Vorlesungen

WiSe 2024/25

Modulnummer: 2517140 bzw. 2517250*

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkende: M. Sc. Alexander Braun

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• die Aufgaben der Komponenten entlang des Energieflusses im Antriebsstrang einer mobilen Maschine (Prozess- und Fahrantriebe) und eines Fahrzeugs zu erläutern.
• die Herkunft bzw. Erzeugung von für die Mobilität geeigneten Energieträgern prinzipiell zu erläutern und für die Anwendung zu bewerten.
• anhand allgemeiner Kriterien und Berechnungsmethoden hydraulische Energiespeicher zu konzipieren und auszulegen.
• Kupplungsbauarten zu beurteilen und darauf aufbauend geeignete Kupplungen anwendungsspezifisch auszuwählen und auszulegen.
• die Funktionsweisen mechanischer Getriebe anhand von Schaltplänen zu verstehen und die Leistungsflüsse für gegebene Betriebszustände einzutragen.
• mechanische und hydraulische Getriebe unter Berücksichtigung gegebener Randbedingungen (u.a. Leistungsanforderung, Getriebestruktur) zu berechnen und auszulegen.
• Getriebebauarten zu bewerten und eine geeignete Bauart anwendungsspezifisch auszuwählen.
• leistungsverzweigte Getriebe hinsichtlich ihres Aufbaus zu kategorisieren und Leistungsflusszustände für verschiedene Betriebszustände vorauszusagen und zu berechnen.
• ganzheitliche Antriebssysteme hinsichtlich der konzeptionellen Auslegung und des Wirkungsgrades zu vergleichen und zu beurteilen
• Lehrversuchsstand-Messdaten eines leistungsverzweigten Getriebes
  auszuwerten, Leistungsflüsse abzuleiten und die Ergebnisse zu
  analysieren und kritisch zu bewerten.*
• anhand der Getriebestruktur zu begründen, weshalb charakteristische
  Betriebspunkte im leistungsverzweigten Getriebe (Lehrversuchsstand)
  angefahren werden können oder nicht.*

* inklusive Laborveranstaltung

WiSe 2024/25

Modulno.: 2517300

Lecturer: Dr.-Ing. Jan Schattenberg
Assistant: M. Sc. Sören Walther, M. Sc. Michael Schaper

After successful completion of this module, students are able to:

• Evaluate, design and apply software architectures and hardware components for the use of automated, high-automated up to autonomous mobile machines.
• Rate software development tool and utilize them for function development.
• Conceive and implement the data flow from environment sensing over data processing up to data interpretation.
• Analyse given mobile machines and set up kinematic models.
• Inspect and describe dependencies between the driving process and the working process of mobile machines.
• Design a control for mobile machine driving system and put into practice for specific use cases.
• Identify use cases for AI-Methods and transfer these to new application cases.

SoSe 2025

Modulno: 2517290

Lecturer: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Assistant: Dipl.-Ing. Philipp Winkelhahn

After successful completion of this module, students are able to:

• Explain the structure and functionality of basic drive systems using stationary and mobile machines as examples.
• Explain the power transmission within drive systems and calculate and interpret common performance quantities.
• Name and explain the function and design of mechanical, combustion engine, electrical and fluid drive components using design examples.
• Interpret and evaluate the performance of selected components using common characteristic curves and diagrams.
• Interpret symbol images for circuit diagram representation and to name, explain and design the structure and function of simple overall drive systems using circuit diagrams.

WiSe 2024/25

Modulnummer: 2516370

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs / Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor (ik)
Mitwirkende: Dipl.-Ing. Philipp Winkelhahn / Dipl.-Ing. Dirk Philipp (ik)

Das Modul führt die in „Grundlagen des Konstruierens“ vermittelten Inhalte weiter. Ziel ist es, ein umfangreicheres Wissen zu technischen Systemen, deren Anwendung, Funktion und Aufbau zu vermitteln. Es wird Wissen über komplexe Maschinenelemente, wie Lager oder Welle-Nabe-Verbindungen, sowie über Getriebe und Antriebe vermittelt. Der Studierende soll sowohl einen Überblick über das Zusammenspiel der unterschiedlichen Maschinenelemente erlangen als auch die Funktionsweise kompletter Baugruppe und Maschinen verstehen lernen.
Nach Abschluss der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, die vermittelten Maschinenelemente und Bauteile bzw. Baugruppen sicher auszulegen. Zusätzlich erlernen sie die wichtigsten Antriebsmöglichkeiten sowie deren Eigenschaften und Auslegungsvarianten kennen.

WiSe 2024/25

Modulnummer: 2517230

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Sc. Felix Gerdes

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• wesentliche Rahmenbedingungen der Landwirtschaft wiederzugeben und daraus die Ziele der Landtechnik herzuleiten.
• die spezifischen Lasten auf den Traktor zu bestimmen und mit Hilfe der Fahrgleichung die Motorleistung lastgerecht auszulegen.
• die Rad-Boden-Interaktion funktionsgerecht technisch zu konzipieren und den Schlupfzustand sowie die Triebkraftübertragung zu interpretieren und zu bewerten.
• die Maßnahmen zur Reduktion des Bodendrucks zu benennen und zu erläutern.
• die angemessene Ballastierung von Traktoren funktionsgerecht und unter Berücksichtigung gesetzlicher Rahmenbedingungen sowie Triebkraftanforderungen zu konzipieren und auszulegen.
• diverse Fahrwerke und Lenksysteme funktionsgerecht auszuwählen und unter den Aspekten Bauraum und Wendekreis zu bewerten.
• den Aufbau und die Funktionsweise von Traktor-Antriebssystemen mit den wesentlichen Komponenten, vor allem der Fahr- und Prozessantriebe, zu benennen und zu erläutern.
• verschiedene Differentialsperren in Allradantrieben anforderungsgerecht einzusetzen und zu bewerten.
• Schnittstellen der Traktor-Geräte Kombination anforderungsgerecht auszuwählen und zu erläutern.
• die rechnerische und grafische Kraftermittlung funktionsgerecht einzusetzen und damit die Leistungsfähigkeit von Krafthebern und Anbaugeräten zu interpretieren und bewerten.
• die Arbeitsbelastungen auf den Fahrer zu benennen, zu bestimmen und zu erläutern sowie die Einwirkungszeit anhand der Tagesexposition nach gesetzlichen Forderungen auszulegen.

SoSe 2025

Modulnummer: 2517240

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Eng. Felix Bischoff

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• wesentliche zukünftige Herausforderungen in der Landtechnik wiederzugeben und die verschiedenen landwirtschaftlichen Maschinen zu benennen.
• Gesamtmaschinen als auch Maschinenkomponenten, insbesondere die Prozessaggregate, funktional und für deren Eignung in landwirtschaftlichen Verfahrensschritten zu beschreiben und zu bewerten.
• selbstständig Verfahrensketten für die Pflanzenproduktion von der Bodenbearbeitung über Saat und Pflegemaßnahmen bis zur Ernte zu erstellen und geeignete Arbeitsgeräte auszuwählen.
• die Leistungsbedarfe von einzelnen Prozessen und Maschinen, wie bspw. die Zugkraftbedarfe von Arbeitsgeräten in der Bodenbearbeitung, hinsichtlich des Einflusses von Maschinen-, Boden- und Prozessparametern zu analysieren.
• die wesentlichen Einflussfaktoren auf die Leistungsbedarfe von Verfahrensschritten und Verfahrensketten abzuleiten und zu bewerten.
• methodische Vorgehensweisen für die funktionsgerechte Auslegung und für die Konstruktion von Maschinenkomponenten anzuwenden und damit Prozesse, Maschinen und Verfahren zu konzipieren.

SoSe 2025

Modulnummer: 2517180

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Sc. Phillip Hildner

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• beispielhaft verschiedene technische Ausführungen und typische Einsatzgebiete von mobilen Arbeitsmaschinen, Nutzfahrzeugen, Bussen und Flurförderzeugen zu beschreiben.
• die Vielfalt der mobilen Maschinen im Überblick zu kategorisieren und die Anwendungsbereiche der Maschinen zuordnen.
• durch umfassende Kenntnisse im Bereich Aufbau, Prozesstechnik, Antriebstechnik, Fahrwerk und Rad-Boden-Interaktion, Maschinenkonzepte und -komponenten zu berechnen, miteinander zu vergleichen und zu bewerten.
• auf Basis der Anforderungen und der Arbeitsaufgabe grundsätzlich zu entscheiden, welche mobile Maschine inklusive Ausrüstung jeweils geeignet ist.
• die grundsätzlichen Anforderungen der Maschinenrichtlinie, deren nationale Umsetzung und die Verwendung von harmonisierten Normen bei der Entwicklung von mobilen Arbeitsmaschinen zu benennen.

WiSe 2024/25

Modulnummer: 2517200

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Sc. Julius Willmaring

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• hydraulische Größen und Wirkungspfade an einfachen Systemen anhand erlernter Methoden zu erläutern und zu berechnen.
• die Grundlagen der Hydrostatik und -dynamik darzustellen, anzuwenden und die Wirkungen anhand der Kontinuitäts- sowie der Bewegungsgleichungen zu berechnen und zu diskutieren.
• Eigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten beispielhaft am Ubbelohde-Diagrammen zu erklären und die Wirkungen der Viskosität wie Strömungswiderstände bzw. Verluste an Hydraulikkomponenten anzuwenden.
• die Bauarten von Pumpen und Motoren zu beschreiben, Kennfelder zu erklären sowie das Verhalten zu analysieren, zu beurteilen und zu bewerten.
• Drücke, Volumenströme sowie Verluste bzw. Wirkungsgrade anhand diskutierter Beispiele zu berechnen und zu bestimmen, die Schaltzeichen der Fluidtechnik anhand der ISO 1219:2012 zu skizzieren und anzuwenden.
• Energiewandler für absätzige Bewegungen (Zylinder) zu beschreiben, beispielhaft zu bewerten und anhand eines beispielhaft diskutierten Teleskopzylinders zu entwerfen.
• Elemente und Geräte zur Energiesteuerung (Ventile) funktional zu beschreiben und anhand der jeweiligen Wirkungen zu vergleichen.
• hydraulische Gesamtsysteme im offenen Kreis anhand von Fallbeispielen zu untersuchen und diese zu bewerten und zu konzipieren.
• hydraulische Elemente zur Energieübertragung anhand der jeweiligen Vorund Nachteile zu bewerten.

SoSe 2025

Modulnummer: 2517220 bzw. 2517260*

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Eng. Igor William Santos Leal Cruz

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• hydraulische Schaltungen hinsichtlich ihrer funktionalen und systemischen Eigenarten nach unterschiedlichen Gesichtspunkten zu kategorisieren und zu bewerten.
• unterschiedliche Schaltungsarten zu benennen, darzustellen und den Zusammenhang der wesentlichen Kenngrößen abzuleiten.
• die Arten der Leistungsverstellung im hydraulischen Kreis zu benennen, den Prozess der Verstellung zu erklären und die Vor- und Nachteile anwendungsspezifisch zu bewerten.
• die grundlegende Systematik hydraulischer Kreise wiederzugeben (Matrix), die Unterschiede und Funktionalität zu erläutern und energetisch zu bewerten.
• die Beispiele hydraulischer Schaltungen zu analysieren und Bewegungs-/Lastgrößen und Leistungsflusszustände für verschiedene Betriebszustände vorauszusagen und zu berechnen.
• Hydrauliksysteme zu konzipieren, Schaltpläne zu erstellen, auszulegen und hinsichtlich wesentlicher Kenngrößen wie des Wirkungsgrades zu vergleichen und zu beurteilen.
• für verschiedene Anwendungsfälle optimale Load-Sensing Schaltungen für Systeme mit einem oder mehreren Verbrauchern zu konzipieren.
• einen Versuchsplan zu erstellen, um die Ursache von Drehzahlschwankungen eines hydraulischen Gebläse-Antriebes in einer Sämaschine zu untersuchen.*
• hydraulische Kreise auf Basis erstellter Schaltpläne auf einem Lehrversuchsstand aufzubauen.*
• Lehrversuchsstand-Messdaten einer hydraulischen Schaltung auszuwerten und anhand der Versuchsergebnisse die jeweiligen Fragestellungen zu beantworten.*
• Load-Sensing Systeme mit Primär- und Sekundärdruckwaagen zu unterscheiden und anwendungsspezifisch zu bewerten.*

* inklusive Laborveranstaltung

SoSe 2025

Modulnummer: 2517210

Lehrender: Dr.-Ing. Jan Schattenberg
Mitwirkender: M. Sc. Lars Gerloff

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• hydraulische Komponenten als auch typische Hydrauliksysteme als lineare, dynamische, mathematische Modelle zu beschreiben und Regler sowie Reglerstrukturen zu entwerfen.
• dynamische Systeme mathematisch zu beschreiben und die Grundlagen zur Beschreibung dynamischer Systeme auf hydraulische Komponenten und Systeme anzuwenden.
• komplexe hydraulische Systeme in Teilsysteme in Bezug auf das dynamische Verhalten aufzuschlüsseln und bzgl. des Einflusses verschiedener Parameter (u.a. Temperatur, Viskosität; Leitungslängen, Reibung) zu analysieren und zu beurteilen.
• hydraulische Systeme auf ihre Stabilität hin zu prüfen und zu bewerten und Regler für diese Systeme auszulegen und Reglerstrukturen zu entwerfen.
• weiterführende Regelungsmethoden zu diskutieren.

SoSe 2025

Modulnummer: 2517280

Lehrender: Prof. Dr. Jens Karl Wegener (Julius Kühn-Institut)

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• beispielhaft unterschiedliche Arten von Pflanzenschutzgeräten zu benennen und zu kategorisieren, den Aufbau unterschiedlicher Geräte widerzugeben, deren Anwendung und Nutzen zu beschreiben und zu beurteilen.
• beispielhaft gesetzliche Anforderungen an Pflanzenschutzgeräte, deren Subsysteme und Komponenten zu benennen.
• die Funktionsweise des Zulassungsverfahrens für Pflanzenschutzmittel zu erklären und den Einfluss der Technik auf die Risikominderung im Pflanzenschutz zu beschreiben.
• unterschiedliche technische Prüfverfahren zu benennen, diese zu beschreiben, die Zielsetzung zu erläutern und für die jeweiligen Anwendungen richtig auswählen zu können.
• die Ergebnisse von Abdriftuntersuchungen einzuordnen und deren Bedeutung im Kontext des Zulassungsverfahrens für Pflanzenschutzmittel sowie zur allgemeinen Risikominimierung im Pflanzenschutz zu erklären.
• unterschiedliche Düsenbauformen zu benennen, deren Anwendungsgebiete zu unterscheiden und den Einfluss der Bauart auf unterschiedliche Parameter wie Tropfengröße, Abdriftminderung, Zielflächenbenetzung, Verteilungsqualität und Durchflussmenge zu erklären und die richtige Bauform für die Anwendung auswählen zu können.
• die Bedeutung der Gebrauchtgerätekontrolle zu verstehen, deren Messverfahren und Grenzen zu erkennen und die Vorgehensweise und Bedeutung im Kontext der Risikominimierung zu erläutern und zu bewerten.

SoSe 2025

Modulnummer: 2517270

Lehrender: Prof. Dr. Ludger Frerichs
Mitwirkender: M. Sc. Lukas Reuter

Studierende sind nach erfolgreicher Belegung dieses Moduls in der Lage:

• beispielhaft Anforderungen an schwere Nutzfahrzeuge, deren Subsysteme und Komponenten zu benennen.
• die Bedeutung wesentlicher Begriffe aus der Nutzfahrzeugtechnik und damit verbundenen Verkehrs- und Antriebstechnik sowie der Logistik widerzugeben.
• die Funktionsweisen einzelner Subsysteme und Komponenten von schweren Nutzfahrzeugen beispielhaft zu erklären.
• Baugruppen und Komponenten von Nutzfahrzeugen in ihrer Ausprägung zu diskutieren, zu vergleichen und zu bewerten.
• Bauformen, Aufbauvarianten und Baugruppen von schweren Nutzfahrzeugen sowie Vorgaben der Straßenverkehrszulassungsordnung an schwere Nutzfahrzeuge anhand von Beispielen zu benennen und zu beschreiben.
• die Leistungsanforderungen an Antrieb und Bremsen anhand der Fahrwiderstandsgleichung sowie die Anforderungen an die Ladungssicherung anhand der gesetzlichen Rahmenbedingungen für ein Fallbeispiel zu berechnen.
• für ein gegebenes Szenario die Antriebs- und Bremsleistung anhand der Fahrwiderstandsgleichung und die Ladungssicherung anhand der Straßenverkehrszulassungsordnung zu konzipieren und auszulegen.
• Konzepte von Nutzfahrzeugen und von einzelnen Baugruppen unter Anwendung der vermittelten Anforderungen zu entwerfen.

WiSe 2024/25

Modulno.: 2517310

Lecturer: Prof. Dr. Christina Umstätter (Johann Heinrich von Thünen-Institut)
Assistant: M. Sc. Philipp Hölscher (Johann Heinrich von Thünen-Institut)

After successful completion of this module, students are able to:

• name the goals, potentials and challenges of smart farming

• name the essential sensor technologies and compare and evaluate them in the context of agriculture.

• name and categorise different types of digital agricultural systems by way of example, reflect the structure of different devices, describe and assess their use and benefits

• describe the challenges of the interaction between complex organisms and technologies. 

• communicate professionally with specialists from the agricultural sector

Contents:

• General principles of agriculture in relation to digitalisation
• Sensor use in crop production and animal husbandry
• Challenges of agricultural systems for sensors and robots
• Development of monitoring systems
• Technology assessment
• Data streams in agriculture