Allgemeine und konstruktive Grundlagen

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--Schwein 12:02, 16. Feb 2008 (CET)--

erstellt.

Das hier ist noch eine Baustelle, welche sich in Arbeit befindet.

Allgemeine und konstruktive Grundlagen

Jedes technische Produkt durchläuft einen bestimmten Lebenszyklus. Die Lebensdauer eines Produkten ist begrenzt. Eine Weiter- bzw. Neuentwicklung wird erforderlich. Dies kennen einige von euch bereits aus dem Unterricht "Produktionslogistik". Dieser Artikel geht auf die Konstruktionsmethodik und auch leicht auf Normen/Normzahlen/Normreihen ein.

Der Anfang – Was ist eine Konstruktion?

Eine Konstruktion erfüllt eine (Gesamt-)Funktion und besteht meist aus mehreren Maschinenelementen (siehe auch Definitionsbeschreibung). Nach dem eigentlichen Zweck, der Funktionserfüllung, sind nun weitere Kriterien wichtig. Einhaltung der Sicherheit und die damit verbundene Dimensionierung und Festigkeitsberechnung. Hier spielen Beanspruchungen diverser Arten (Zug, Druck, Torsion, Biegung, Kraftfluss…) hinein. Die Werkstoffauswahl beeinflusst Dichte (und dadurch das Gewicht), elastisches Verhalten, Härte, Verarbeitbarkeit (beim Schweißen oder Trennen durch Zerteilen) und Aufwendungen. Die möglichen Fertigungsverfahren ergeben sich auch hieraus wie zum Beispiel die Gußkonstruktion oder einer Schweißkonstruktion. Recyclebarkeit nimmt auch eine immer wichtigere Rolle ein. Damit eine Konstruktion auch „konstruierbar“ bleibt, spielen die Kosten auch eine entscheidende Rolle. Die Losgröße, Verwendung von Normen (Normteile, -reihen und -zahlen) haben bei den Kosten anteil daran.

Konstruktionsmethodik

Die Konstruktionsmethodik ist in fünf Phasen aufgeteilt. Dies erleichtert das Abarbeiten, da die Teilbereiche übersichtlicher sind.

• Planen
• Konzipieren
• Entwerfen
• Ausarbeiten
• Fertigung

Planen

Beim Planen wird eine Aufgabenstellung an das Produkt gestellt. Wie diese auszusehen hat, kann man durch Trendstudien, Marktanalysen, Kundenwünsche, usw. ermitteln. Daraufhin wird ein Entwicklungsaufrag erstellt.

Konzipieren

Bei der Konzeptionsphase wird anhand der Aufgabenstellung eine Anforderungsliste erstellt. Hierbei ist zwischen Forderungen und Wünschen zu unterscheiden. Je nach Umfang ist die Gesamtfunktion in Teilfunktionen auszusplitten. Als nächstes wird nach möglichen Lösungen gesucht, welche gesammelt werden. Nachdem für alle Teilfunktionen mehrere Lösungen gesammelt wurden, versucht man diese in mehreren Variante zu kombieren, um die Gesamtfunktion zu erfüllen. An diesem Punkt angekommen, können Skizzen und Schemata für die jeweiligen Konzeptkombinationen angefertigt werden. Nun werden diese Konzeptkombination auf technische und wirtschaftliche Kriterien bewertet, um den besten Vorschlag heraus zu arbeiten.

Entwerfen

In der Entwurfsphase werden maßstäbliche Entwürfe erstellt. Der entstandene Entwurf wird erneut technisch und wirtschaftlich auf Schwächen bewertet. Die Schwacgstellen sollen ausgemerzt werden. Der verbesserte Entwurf wir dann zur Optimierung der Gestantzonen genutzt. Demnach wird ein bereichnigter Entwurf erstellt und die Entwurfsphase abgeschlossen.

Ausarbeiten

Bei der Ausarbeitungsphase wird mithilfe des bereinigten Entwurfs die Einzelteile gestaltet. Zeichnungen, Stücklisten und Anweisungen können daraus erarbeitet werden. Je nach Losgröße wird ein Prototyp gebaut, um Herstellung und Funktion zu prüfen. Die entstehenden Kosten können auch geprüft werden.

Fertigung

Der Bereich Fertigung ist je nach von der Konstruktion anhängig und dementsprechend variabel und kann nicht verallgemeinert werden.

Begriffserläuterung

• Maschinenelemente:

Maschinenelemente nennt man die kleinsten, nicht mehr sinnvoll zerlegbaren Bauteile. Dies sind zum Beispiel Schrauben oder auch Zahnräder. Auch Baugruppen wie zum Beispiel ein Wälzlager können als Maschinenelement oder Einheit betrachtet werden, da beim Demontieren die eigentliche Funktion verloren ginge. Maschinenelemente kann man wie folgt gliedern:

• Verbindungselemente
• Lagerungselemente
• Übertragungselemente
• Dichtungselemente
• Transportelemente für Gase und Flüssigkeiten
• Schmierelemente

• Normen:

Das Normwesen ist die Vereinheitlichung von z.B. Gegenständen zur allgemeinen Nutzung. Dadurch ist eine Rationalisierung, Qualitätssicherung, Humanisierung der Arbeitswelt, Sicherheitsfunktion und Rechtsfunktion möglich. Es ergeben sich einheitliche Bezeichnungen, Abmessungen und Toleranzen sowie Austauschbarkeit und Verminderung der Varianten auf ein Minimum mit sinnvoller Aufteilung. Die ersten Normen sind 1869 herausgegeben worden. Bis heute haben sich mehrere Ausschüsse und Institution gebildet wie z.B. DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.), VDI (Verein Deutscher Ingeneure), ISO und EN.

Literatur und Quellen

Roloff/Matek Maschinenelemente vom Vieweg Verlag; 18. Auflage