320 likes | 479 Views
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
E N D
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
Informationen des Technischen Prinzips: Geometrie funktionswichtiger Bauelemente und Kopplungen qualitativ Anordnung Werkstoffe Informationen des Technischen Prinzips
s A s 1 s 2 y s E r P t a b c Technisches Prinzip Libellenprüfgerät
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
Informationen der Funktionsstruktur: Teilfunktionen (Funktionselemente) Kopplungen Informationen der Funktionsstruktur
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
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
Technisches Gebilde (materielles Objekt, technische Zeichnung) Technisches Prinzip Funktionsstruktur Gesamtfunktion Analyseablauf 5002
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
Strukturbestandteile Funktion Eigenschaften Nr. Einzelteil / Kopplung Analyse konstruktiver Einzelheiten 5024
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
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
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
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
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
1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion 2. Das technische Gebilde 2.1. Definition und Eigenschaften 2.2. Gestalt / Struktur 2.3. Umgebung Inhalt
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
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
Stellung der Blase Prüfer s s E A y F Libelle L F Dg Laborbedingungen Libellen- prüfgerät Funktionsmodell Libellenprüfgerät
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
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
s s Dg A E s s E E P b s = f A 2pr a c y y = (r, t) Gesamtfunktion Libellenprüfgerät
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
. . 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
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
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