Description
Book SynopsisDieses in Praxis und Studium bewährte Standardwerk vermittelt die Grundlagen zur Neu- und Weiterentwicklung technischer Produkte, zur Standardisierung von Produkten sowie zur Automatisierung produktspezifischer Konstruktionsprozesse. Schwerpunkte sind eine umfassende, produktneutrale Beschreibung der Konstruktionselemente und des Konstruktionsprozesses, sowie Beschreibungen produktspezifischer (spezieller) Konstruktionsprozesse, die Standardisierung von Produkten, das Standardisieren und Automatisieren von Prozessen, die Produktplanung und Aufgabenstellung sowie Informationssysteme über Technische Produkte. Zur Verdeutlichung der Theorie wurde Wert auf zahlreiche Praxisbeispiele gelegt.
Table of Contents1 Einführung.- 1.1 Bedeutung der Konstruktion.- 1.2 Aufgaben und Ziele der Konstruktionslehre.- 2 Produktplanung und Aufgabenstellung.- 2.1 Entwicklung von Produktideen.- 2.2 Zweckbeschreibung und Forderungen an technische Produkte.- 2.3 Planen von Aufgabenstellungen.- 3 Technische Systeme.- 3.1 Klassifikation technischer Systeme.- 3.2 Elementare Tätigkeiten in Maschinen, Geräten und Apparaten.- 3.3 Konstruktionselemente technischer Systeme.- 3.3.1 Übersicht.- 3.3.2 Physikalische Grundoperationen und Funktionen technischer Systeme.- 3.3.3 Mathematische und logische Grundoperationen und Elementarfunktionen.- 3.3.4 Physikalische Effekte.- 3.3.5 Effektträger.- 3.3.6 Prinziplösung.- 3.3.7 Gestaltelemente.- 3.3.8 Oberflächen, Schichten, Kanten und Spitzen.- 3.4 Strukturen technischer Systeme.- 3.4.1 Funktionsstrukturen.- 3.4.2 Gestaltstrukturen.- 3.5 Tätigkeiten, Eigenschaften und Parameter technischer Produkte.- 3.5.1 Forderungen, Tätigkeiten und Eigenschaften.- 3.5.2 Eigenschaften technischer Produkte.- 4 Grundlagen des Konstruierens.- 4.1 Einführung und Definitionen.- 4.2 Erster Hauptsatz der Konstruktionslehre.- 4.3 Tätigkeiten und Zwischenergebnisse von Konstruktionsprozessen.- 4.4 Konstruktionsarten.- 5 Produktneutraler oder allgemeiner Konstruktionsprozeß.- 5.1 Einführung und Überblick.- 5.2 Entwickeln von Funktionsstrukturen.- 5.2.1 Funktionssynthese.- 5.2.2 Symbolik zur Beschreibung von Tätigkeiten technischer Gebilde.- 5.3 Entwickeln von Prinziplösungen, Prinzipsynthese.- 5.3.1 Physikalisches Prinzip, Prinziplösungen.- 5.3.2 Festlegen der physikalischen Effekte, Effektsynthese.- 5.3.3 Festlegen des Effektträgers, Effektträger- synthese.- 5.3.4 Beispiele zur Entwicklung von Prinziplösungen.- 5.4 Allgemeine oder produktneutrale Gestaltungs- prozesse.- 5.4.1 Einführung, Überblick, Definitionen.- 5.4.2 Qualitatives Gestalten oder Entwerfen.- 5.4.3 Produktneutrale Gestaltungsregeln.- 5.4.4 Bevorzugte spezielle Gestaltvarianten.- 5.5 Konstruieren von Oberflächen und Schichten.- 5.6 Restriktionsgerechtes Konstruieren.- 5.6.1 Übersicht.- 5.6.2 Marktbedingte Forderungen.- 5.6.3 Umweltbedingte Forderungen.- 5.6.4 Gesellschaftsbedingte Forderungen.- 5.6.5 Werdegangsbedingte Forderungen.- 5.6.6 Eigenstörungsbedingte Forderungen.- 5.6.7 Richtlinien und Beispiele zu verschiedenen Forderungen.- 1. Zuverlässig und sicher.- 2. Systemzugehörigkeit oder Schnittstellenbedingungen.- 3. Fertigungsgerecht.- 4. Schweißgerecht, Laserschweißgerecht.- 5. Montagegerecht.- 6. Toleranzgerecht.- 7. Beanspruchungsgerecht.- 8. Werkstoffgerecht.- 9. Ressourcenschonend oder Recyclinggerecht.- 5.7 Minimieren der Bauteilezahl technischer Systeme.- 5.8 Kostenreduzierendes Konstruieren.- 5.8.1 Kostenarten und Mittel zur Kostenreduzierung.- 5.8.2 Kostenermittlung.- 5.9 Restriktionsgerechte Lösungen.- 1. Präzise spielfreie und spielarme Lagerungen und Führungen.- 2. Reibungsarme Lagerungen.- 6 Bauweisen technischer Systeme.- 6.1 Funktionsbauweisen von Bauteilen und Baugruppen.- 1. Partial-und Totalbauweise.- 2. Differential- und Integralbauweise.- 3. Mono- und Multifunktionalbauweise.- 6.2 Bauweisen von Maschinen, Geräten und Apparaten.- 1. Monobaugruppen-Bauweise.- 2. Multibaugruppen-Bauweise.- 7 Standardisieren von Produkten.- 7.1 Baureihen.- 7.2 Typengruppen.- 7.3 Baukastensysteme.- 8 Produktspezifische oder spezielle Konstruktionsprozesse.- 8.1 Beschreiben produktspezifischer Konstruktionsprozesse.- 8.2 Beispiel „Karosserie-A-Säulen“.- 8.3 Festlegen qualitativer Parameterwerte, Beispiele.- 8.4 Festlegen quantitativer Parameterwerte.- 8.5 Optimieren und Bewerten von Lösungen.- 8.5.1 Optimieren und Bewerten qualitativer Parameter.- 8.5.2 Optimieren quantitativer Parameter.- 8.5.3 Beispiele.- 9 Beispiele methodischen Konstruierens.- 9.1 Entwickeln von Pumpen.- 9.2 Entwickeln von Drahtwebmaschinen.- 9.3 Entwickeln von Nahtwebmaschinen.- 9.4 Entwickeln von Zündzeitpunktverstellern.- 9.5 Entwickeln von Verbindungen.- 9.6 Entwickeln von Paletten.- 9.7 Entwickeln einer Fadenhalter- und Schneideinrichtung.- 9.8 Gestalten von Kegelradgetrieben.- 9.9 Gestalten von Bremssteuerventilen.- 9.10 Entwickeln von Bremssystemen.- 9.11 Gestalten eines Schalters für PKW-Sitzheizungen.- 10 Automatisieren von Konstruktionsprozessen.- 10.1 Bestimmung der Typ- und Abmessungs- varianten einer Produkteart.- 10.2 Konstruktionsalgorithmen zur Bestimmung von Produkten.- 1. Algorithmen zur Bestimmung von Produktetypen.- 2. Algorithmen zur Bestimmung von Abmessungsvarianten.- 3. Beispiel.- 11 Informationssysteme über technische Produkte.- 11.1 Ordnungs- und Suchmerkmale.- 11.2 Informationssysteme für unterschiedliche Aufgaben.- 11.3 Festlegen von Suchmerkmalen.- 12 Innovation technischer Produkte.- 12.1 Innovationsanstöße durch Bedarfsermittlung.- 12.2 Innovationsanstöße durch Entwickeln von Aufgabenstellungen.- 12.3 Innovationsanstöße durch Variieren von Konstruktionsmitteln oder Fertigungsverfahren.- 12.4 Zusammenfassung.- 12.5 Beispiele.- 13 Patentwesen, methodisches Konstruieren und Erfinden.- 13.1 Schutzwürdigkeit technischer Lösungen.- 13.2 Konstruktionselemente und Konstruktions- prozeß.- 13.3 Eigenschaften technischer Produkte.- 13.4 Neuheit von Lösungen.- 13.5 Fortschrittlichkeit von Lösungen.- 13.6 Erfinderische Tätigkeiten, Erfindungshöhe.- 13.7 Grundlagen zur Prüfung von Neuheit und Erfindungshohe.- 14 Anhang.- Tabelle 1 Systematik der physikalischen Effekte für die Grundoperation „Wandeln und Vergrößern von Energien und Signalen“.- Tabelle 2 Systematik der physik. Effekte für die Grundoperation „Verbinden und Trennen von Energien und Stoffen“.- Tabelle 3 Systematik der physikalischen Effekte für die Grundoperation „Trennen von Stoffen“.- Prinzipkatalog 1 Wandeln der Energie- bzw. Signalart.- Prinzipkatalog 2 Vergrößern bzw. Verkleinern physikalischer Größen.- Prinzipkatalog 3 Fügen von Stoffen.- Prinzipkatalog 4 Lösen von Stoffen.- Prinzipkatalog 5 Trennen von Stoffen.- Prinzipkatalog 6 Mischen von Stoffen.- Tabelle 4 Eigenschaften von Oberflächen, Realisierungs- möglichkeiten, Beispiele.- Tabelle 5 Eisenlegierungen — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 6 Nickellegierungen — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 7 Kobaltlegierungen — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 8 Kupfer-, Blei-, Zinnlegierungen — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 9 Elementare Stoffe (Metalle, Nichtmetalle) - Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 10 Komposite, Dispersionen — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 11 Keramische Werkstoffe, Oxyde, Nitride, Karbide, Boride, Silizide — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 12 Teilkristalline Thermoplaste — Eigenschaften und Anwendungen.- Tabelle 13 Amorphe Thermoplaste und Duroplaste - Eigenschaften und Anwendungen.- Literatur.- Literatur zum Anhang.- Sachwortverzeichnis.
