Photochemische Reaktionen von Thiocarbonyl-Verbindungen und 2-(2'-Alkenyloxy)cycloalk-2-enonen

In this work, photochemical reactions of 2-(2’-alkenyloxy)cycloalk-2-en-1-ones were investigated and three main reaction pathways were found depending on the enone ring size and the substitution pattern of the double bonds. Products were obtained from crossed [2+2] photocycloaddition, a cyclization/hydrogen abstraction cascade, or [2+2] photodimerization. Attempts to perform the reaction enantioselectively were unsuccessful. Additionally, UV/vis studies on three thiocarbonyl compounds were performed.In dieser Arbeit wurden photochemische Reaktionen von 2-(2’-Alkenyloxy)cycloalk-2-en-1-onen untersucht. Abhängig von der Ringgröße des Enons und des Substitutionsmusters der Doppelbindungen wurden drei dominierende Reaktionswege beobachtet und so Produkte einer gekreuzten [2+2]-Photocycloaddition, einer Kaskade aus Cyclisierung und Wasserstoffabstraktion oder einer [2+2]-Photodimerisierung erhalten. Der Versuch die Reaktion enantioselektiv durchzuführen war nicht erfolgreich. Zusätzlich wurden UV/Vis-Studien an drei Thiocarbonyl-Verbindungen durchgeführt

Effiziente Bahnplanung und intuitive Aufgabenbeschreibung zur Erzeugung erwartungstreuen Verhaltens von Mehrrobotersystemen

The design of complex systems in robotics requires modern engineering approaches and intuitive task descriptions. This work introduces an instruction paradigm that goes beyond typical programming interfaces and toward a more intuitive interaction style with a robot system. A newly developed motion planning algorithm avoids exhaustive exploration of configuration spaces and actively balances the exploitation of available information in order to achieve significant performance improvements compared to other state-of-the-art sampling-based planners. Accessible descriptions are realized by a combination of task-based control algorithms with multimodal interfaces and cognitive reasoning modules. Abstraction of kinematics, dynamics, geometry, and hardware aspects result in flexible systems with replaceable components. Reengineering between systems is reduced due to the development of an open source framework with common robotics algorithms.Der Aufbau komplexer Robotersystem erfordert moderne Entwicklungsansätze und intuitive Aufgabenbeschreibungen. Diese Arbeit führt ein neues Instruktionsmodell ein, das über klassische Programmiermethoden hinaus geht in Richtung einer intuitiven Zusammenarbeit mit einem Roboter. Ein neuer Bahnplanungsalgorithmus vermeidet die vollständige Erkundung von Konfigurationsräumen und wägt aktiv die Nutzung vorhandener Informationen aus, um erhebliche Effizienzsteigerungen gegenüber anderen Planern zu erreichen. Zugängliche Beschreibungen werden durch eine Kombination von aufgabenbasierten Kontrollalgorithmen mit multimodalen Schnittstellen und kognitiven Entscheidungsmodulen erreicht. Abstraktion von Aspekten der Kinematik, Dynamik, Geometrie und Hardware führen zu flexiblen Systemen mit austauschbaren Komponenten. Neuentwicklungen unter Systemen werden vereinfacht durch eine quelloffene Bibliothek mit verbreiteten Robotikalgorithmen

Untersuchungen zur nicht-destruktiven Messung von Inhaltsstoffen in Futtererntegütern am Schwad mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIR-S)

Die Vision ist die Optimierung der Grünfuttererntekette durch den Einsatz der Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIR-S). Die NIR-S erfasst vom Erntegut ein Reflexionsspektrum. Aus diesem Spektrum wird anschließend, anhand eines mathematischen Modells (Kalibrierung), die Qualitätsinformation berechnet. Mit NIR-S könnten schon auf dem Feld direkt am Prozessglied in Echtzeit Qualitätsinformationen zum geernteten Futtererntegut bereit gestellt werden. Mit diesen Qualitätsinformationen könnten verschiedene Bereiche optimiert werden: • Verringerung der Ernteverluste und Erhöhung der Futterqualität durch verbesserte Prozesssteuerung • Förderung einer tiergerechteren und effizienteren Fütterung (Precision Livestock Farming) • Optimierung der Dünge- und Pflegemaßnahmen (Precision Farming) Bei den meisten Prozessgliedern der Erntekette liegt das Grünfutter als Schwad konditioniert vor. Auf diese Probenpräsentation konzentrierten sich auch die Arbeiten der vorliegenden Diplomarbeit. Zum mobilen Einsatz von NIR-S für Precision Farming sind derzeit nur wenige Arbeiten veröffentlicht. Bisher hat sich die NIR-S auf dem Feld noch nicht etabliert, da hier anders als im Labor viele Variationen der Probenpräsentation den Messvorgang stören. Um folglich der oben erwähnten Vision näher zu kommen sind zunächst grundlegende Untersuchungen zu Einzeleinflüssen der Probenpräsentation (Probenpräsentationsparameter) auf den Messbetrieb notwendig. Um die Einzeleinflüsse individuell ansteuern und erfassen zu können, galt es, einen Prüfstand zu entwickeln, der einen NIR-S-Sensor ceteris paribus über einen Schwad führen kann. So bestand die Zielsetzung der Diplomarbeit sowohl in der Realisierung des Prüfstandes als auch in der Datenerfassung und Datenauswertung. Mit diesen Daten sollte untersucht werden, ob die Probenpräsen-tationsparameter einen Einfluss auf den Messbetrieb haben. Dieser Einfluss besteht dann, wenn Korrelationen zwischen den Probenpräsentationsparametern und den erfassten Spektren nachgewiesen werden können. Es wurden die folgenden sechs Probenpräsentationsparameter untersucht: • relative Geschwindigkeit der Sensoreinheit zum Material • Temperatur der Umgebungsluft • Temperatur der Schwadoberfläche • Luftfeuchte der Umgebungsluft • Fremdlicht durch Sonneneinstrahlung • Materialart- oder Lagerungsform Bei allen sechs Probenpräsentationsparametern konnte eine starke Korrelation mit der Spektreninformation nachgewiesen werden. Dabei konnte durch mathematische Modelle aus den Spektren nicht nur das Auftreten (Qualität), sondern sogar die Intensität (Quantität) des jeweiligen Probenpräsentationsparameters vorhergesagt werden. Sowohl diese neuen Erkenntnisse als auch der Prüfstand kann dazu verwendet werden, zukünftig „intelligente Kalibrierungen“ zu erstellen, die - an die Probenpräsentation angepasst – mit höherer Güte als bisher, die Qualitätsinformationen in Gründfuttererntegütern berechnen können

Cutting and throw operations in cylinder field choppers

Prüfstandsuntersuchungen an breiten Trommeln (Mundstücksbreite m = 700 mm) und Zeitdehneraufnahmen an denselben haben ergeben. daß: 1. mit breiten Trommeln keine einheitlich exakt erforderliche Häcksellänge, insbesondere bei Anwelkgut erzielt wird, 2. bei derartigen Häckslern sich schwer ein gleichmäßiges Gutpolster vor der Trommel erreichen läßt, insbesondere wenn diese von PS-schwachen Schleppern angetrieben werden, 3. dort ein Hindurchschlüpfen von ungeschnittenen Halmen zwischen den Messern nicht zu vermeiden ist, 4. der auftretende hohe Anteil an Überlängen ein maschinelles Entladen der Wagen, ein kontinuierliches Beschicken der Lagerräume, eine mechanische Entnahme des Futters und eine mechanische Futterverteilung erschwert bzw. eine folgende Mechanisierung ausschließt; Prüfstandsversuche und Feldversuche mit schmalen Trommeln (Mundstücksbreite m = 400 mm) zeigten dagegen folgendes Ergebnis: 5. Schmale Trommelbauart ermöglicht eine Einhaltung der geforderten exakten Häcksellänge. Sie wurde als vorteilhaft erkannt und näher untersucht. 6. Diese Trommelbauart ist sowohl für den Bau von kleineren Häckslern (400 mm Breite, 520 mm Durchmesser) als auch für Groß-Feldhäcksler (Breite rund 600 mm, Durchmesser 750 mm) ein leistungsfähiges Bauelement. 7. Solche Schneidtrommeln erfordern infolge günstigerer Beanspruchungen einen bedeutend geringeren baulichen Aufwand, brauchen jedoch weder an Schnittgüte noch an Durchsatzleistungen gegenüber bekannten Scheibenrad-Feldhäckslern zurückzustehen und haben den Vorteil, daß die Messer leicht von außen zu schleifen sind. 8. Der Einfluß der Messerschärfe und des Messerabstandes zur Gegenschneide, der Wurfform, des Anschleifens sowie der Einfluß der Lage der Gegenschneide wurden durch Prüfstand-Versuche ermittelt. 9. Vergleiche auf elektronischer Basis von verschiedenen Messerformen, auf ein und derselben Trommel montiert, brachten vertiefte Einblicke. 10. Während Schärfe der Messer und Messerabstand von der Gegenschneide großen Einfluß haben (bis 300 %), konnten nachteilige Wirkungen von außen geschliffenen Messern gegenüber innen geschliffenen Messern nicht festgestellt werden. 11. Zwei Wurfmesserformen wurden als brauchbar erkannt und auf ihr Verhalten hin besonders untersucht. 12. Die Leistungsaufnahme ist vor allem durch leicht scharf zu haltende Messer und entsprechende Materialauswahl senkbar. 13. Durch Vermehrung der Messer, beispielsweise sechs auf acht oder zehn, ist die Schnittzahl unter gleichzeitiger Drehzahlsteigerung fast beliebig zu erhöhen, um so auch größten Anforderungen in Bezug auf Durchsatzleistung und Exaktschnitt zu entsprechen. Besonders hier ist die Trommelbauart der Scheibe überlegen. 14. Die Ergebnisse der Untersuchungen führten zum Bau eines verkleinerten Anbau-Querfluß-Trommel-Feldhäckslers, wodurch nachgewiesen werden konnte, daß auch bei kleinen Maschinen die Trommelbauart Gewichtseinsparungen bis ca.40 % ermöglicht.In test-stand experiments on broad cylinders (diameter m = 700 mm) and using very high-speed sequence photographs, it was shown that: 1. With broad cylinders no uniform exact required cut length, especially in the case of half-dry material, can be obtained. 2. With such cutters it is difficult to obtain an even spread of the cushion of material in front of the drum, especially if they are driven by low-hp tractors. 3. With broad cylinders the slipping through of uncut stalks between the knives is unavoidable. 4. The high incidence of excessive lengths makes it more difficult to unload the forage wagons mechanically, to feed continuously into the storage rooms, to unload fodder mechanically and to distribute fodder mechanically or even makes connected mechanization impossible. In test-stand and field experiments with narrow cylinders (diameter m = 400 mm) it was shown, on the other hand, that: 5. A narrow cylinder makes it possible to adhere to the required exact cut lengths. In view of this advantage, a closer examination was made. 6. This type of cylinder is an efficient component unit both for the construction of smaller choppers (breadth 400 mm, diameter 520 mm), and for the larger field-chopper (breadth ca. 600 mm, diameter 750 mm). 7. Such cutting cylinders require considerably less construction outlay, because of more favorable specifications yet do not turn out inferior cut material and their through put performance is not inferior to that of well-known fly-wheel-field-choppers. Further, they have the advantage that the knives can be easily sharpened from the outside. 8. The influence of knife-sharpness and gap between blade and shear-bar, of the ejector form, of whetting, and of the setting of the shear-bar, were established by experiment. 9. Comparisons of different knife forms, mounted on one and the same cylinder, proved of value. 10. Whereas the sharpness of the knives and the gap between knife and shear-bar are of significant influence (up to 300 %) it was not possible to determine disadvantageous effects in the case of knives sharpened from the outside as compared with inner-sharpened knives. 11. Two ejector knife shapes were accepted as practical and their characteristics specially tested. 12. The performance required of the machine can above all be lowered by using easily-sharpened knives and choosing material correspondingly. 13. By increasing the number of knives, e.g. from 6 to 8 or 10, the cutting number can be raised almost at will, if the revolutions are simultaneously increased, to meet maximum requirements in throughput performance and cutting precision. Especially in this point the cylinder construction is superior to the fly wheel. 14. The results of the experiments led to the construction of a reduced attachment-crossflow-cylinder-type-field-chopper, which showed that even with small machines the cylinder construction type enables weight savings of up to approximately 40 % to be made. 14. The results of the experiments led to the construction of a reduced attachment-crossflow-cylinder-type-field-chopper, which showed that even with small machines the cylinder construction type enables weight savings of up to approximately 40 % to be made

Optoakustische Echtzeitüberwachung der thermischen Ablation und Laserchirurgie

Thermal ablation presents important advantages with respect to alternative therapeutic options, but the lack of haptic feedback during ablative treatments remains a major drawback. As a consequence, clinical interventions commonly result in a high number of undesired outcomes. In this thesis, we investigate on the feasibility of using optoacoustics, to provide real-time feedback during thermal ablation. The experimental results demonstrate optoacoustics as a real-time feedback tool providing quantitative readings of the critical ablation parameters.Die thermische Ablation bietet wichtige Vorteile in Bezug auf alternative Therapieoptionen, aber das Fehlen eines haptischen Feedbacks während ablativer Behandlungen bleibt ein großer Nachteil. Infolgedessen führen klinische Interventionen häufig unerwünschte Ergebnisse. Hier untersuchen wir die Machbarkeit der Verwendung von Optoakustik zur Bereitstellung von Echtzeit-Rückkopplungen während der thermischen Ablation. Die Ergebnisse zeigen die Optoakustik als Echtzeit-Rückkopplungswerkzeug, das quantitative Ablesungen der Ablationsparameter liefert

Microstructure-based modelling of nickel-based honeycomb structures under rubbing

Wabenstrukturen aus hochwarmfesten Nickelbasislegierungen kommen in Dichtungssystemen von Flugtriebwerken zum Einsatz. Die aus Effizienzgründen angestrebten geringen Dichtspalte bedingen während des Triebwerksbetriebs ein sogenanntes Anstreifen zwischen der feststehenden Wabenstruktur und der Spitze der rotierenden Turbinenschaufel. Hierbei kann es zur Schädigung der beteiligten Werkstoffe kommen. Das in dieser Arbeit entwickelte mikrostrukturbasierte Modell der Wabenstruktur bietet ein leistungsfähiges Werkzeug zur Ermittlung einer anstreifoptimierten Wabengeometrie und einer maßgeschneiderten Mikrostruktur des Wabenwerkstoffs.Honeycomb structures of high-temperature nickel-based alloys are used in sealing systems of gas turbine engines. During engine operation, the small sealing gaps required for reasons of efficiency cause a so-called rubbing between the stationary honeycomb structure and the tip of the rotating turbine blade. This can lead to damage of the participating materials. The microstructure-based model of the honeycomb structure developed in this work provides a powerful tool to establish a rubbing-optimised honeycomb geometry and a tailor-made microstructure of the honeycomb material

Landtechnische Möglichkeiten bei der Vollmotorisierung eines bäuerlichen Familienbetriebes mit Hilfe eines Geräteträgers

Der heutige Schlepper- und Gerätebau steht vor der Aufgabe: Motor, Fahrgestell und Bedienungsmann in arbeitstechnisch optimaler Weise zum eigentlichen Arbeitsgerät in Beziehung zu bringen. Die Ein-Schlepper-Vollmotorisierung des kleinbäuerlichen Betriebes stellt dabei besonders vielseitige Anforderungen. Vorliegende Untersuchung zeigt, daß hierfür die durch Motor-Trieb-Block und Ladepritsche gekennzeichnete „Geräteträger-Bauweise“ günstige Möglichkeiten bieten kann, wenn „Träger“ und „Gerät“ eine organische Ganzheit darstellen. In der Arbeit wird im Ablauf des bäuerlichen Arbeitsjahres am Beispiel des Geräteträgers F 12 GT auf arbeitswirtschaftliche und landtechnische Belange (Rüstzeit, Einmannbedienung, Gerätekombination, Spurweite, Zugkraft, Hangarbeit usw.) im einzelnen eingegangen

Hervest-barn-threshing and electrical energy supply

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß neuer -vor allem in bäuerliche Betriebe sich einführende- Getreideernteverfahren auf die elektrische Energieversorgung geschlossener Ortschaften Suddeutschlands untersucht. Zusammenfassend kann dazu über folgende Ergebnisse berichtet werden: 1. Die durchgeführten Untersuchungen umfaßten 5 Landgemeinden in Württemberg und Bayern, in denen eine ausreichende elektrische Energieversorgung durch die Einführung von Erntehofdrusch in zahlreiche Betriebe künftig infrage gestellt ist. Es war notwendig, neben der Überprüfung derzeitiger Ortsnetzbelastungen besonders zu erwartende Entwicklungen festzustellen. Aus diesem Grunde wurden neben 3 ausgesprochenen Häckseldruschdörfern 2 weitere Ortschaften mit ausgedehntem Getreidebau, die jedoch noch Winterdrusch betreiben, untersucht. 2. In den Gemeinden Sauggart und Schöckingen konnte festgestellt werden, welche Getreidemengen in den einzelnen Tagesstunden in die Scheunen gelangten. Ausgehend von der Folgerung, daß beim Erntedrusch dieselbe Fuhrenzahl wie bisher sofort beim Einfahren abgedroschen wird, war es nach Auswertung entsprechender Erhebungen möglich, Gleichzeitigkeitsfaktoren aufzustellen. Mit Hilfe dieser Werte läßt sich die Belastungsgrenze bei Anschluß mehrerer Maschinen für den Erntehofdrusch berechnen. Die Ergebnisse zeigten, daß die Häufigkeit gleicher Erntearbeiten in den jeweils 11 größten Betrieben an den Haupterntetagen bis zu 70 und 100% betragen kann. Das würde einer dreifachen Überlastung der vorhandenen elektrischen Versorgungsanlage entsprechen. 3. Die effektiven Messungen in Ebertsbronn und Wolpertshausen bestätigten die über Vorausberechnungen aufgestellten Belastungen. Der ausgedehnte Erntedrusch verursachte vor allem in Ebertsbronn an mehreren Tagen den völligen Zusammenbruch der örtlichen Elektrizitätsversorgung. Die Gleichzeitigkeit der Inbetriebnahme der Dreschmaschinen erreichte 80 – 100%. Wegen der Aufteilung in verschiedene Stromkreise trat in Wolpertshausen die starke Überlastung etwas weniger in Erscheinung. Einschränkungen oder Verstärkungen sind aber auch hier dringend erforderlich. 4. In Sulzdorf sind beide Untersuchungsverfahren - Vorausberechnung zukünftiger Belastungen und Messungen des derzeitigen elektrischen Energiebedarfes - angewendet worden. Auch hier konnte festgestellt werden, daß bei einer 60 - 70%-igen Dreschbeteiligung der infrage kommenden Betriebe die Kapazität des schon verstärkten Versorungsnetzes erschöpft war. 5. Beim Vergleich der in den 5 Ortschaften durchgeführten Berechnungen und Messungen stellt sich übereinstimmend heraus, daß nie Spitzenbelastungen an den wenigen Erntetagen das 10 bis 15-fache der normaler Grundbelastung betragen können. Der Ausbau der Netze für die nur kurzen Spitzenbelastungen des Erntedrusches kann wegen den hohen finanziellen Belastungen für Elektrizitätswerke und Kraftstromabnehmer nicht empfohlen werden. Selbst voll elektrifizierte Ortschaften mit einem über 300 kWh pro ha LN liegenden jährlichen Stromverbrauch werden kaum in der Lage sein, die Wirtschaftlichkeit eines für den Erntedrusch verstärkten Stromnetzes zu rechtfertigen. In größeren, gemischten Ortschaften mit gewerblichen Betrieben und genossenschaftlichen Einrichtungen ist die Aufteilung in verschiedene Ortsnetzteile mit mehreren Trafostationen zu empfehlen. Der störende Spannungsabfall läßt sich auf diese Weise vermindern. Ebenso tritt dann die befürchtete hohe Dreschspitze nicht mehr für das ganze Ortsnetz so nachhaltig in Erscheinung. 6. Wiederholte Messungen ließen erkennen, daß die Verwendung von überdimensionierten elektromotorischen Antrieben außerordentlich unwirtschaftlich für Stromlieferer und -abnehmer ist. Hohe Blindstromleistungen sollten unter allen Umständen vermieden werden, um die effektive Leistungsfähigkeit und einen guten Wirkungsgrad der Netze zu erhalten. Mit dem Einbau und Anschluß von Kondensatoren in stärkere Elektromotoren lassen sich schon wesentliche Verbesserungen erreichen. 7. Vor Übergang zum Erntehofdrusch, vor allem in Gebieten mit stärkerem Getreideanbau. sollten die elektrischen Versorgungsanlagen überprüft werden. Es lassen sich gegebenenfalls unnötige Kosten sparen, denn eine ungenügende Energiebereitstellung kann die Vorteile, die dieses Ernteverfahren mit sich bringt, weitgehendst wieder aufheben. Ist eine Anzahl der Betriebe in der Lage, den überwiegenden Teil des Kraftbedarfes mehr auf das Feld zu verlegen (Mähdrescher, Feldhäcksler), werden die verschiedenen Getreideernteverfahren, wie Felddrusch und Erntehofdrusch, die Belastungsverteilung im Ortsnetz günstig beeinflussen

Erschließung des biosynthetischen Potentials von Streptomyces sp. Tü 6314

Natural products and their derivatives are important resources for the development of drugs. Within this thesis, the metabolic potential of Streptomyces sp. Tü6314 was mined for the production of new bioactive small molecules. This led to the isolation, structural, biosynthetic and biological characterization of the streptoketide natural products as well as of cycloheptamycin A and new analogs by application of synthetic biology techniques and recombinant expression.Naturstoffe und ihre Derivate sind wichtige Ressourcen für die Entwicklung von Arzneimitteln. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das metabolische Potential von Streptomyces sp. Tü6314 für die Herstellung neuer bioaktiver kleiner Moleküle evaluiert. Dies führte zur Isolierung, strukturellen, biosynthetischen und biologischen Charakterisierung der Streptoketid-Naturstoffe sowie von Cycloheptamycin A und neuen Analoga durch Anwendung synthetisch-biologischer Techniken und durch rekombinante Expression