@misc{PischingerEschDuesmann2006, author = {Pischinger, Martin and Esch, Thomas and Duesmann, Klaus}, title = {Elektromagnetischer Aktuator mit gelenkig abgest{\"u}tzter R{\"u}ckstellfeder}, year = {2006}, abstract = {Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktuator zur Bet{\"a}tigung eines Stellgliedes (7) mit wenigstens einem gesteuert bestrombaren Elektromagneten (1, 2) und einem mit dem Stellglied (7) in Wirkverbindung stehenden Anker (5), der bei Bestromung des Elektromagneten (1, 2) gegen die Kraft wenigstens einer an einem Geh{\"a}use (12) abgest{\"u}tzten R{\"u}ckstellfeder (10) an der Polfl{\"a}che (3, 4) des Elektromagneten (1, 2) zur Anlage kommt, und daß zumindest der Anker (5) {\"u}ber eine sph{\"a}rische Gelenkanordnung (11) auf der R{\"u}ckstellfeder (10) abgest{\"u}tzt ist.}, language = {de} } @inproceedings{HuthElsenHartwigetal.2006, author = {Huth, Thomas and Elsen, Olaf and Hartwig, Christoph and Esch, Thomas}, title = {Innovative modular valve trains for 2015 - logistic benefits by EMVT}, series = {IFAC Proceedings Volumes, Volume 39, Issue 3}, booktitle = {IFAC Proceedings Volumes, Volume 39, Issue 3}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, doi = {10.3182/20060517-3-FR-2903.00172}, pages = {315 -- 320}, year = {2006}, abstract = {In this paper the way to a 5-day-car with respect to a modular valve train systems for spark ignited combustion engines is shown. The necessary product diversity is shift from mechanical or physical components to software components. Therefore, significant improvements of logistic indicators are expected and shown. The working principle of a camless cylinder head with respect to an electromagnetical valve train (EMVT) is explained and it is demonstrated that shifting physical diversity to software is feasible. The future design of combustion engine systems including customisation can be supported by a set of assistance tools which is shown exemplary.}, language = {en} } @article{RhodenBallGrajewskietal.2023, author = {Rhoden, Imke and Ball, Christopher Stephen and Grajewski, Matthias and Kuckshinrich, Wilhelm}, title = {Reverse engineering of stakeholder preferences - A multi-criteria assessment of the German passenger car sector}, series = {Renewable and Sustainable Energy Reviews}, volume = {181}, journal = {Renewable and Sustainable Energy Reviews}, number = {July 2023}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1364-0321}, doi = {10.1016/j.rser.2023.113352}, pages = {Article number: 113352}, year = {2023}, abstract = {Germany is a frontrunner in setting frameworks for the transition to a low-carbon system. The mobility sector plays a significant role in this shift, affecting different people and groups on multiple levels. Without acceptance from these stakeholders, emission targets are out of reach. This research analyzes how the heterogeneous preferences of various stakeholders align with the transformation of the mobility sector, looking at the extent to which the German transformation paths are supported and where stakeholders are located. Under the research objective of comparing stakeholders' preferences to identify which car segments require additional support for a successful climate transition, a status quo of stakeholders and car performance criteria is the foundation for the analysis. Stakeholders' hidden preferences hinder the derivation of criteria weightings from stakeholders; therefore, a ranking from observed preferences is used. This study's inverse multi-criteria decision analysis means that weightings can be predicted and used together with a recalibrated performance matrix to explore future preferences toward car segments. Results show that stakeholders prefer medium-sized cars, with the trend pointing towards the increased potential for alternative propulsion technologies and electrified vehicles. These insights can guide the improved targeting of policy supporting the energy and mobility transformation. Additionally, the method proposed in this work can fully handle subjective approaches while incorporating a priori information. A software implementation of the proposed method completes this work and is made publicly available.}, language = {en} } @article{HeieisBoeckerD'Angeloetal.2023, author = {Heieis, Jule and B{\"o}cker, Jonas and D'Angelo, Olfa and Mittag, Uwe and Albracht, Kirsten and Sch{\"o}nau, Eckhard and Meyer, Andreas and Voigtmann, Thomas and Rittweger, J{\"o}rn}, title = {Curvature of gastrocnemius muscle fascicles as function of muscle-tendon complex length and contraction in humans}, series = {Physiological Reports}, volume = {11}, journal = {Physiological Reports}, number = {11}, publisher = {Wiley}, issn = {2051-817X}, doi = {10.14814/phy2.15739}, pages = {e15739, Seite 1-11}, year = {2023}, abstract = {It has been shown that muscle fascicle curvature increases with increasing contraction level and decreasing muscle-tendon complex length. The analyses were done with limited examination windows concerning contraction level, muscle-tendon complex length, and/or intramuscular position of ultrasound imaging. With this study we aimed to investigate the correlation between fascicle arching and contraction, muscle-tendon complex length and their associated architectural parameters in gastrocnemius muscles to develop hypotheses concerning the fundamental mechanism of fascicle curving. Twelve participants were tested in five different positions (90°/105°*, 90°/90°*, 135°/90°*, 170°/90°*, and 170°/75°*; *knee/ankle angle). They performed isometric contractions at four different contraction levels (5\%, 25\%, 50\%, and 75\% of maximum voluntary contraction) in each position. Panoramic ultrasound images of gastrocnemius muscles were collected at rest and during constant contraction. Aponeuroses and fascicles were tracked in all ultrasound images and the parameters fascicle curvature, muscle-tendon complex strain, contraction level, pennation angle, fascicle length, fascicle strain, intramuscular position, sex and age group were analyzed by linear mixed effect models. Mean fascicle curvature of the medial gastrocnemius increased with contraction level (+5 m-1 from 0\% to 100\%; p = 0.006). Muscle-tendon complex length had no significant impact on mean fascicle curvature. Mean pennation angle (2.2 m-1 per 10°; p < 0.001), inverse mean fascicle length (20 m-1 per cm-1; p = 0.003), and mean fascicle strain (-0.07 m-1 per +10\%; p = 0.004) correlated with mean fascicle curvature. Evidence has also been found for intermuscular, intramuscular, and sex-specific intramuscular differences of fascicle curving. Pennation angle and the inverse fascicle length show the highest predictive capacities for fascicle curving. Due to the strong correlations between pennation angle and fascicle curvature and the intramuscular pattern of curving we suggest for future studies to examine correlations between fascicle curvature and intramuscular fluid pressure.}, language = {en} } @article{JanusAchtsnichtTempeletal.2023, author = {Janus, Kevin Alexander and Achtsnicht, Stefan and Tempel, Laura and Drinic, Aleksaner and Kopp, Alexander and Keusgen, Michael and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Influence of fibroin membrane composition and curing parameters on the performance of a biodegradable enzymatic biosensor manufactured from Silicon-Free Carbon}, series = {Physica status solidi : pss. A, Applications and materials science}, volume = {220}, journal = {Physica status solidi : pss. A, Applications and materials science}, number = {22}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {1862-6300 (Print)}, doi = {10.1002/pssa.202300081}, pages = {10 Seiten}, year = {2023}, abstract = {Herein, fibroin, polylactide (PLA), and carbon are investigated for their suitability as biocompatible and biodegradable materials for amperometric biosensors. For this purpose, screen-printed carbon electrodes on the biodegradable substrates fibroin and PLA are modified with a glucose oxidase membrane and then encapsulated with the biocompatible material Ecoflex. The influence of different curing parameters of the carbon electrodes on the resulting biosensor characteristics is studied. The morphology of the electrodes is investigated by scanning electron microscopy, and the biosensor performance is examined by amperometric measurements of glucose (0.5-10 mM) in phosphate buffer solution, pH 7.4, at an applied potential of 1.2 V versus a Ag/AgCl reference electrode. Instead of Ecoflex, fibroin, PLA, and wound adhesive are tested as alternative encapsulation compounds: a series of swelling tests with different fibroin compositions, PLA, and Ecoflex has been performed before characterizing the most promising candidates by chronoamperometry. Therefore, the carbon electrodes are completely covered with the particular encapsulation material. Chronoamperometric measurements with H2O2 concentrations between 0.5 and 10 mM enable studying the leakage current behavior.}, language = {en} } @phdthesis{Achtsnicht2020, author = {Achtsnicht, Stefan}, title = {Multiplex-Magnetdetektion von superparamagnetischen Beads zur Identifizierung von Trinkwasserkontaminationen}, doi = {10.18154/RWTH-2020-12052}, pages = {144 Seiten}, year = {2020}, abstract = {Die qualitative und quantitative Detektion von Zielsubstanzen innerhalb einer w{\"a}ssrigen Probe ist f{\"u}r viele Fragestellungen von Interesse, etwa bei der Detektion von Kontaminationen in Trinkwasser in Krisensituationen. Hierbei ist es nicht nur wichtig, dass Pathogene m{\"o}glichst sensitiv detektiert werden k{\"o}nnen, sondern auch, dass die Analyse schnell erfolgt, um Betroffenen im Katastrophenfall z{\"u}gig sicheres Trinkwasser zu Verf{\"u}gung stellen zu k{\"o}nnen. Da bei einem solchen Szenario nicht von einer in der N{\"a}he befindlichen funktionierenden Laborinfrastruktur ausgegangen werden kann, ist es wichtig, dass die Messung direkt vor Ort erfolgen kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine derartige Schnellanalytik mithilfe von superparamagnetischen Beads (MBs) und der magnetischen Frequenzmischtechnik m{\"o}glich ist. Dabei werden die MBs mit Hilfe von prim{\"a}ren Antik{\"o}rpern an die Zielsubstanz gebunden und mit sekund{\"a}ren Antik{\"o}rpern an die Poren-Oberfl{\"a}che eines Polyethylen-Filters fixiert (Sandwich-Immunoassay). So kann die Quantifizierung der Zielsubstanz auf eine magnetische Messung der immobilisierten MB-Marker zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die magnetische Frequenzmischtechnik basiert auf der Anregung der Probe mit Magnetfeldern zweier verschiedener Frequenzen. Die durch die nichtlineare Magnetisierungsform der superparamagnetischen MBs entstehenden Mischfrequenzen werden typischerweise mithilfe einer zweistufigen Lock-in-Detektion analysiert (analoge Demodulation), die in einem Magnetreader als Handheldger{\"a}t realisiert wurde. Zus{\"a}tzlich zu dieser Technik wurde das Prinzip der direkten Digitalisierung des gesamten Antwortsignals mit anschließender Fourier-Analyse der erzeugten Mischfrequenzen experimentell umgesetzt, um die Amplituden und Phasen mehrerer Mischfrequenzen simultan zu erfassen. Eine M{\"o}glichkeit zur Sensitivit{\"a}tssteigerung ist die magnetische Aufkonzentration, indem vor der magnetischen Analyse eine Separation der MBs aus einem gr{\"o}ßeren Probenvolumen mittels magnetischem Feldgradienten durchgef{\"u}hrt wird. Zur Charakterisierung verschiedener kommerzieller MBs hinsichtlich ihrer magnetischen Separierbarkeit wurde ein Aufbau zur Messung ihrer magnetophoretischen Beweglichkeiten realisiert und ihre Geschwindigkeiten im Gradientenfeld mikroskopisch gemessen.Da eine Probe oftmals nicht nur auf eine einzige Zielsubstanz, sondern simultan auf mehrere verschiedene Pathogene hin untersucht werden soll, wurden verschiedene Ans{\"a}tze entwickelt und getestet, die einen solchen multiparametrischen magnetischen Immunoassay erm{\"o}glichen. Einerseits wurde eine r{\"a}umliche Separation der Bindungsbereiche f{\"u}r verschiedene Zielsubstanzen realisiert, die sequentiell ausgewertet werden k{\"o}nnen. Andererseits wurde die Unterscheidung von verschiedenen Zielsubstanzen anhand der Charakteristika der an sie gebundenen, verschieden funktionalisierten MB-Typen untersucht. F{\"u}r eine solche Unterscheidung wurde zum einen die Anregefrequenz der magnetischen Frequenzmischtechnik w{\"a}hrend einer Messung variiert. Damit konnte gezeigt werden, dass sich verschiedene MB-Sorten anhand der Phase ihrer Frequenzmischsignale voneinander unterscheiden lassen. Weiterhin wurde gezeigt, dass sich der Signalverlauf einer bin{\"a}ren Mischung zweier verschiedener MB-Typen als gradueller {\"U}bergang der Verl{\"a}ufe der beiden reinen MB-L{\"o}sungen ergibt. Eine weitere Analysemethode f{\"u}r einen multiparametrischen Immunoassay besteht darin, ein zus{\"a}tzliches einstellbares statisches magnetisches Offsetfeld zu verwenden. Hierf{\"u}r wurden mehrere Aufbauten auf Basis von Permanent- und Elektromagneten simuliert, konstruiert und charakterisiert. Mithilfe von Simulationen konnte gezeigt werden, dass eine auf diesem Verfahren beruhende Unterscheidung f{\"u}r MBs mit unterschiedlichen magnetischen Partikelmomenten m{\"o}glich ist. Als direkte Anwendung des hier entwickelten Magnetreaders in Zusammenspiel mit der digitalen Demodulation wurde ein magnetischer Assay gegen die B-Untereinheit des Choleratoxins in Trinkwasser mit einem niedrigen Detektionslimit von 0,2 ng/ml demonstriert.}, language = {de} } @masterthesis{Rabe2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Rabe, Leonie Maria}, title = {Wohlf{\"u}hlen in den eigenen vier W{\"a}nden : ein Produkt, welches die Wohn- und Lebensqualit{\"a}t steigert.}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {125 Seiten}, year = {2023}, abstract = {Viele Menschen f{\"u}hlen sich in ihren eigenen vier W{\"a}nden nicht wohl. Sie sind gestresst und k{\"o}nnen nicht entspannen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Produkt zu erschaffen, welches in seinen Funktionen und seinem Design daf{\"u}r sorgt, dass die Nutzer:innen sich zu Hause wohler f{\"u}hlen. Es soll alle Funktionen vereinen, die daf{\"u}r sorgen, dass der Alltagsstress besser bew{\"a}ltigt werden kann und man in seinem Zuhause entspannen kann und den Moment mehr genießt. Entstanden ist Iwa, ein Produkt, welches zum einen als Luftreiniger arbeitet und die Raumluft filtert und im Zusammenspiel mit Licht und Musik die Raumatmosph{\"a}re verbessert und so Stress mindert. Das Design soll genau wie die Funktionen beruhigend, entspannend und erdend wirken. Es ist angelehnt am Zen-Design. So bietet Iwa einen großen Mehrwert. Die Funktionen sorgen im Zusammenspiel mit dem Design f{\"u}r eine verbesserte Wohn- und Lebensqualit{\"a}t.}, language = {de} } @misc{SchmitzSchebitzEsch1997, author = {Schmitz, G{\"u}nter and Schebitz, Michael and Esch, Thomas}, title = {Aus der Ruhelage selbstanziehender elektromagnetischer Aktuator}, year = {1997}, abstract = {Elektromagnetischer Aktuator zur Bet{\"a}tigung eines Stellgliedes (2), mit wenigstens einem Elektromagneten (4) und einem mit dem Stellglied (2) verbundenen Anker (3), der gegen die Kraft einer R{\"u}ckstellfeder (6) aus seiner Ruhelage in Richtung auf den Elektromagneten (4) bewegbar ist, mit einer R{\"u}ckstellfeder (6), die eine nicht lineare, bezogen auf die Ruhelage des Ankers (3) progressiv ansteigende Kennlinie aufweist.}, language = {de} } @masterthesis{Tschiersch2023, type = {Bachelor Thesis}, author = {Tschiersch, Lina Sofie}, title = {Cooking for wellbeing : K{\"u}chensystem f{\"u}r Menschen mit Alzheimer-Demenz}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {97 Seiten}, year = {2023}, abstract = {Essen zuzubereiten bedeutet f{\"u}r viele Menschen Normalit{\"a}t, es bestimmt Teile ihrer Identit{\"a}t und ist eng verbunden mit Familie und Kultur. Der Beginn der Alzheimererkrankung erschwert diese T{\"a}tigkeit, oft muss sie aus Sicherheitsgr{\"u}nden aufgegeben werden. Kochen als Therapieansatz hat zur Verbesserung der Aktivit{\"a}t und Verringerung von Stress beigetragen. Pila ist ein K{\"u}chensystem, das Kochenthusiasten begleitet und Selbstst{\"a}ndigkeit sowie Partizipation erm{\"o}glicht. Das Kompetenzgef{\"u}hl, die Autonomie und die Verbundenheit zu betreuenden Personen st{\"a}rken das Wohlbefinden. Das System f{\"u}hrt die Nutzerinnen und Nutzer digital durch alle Phasen von der Vorbereitung bis zum Aufr{\"a}umen. Aus den Elementen entsteht ein klar organisierter Arbeitsplatz ohne Ablenkungen und mit eindeutigen Aktionspunkten. Die Funktionen der Kocheinheit sind simplifiziert und bed{\"u}rfnisgerecht angepasst.}, language = {de} } @article{AchtsnichtNeuendorfFassbenderetal.2019, author = {Achtsnicht, Stefan and Neuendorf, Christian and Faßbender, Tobias and N{\"o}lke, Greta and Offenh{\"a}usser, Andreas and Krause, Hans-Joachim and Schr{\"o}per, Florian}, title = {Sensitive and rapid detection of cholera toxin subunit B using magnetic frequency mixing detection}, series = {Plos One}, volume = {14}, journal = {Plos One}, number = {7}, publisher = {Plos}, address = {San Francisco}, issn = {1932-6203}, doi = {10.1371/journal.pone.0219356}, pages = {e0219356}, year = {2019}, abstract = {Cholera is a life-threatening disease caused by the cholera toxin (CT) as produced by some Vibrio cholerae serogroups. In this research we present a method which directly detects the toxin's B subunit (CTB) in drinking water. For this purpose we performed a magnetic sandwich immunoassay inside a 3D immunofiltration column. We used two different commercially available antibodies to capture CTB and for binding to superparamagnetic beads. ELISA experiments were performed to select the antibody combination. The beads act as labels for the magnetic frequency mixing detection technique. We show that the limit of detection depends on the type of magnetic beads. A nonlinear Hill curve was fitted to the calibration measurements by means of a custom-written python software. We achieved a sensitive and rapid detection of CTB within a broad concentration range from 0.2 ng/ml to more than 700 ng/ml.}, language = {en} }