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Forschungsfeldkoordinator

M.Sc. Thomas Gwosch

thomas gwoschNfz7∂kit edu

Tel.: +49 721 608 47253

Power-Tools

Im Forschungsfeld Power-Tools forschen wir an Methoden zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses von Power-Tools. Unter dem Begriff Power-Tool verstehen wir das System bestehend aus handgehaltenem Gerät (Bohrhammer, Winkelschleifer etc.), Werkzeug (Bohrer, Schleifscheibe etc.) und Consumable (Dübel, Schraube etc.). Unseren Fokus legen wir dabei auf die Entwicklung von Mess-, Modellierungs- und Validierungsmethoden. Wir nutzen dabei den systemübergreifenden IPEK-X-in-the-Loop Ansatz.

 

Bei der Entwicklung von Mess-, Modellierungs- und Validierungsmethoden spielt das Verständnis des Gesamtsystems, bestehend aus Mensch, Maschine, Umwelt und Anwendung eine entscheidende Rolle. Dieses Verständnis ist die Basis für die Ableitung der Konstruktionszielgrößen an die einzelnen im Produkt verwendeten Maschinenelemente und ein Treiber für Innovationen in der Gerätetechnik.


 

 

Systeme

   Entwicklungs- & Validierungsumgebungen für:

  • System Power-Tool
    • Winkelschleifer, Bohrhammer, Akkuschrauber, Schlagschrauber, Impulsschrauber, Setzgeräte etc.
  • Teilsysteme
    • Getriebe
    • Kupplungssysteme
    • Antriebsmotoren
    • Kollektorsysteme
    • mechatronische Systeme
    • Batteriesysteme

 

Methoden

   Entwicklungs- & Validierungsmethoden für:

  • handgehaltene Geräte
  • Teilsysteme und Komponenten von handgehaltenen Geräten
  • Werkzeuge und Consumables
  • Die Erfassung und Abbildung der Wechselwirkung mit dem Anwender
  • Die Erfassung und Abbildung der Wechselwirkung mit der Umwelt
  • die Erfassung der Funktionsqualität und Anwendungseignung

 

   XiL-Framework zur durchgängigen Validierung technischer Systeme:

  • neuartige Simulationsumgebungen
  • neuartige Prüfumgebungen
  • innovative Anwender- und Untergrundersatzsysteme

 

Prozesse

  • Entwicklungs- & Validierungsprozesse
  • Prozesse zur Bewertung der Anwendungsqualität von Power-Tools

 

Ausstattung

 

      Prüfstände und Labore

  • Power-Tool Interaktion Prüfstand zur Durchführung handgehaltener Gerätetests
  • Anwender Interaktion Prüfstand zur Untersuchung von Anwendereigenschaften
  • Automatisierter Power-Tool Prüfstand zur robotergesteuerten Gerätevalidierung
  • Gerätekomponentenprüfstand zur Untersuchung von Power-Tool Komponenten
  • Scaled components-in-the-Loop Prüfstand zur Entwicklung von Modellen zur Leistungsskalierung
  • Power-Tool-Testcenter für handgebundene Tests und Bewertung der Anwendungsqualität
  • Sezierlabor zur Konstruktions- und Verschleißanalyse von Power-Tools

 

      Mobile Messtechnik

  • Portable kapazitive Druckmessfolien zur Kräftemessung zwischen Anwender und Gerät
  • Kraftmesstechnik in Gerätegriffen zur Kräftemessung zwischen Anwender und Gerät
  • 6-Achs-Kraftmessplatte zur Messung der Anwenderkräfte zum Boden
  • Staubsensor zur Erfassung von anwendungsbedingten Emissionen
  • Mobiles Datenerfassungssystem zur Erfassung von Messdaten im Feld
  • 3D-Scanner zur Durchführung von Reverse-Engineering an Power Tools
  • Faseroptisches Messgerät zur Erfassung von Dehnungen in Gehäusen von Power Tools
  • 3D Motion-Tracking-System zur Erfassung der Anwenderkörperhaltung während der Nutzung von Geräten

 

Weitere Ausstattung des Instituts finden sie hier.

 

Die Informationsbroschüren können Sie hier downloaden.

 

 

Ausgewählte Veröffentlichungen im Forschungsfeld

Matthiesen, S., Gwosch, T., Mangold, S., Dueltgen, P., Pelshenke, C., Gittel, H.-J. (2017), Realitätsnahe Komponententests zur Unterstützung der Produktentwicklung bei der Validierung von Power-Tools. In Konstruktion, (vol. 07-08 2017), Springer-VDI-Verlag.

Matthiesen, S., Gwosch, T., Mangold, S., Grauberger, P., Steck, M., Cersowsky, S. (2017), Frontloading in der Produktentwicklung von Power-Tools durch frühe Validierung mit Hilfe von leistungsskalierten Prototypen. In Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2017 (SSP 2017): Produktentwicklung im disruptiven Umfeld.

Matthiesen, S., Gwosch, T., Gittel, H.-J. (2017), Schlussbericht zu IGF-Vorhaben Nr. 18196N – Entwicklung einer beanspruchungsidentischen Prüftechnik für Elektrowerkzeug-Komponenten. In Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V., www.fgw.de.

Matthiesen, S., Germann, R., Schmidt, S., Hoelz, K., Uhl, M. (2016). Prozessmodell zur anwendungsorientierten Entwicklung von Power-Tools. In Technische Unterstützungssysteme, die die Menschen wirklich wollen: Zweite Transdisziplinäre Konferenz - Hamburg, Germany.

Matthiesen, S., Mangold, S., Zumstein, T. (2016), Ein anpassbares Hand-Arm-Modell mit rotatorischem Freiheitsgrad zur Validierung handgehaltener Geräte. In 6. VDI-Tagung Humanschwingungen 2016, VDI Verlag.

Matthiesen, S., Gwosch, T., Schäfer, T., Dültgen, P., Pelshenke, C., & Gittel, H.-J. (2016) Experimentelle Ermittlung von Bauteilbelastungen eines Power Tool Antriebsstrangs durch indirektes Messen in realitätsnahen Anwendungen als ein Baustein in der Teilsystemvalidierung. In Forschung im Ingenieurwesen 80 (1-2), Springer-Verlag.

Matthiesen, S., Mangold, S., Bruchmueller, T., Marko, A. (2014) Der Mensch als zentrales Teilsystem in Wechselwirkung mit handgehaltenen Geräten – Ein problemorientierter Ansatz zur Untersuchung dieser Schnittstelle. In 25. DfX-Symposium.

 

Eine Übersicht aller Veröffentlichungen des IPEK finden Sie hier.