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Inhalte der Lehrveranstaltung

Studiengang Werkstoffwissenschaft - Thüringer Modell. Werkstofforientierte Konstruktion. Prof. Dr. G. Höhne, Dr.-Ing. E. Lotter, Prof. Dr. H.-J. Schorcht. 1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion 2. Das technische Gebilde 3. Der konstruktive Entwicklungsprozeß

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Presentation Transcript

  1. Studiengang Werkstoffwissenschaft - Thüringer Modell Werkstofforientierte Konstruktion Prof. Dr. G. Höhne, Dr.-Ing. E. Lotter, Prof. Dr. H.-J. Schorcht 1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion 2. Das technische Gebilde 3. Der konstruktive Entwicklungsprozeß 4. Das Optimieren der Gestalt 5. Gestaltungsrichtlinien zur Herstellung der Einzelteile 6. Gestaltungsrichtlinien für Montageteile 7. Mechanische Verbindungen 8. Federn 9. Bewegungselemente Inhalte der Lehrveranstaltung 5020

  2. Technisches Prinzip Libellenprüfgerät

  3. Informationen des Technischen Prinzips: Geometrie funktionswichtiger Bauelemente und Kopplungen qualitativ Anordnung Werkstoffe Informationen des Technischen Prinzips

  4. s A s 1 s 2 y s E r P t a b c Technisches Prinzip Libellenprüfgerät

  5. Schraubengetriebe Winkelhebel Kipptisch y s b P 1 E y = = = a s c 2 r p A Skala s 1 = (r,t) r f a P s 2 y s b E s s s t A E A s s s s s s s 2 1 1 E 1 2 2 c Funktionstruktur Libellenprüfgerät

  6. Informationen der Funktionsstruktur: Teilfunktionen (Funktionselemente) Kopplungen Informationen der Funktionsstruktur

  7. Schraubengetriebe Winkelhebel Kipptisch y s s s P E 1 1 2 y s s s s s = = 1 2 1 c 2 E p 2 r Skala s = (r,t) s f b A E = a s A Funktionsstruktur Libellenprüfgerät

  8. s s A E y y = (r, t) s s E E P b s = f A Schraubengetriebe Winkelhebel Kipptisch 2pr a c y s s s P E 1 1 2 y s s s s s = = 1 2 1 c 2 E p 2 r Skala s = (r,t) s f b A E = a s A Gesamtfunktion Libellenprüfgerät

  9. Technisches Gebilde (materielles Objekt, technische Zeichnung) Technisches Prinzip Funktionsstruktur Gesamtfunktion Analyseablauf 5002

  10. Gegeben: 1. Bestimme Koppelstellen zur Umgebung! 2. Verfolge Funktionsfluß zwischen E und A! 3. Unterscheide funktionswichtige und -unwichtige BE und Kopplungen! 4. Eliminiere funktionsunwichtige BE und Kopplungen! 5. Bilde verallgemeinerte BE! 6. Stelle das dar! 10. Bestimme die 11. Analyse konstruktiver Einzelheiten, Simulation, Optimierung Ergebnis: Gesamtfunktion, Funktionsstruktur, technisches Prinzip, konstruktive Besonderheiten Technisches Gebilde (materielles Objekt, technische Zeichnung) technische Prinzip 7. Grenze funktionell zusammenhängende Teilsysteme ab! 8. Bestimme die Funktion der Teilsysteme! 9. Stelle die dar! Funktionsstruktur Gesamtfunktion Analyseablauf 5002

  11. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  12. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung 4 Hebel a und b bestimmen die Übersetzung tolerieren! Lagermittelpunkt im Schnittpunkt der Ebenen durch Tastkugelmittelpunkte und Drehpunkt des Tischlagers . . F a = F b 1 1 2 b . s s = a 1 2 überträgt Momente und Bewegungen Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  13. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung 7 Druckstück überträgt Kraft F 1 Gehärtet, gute Ebenheit der Tastfläche (hohe Flächenpressung in der Paarung 6/7) Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  14. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung 8 Tastkopf überträgt Kraft F 2 Gehärtet, gute Oberflächen- qualität, (hohe Flächenpressung in der Paarung 8/14) Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  15. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung Verbindet Teile kraftschlüssig Preßverbindung 4/7 H7 Preßpassung 4 r6 4/8 Größtübermaß: - 23 um Kleinstübermaß: - 3 um Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  16. Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung ermöglicht Drehung des Hebels Lagerung 4/5 F8 Spielpassung 6 h9 Maximales Spiel: + 58 um Minimales Spiel: + 10 um Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024

  17. 1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion 2. Das technische Gebilde 2.1. Definition und Eigenschaften 2.2. Gestalt / Struktur 2.3. Umgebung Inhalt

  18. Technische Gebilde (Maschinen, Geräte, Anlagen, Baugruppen, Einzelteile) Technisches System Umgebung Funktion Struktur / Gestalt Elemente - Einzelteile - Baugruppen Relationen - Anordnungen - Kopplungen - Mensch - technische Peripherie - Klima E A A=Z(E) Systemeigenschaften technischer Gebilde

  19. Mensch 2 E A E A V V K K St Stoff technische Peripherie technische Peripherie Energie E I Information 1 1 E A St St 3 3 Schnittebenen: Klima 1 Verarbeitungsebene 2 Kommunikationsebene 3 Störgrößenebene technisches Gebilde Allgemeines Funktionsmodell

  20. Stellung der Blase Prüfer s s E A y F Libelle L F Dg Laborbedingungen Libellen- prüfgerät Funktionsmodell Libellenprüfgerät

  21. Umgebung des Hebels

  22. Mensch technische Peripherie Klima Markt, Bedürfnisse, Ziele Forschung, Entwicklung, Konstruktion Entwicklungsbedingungen Produktion - Teilefertigung - Montage - Prüfung Fertigungsbedingungen Lager- und Transportbedingungen Lagerung, Transport Vertriebsbedingungen Vertrieb Installations- und Inbetriebnahmebedingungen Installation, Inbetriebnahme Nutzungsbedingungen Gebrauch und Nutzung Wartungs- und Reparaturbedingungen Wartung, Reparatur Recycling, Entsorgung Recycling- und Entsorgungsbedingungen Lebenszyklus eines Produktes 5021

  23. 1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion 2. Das technische Gebilde 2.1. Definition und Eigenschaften 2.2. Gestalt / Struktur 2.3. Umgebung 2.4. Funktion Inhalt

  24. s s Dg A E s s E E P b s = f A 2pr a c y y = (r, t) Gesamtfunktion Libellenprüfgerät

  25. s s s Dg H E A s s E E P b s = f A 2pr a c y y A = E f f (r, t) A = Z (E ) i i i A n E g n (g= y ) H 0 Verallgemeinerung: Gesamtfunktion Libellenprüfgerät

  26. Technische Grundfunktionen 5008

  27. . . 2 F 2 I E und A physikalisch verschieden m w I F E E E E E A A A A A I o F= 2 l Wandeln E u. A physik. gleich, Zeitver- lauf, Zustand ver- schieden y f f y Umsetzen s s 1 2 A > E Verstärken s s 2 1 A < E Reduzieren s M M M = 0 f. s < s 0 f. E =E k 2 1 2 2 k 20 1 A= M f. s=s 1 f. E =E k 1 2 21 E 2 Schalten Veränderungs- merkmal Funktion Bauelement konkret allgemein Elektromagnet Qualität Kurvengetriebe Winkelhebel Umformen Quantität Schaltkupplung Technische Grundfunktionen 5008

  28. f w w = 0 bei f=f E A E w A = 0 f A A Sperren y n n A = E n = n 2 1 1 2 x Leiten (x ,y ) (x ,y ) 1 1 2 2 Übertragen s 1 s a . b s + a s . E s 3 2 1 A = f (E ) s = 1 s i i a+b 3 3 S, P,, V A 1 s s b ... 2 2 E ...E Verknüpfen A n 2 n M = M E A=E =a M = M (t ) M (t ) 2 1 M M a 1 A 1 2 1 2 1 2 1 2 t Laden t Speichern t Entladen t 1 >0 0 a 1 s s t 0 0 a s s 2 t 0 >0 >a M = E s 2 a 1 2 Speichern Veränderungs- merkmal Funktion Bauelement konkret allgemein Anschlag Quantität biegsame Welle Ort Hebelgetriebe Anzahl Gewichtsaufzug Zeit Technische Grundfunktionen 5008

  29. E A E A 2 i 1 i 2 i 1 i s s s s s s s BE 1 BE 2 f f z y x y y x x y x f f f z z z s s f f f f z z y y x x Kopplungsmatrix 1 0 - Freiheit 1 - Unfreiheit f = 2 1 1 Paarung Zylinder / Zylinder 1 0 0 Kopplungsfunktion

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