieser Arbeit vor allem auf diese zwei
Aspekte eingegangen. Explizit wurde der gesamte in
terne Projektablauf standardisiert und die dazu not
wendigen Dokumente und Werkzeuge erstellt.
Zuerst wurde die Theorie des Projektmanagements
wieder aufgefrischt und daraus ein theoretischer Pro
jektmanagementprozess entwickelt. Danach wurde
der Projektmanagementprozess der Schnyder SA un
tersucht und mit Hilfe von den erhaltenen theoreti
schen Erkenntnissen optimiert.
[email protected]
Durch die durchgeführten Sitzungen mit der Geschäfts
leitung der Schnyder SA, konnten die Bedürfnisse
derer aufgedeckt werden. Aus diesen Bedürfnissen
wurden folgende Teilaufträge der Bachelorarbeit ent
wickelt: Erstellen eines Projektantrags und dessen
Bewilligung, Entwickelung einer Projektplanung, Ent
wicklung und Implementation eines Kontroll- und
Steuerungsprozesses und Erstellen einer Erfolgskont
rolle.
Dem Projektantrag ist ein Management Summary vor
angestellt, auf welchem alle notwendigen Kriterien in
tegriert sind, die es der Geschäftsleitung ermöglichen
ein Projekt zu bewilligen oder eben nicht. Die wich
tigsten Punkte darin sind: Art des Projekts, Markt
chancen und Absatzmöglichkeiten, Personalaspekt
ti.bfh.ch/book2015
und Finanzaspekt mit den darin enthaltenen Finanz
kennzahlen.
Bei der Planung der Projekte wurde eine Detailpla
nungscheckliste erstellt. Diese dient den Projektlei
tern als Kontrolle der eigenen Detailplanung. Durch
eine einfache Ja oder Nein Auswahl ist ein effizientes
und klares Ausfüllen dieser Checkliste gegeben.
Weiter ist mit dem Excelcontrollingtool eine monatli
che Kontrolle der verbrauchten und der noch zur Ver
fügung stehenden Ressourcen pro Projekt entstanden.
Diese dient vor allem den Projektleitern als Hilfestel
lung, um mögliche Abweichungen frühzeitig zu erken
nen. Ferner ist in diesem Excelcontrollingtool eine
komplette Übersicht aller Projekte realisiert worden.
Mit dieser hat die Geschäftsleitung alle Projekte im
Auge und kann falls nötig Massnahmen ergreifen.
Zudem wurde eine Projektabschlussberichtsvorlage er
stellt. Mit dieser wird eine standardisierte Projektdoku
mentation gewährleistet. Dies ermöglicht ein schnelles
einlesen und orientiert über vergangene Projekte.
Bei der Erfolgskontrolle wurde ein Abnahmedokument
entwickelt, welches eine klare Aussage liefert, ob
ein Projekt erfolgreich ist oder eben nicht. Die wich
tigsten Punkte darin sind: Projektziel, Terminplan
und f inanzielle Ressourcen. Können diese drei Punkte
positiv beantwortet werden, so ist das Projekt das
bewertet wurde ein voller Erfolg.
Die gemachten Erfahrungen, wie das Programmieren
im Excel sowie die gesammelten Kenntnisse in Bezug auf die Thematik Projektmanagement, werden uns
sicherlich in Zukunft von grossem Nutzen sein.
Zum Schluss unserer Bachelorarbeit möchten wir der
Schnyder SA für die Mithilfe an der Durchführung so
wie der Organisation danken. Wir erhoffen uns, dass
wir mit der vorangegangenen Projektarbeit und mit
dieser Bachelorarbeit eine gute Basis für zukünftige
Kooperationen, zwischen der Schnyder SA und der
BFH, gelegt zu haben.
Développement dʼun véhicule de catégorie N2 avec
pont abaissable au sol
Domaine spécialisé: Technique Automobile
Chargés: Sebastian Tobler, Heinrich Schwarzenbach
Experts: Hans-Jörg Gisler, Alfred Sasse
Partenaire du projet: Zbinden Posieux SA, Posieux
«Un concept réaliste et détaillé, qui sʼappuie sur des systèmes ayant fait
leurs preuves, et qui se veut simple et efficace. La partie construction
et développement se basant sur des modèles FEM, promet une construction
réfléchie et optimisée.» Telles sont les ambitions de ce projet aux multiples
facettes.
Le transport de matériel sensible est une affaire
contraignante. En effet, le chargement requiert parfois
certaines précautions. Lorsqu’il s’agit de transporter
des réservoirs d’avions de chasse ou encore des mis
siles, le paramètre primordial est de pouvoir charger
le matériel à plat, sans avoir besoin de gravir une
quelconque pente.
Le développement de la partie arrière d’un véhicule
permettant l’abaissement du pont au sol est traité
dans ce travail.
Le concept repose sur une «tête de cabine» du type
Fiat Ducato/Peugeot Boxer. Ce véhicule a été choisi en
raison de son entraînement qui se fait par traction
d’origine.
D’une longueur de 8.5m et d’une largeur de 2.3m,
ce transporteur affiche un poids total de 5.5 tonnes et
peut ainsi être homologué en catégorie N2.
Châssis et système
Le châssis du véhicule comporte deux longerons en
profil rectangulaire permettant dʼassurer un maximum
de rigidité en torsion. Quatre vérins hydrauliques
synchronisés permettent lʼabaissement du pont au sol.
Un système de centrage conique et de verrouillage
hydraulique automatisé assure maintien et stabilité de
la structure une fois le pont en position route.
Plusieurs modèles de simulations FEM ont été réalisés
afin dʼoptimiser au maximum les longerons ainsi que
la structure du pont.
Essieux et suspensions
Etant donné que la structure arrière est développée
sur mesure et que le pont doit pouvoir s’abaisser
au sol, des essieux traversant n’étaient en aucun cas
envisageables. C’est pourquoi il a fallu penser un
système d’essieux indépendants à chaque roue et
capable de supporter les différentes forces introduites
dans le système par la route.
Le concept final des essieux de ce transporteur est
une version optimisée d’un système de triangles de
renvoi incluant une suspension pneumatique placée
au-dessus des roues.
L’idée étant d’utiliser un maximum de pièces d’origine
de la marque de la tête de cabine, tel que les moyeux,
les freins, etc. Ceci afin de pouvoir garantir le bon
fonctionnement des différentes aides de conduite
électroniques.
Le système d’essieu est donc composé d’un triangle
de renvoi, d’un surélèvementet d’un support de pivot.
Chaque composant est un assemblage optimisé de
tôles et de profils en acier qui a été analysé en FEM
dans différents cas de charge.
Grégoire Gevisier
+41 79 312 28 68
[email protected]
Olivier Streit
+41 79 454 84 32
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Généralités
23
Aperçu du concept dʼun véhicule de catégorie N2 avec pont
abaissable hydrauliquement et suspension pneumatique
ti.bfh.ch/book2015
Développement, test et analyse dʼune commande
dʼactionnement pour des bateaux à voile
Domaine spécialisé: Technique automobile: électricité et véhicule
Chargé: Prof. Peter Affolter
Experts: Philippe Burri, Roberto Martinbianco
24
Améliorer les performances du bateau grâce à un système disposant
dʼune interface simple et claire permettant lʼactionnement de la dérive
de quille sans engendrer de surcharge de travail pour les membres
de lʼéquipage.
But du travail
Réaliser un système complet permettant lʼactionne
ment de la dérive de quille dʼun bateau à voile sportif
au moyen dʼun actuateur électrique linéaire.
Projet
Aurélien Grégoire Gogniat
41792434892
Aaron Rizzini
+41 79 794 91 83
[email protected]
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Le mandataire de ce projet possède un bateau sportif
basé sur le lac des quatre cantons (voir photo).
Lorsque le bateau nʼest pas engagé dans une régate
il est utilisé comme bateau-école.
Soucieux dʼoffrir aux élèves lʼopportunité dʼutiliser
les dernières avancées techniques et dʼaméliorer les
performances du bateau, il a été décidé de changer la
quille actuelle pour une quille dernière génération
équipée dʼune dérive.
Principalement utile lorsque le bateau remonte au
vent cette dérive supplémentaire permet notamment
de diminuer la trainée du bateau. Elle permet égale
ment de diminuer lʼangle de dérive du bateau et dʼob
tenir un écoulement laminaire du flux dʼeau.
ti.bfh.ch/book2015
Lors des régates, les tâches à bord sont précisément
réparties. Afin que la dérive de quille reste un avan
tage, son actionnement ne doit pas engendrer une
surcharge de travail trop importante pour lʼéquipage.
Ce travail est le fruit dʼune étude en collaboration
avec le mandataire afin de définir les solutions adé
quates.
Le système est composé dʼun actuateur linéaire ali
menté par la batterie de bord, de deux écrans permet
tant dʼafficher la position de la dérive, de deux com
mandes permettant dʼactionner lʼactuateur de manière
précise et rapide et dʼune électronique chargée de
piloter lʼactuateur et les périphériques. Etant donné
que le système ne sera intégré sur le bateau que
lorsque la nouvelle quille sera installée, la facilité de
montage et dʼadaptation furent lʼune de nos priorités.
Résultats
La fiabilité ainsi que la précision de lʼactuateur (moins
de 0.1°) sont hautement satisfaisantes. Le cahier des
charges fixé au début du travail a été intégralement
rempli et le système complet est prêt à être installé
sur le bateau.
Weiterentwicklung und Automatisierung einer
Wirbelstrombremse
Fachgebiet: Fahrzeugmechatronik
Betreuer: Prof. Jean-François Urwyler
Experten: Domizia Balladelli, Joël Niklaus
Im Alltag sind automatisierte Systeme zum Standard geworden. Sie ermöglichen komplexe Abläufe in geringster Zeit und gewährleisten eine hochpräzise Funktion des Systems. Es können verschiedenste Parameter eingestellt und ausgelesen werden. Dies ermöglicht eine Anwendung in einem
breiten Gebiet. Um diese Technologie wirksam nutzen zu können, müssen
alte Systeme angepasst werden. Die Arbeit behandelt die Automatisierung
einer Wirbelstrombremse aus dem Jahre 1968.
System
Das System beinhaltet verschiedenste Komponenten.
Grundlegend besteht es aus Sensoren, Aktoren, Mikro
controller und I/O’s. Es vereint somit viele Bereiche,
welche im Studium erlernt wurden. Von der Sensor
technik über den Regelungskreis bis zur komplexen
C-Programmierung und vieles mehr ist in dieser Arbeit
alles vorhanden. Eine Voraussetzung war, das alles
miteinander so zu verbinden, dass die Komponenten
miteinander im Einklang sind. Das wurde über mehre
re Bussysteme gelöst.
Die Ziele der Arbeit wurden ohne Ausnahme erreicht. Das
System wurde auch kalibriert und es ist nun möglich ge
naue Messungen vorzunehmen. Diese Arbeit stellt eine
ausgezeichnete Ausgangslage für weitere Projekte dar. Es
sind nun wieder Unterlagen zu den einzelnen Komponen
ten vorhanden. Das neue System ist sehr ausführlich do
kumentiert und Schaltpläne sind angefertigt und abgelegt.
Der Prüfstand funktioniert nach einigen Fehlerbehebun
gen in der alten Verkabelung wieder einwandfrei.
ti.bfh.ch/book2015
076 406 73 35
VA
Roger Markus Schwarzentruber
BU
Die Automation wird erst durch neue Aktoren und Sen
soren ermöglicht. Dafür gab es unzählige Möglichkei
ten. Die einzelnen Komponenten wurden recherchiert
und einzelne Grundkonzepte wurden erstellt. Die ver
schiedenen Konzepte mussten miteinander verglichen
und ausgewertet werden. Das beste Konzept bestand
aus I/O’s der Firma Beckhoff einem Mikrocontroller
board der Firma Olimex, einem digitalen Display der
Firma Electronic Assembly für die Anzeige und einem
bestehenden Computer für die Zeitsteuerung und na
türlich auch diverse Sensoren und Aktoren. Mehr zu
deren Selektion finden Sie im Bericht. Die Drossel
klappe wird nun über einen Linearmotor angesteurt.
Der Linearmotor wird über ein PWM Signal angesteu
ert. Damit ist es möglich, die gewünschten Punkte
schnell anzufahren und die Regelung sehr fein und
genau vorzunehmen. Die I/O’s ermöglichen eine An
steuerung des Linearmotors im Millisekundenbereich.
Die Kraftmessung funktioniert nun mit einem Kraft
sensor mit DMS-Technik von der Firma Transmetra.
Weiterentwicklung
Ergebnisse
Systemskizze
Gian Güler
BE
Der Motorenprüfstand im Verbrennungsmotorenlabor
in Vauffelin muss automatisiert werden. Der Motoren
prüfstand des Herstellers SCHENCK besteht aus einer
Wirbelstrombremse des Typs W260 aus dem Jahre
1968, welche mit eine SAAB-900 Turbomotor aus
dem Jahre 1992 gekoppelt ist. Mittels eines Kommand
opults kann die Last des Verbrennungsmotors über ein
Gashebel und die Bremskraft der Wirbelstrombremse
über ein Potentiometer manuell eingestellt werden.
Die dabei entstehende Kraft, durch die Bremswirkung,
kann an einer analogen Anzeige abgelesen werden.
Das Drehmoment und die Leistung müssen berechnet
werden. Die Drehzahl wird am Kommandopult ange
zeigt.
BI
Ausgangslage
25
Antrieb und Fahrdynamikregelung eines «Formula
Student Electric» Fahrzeugs
Fachgebiet: Mechatronik
Betreuer: Prof. Jean-François Urwyler
Experten: Domizia Balladelli , Joël Niklaus
Industriepartner: BFS, Biel
26
Das Debutfahrzeug der Bern Formula Student (BFS) besitzt ein Allradsystem, welches aus vier voneinander unabhängigen Elektromotoren mit je
einem Getriebe besteht. Die Antriebsmomente der einzelnen Räder müssen
jeweils abhängig des Fahrzustands geregelt werden. Die Aufgabe besteht
darin, den kompletten Antriebsstrang inklusive Steuereinheit für das Fahrzeug der BFS bis zur vollständigen Funktionstüchtigkeit zu entwickeln und
zu evaluieren.
Ausgangslage
Nathan Lukas Gyger
+41 79 713 07 59
[email protected]
BERNA, das Fahrzeug der BFS wird im September
2015 in Italien bei einem FSAE Event eingesetzt. Bis
dahin sollen alle hardwaretechnischen Probleme ge
löst und die Software soweit vorbereitet sein, dass le
diglich noch die Parameter der Fahrdynamikregelung
angepasst werden müssen. In vorgängigen Arbeiten
wurden die Antriebseinheiten ausgewählt und mit ei
nem ersten Prototyp die Grundlage für ein Steuergerät
gelegt. Nun soll ein ausfallsicheres Steuergerät entwi
ckelt und das Antriebsystem in Betrieb genommen
werden. Bei den verwendeten Elektromotoren handelt
es sich um vier Synchronmotoren, welche von vier un
abhängigen Wechselrichtern geregelt werden. Damit
die Motoren in einem optimalen Drehzahlbereich ar
beiten können, muss zusätzlich ein Getriebe entwi
ckelt werden.
Joël Wenger
Die Ansteuerung der Wechselrichter und die Regelung
des Antriebsystems werden durch ein selbst entwi
ckeltes Steuergerät umgesetzt. Dieses ist imstande
eine Vielzahl von Sensordaten zu erfassen, verarbei
ten und anhand von berechneten Werten die einzelnen
Antriebsmodule zu regeln. Die Getriebe sind durch
Kettengetriebe realisiert. Diese haben gegenüber an
Ergebnisse
Durch den Einsatz von modernen Bauteilen und Ferti
gungsverfahren wurde ein ausfallsicheres Steuergerät
entwickelt. Die verwendete Peripherie konnte zusam
men mit dem entwickelten Programm erfolgreich auf
der ECU getestet werden. Die Kommunikation zwi
schen der ECU und den Wechselrichtern ist funktions
fähig und die Grundlage der Regelung des Antriebs
systems ist gelegt. Die Konstruktion des Getriebes
wurde abgeschlossen und kann von der BFS in die
Produktion gegeben werden. Die Evaluierung des An
triebssystems zeigt, dass der Allradantrieb von BERNA
für das nächste Jahr hinterfragt werden muss und dass
mit einer begrenzten Systemleistung ein Hinterradan
trieb die bessere Lösung darstellt.
079 794 64 58
[email protected]
BE
BU
VA
Umsetzung
deren Getrieben den Vorteil, dass sie weniger hohe
Fertigungstoleranzen fordern und deshalb in der Her
stellung kostengünstiger sind. Der Kettentrieb besteht
dabei zum Grossteil aus Normteilen. Die restlichen
Komponenten müssen massgefertigt werden. Um eine
solide Grundlage für die nächstjährige Entwicklung zu
legen, wird eine detaillierte Anforderungsliste erstellt
und mit Hilfe von grundlegenden Berechnungen und
statischen Werten die beste Lösung evaluiert.
BI
Engine Control Unit
ti.bfh.ch/book2015
Kettenradgetriebe mit Elektromotor und Antriebswelle
Untersuchungen der Verbrennung und Emissionen
mit Butanol Mischkraftstoffen
Betreuer: Prof. Dr. Jan Czerwinski, Martin Güdel
Das ökologische Bewusstsein der Menschheit ist in den letzten Jahrzehnten stark gestiegen und wird dies auch weiter tun. Im Zuge dieser Entwicklung gewinnen auch im Bereich der individuellen Mobilität alternative
Antriebssysteme und die Verwendung nachwachsender Rohstoffe an Bedeutung. Das grosse Ziel ist es, den Verbrauch fossiler Brennstoffe auf ein
Minimum zu reduzieren und eines Tages sogar ganz mit deren Gebrauch
zu brechen.
Im Rahmen dieser Bachelor Thesis wurden an einem
Versuchsmotor verschiedene Messungen an unter
schiedlichen, stationären, Betriebspunkten durch
geführt. Unter Anderem waren dies eine Zündwinkelvariation, eine Lambdavariation sowie Messungen an
der Volllastlinie. Dabei wurden Messwerte wie Emis
sionen, Motorparameter und Indizierwerte aufge
zeichnet und anschliessend analysiert. Anhand der
Auswertung der gesammelten Daten konnten Rück
schlüsse auf die Wirkung von Butanol bei der Verwen
dung in Verbrennungsmotoren erarbeitet werden.
Hinsichtlich der Emissionen konnte, speziell in den
Teillastbereichen, eine deutliche Verbesserung er
kannt werden. Sowohl bei den Kohlenwasserstoff-,
sowie auch bei den Stickoxid-Emissionen konnten mit
allen verwendeten Mischungen Reduktionen verzeich
net werden. Bei grösseren Beimischungsraten wurde
auch bei den entstehenden Kohlenmonoxiden eine
deutliche Verbesserung erreicht.
Anhand von Untersuchungen hinsichtlich der Indizie
rung konnten ebenfalls ausschlaggebende Erkenntnis
se über den Motorbetrieb erworben werden. Weder
beim resultierenden, effektiven Wirkungsgrad noch
bei der maximal bereitstehenden Leistung zeigen sich
signifikante Differenzen. Die Laufruhe konnte durch
den Einsatz von Butanol-Mischungen leicht verbessert
werden. Der geringere Heizwert von Butanol vergli
chen mit Benzin, lässt jedoch den Verbrauch anstei
gen.
Manuel Benjamin Haupt
Butanol kann ohne fundamentale Änderungen, mit
Ausnahme einiger Anpassungen der Motorsteue
rungs-Parameter, als Kraftstoff für Verbrennungs
motoren genutzt werden. Auch wenn gewisse Schwä
chen, wie das Kaltstartverhalten, entdeckt wurden,
so überwiegen trotzdem die Vorteile. Sobald das Her
stellungsverfahren optimiert ist eignet sich Butanol,
auch in Reinform, bestens als Ersatz des fossilen
Brennstoffs.
079 576 79 70
[email protected]
Thomas Gachnang
079/7854434
BU
VA
thomas.gachnang@bluewin.
ch
Ein Versuch die Emissionen zu senken sind unter
schiedliche Beimischungsraten von Butanol zu norma
lem Benzin bis hin zum Motorenbetrieb mit reinem
Butanol. Diese Variante wird jedoch derzeit, ausser in
der Forschung, noch nicht eingesetzt.
27
BI
BE
Prüfmotor Lombardini LGW523
ti.bfh.ch/book2015
Entwicklung eines universellen Unterfahrschutz
für Lastwagen
Fachgebiet: Fahrzeugbau
Betreuer: Prof. Sebastian Tobler, Prof. Heinrich Schwarzenbach
Experten: Alfred Sasse, Hans-Jörg Gisler
Industriepartner: Moser AG, Steffisburg
28
Die Firma Moser AG aus Steffisburg ist einer der führenden Fahrzeugbauer
im Bereich der Baustellenfahrzeuge. Mit dem Hakensystem MH2 können
die Kunden die unterschiedlichsten Mulden transportieren. Damit die VTS
eingehalten wird, müssen diese Fahrzeuge einen, in der Länge verstell
baren, Unterfahrschutz montiert haben. Ziel der Bachelor Thesis war es,
einen universellen Unterfahrschutz zu entwickeln.
Problemstellung
Sandro Hürzeler
Vorgehen
Zu Beginn der Arbeit wurden, für die wichtigsten Kom
ponenten des Unterfahrschutzes Vergleiche erstellt.
Dabei wurden diverse Mechanismen gegeneinander
verglichen und Profilvarianten getestet. Die Resultate
dieser Analysen führten zu drei Prototypen. Anhand
dieser Prototypen wurde, in Zusammenarbeit mit der
Firma Moser AG, das Endprodukt bestimmt. Eine erste
Version des Endproduktes wurde gezeichnet und in
den drei Lastfällen der vorgeschriebenen Norm sowie
auf die einwandfreie Funktionalität getestet. Die Ver
besserungen führten danach zum Endprodukt.
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Die Firma Moser AG verfügt bereits über einen teles
kopierbaren Unterfahrschutz. Dieser muss jedoch auf
jedes Fahrzeug neu angepasst werden. Damit eine
Kleinserie produziert werden kann wird eine verbes
serte und universelle Lösung gesucht. Zusätzlich muss
der neue Unterfahrschutz die ECE-Regelung 58 er
füllen. Dabei wird das System einer Belastungsprobe
unterzogen. Damit der Benutzer im Strassenbau die
Asphaltmaschinen befüllen kann muss der Unterfahr
schutz hochklappbar sein.
ti.bfh.ch
Endprodukt
Als Endprodukt entstand ein System, dass in drei Hub
positionen angeboten werden kann. Dies ermöglicht
dem Kunden noch flexibler im Transport von unter
schiedlichen Mulden zu sein. Es wurde darauf geach
tet, dass die Konstruktion so schlank wie möglich aus
fiel. Dabei spielte die Auswahl der pneumatischen
Zylinder eine wesentliche Rolle. Die Lagerungen der
Drehpunkte wurden durch Federbolzen realisiert. Die
se verfügen bereits über einen integrierten Schmier
nippel und eine Nut, die das Lager optimal mit
Schmiermittel versorgt.
Damit das System an jeder beliebigen Lastwagenmar
ke montiert werden kann, wurde eine Befestigung di
rekt am Hilfschassis des Hakensystems MH2 realisiert.
Dadurch müssen nur noch einzelne Teile auf das Fahr
zeug spezifisch angepasst werden. Da der Platz hinten
am Lastwagen sehr beschränkt ist wurde der Mecha
nismus für das hochklappen des Systems ins Innere
des Hilfsrahmens verlegt. Durch ein Seilsystem wird,
mit Hilfe von pneumatischen Zylinder, der Unterfahr
schutz nach oben geschwenkt.
Durch das entstandene Produkt kann ein System mit
diversen Optionen den Kunden angeboten werden.
Dabei bleibt die Grundkonstruktion fest. Die Kunden
können zwischen einer festen Verbindung oder dem
Klappmechanismus als Befestigungsvariante wählen.
Die Konstruktion ermöglicht der Firma Moser AG ein
praktisches Produkt, zum Hakensystem MH2, an zu
bieten.
Machbarkeitsstudie zur Organisation und Durchführung eines Formula Student Events in der Schweiz
Fachgebiet: Automobiltechnik – Technik und Dienstleistungen
Experte: Prof. Robert Ackermann
Industriepartner: Bern Formula Student, Biel
An der Formula Student, dem weltweit bekanntesten Ingenieurswettbewerb,
nehmen jährlich hunderte Studententeams mit ihren selbst konstruierten
und gefertigten Fahrzeugen teil. Der Entwicklungs- und Technologiestandort Schweiz führt keinen solchen Event durch. Diese Machbarkeitsstudie
beweist jedoch, dass ein Formula Student Event in der Schweiz realisierbar
wäre und zeigt die dafür notwendige organisatorische Vorgehensweise auf.
Logo Formula Student Switzerland
Ausblick
Für den Standort Schweiz, die Hochschulen und
deren Studierenden wäre ein Event des weltweit be
kanntesten Ingenieurwettbewerbes wünschenswert.
Ein gemeinsamer Event mit der Formula E wäre
zudem für beide Parteien von hohem Interesse. Diese
Machbarkeitsstudie beweist, dass ein Formula
Student Event ab 2017 in der Schweiz realisierbar
wäre und zeigt die dafür notwendige organisatorische
Vorgehensweise auf.
Aron Csaba Kenessey
VA
Falls im Jahr 2017 die Formula E, eine Rennserie mit
elektrisch angetriebenen Formel-Rennfahrzeugen,
in der Schweiz stattfinden würde, so könnte ein ge
meinsamer Event mit der Formula Student organisiert
werden. Die Aufhebung des Rundstreckenverbots
für Elektrofahrzeuge wurde bereits gutgeheissen, trotz
dem müssen für eine womöglich separate Veranstal
tung der Formula Student alternativen Möglichkeiten
gefunden werden. Gemäss dem Schweizer Strassen
verkehrsgesetz und der Verkehrsregelnverordnung
wäre ein Formula Student Event in der Schweiz er
laubt, da dieser nicht unter das Rundstreckenverbot
fällt. Anhand von Gesprächen mit Experten und Unter
nehmen, welche sich an der Formula Student be
teiligen, ist das Interesse eines solchen Events in der
Schweiz vorhanden. Das Projekt würde sowohl von
Ingenieursvereinen, als auch von Hochschulen unter
stützt werden. Als Durchführungsort wurden Städte,
Flugplätze und Teststrecken analysiert und verglichen.
Der bestmögliche Ort für den Event wäre aufgrund
der Ergebnisse die öffentliche Landiwiese in Zürich.
Die Analyse des Budgetplans weist auf, dass der Event
unter dem möglichen Kostendach von CHF 160 850.–
liegen würde und durch Sponsoren und Anmeldege
bühren finanzierbar wäre. Einzig die kantonale Bewil
ligung für die Veranstaltung könnte Schwierigkeiten
bedeuten, da das öffentliche städtische Interesse be
stätigt werden muss.
BU
Aufgrund erschwerter Registrationsbedingungen für
die internationalen Wettbewerbe, fragten sich die
Mitglieder des Vereins Bern Formula Student, ob ein
solcher Event in der Schweiz durchgeführt werden
könnte. Wäre dies in der Schweiz erlaubt und organi
satorisch im Bereich des Möglichen?
In diesem Sinne wird in dieser Machbarkeitsstudie
für den Verein Bern Formula Student die Möglichkeit
der Durchführung eines Formula Student Events in der
Schweiz untersucht. Hierzu werden diverse Aspekte
wie Gesetzeslage, Standort Schweiz, Vorgehensweise,
Organisation, Durchführung und Finanzierung analy
siert.
Ergebnis
BE
In den USA wurde 1981 das erste Mal ein Formula
Student Wettbewerb durchgeführt. Seit 1998 werden
in Europa ebenfalls solche Events organisiert. Dabei
handelt es sich um den weltweit bekanntesten aka
demischen Wettbewerb für zukünftige Ingenieure.
Während der Entwicklung eines Formula Student Fahr
zeuges setzen sich die Studierenden mit Konstruktion,
Kostenplanung, Sponsoring, Organisation und zukünf
tigen, nachhaltigen Technologien auseinander. Dies
fördert die Bildung und bietet den Studierenden eine
wichtige und praxisorientierte Lebenserfahrung,
sowohl für deren persönliche, als auch berufliche Ent
wicklung. Ganz nach dem Motto von Claude Rouelle:
»Formula Student is the best engineering school in
the world. If you fail, so what, you learn.»
BI
Übersicht
29
ti.bfh.ch/book2015
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Unsere Herausforderung ist es, Marke zu verstehen. Und mit dem Gespür für Märkte und
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Untersuchung der optimalen Einsatzbedingungen
von Reifen für die Formula Student
Betreuer: Prof. Bernhard Gerster
Industriepartner: AMZ, Zürich
Fahrerisches Talent ist einer der wichtigsten Punkte in Formula Student
Rennserie. Fahrer und Fahrzeug müssen optimal in Verbindung gebracht
werden um siegfähig zu werden. Um es dem Fahrer so einfach wie möglich
zu machen braucht es gutes Setup. Ein Teil dieses Setup wird über den
Reifen gemacht. Über Formula Student Reifen sind wenig Informationen
vorhanden. Um dieses Loch zu füllen wurden in dieser Arbeit die optimalen Bedingungen für Formula Student Reifen gesucht.
Die Oberfläche des Reifens kann in kürzester Zeit
auf 70°C gebracht werden. Der maximale Seitenhaft
beiwert von über 2 wurde bei einem Schräglaufwinkel
von mehr als 8°C erreicht. Dieses Resultat ist nicht
typisch für Slicks, die normalerweise den maximalen
Seitenhaftbeiwert bei 5°C Schräglaufwinkel erreichen.
Der Einfluss des Sturzes auf die Temperatur liegt in
einem akzeptablen Bereich. Der optimale Bereich des
Seitenhaftbeiwerts liegt bei der maximal erreichten
Temperatur von 80°C und erreicht einen Wert von 2.2.
Eine erreichbare Temperatur von 60°C bringt einen
Seitenhaftbeiwert von 1,8 mit sich. In Bezug auf die
unterschiedlichen Beläge kann gesagt werden, dass es
keinen wesentlichen Unterschied im Haftwertaufbau
gibt. Die Laufleistung des Reifens wird vom rauen
Belag negativ beeinflusst. Der Temperaturanstieg auf
dem feinen Belag ist höher als beim rauen. Dies lässt
sich durch die grössere Kontaktfläche erklären die
mehr Reibarbeit erzeugen kann.
Antonino Lanaia
VA
Daniel Gregor Eichmüller
Die Ziele der arbeit sind Referenzwerte unter dem Ein
bezug der Laufflächentemperaturen für den Einsatz
des Formula Student Fahrzeuges des AMZ für die Ab
stimmung des Fahrzeuges zu finden. Mit der höchsten
Priorität sollen die Referenzwerte in einer Aufwärm
phase mit unterschiedlichen Aufstandskräften auf
genommen werden. Das Rad soll von einem negativen
Schräglaufwinkel in einen positiven gebracht werden
und wieder zurück. Da noch keine Temperatur
messeinheit am mobilen Reifenlabor vorhanden ist,
besteht ein Teilauftrag diese Messeinheit zu entwi
ckeln. Die zweite Priorität liegt bei der Untersuchung
zum Einfluss unterschiedlicher Belägen. Es muss noch
ein geeignetes Verfahren gefunden werden um den
Belag eindeutig zu charakterisieren. Es soll ohne
grossen Aufwand an jedem Ort durchgeführt werden
können.
31
BE
BU
Temperaturprofil eines Reifens während einer
A ufwärmsequenz.
BI
Formula Student Reifen mit eigens entwickelter
Temperaturmesseinrichtung am MoReLab.
ti.bfh.ch/book2015
Datenbanksystem «bbem» – Aufbau eines Kurs- und
Teilnehmer- Bewertungssystems auf MS ACCESS
Fachgebiet: Betriebswirtschaftslehre
Experten: Carlo Bosia, Pierluigi De Silvestro
Industriepartner: Berufsbildnerverband Bauplaner Espace Mittelland
32
Mit der Revision des Berufsbildungsgesetzes im Jahre 2004, wurden
die überbetrieblichen Kurse zu einem festen Bestandteil der beruflichen
Grundausbildung in allen Branchen. Sie dienen dem Erwerb grundlegender beruflicher Fertigkeiten. Einerseits wird Fachwissen vermittelt,
aber auch die Berufsausbildung als solche reflektiert. Der «bbem» orga
nisiert jährlich für rund 400 Lernende überbetriebliche Kurse, welche von
circa 20 Kursleitern durchgeführt werden.
Ausgangslage
Ergebnis
Die Datenbankanwendung ist in zwei Bereiche unter
teilt.
Im Administrationsbereich wird alles verwaltet, was
im Hintergrund für die Kurse organisiert werden muss.
Das beinhaltet die Verwaltung der gesamten Adress
daten der Teilnehmer, Ausbildungsverantwortlichen,
Betriebe und Kursleiter. Desweitern besteht die Mög
lichkeit einen Kurs zu erstellen, Teilnehmer resp. Kurs
leiterInnen einem Kurs zuzuweisen. Reports bieten
die Möglichkeit die Daten übersichtlich zusammen
gefasst in einem PDF abzulegen. Da in diesem Bereich
auf sehr viele sensible Daten zugegriffen werden
kann, ist dieser Bereich dem Kursleiter vorenthalten.
Der Dozenten- Bereich ist für alle Tätigkeiten vorge
sehen, welche während eines laufenden Kurses ab
gewickelt werden müssen. Konkret können hier die
Präsenzliste, Bewertungen und die Feedbacks zu den
entsprechenden Kursen verwaltet werden. Typischer
Nutzer sind die Dozenten/Assistenten eines Kurses.
Methodik
In einem ersten Schritt wurde das Grobkonzept,
welches bereits zur Verfügung stand, weiterentwickelt
und eine Struktur der zu erstellenden Datenbank
anwendung erarbeitet. Nach einer ausgiebigen Ein
arbeitung in die Verwaltung von Datenbanksystemen
und der Erstellung einer Datenbank in MS Access ging
es an die Umsetzung des Konzeptes
BI
BE
BU
VA
Christian Reto Leder
Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem
Berufsbildnerverband Bauplaner espace Mittelland,
kurz «bbem», realisiert. Die Haupttätigkeit des «bbem»
ist es, für Betriebe, welche Zeichner in der Fach
richtung Architektur und Ingenieurbau ausbilden,
überbetriebliche Kurse durchzuführen. Die Organisa
tion dieser Kurse bringt einen grossen bürokratischen
Aufwand mit sich.
Um diesen zu bewältigen, wirken zum Teil ehrenamt
liche Mitarbeiter mit. Die ganze Kursorganisation
beruht auf einer Vielzahl von Excel-Tabellen und
Word- Dokumenten, welche zusammenhängen, aber
nicht miteinander verknüpft sind. Mit dem immer
wachsenden Organisationsaufwand wurden die
einzelnen Dokumente immer umfassender und un
übersichtlicher.
Im Rahmen PBWL2 wurden zwei Konzepte für eine
Optimierung des Organisationsaufwandes erstellt.
In einer Nutzwertanalyse wurden diese gegenüberge
stellt und es kristallisierte sich heraus, dass eine
Umsetzung mittels einer MS Access-Datenbank ideal
wäre.
Startmaske
ti.bfh.ch/book2015
Datenbankaufbau
Entwicklung einer Fahrgassensteuerung für eine
Sämaschine
Fachgebiet: Fahrzeugelektrik und -elektronik
Betreuer: Prof. Peter Affolter
Experten: Roberto Martinbianco , Philippe Burri
Industriepartner: LANDAG AG, Wiler b. Seedorf BE
In der Landwirtschaft werden schon seit langem, aus verschiedenen
Aspekten, Fahrgassen zur Pflege der Felder angelegt. Bei den bisher eingesetzten Systemen müssen die Sä- und Pflegebreite in Relation zueinander
stehen. Durch die in dieser Bachelorarbeit entwickelte Fahrgassensteuerung sind die Sä- und Pflegebreite nun unabhängig voneinander.
Um effizienter zu arbeiten, investierte die LANDAG
AG, ein innovatives Lohnunternehmen, in eine breitere
Sämaschine. Dadurch konnten mit der bisherigen Ein
richtung keine Fahrgassen mehr angelegt werden, weil
die Relation zwischen Sä- und Pflegebreite nicht mehr
gegeben war. Um trotzdem entsprechende Fahrgassen
anlegen zu können, muss ein neues System entwickelt
werden, welches für jegliche Sä- und Pflegebreiten
einsetzbar ist. Das System soll zusätzlich nicht an eine
Säreihenfolge gebunden sein und demzufolge das
Überspringen von Säspuren ermöglichen.
Umsetzung
In einer vorausgehenden Projektarbeit wurde ein Al
gorithmus entwickelt, welcher die zum Säen der Fahr
gassen abzuschaltenden Scharen, in Abhängigkeit der
Pflegebreite, Radbreite und Spurweite des Pflegetrak
tors und Position des Sätraktors im Feld, errechnet.
Das System besteht aus einem, in der Traktorfahrer
kabine installierten, Human Machine Interface (HMI)
und aus CAN-Bus verbundenen Steuergeräten auf
der Sämaschine. Diese schalten mit Hilfe von Magnet
ventilen die Säscharen ein und aus. Die zwei Schwer
punkte der Arbeit waren die Programmierung des
HMI, inklusive Visualisierung, zur Bedienung der Fahr
gassensteuerung und die Definition beziehungsweise
Durchführung eines Systemtests. Zusätzlich wurde der
bereits entwickelte Algorithmus verbessert.
Um allfällige Fehlfunktionen und somit Falschsaaten
zu vermeiden, wurde insbesondere auf die Überwa
chung des Systems geachtet. So werden die Schaltzu
stände der Ventile über deren Stromaufnahme und die
korrekte Funktion des CAN-Busses fortlaufend über
wacht.
Philippe Andreas Leuzinger
[email protected]
Ergebnis
Die Steuerung wurde vollständig aufgebaut und er
folgreich auf einem Funktionsmodell getestet. Somit
ist diese nach der Installation auf dem Traktor des
Industriepartners sofort einsatzfähig. Das System
kann mit geringen Anpassungen, unabhängig des
Sämaschinenherstellers, auch auf anderen Sämaschi
nen und Traktoren verbaut werden.
Stefan Peter
Fahrgasse
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Ausgangslage
33
Systemaufbau
ti.bfh.ch/book2015
Design and construction of a testing bench for the
ergonomy of a FSAE racecar
Subject: Automotive Engineering
Thesis advisors: Prof. Bernhard Gerster, Michel Schneider
Experts: Alfred Leuenberger, Bruno Jäger
External project partner: Bern Formula Student, Biel
34
The Bern Formula Student was for its first time taking part at the inter
national Formula Student competition in September 2015. To provide
enough data for the development of the 2016 chassis, a testing bench and
a complete study on the ergonomy were needed.
Aim of the project
Design, production and assembly of a testing bench
in order to make a study on the ergonomy of a FSAE
racecar. The position of the pilot has to be fully ad
justable. The forces on the pedalbox as well as the
moment on the steering wheel have to be measurable.
The bench also should be usable for show purposes.
Conducting of the project
The project started with a design and optimization
phase. When the concept was designed, the different
parts were produced and assembled by the students
themselves.
Tri-axial accelerometers were installed to allow meas
urements.
Results
The bench works properly and allows many set-ups
to fit with different pilots.
Accelerometers allow «live data broadcast» on an
Android system.
The test protocol was tested with two drivers. A com
plete study of the ergonomy will be conducted.
Yoann Loetscher
+41 79 740 87 33
[email protected]
Luca Placi
+41 79 425 72 43
[email protected]
Acceleration
BI
BE
BU
VA
Bench
ti.bfh.ch/book2015
Charakterisierung und Test der Elektronikkarte
eines ON-OFF-Aktuators mit Fail-Safe-Funktion
Betreuer: Jean-François Urwyler, Cédric Mellere
Experten: Domizia Balladelli, Joel Niklaus
Industriepartner: Sonceboz SA, Sonceboz
Die Firma Sonceboz SA, betreibt seit vielen Jahren Entwicklung im Bereich
der automobilen Mechatronik. Um dem gegebenen Trend der stetigen Effizienzsteigerung im Automobil Rechnung zu tragen, entwickelte die Firma
u.a. einen neuartigen Aktuator-Prototypen, durch welchen ein bedarfsgeregeltes und elektrifiziertes Abgasmanagement realisierbar wird.
Ziel dieser Arbeit ist es nun, den zuvor entwickelten Testplan für die Validierung der Elektronik dieses Aktuators zu realisieren.
Die Basis der vorliegenden Arbeit bildet der in der vo
rangegangenen Semesterarbeit entwickelte Testplan.
Um die Fehlerpotentiale der zu überprüfenden Elekt
ronik so früh wie möglich entdecken und eliminieren
zu können, wurden mit Hilfe einer System- und
FME-Analyse ihre Funktionen definiert. Daraus wur
den anschliessend 8 Funktionskriterien (F 1.1 bis 5)
abgeleitet, anhand denen mit elektrischen Messungen
die 5 erwähnten Funktionen kontrolliert werden kön
nen um die Elektronik quantitativ zu beurteilen.
Schliesslich wurde, unter Berücksichtigung von her
stellerspezifischen und internationalen Normen, der
Testplan entwickelt.
Umsetzung
Der Testplan wurde grundsätzlich in drei Phasen
gegliedert. Die definierten Belastungstests werden
von der Ein- und Ausgangs-Charakterisierung um
rahmt, mit deren Hilfe durch überprüfen der Funkti
onskriterien Fehlfunktionen oder Verschleiss der vor
handenen Komponenten, vor und nach den Tests
detektiert werden können. Während des Life Time Cy
cle Test (LTC) werden zusätzlich kontinuierlich die Pa
rameter der Funktionskriterien überwacht.
nach der Eliminierung der Problematik im gegebenen
Zeitrahmen nur 6 der ursprünglich 30 Elektronikkarten angepasst und für die weiteren Messungen
verwendet werden. Der vorliegende Testplan musste
somit komplett überarbeitet werden.
Ergebnisse
Da die, nach den geschilderten Vorfällen, sehr geringe
Anzahl angepasster Elektronikkarten keine statistisch
aussagekräftigen Analysen der Testergebnisse zulas
sen, hat der adaptierte Testplan nunmehr Modellcharakter. Nichtsdestotrotz konnte der durchgeführte
Testplan Schwachstellen der Elektronik entlarven,
welche alles andere als vorhersehbar waren. Als Beispiel wird im aufgeführten Diagramm das Verhalten
des Funktionskriteriums F1.1 in Funktion der Temperatur abgebildet. Der negative Temperaturkoeffizient des Keramik-Kondensators verkürzt hier die
Aktivierungszeit des Hauptaktuators bei hohen
Temperaturen enorm, was zu Problemen führt. Mit
den gewonnenen Erkenntnissen und den bereits getä
tigten Weiterentwicklungen während der Bachelorthe
sis, kann nun in einem zweiten Schritt ein B-Prototyp
entwickelt werden, mit dem die ursprünglich geplante
Vollversion des Testplanes absolviert werden kann.
+41 79 261 20 70
[email protected]
Parameter des Funktionskriteriums F1.1 in Funktion der
Temperatur
Elektronikkarte mit angefertigter Messperipherie
ti.bfh.ch/book2015
BI
BE
BU
VA
Da nach der Anfertigung der Testmittel, beim Anwen
den des Testplanes, Instabilitäten beim Schaltverhalten der Elektronik aufgetaucht sind, konnten
Christoph Severin Meyer
Ausgangslage
35
Analyse und Optimierung eines modularen LKW
Hilfsrahmen
Betreuer: Sebastian Tobler, Heinrich Schwarzenbach
Experten: Hans-Jörg Gisler, Alfred Sasse
Industriepartner: Notterkran AG, Boswil
36
Die Notterkran AG macht unter anderem LKW Kranaufbauten für verschiedene Fahrzeughersteller. Um diesen Prozess zu erleichtern wurde 2014 in
einer Bachelorarbeit an der BFH-TI ein modulares Hilfsrahmenkonzept erarbeitet. Von der Notterkran AG wurde auf dieser Grundlage ein Prototyp
hergestellt. Nun soll verifiziert werden, dass dieser Prototyp für einen Aufbau mit Kran am Heck des Fahrzeuges eingesetzt werden kann. Bei Bedarf
sind Verbesserungen vorzunehmen und zu analysieren.
Ausgangslage
Patrick Mühlebach
[email protected]
In der letztjährigen Bachelorarbeit wurde ein Hilfsrah
men entwickelt und mittels FEM Analyse untersucht.
Anschliessend hat die Notterkran AG einen für die
Herstellung optimierten Hilfsrahmen entwickelt und
gefertigt. Weiter wurde mit dem Hilfsrahmen ein LKW
mit Kran hinter der Kabine aufgebaut, welcher von der
Hochschule Horw mit DMS Messungen verifiziert wur
de. Nun will Markus Hartmann von Notterkran den
modularen Hilfsrahmen auch für Aufbauten mit Kran
am Heck einsetzten können. Es sollen also potenzielle
Problemstellen lokalisiert und falls nötig Lösungsvor
schläge präsentiert werden.
Ruben Raphael Wüst
[email protected]
Die letztjährige Thesis sowie das aktuelle Modell wur
den ausführlich studiert. Bei einem Treffen mit Markus
Hartmann in Boswil konnten der Hilfsrahmenprototyp
und verschiedene LKW Aufbauten besichtigt werden.
Vor dem Modellieren eines komplexen Modells für die
FEM Analyse wurden einzelne Komponenten und Ver
netzungsarten gründlich untersucht. Durch dieses Vor
gehen konnte ein vereinfachtes und doch reales Mo
dell aufgebaut werden. Dank den Voruntersuchungen
war das Verhalten einzelner Systeme bekannt und es
konnten klare Aussagen über die Ergebnisse gemacht
werden.
BI
BE
BU
VA
Vorgehensweise
Hilfsrahmenkonzept Notterkran überarbeitet
ti.bfh.ch/book2015
Ergebnisse
Das Resultat dieser Arbeit ist eine fundierte Analyse
der 1D und 2D Vernetzung im Siemens NX9 sowie die
FEM Analyse des modularen Hilfsrahmen mit Verbes
serungsvorschlägen. Dank der modularen Bauweise
kann der Hilfsrahmen mit geringem Aufwand an die
jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So wur
de für das vorgegebene Fahrzeug und den vorgegebe
nen Kran eine Lösung erarbeitet. Die einzelnen Modu
le des Hilfsrahmens verfügen über unterschiedliche
Materialstärken. Der Steifigkeitssprung zwischen
Kranaufnahme und Hilfsrahmen wurde verringert. Zu
dem wurden die Ausschnitte in den Blechen gering
fügig abgeändert. Das Anpassen der Materialstärke an
die lokalen Anforderungen hat ein weiterer positiver
Effekt bewirkt: Eine Gewichtsreduktion um 7%.
Parallel sind verschiedene Analysen von Details wie
der Verbindung von Chassis und Hilfsrahmen oder
Schweissnähten gemacht worden. Die daraus gewon
nen Erkenntnisse sind ebenfalls in die Optimierung
eingeflossen.
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Modellierung einer Regelstrecke für einen
Einachstraktor
Fachgebiet: Automobiltechnik: Fahrzeugelektrik und -elektronik
Betreuer: Peter Affolter
38
Die Entwicklung von führerlosen Fahrzeugen ist in den letzten Jahren
von unzähligen Unternehmen und Forschungsinstituten vorangetrieben
worden. Während heute bereits die ersten Personenwagen für den Indi
vidualverkehr als Versuchsfahrzeuge auf Schweizer Strassen herumfahren,
wird das enorme Potential nach und nach auch für die Landwirtschaft
entdeckt. Nach wie vor müssen in der Landwirtschaft gefährliche und
kraftraubende Tätigkeiten von Hand übernommen werden.
Stefan Rentsch
In dieser Arbeit wird eine Regelstrecke erarbeitet,
s imuliert und mit dem realen Verhalten des Fahrzeugs
verglichen. Dabei muss ermittelt werden, welche
Beschleunigungen und Geschwindigkeiten das Fahr
zeug zu gegebenen Bedingungen aufweist und dies
sowohl bei einer Geradeausfahrt, als auch bei einer
Kurvenfahrt. Mit Hilfe dieser Information kann im
Anschluss die genaue Position und Ausrichtung zu
jedem Zeitpunkt der Fahrt bestimmt werden. Die Be
rechnungen, Modelle und Resultate sollen eine Basis
für die Erstellung des Reglers (Rückführung) bilden.
Um die Erstellung, Berechnung und Modellierung der
Regelstrecke zu vereinfachen, erfolgt die Aufteilung
in die drei Untermodelle. Dies sind namentlich das
kinematisches Modell, das dynamisches Modell und
schlussendlich das Antriebsmodell. Im untersuchten
Beispiel treibt ein Benzinmotor eine Hydraulikpumpe
an, welche entsprechend den Lenkbefehlen die er
zeugte Leistung an die beiden Antriebsräder abgibt.
An den Rädern liegt somit ein entsprechendes Dreh
moment an. Das Verhalten der Aggregate wird dabei
durch das Antriebsmodell beschrieben. Durch die
Einwirkung von Antriebskräften, Widerstandskräften
und Trägheitsmomenten werden entsprechende Ge
schwindigkeiten generiert, welche durch das dynami
sche Modell beschrieben werden. Um aus diesen
Geschwindigkeiten eine entsprechende Position zu
erhalten, benutzen wir das kinematische Modell.
Schlussendlich werden die errechneten und simulier
ten Daten mit einer entsprechenden Testfahrt in
der Realität verglichen. Der Vergleich dieser Daten
ermöglicht die entwickelten Modelle zu überprüfen
und zu verbessern.
BE
BU
VA
+41 79 390 81 74
Um landwirtschaftliche Fahrzeuge erfolgreich zu
automatisieren, braucht es profunde Kenntnisse über
das regeltechnische Verhalten dieser Arbeitsgeräte.
Insbesondere Einachstraktoren unterscheiden sich
regeltechnisch wesentlich von den weit verbreiteten
Zweiachstraktoren. Aus diesem Grund sollen die
Fahreigenschaften dieser Geräte vertieft studiert und
simuliert werden. Als Grundlage dazu muss das Ver
halten der Spur- und Längsdynamik des Traktors
möglichst genau bekannt sein, bevor das Gerät mittels
Trajektorien-Folgereglers einem vorgegebenen Pfad
folgen kann.
BI
Beispiel eines Einachstraktors
ti.bfh.ch/book2015
Gefahrene Strecke real und simuliert
Realisierung und Inbetriebnahme eines Prüfstandes
für Rad- Fangeinrichtungen von Rennfahrzeugen
Fachgebiet: Fahrzeugmechanik und -sicherheit
Betreuer: Bernhard Gerster, Sandro Caviezel, Michel Schneider
Industriepartner: Cortex Hümbelin AG, Rupperswil
Wird bei einem Unfall ein Rad eines Formel Fahrzeuges abgerissen, kann
sich dies zu einem gefährlichen Geschoss entwickeln. Aus diesem Grund
werden Fangeinrichtungen montiert, welche das Loslösen des Rads vom
Fahrzeug verhindern sollen. Aufbauend auf einem Konzept, zur Realisierung
eines Prüfstandes nach FIA Norm, welches in einer vorangegangenen
Semesterarbeit erarbeitet wurde, konnte im Rahmen dieser Bachelorthesis
die Realisierung der Einrichtung ausgearbeitet werden.
Die Firma Cortex Hümbelin AG mit Sitz im aargaui
schen Rupperswil (CH) produziert Textil Fabrikate aus
verschiedenen Fasern. Diese werden unter anderem
im Rennsport als Abriss Sicherungsseile für Rad
aufhängungen verwendet. Diese Seile müssen den
Anforderungen der FIA genügen. Die Prüfung der
Regelkonformität der Seile wird zurzeit in England
durchgeführt, was für einen Schweizer Betrieb ge
wisse logistische Herausforderungen mit sich bringt.
Mit dieser Arbeit soll ein Prüfstand in der Schweiz
aufgebaut und durch Vergleichsversuche die Regel
konformität mit den FIA Regeln nachgewiesen
werden.
Vorgehensweise
Resultat
Mit den in dieser Bachelorthesis erarbeiteten Weiter
entwicklungen des Konzepts für einen Prüfstand von
Fangeinrichtungen von Rennfahrzeugaufhängungs
teilen, konnte in Zusammenarbeit mit zahlreichen
Zulieferern, Firmen aus dem Bereich der Fertigung,
der internen Werkstatt der BFH – TI sowie der DTC AG
ein Prüfstand realisiert und in Betrieb genommen
werden, welcher die Anforderungen der FIA vollum
fänglich erfüllt. Durch den modularen Aufbau der
Einrichtung können in Zukunft weitere Prüfungen zur
Entwicklung und Zulassung von Fangseilen durch
geführt werden.
Andreas Saner
BI
BE
BU
VA
Die Grundvoraussetzungen welche der Prüfstand er
füllen muss, sind durch die FIA reglementiert und
müssen für eine Zulassung vollständig erfüllt werden.
In der Konzeptionierung zeigten sich jedoch einige
Verbesserungsmöglichkeiten, welche in der neuen
Konstruktion mit eingeflossen sind. Mit Hilfe verschie
dener Lösungsfindungsmethoden wurden diese Punkte
priorisiert und umgesetzt. Nach der Konstruktion
diverser Lösungsvorschläge mit Hilfe von CAD und Be
rechnungen mit FEM konnte eine definitive Lösung
gefunden werden. Schliesslich wurden die Pläne für
den Bau des Prüfstandes gefertigt und der Prüfstand
realisiert.
Auftrag
39
Prüfstand Zugversuch mit 90° Umlenkung
ti.bfh.ch/book2015
Machbarkeitsanalyse des zusätzlichen Einbaus eines
temporären 4✕4Antriebes für Einsatzfahrzeuge
Betreuer: Prof. Bernhard Gerster, Christian Schürch, Stefan Egger
Experten: Alfred Leuenberger (MAN Schweiz), Bruno Jäger (LARAG AG)
Industriepartner: LARAG AG, Wil
40
Bei Einsatzfahrzeugen ist der Allradantrieb zu einem wichtigen Thema geworden. Die Fahrtauglichkeit der Fahrzeuge muss auch bei erschwerten
Bedingungen gewährleistet sein. Dabei sind Fahrkomforteinbussen und
eine Fahrzeugerhöhung nicht erwünscht. Deshalb arbeitet die BFH zusammen mit der LARAG AG an einer Machbarkeitsstudie für einen temporären
Allradantrieb für Einsatzfahrzeuge.
Ausgangslage
Simeon Raphael Jean-Pierre
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Philipp Hofstetter
079 902 38 81
[email protected]
Machbarkeit
Detailkonzept
Ausblick
Das Detailkonzept besteht aus einem hydraulischen
System mit einem geschlossenen und offenen Kreis
lauf. Das System beinhaltet zwei Axialkolben-Motoren
die Ihre Kraft via Achswellen zum Rad abgeben. Eine
Hochdruckpumpe mit Durchtrieb, welche zwischen
Getriebe und Kardanwelle montiert wird, sorgt für den
benötigten Druck und Volumenstrom. Eine durch den
BI
BE
BU
VA
[email protected]
In der Schweiz kommt es vor allem in den Bergregio
nen vor, dass ein Ambulanzfahrzeug die Strecke zum
Patienten nicht bewältigen kann. Dies weil die
Schweizer Ambulanzfahrzeuge Heck angetriebene
Mercedes Sprinter sind. Um dieses Problem zu behe
ben wird der von Mercedes 4✕4 angebotene Mercedes
Sprinter angeschafft. Dieser weist wegen der Erhö
hung des Fahrzeuges durch den 4✕4 Antrieb starke
Komforteinbussen auf. Nun wurde in Zusammenarbeit
mit der LARAG AG eine Machbarkeitsanalyse für einen
zusätzlichen Einbau eines 4✕4 Antriebs für diese
Fahrzeuge realisiert. Eine Anforderungsliste gibt die
Rahmenbedingungen des Vorhabens vor. Das beste
hende Allrad System von Mercedes wurde auf dessen
Eigenschaften analysiert. Um ein System zu entwi
ckeln wurden Grobkonzepte erstellt und durch eine
Evaluation das beste Konzept ausgewählt. Daraus re
sultierte ein Detailkonzept, welches einer Machbar
keitsanalyse unterzogen wurde.
ti.bfh.ch/book2015
Rippenriemen angetriebene Speisepumpe sorgt für
den Mindestdruck im System. Das Konzept funktio
niert zwischen 0–30 km/h und schaltet sich per Tas
tendruck ein. Der temporäre Allradantrieb ist aktiv,
solange die Fahrzeuggeschwindigkeit von 30 km/h un
terschritten wird. Bei der Berührung des Bremspedals
oder einem Eingriff des ABS, respektive ESP-Systems
schaltet sich der Allradantrieb automatisch aus.
Durch den Zusatzantrieb wird das Fahrzeuggewicht
erhöht. Die sonst schon voll ausgenutzte Nutzlast wird
somit überschritten. Für die Strassenzulassung wer
den Zulassungsprüfungen der Fahrdynamik, wie auch
der Strukturfestigkeit benötigt, welche durch die DTC
AG durchgeführt werden könnten. Weil das hydrauli
sche System als Anfahrhilfe gilt, ist eine Zulassung
einfacher zu erlangen. Somit ist das gefundene Kon
zept technisch machbar.
Aufgrund des mangelnden Platzangebotes führt unser
hydraulisches System trotzdem zu einer leichten Fahr
zeugerhöhung. Somit entfällt das Hauptverkaufsargu
ment. Prozentual zum bestehenden Allradantrieb Sys
tem von Mercedes erfüllt unser System die gestellten
Anforderungen schlechter. Eine Weiterführung des Pro
jekts ist bei diesem Fahrzeugmodel auszuschliessen.
FSAE CFK Monocoque Chassis
Betreuer: Heinrich Schwarzenbach, Sebastian Tobler
Experten: Hans-Jörg Gisler, Alfred Sasse
Industriepartner: Bern Formula Student, Biel
Die BFS hat für «Berna» einen Gitterrohrrahmen konstruiert, da sich dieser durch gute mechanische Eigenschaften sowie hoher Kosteneffizienz
auszeichnete. Die erforderliche Fachwerkstruktur schränkt die Gestaltungsfreiheit jedoch ein. Mit einem CFK-Monocoque hat man erweiterte
Möglichkeiten, das Fahrzeugchassis optisch und aerodynamisch zu optimieren und das Gewicht zu senken. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine
Wegleitung erstellt, wie dieses Projekt realisiert werden kann.
Während sich das Schweissen als Fügetechnik für Git
terrohrrahmen weitgehend etabliert hat, gibt es für
Faserverbundwerkstoffe eine Vielzahl unterschiedli
cher Fertigungsverfahren. Die Möglichkeiten wurden
analysiert und miteinander verglichen. Als die drei ge
eignetsten Varianten haben sich die Vakuuminfusi
ons-, Nasslaminat- und Prepreg-Technik herausge
stellt, wobei die beiden letztgenannten in einem
Praxis-Test miteinander verglichen wurden. Mit allen
Varianten können mechanisch gute Resultate erzielt
werden. Die höchste spezifische Steif- und Festigkeit
wird durch den hohen und kontrollierbaren Faservolu
mengehalt mit dem Prepreg-, gefolgt vom VARI-Ver
fahren erreicht. Das einfache Handling des Prepregs
stellte sich ausserdem als ausschlaggebenden Vorteil
für unerfahrene Studenten heraus.
Strukturanalyse
Chassis-Geometrie
Zuletzt spielt die Chassis-Geometrie eine massgeben
de Rolle beim Entwicklungs- und Fertigungsaufwand
eines Monocoque-Chassis. Es wird eine Möglichkeit
aufgezeigt, wie die komplexe Form im CAD erstellt
werden kann. Anschliessend wurde ein einfaches
FE-Modell erstellt und mit 3 Lastfällen berechnet.
Die Auswertung zeigte die kritischen Stellen, welche
optimiert werden müssen.
David Yannick Schuler
Nach dem Durchlesen dieser Arbeit hat man einen
Überblick und ist in der Lage, ein FSAE-CFK-Mono
coque-Chassis zu planen und nach Erarbeiten der
notwendigen Fähigkeiten, dieses zu entwickeln und
zu fertigen.
Carbon-Monocoque mit BFS-Fahrwerk: Berna 2.0
BI
BE
BU
VA
Faserverbundwerkstoffe zeichnen sich durch ihre ani
sotropen (richtungsabhängigen) Werkstoffeigenschaf
ten aus. Deren Berechnung ist aus diesem Grund kom
plexer als jene von metallischen Werkstoffen. Ein
sicherheitsrelevantes Bauteil wie das Kohlefaserchas
sis als Überlebenszelle für den Rennfahrer, unterliegt
deshalb einer aufwändigen Prüfungs- und Dokumenta
tionspflicht gegenüber der SAE. Um an einem Rennen
teilzunehmen sind Berechnungen und Prüfungen ge
fordert, welche die Äquivalenz zu einem Gitterrohr
rahmen aus Baustahl verifizieren. Als Teil dieser
Arbeit wurden die zwei im Nasslaminier- und Prep
reg-Verfahren hergestellten Sandwichpanels im
Biegeversuch mit Baustahlrohren verglichen.
Fertigungsverfahren
41
CFK-Prepreg-Panel mit Aramid-Wabenkern
ti.bfh.ch/book2015
Businessplan einer Firma im Bereich der
Fahrzeugvollverklebung
Fachgebiet: Betriebswirtschaftslehre
Experte: Carlo Bosia, Pierluigi De Silvestro
42
Die Fahrzeugvollverklebung, auch als Car Wrapping bekannt, beschreibt
die Tätigkeit, Fahrzeuge mit speziell dafür entwickelten Folien einzu
kleiden. Mit dieser Technik kann die Farbe des Fahrzeuges verändert oder
der Lack geschützt werden. Weil sich dieser Markt in einem Aufschwung
befindet und die Anwendung relativ einfach ist, kam die Idee auf,
ein G
eschäftsmodell in diesem Bereich, in Form eines Businessplans,
zu prüfen.
Ausgangslage
Bruno Martin Stöckli
[email protected]
Ein Land wie die Schweiz, mit einer sehr hohen Anzahl
an Fahrzeugen pro Kopf, ist ein Ort, an dem das Auto
für viele nicht nur ein Fortbewegungsmittel ist und Ex
klusivität gefragt ist. Dies sind Voraussetzungen, die
dieses Unternehmen braucht. Die Fahrzeugvollverkle
bung bietet Leuten, welche die Farbe ihres Fahrzeuges
verändern möchten, eine lohnenswerte Alternative
zum gewohnten Lackieren. Die riesige Auswahl an Far
ben lässt dabei keine Wünsche offen. Ausserdem wird
der darunterliegende Lack geschützt. Mit transparen
ten Folien lässt sich der Lack auch ohne Veränderung
der Farbe schützen.
Unternehmen
Marketing und Kundendienst
Unser Unternehmen zeichnet sich durch eine ausge
prägte Nutzung von sozialen Medien und dem Internet
aus. Damit wollen wir unsere Produkte zeitgerecht
präsentieren und in engem Kontakt mit unseren Kunden
stehen. Auf diese Weise soll unser Angebot von ihnen
mitgestaltet werden können.
Businessplan
Mit Hilfe des Businessplans wurden die geplanten
Angebote und der Markt analytisch durchleuchtet und
auf Stolpersteine geprüft. Auch der für die Umsetzung
nötige Ressourcen- und Finanzbedarf konnte geklärt
werden.
Grundwerkzeuge, welche für eine Folierung nötig sind.
BI
BE
BU
VA
Das geplante Unternehmen soll nicht nur Fahrzeug
vollverklebungen, sondern auch Schulungen und
ein Onlineportal zum Erlernen dieser Tätigkeit anbie
ten. Das Ziel ist es, dieses Handwerk einer breiten
Kundschaft zu ermöglichen. Mit unserem Diensleis
tungs- und Produktangebot möchten wir unseren
Kunden verschiedene Möglichkeiten bieten, damit
Car Wrapping für jeden erschwinglich wird. Ein wich
tiges strategisches Geschäftsfeld ist demzufolge
das Onlineportal, welches den Kunden die Kunst des
Car Wrappings strukturiert vermittelt. Auf diese Art
und Weise haben wir die Chance, auch international
Kunden anzusprechen.
ti.bfh.ch/book2015
Dieses Fahrzeug wurde in der Farbe blau matt metallic foliert.
Vorher war es weiss.
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bernformulastudent.ch
Ein Managament-Cockpit für den Alltag
Experte: Prof. Robert Ackermann
44
Oftmals könnten betriebswirtschaftliche Schwächen frühzeitig erkannt werden, denn die Anzeichen dafür werden in täglich erweiterten Datensätzen
dokumentiert. Doch für die frühzeitige Erkennung solcher Schwachstellen
ist eine aktive und vorbeugende Unternehmensüberwachung notwendig.
Ein auf das Unternehmen massgeschneidertes Management-Cockpit bietet
genau diese Möglichkeit. Des Weiteren wird die strategische und operative
Unternehmensführung dadurch massgeblich unterstützt.
Übersicht
Cesare Diego Tondo
[email protected]
Über die Jahre wurden bei der Tondo AG Automobile
die gespeicherten Datenmengen immer grösser und
grösser. Diese Datenmengen sind aber nicht nur zum
Abspeichern da, sie können auch aktiv für die Unter
nehmensführung verwendet werden. Insbesondere
während des Tagesgeschäfts bleibt oft nur wenig Zeit
um diese Betriebsdaten zu überwachen und auszu
werten. Aus diesem Grund ist eine Plattform nötig,
welche aus den ständig wachsenden Datenmengen die
wichtigsten und informativsten Betriebskennzahlen
herausfiltert und darstellt. Mit dieser Plattform kön
nen fundierte Entscheidungen getroffen werden um
den Unternehmenserfolg langfristig sicherzustellen.
Doch weder für alle KMU’s noch für alle Geschäftslei
tungen sind dieselben Kennzahlen von Bedeutung.
Aus diesem Grund ist eine massgeschneiderte Kenn
zahlenübersicht nötig. Dieses Management-Cockpit
muss übersichtlich und aussagekräftig sein, damit es
im Alltag Verwendung findet. Um die geforderte Be
nutzerfreundlichkeit zu erreichen, sollte die Datenak
tualisierung automatisiert sein.
Herausforderungen
Die Herausforderungen in dieser Bachelorarbeit liegen
hauptsächlich in der gezielten Filtrierung und der au
tomatisierten Verarbeitung der wichtigsten Kennzah
len sowie deren übersichtlichen Darstellung.
Resultat
Das Ergebnis hält den hochgesteckten Zielen stand. Es
wurde ein unabhängiges Management-Cockpit erstellt,
welches die betriebswirtschaftlich interessantesten
Zahlen täglich aktuell darstellen kann. Nebst den
buchhalterischen Kennzahlen wie zum Beispiel dem
Gewinn vor Zinsen, Steuern und Abschreibungen oder
den Deckungsbeiträgen der verschiedenen Abteilun
gen sind noch weitere, branchenspezifischere Kenn
zahlen im Endprodukt vertreten. Dank dieser Kennzah
len und deren Aktualität können Stark- und Schwachstellen in Zukunft sicher und schnell aufgespürt wer
den. Das Management-Cockpit ermöglicht zudem
nebst einer sehr übersichtlichen Darstellung auch ei
nen detailliertere Kennzahlenansicht. Dadurch kann
direkt im Cockpit die Herkunft allfälliger Problem
bereiche eruiert werden. Damit wird das tägliche
Controlling revolutioniert. Ausserdem bietet dieses
Management-Cockpit eine sehr wichtige Kennzahlen
übersicht, welche für die strategische und operative
Unternehmensführung als Basis für anstehende Ent
scheidungen dient.
Ausblick
BE
BU
VA
Das erarbeitete Management-Cockpit wird nun im
Alltag auf «Herz und Nieren» getestet. Die daraus
gewonnenen Erfahrungen könnten durchaus für eine
zukünftige Geschäftsidee verwendet werden.
BI
Ausschnitt aus dem erstellten Management-Cockpit
ti.bfh.ch/book2015
Mesures d’aide à la régénération du filtre à parti
cules sur les moteurs diesel
Domaine spécialisé: Technique automobile
Chargés: Prof. Dr. Jan Czerwinski, Hervé Nauroy
Experts: Marc Werner, Martin Stillhart
Partenaire du projet: VERT, BAFU
A l’heure actuelle, la protection de l’environnement nous concerne tous.
Les systèmes de post-traitement des gaz d’échappement, comme le filtre à
particules (DPF) sont nécessaires afin de respecter les prescriptions légales
sur les gaz d’échappement des véhicules à moteur. Des recherches sur
deux différentes mesures d’aide à la régénération du DPF sont effectuées
dans ce travail.
Le filtre à particules emmagasine les suies produites
par le moteur Diesel jusqu’à sa régénération. Dans
certains cas, une défectuosité du système d’injection,
un carburant avec un taux de composants bio trop éle
vé ou encore un profil de conduite composé de trajets
courts peuvent entraîner l’obturation du DPF. Pour
cette raison, des entreprises ont développé des pro
duits de nettoyage permettant le décrassage du filtre
bouché sans le déposer. Ces produits sont injectés par
un orifice libéré en amont du filtre à l’aide d’un pulvé
risateur à air comprimé. Lors de ce travail, une évalua
tion des influences de ces agents sur la régénération
et les émissions de gaz d’échappement est effectuée
sur un banc d’essai (moteur Liebherr). Finalement, les
produits utilisés n’améliorent pas l’oxydation des
suies mais ils les dissolvent pour les répartir dans le
filtre, ce qui a pour effet de diminuer la contre-pres
sion avant le filtre et ainsi permettre une régénéra
tion.
Potentiels de l’étranglement sur la ligne
d’échappement
Mandaté par l’association VERT (Verification of
Emission Reduction Technologies), l’institut de re
cherche appliquée aux véhicules utilitaires (BELICON
GmbH) de l’université de Landshut (D) a effectué des
tests avec un bus de ligne (11t) équipé d’un clapet à
l’échappement. Le premier objectif est de reproduire
ces tests, avec le clapet placé en amont du DPF, sur
un banc d’essai dynamique en adaptant les caracté
ristiques techniques du bus de ligne au banc moteur
utilisé. Le cycle normalisé NYCC (New York City Cycle)
est choisi pour son comportement semblable aux
tests produits avec le bus de ligne. Dans une deu
xième phase, une analyse des effets du clapet sur la
température à l’échappement, la consommation et
les émissions de gaz est effectuée. En changeant les
conditions d’ouverture ou de fermeture du clapet, le
comportement des différentes valeurs mesurées est
modifié. L’utilisation du clapet pendant un cycle NYCC
a montré une consommation plus élevée ainsi qu’une
augmentation de la température à l’échappement
comparé à un cycle sans clapet.
Ania Vuarnoz
[email protected]
Fabien Caroselli
+41 76 472 50 88
BU
VA
[email protected]
Agents de nettoyage pour filtre à particules
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BE
De gauche à droite: DPF et système d’étranglement
BI
Banc d’essai moteur Liebherr
ti.bfh.ch/book2015
Analyse de la déformation d’un châssis prototype
lors d’un crash test
Domaine spécialisé: Construction
Chargés: Sebastian Tobler, Heinrich Schwarzenbach
Experts: Hans-Jörg Gisler, Alfred Sasse
Partenaire du projet: Kyburz AG, Freienstein
46
L’Erod a été imaginé par Kyburz AG à Freienstein, des étudiants de la
BFH TI ont développé sur «papier» un premier concept qui a permis à
Kyburz de développer son prototype actuel. L’entreprise Kyburz, a décidé
de construire et de commercialiser ce véhicule. Afin de pouvoir garantir
à la clientèle une certaine sécurité, plusieurs crash-tests ont été effectué
afin de voir comment la géométrie réagit aux lourdes contraintes imposées
par un accident.
But du projet
Simuler, à l’aide d’un logiciel, des cas de crashs pour
le châssis tubulaire d’un véhicule électrique de la
marque Kyburz. Analyser les déformations engendrées
par un crash frontal et en crash latéral en se référant
aux normes en vigueur. Après analyse des résultats
des divers crash-tests, proposer des solutions d’opti
misations et d’améliorations du châssis afin de per
fectionner sa construction.
Christophe Witschi
Dans une première phase du projet, les normes ont
été consultées et une recherche concernant les véhi
cules de la catégorie du Erod a été effectuée afin de
définir les conditions cadres des crash-tests et avoir
une base de comparaison si des tests similaires
avaient déjà été effectués. Il s’est avéré que EuroN
CAP avait déjà réalisé une série de tests sur des véhi
cules de la catégorie L7e. C’est donc sur la base de ces
tests que le projet s’est orienté.
Il a été décidé d’effectuer quatre types de crash-tests
dérivés des normes ECE R94 et ECE R95. Les quatre
tests suivants ont été simulés, crash frontal dans un
mur sur toute la surface du véhicule à 50km/h, le
même test à 80km/h, un crash dans un mur incliné à
50km/h ainsi qu’un choc latéral également à la même
vitesse. Ces crashs ont été simulés sur le logiciel de si
mulation multi-physique LS-Dyna et son interface de
modélisation LS-Prepost. Un élément important lors
BE
BU
VA
[email protected]
Déroulement du projet
BI
Crash frontal selon ECE R94 à 50km/h
ti.bfh.ch/book2015
du crash d’un véhicule, est que ce dernier doit absor
ber un maximum d’énergie cinétique afin que les oc
cupants subissent le moins de contraintes possibles
dans l’habitacle. Les crash-tests sur LS Dyna per
mettent une visualisation théorique de ce qui se passe
lors d’un test d’impact, mais ne remplace pas un
crash-test réel
Résultats et améliorations
Après analyse des résultats, on peut tirer le bilan sui
vant, le châssis réagit très bien aux contraintes impo
sées par un crash. La construction actuelle remplit les
exigences de sécurité qui peuvent être exigées d’un
véhicule de cette catégorie. Il est évident que la pro
tection n’est pas équivalente à celle d’une automobile
légère, mais ce n’est pas l’objectif à atteindre pour ce
type de véhicule.
Les améliorations proposées pour ce véhicule sont
l’installation d’une « crashbox » en structure nidd’abeilles à l’avant afin que cette dernière absorbe
l’énergie d’un crash et que le châssis soit le moins en
dommagé possible ou alors en utilisant de la brasure
à la place du soudage, ce qui faciliterait le remplace
ment des tubes pliés ou cassés. Pour améliorer le côté
du véhicule, une solution simple serait de poser des
renforts en tube dans la zone du plancher ou d’utiliser
de l’acier à haute résistance en lieu et place de l’acier
de construction utilisé actuellement pour la construc
tion complète.
Statische Bremskraftmessung bei Schienen
fahrzeugen
Betreuer: Jean-François Urwyler
Experten: Domizia Balladelli, Joël Niklaus
Industriepartner: SBB Industriewerk, Biel
Die periodische Wartung von Bremsen an Schienenfahrzeugen ist arbeitsintensiv. Um zu prüfen ob Bremsanlagen gemäss Vorgaben funktionieren
standen bisher nur die Bremsfahrt oder teure Sensoreinheiten welche
anstelle der Bremsbeläge montiert werden zur Verfügung. Als Lösung dafür
wurde ein Messsystem entwickelt, welches ohne Demontage von Komponenten die Bremskraft zwischen der Reibpaarung einer Radbremse misst.
Ein System soll entwickelt werden, welches die Brems
kraft einer Eisenbahnbremse zwischen der Reib
paarung messen kann. Es soll tragbar sein, und ohne
Demontage von Komponenten der Bremsanlage ein
setzbar sein. Das System muss in der Lage sein, Kräfte
von bis zu 60kN aufzunehmen und darf eine maximale
Dicke von 8mm zwischen Bremssohle und Rad haben.
In einer vorherigen Semesterarbeit wurden verschie
dene Sensorlösungen verglichen um als Basis für
diese Arbeit zu dienen.
Umsetzung
Joel Matthew Wooden
Ergebnisse
Eine Prüfung der Sensoren an einer Güterlokomotive
des Typs AM841 zeigte sich erfolgreich. Die Sensoren
sowie ihre Auswertungselektronik waren in der Lage
eine anhand des Bremsdrucks zurückgerechnete
Bremskraft korrekt zu messen. Der entwickelte Proto
typ dient als Basis worauf weiterführende Arbeiten
aufgebaut werden können.
Funktionsdiagramm des Systems
Die Sensorprototypen zwischen der Reibpaarung an einer
AM841-Lokomotive
ti.bfh.ch/book2015
BI
BE
BU
VA
Aufgrund der Platzeinschränkungen fielen bereits viele
Sensortypen als Lösungsvariante weg. Letztendlich
wurde das System mit piezoresistiven Messfolien rea
lisiert, welche mit 0.2mm Dicke äusserst kompakt
sind und Kräfte von bis zu 30kN aufnehmen und mes
sen können. Mittels diversen Belastungstests wurden
die Sensoreigenschaften im Labor geprüft. Anschlies
send wurden Modulare Sensorträgereinheiten kons
truiert, welche eine saubere Krafteinleitung in die
Sensoren garantieren. Dank ihrer Bauweise sind die
Einheiten nicht an eine bestimmte Konfiguration
gebunden. So können die gleichen Sensoren für Rad
bremsen oder Scheibenbremsen verschiedenster
Form eingesetzt werden.
Die Sensorwerte werden zuletzt mit einer Auswer
tungsschaltung gemessen, verstärkt und in einen digi
talen Wert umgewandelt. Über USB werden die Werte
aller Sensoren an einen Rechner übertragen, wo sie
gemäss gemessenen Kennlinien in die entsprechende
Kraft umgerechnet werden.
Ausgangslage
47
sprung
Karriere
Ihre Karriere ist unser Programm
Sie wollen Ihre Karriere aufbauen oder weiterführen? Dann sind wir der Partner an Ihrer
Seite. Stufe für Stufe betreuen wir Sie bei berufsbegleitender Weiterbildung.
Unser Angebot:
Ihr Abschluss:
– Führung und Management
– EMBA (Executive Master of Business
– Information Technology
– Medizininformatik
Administration)
– MAS (Master of Advanced Studies)
– DAS (Diploma of Advanced Studies)
– CAS (Certificate of Advanced Studies)
Start jeweils im Frühjahr und Herbst
Telefon +41 31 84 83 111
‣ Weiterbildung
Automobiltechnik
2537 Vauffelin
Telefon +41 32 321 66 05
[email protected]
ti.bfh.ch/automobil
Technique automobile
2537 Vauffelin
Téléphone +41 32 321 66 05
[email protected]
ti.bfh.ch/auto
Automotive Engineering
2537 Vauffelin
Telephone +41 32 321 66 05
[email protected]
2015
Abschlussarbeiten
Travaux de fin d’études
Graduation Theses
‣‣Technik und Informatik / Technique et informatique / Engineering and Information Technology

- Berner Fachhochschule Technik und Informatik

Transcription

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