Physikalische Widersprüche

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1 Physikalische Widersprüche Einordnung: TRIZ/Analogie Dauer: 4 h Anwendungsbereich: - Wenn das Problem darin besteht, dass Parameter entgegengesetzte Zustände einnehmen müssen Teilnehmer: 2-4 Kurzbeschreibung: - Physikalische Wiedersprüche werden durch die Separation der Anforderungen aufgelöst - Ziel: Lösung von physikalischen Widersprüchen Durchführung: Teil I 1. Definition: Physikalischer Widerspruch Ein Problem ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein zweier gegensätzlicher Ausprägungen des gleichen Parameters. Ein Objekt selbst erzeugt positive und negative Auswirkungen Bsp.: Das Fahrwerk eines Flugzeugs muss beim Start vorhanden sein, andererseits soll es beim Flug nicht vorhanden sein. Eine Funktion erzeugt positive und negative Auswirkungen Bsp.: Mikrochips müssen gelötet werden, sie dürfen aber nicht erhitzt werden Eine Eigenschaft erzeugt positive und negative Auswirkungen Bsp.: Eine Leiter sollte zum Gebrauch lang, zum Transport aber kurz möglichst sein.

2 Durchführung: Teil II 2. Die 4 Separationsprinzipien Physikalische Widersprüche lassen sich durch 4 Separationsprinzipien auflösen: SEPARATION IM RAUM Trenne die widersprüchlichen Objekte, Funktionen und Eigenschaften räumlich voneinander, so dass die gewünschte Funktion nur in einem bestimmten Bereich ausgeführt wird und der Rest des Systems nicht davon betroffen wird. SEPARATION IN DER ZEIT Trenne die widersprüchlichen Objekte, Funktionen und Eigenschaften zeitlich voneinander, so dass die gewünschte Funktion nur zu einer bestimmten Zeit ausgeführt wird und die Funktionserfüllung des übrigen Systems nicht davon beeinträchtigt wird. SEPARATION innerhalb eines OBJEKTES und seiner TEILE Lege das System so aus, dass Untersysteme die im Widerspruch stehende Eigenschaft oder Funktion ausüben, das Gesamtsystem aber nicht von den auftretenden negativen Effekten beeinflusst wird. SEPARATION DURCH BEDINGUNGSWECHSEL Ändere die (Umgebungs-) Bedingungen so, dass die Funktion unter optimalen Bedingungen ausgeführt werden kann und sich negative Effekte nicht auf das System auswirken.

3 Durchführung: Teil III Aus jedem Technischen Widerspruch lässt sich mindestens ein Physikalischer Widerspruch ableiten: Technischer Widerspruch: Ein Bauteil muss leicht sein, gleichzeitig muss es auch eine hohe Festigkeit haben. Als Kontrollparameter, der sowohl die Festigkeit als auch die das Gewicht beeinflusst, kann die Materialdicke angenommen werden. Bezüglich dieses Parameters kann nun der physikalische Widerspruch formuliert werden: Physikalischer Widerspruch: Das Bauteil muss eine hohe Dicke (Festigkeit) und auch eine geringe Dicke (geringes Gewicht) aufweisen. Vorteile: - Lösung mithilfe der 4 Separation der Anforderungen Nachteile: - keine Quellen: Robert Bosch GmbH Werkzeuge von TRIZ -

4 Beispiele zur Anwendung: SEPARATION IM RAUM Für einen Beschichtungsvorgang werden Metallteile in eine Flüssigkeit getaucht. Der Prozess kann durch hohe Temperaturen beschleunigt werden, jedoch wird die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit durch höhere Temperaturen negativ beeinflusst. Physikalischer Widerspruch: Die Flüssigkeit muss gleichzeitig heiß und kalt sein. Lösung durch Separation: Die Metalle werden durch Stromzufuhr erhitzt und erwärmen dadurch die Flüssigkeit in unmittelbarer Nähe der Werkstücke, die nützliche Eigenschaft ist also räumlich auf den Wirkbereich begrenzt. Weiteres Beispiel: Gleitsichtbrillen vereinen Lese- und Weitsichtbrille, indem verschiedene Bereiche des Glases unterschiedlich geschliffen werden. SEPARATION IN DER ZEIT Fundamentpfeiler müssen zum Einrammen in z.b. gefrorenen Boden spitz sein, um doch hohe Standfestigkeit zu erzielen, sollten die Enden der Fundamentpfeiler eher stumpf sein. Physikalischer Widerspruch: Fundamentpfeiler müssen spitz und stumpf sein. Lösung durch Separation: Die Spitzen der Pfeiler werden mit einer Sprechladung gefüllt, die das Ende, nach dem Einrammen in den Boden, aufsplittern und somit eine höhere Standfestigkeit ermöglichen. Weiteres Beispiel: Schwenkflügel bei einem Flugzeug. Diese sind ideal für Start & Landung sowie auch für den Flug. SEPARATION innerhalb eines OBJEKTES und seiner TEILE Der Rumpf eines Bootes soll möglichst schmal sein, um den Wasserwiderstand gering zu halten. Auf der anderen Seite soll er aber aus Stabilitätsgründen möglichst breit sein. Physikalischer Widerspruch: Der Bootsrumpf muss breit und schmal sein. Lösung durch Separation: Durch die Kombination zweier schmaler Rümpfe zu einem Katamaran kann man den Widerspruch lösen und beiden geforderten Zuständen gerecht werden. Weiteres Beispiel: Die Fahrradkette vereint Festigkeit und Flexibilität durch ihren Aufbau.

5 SEPARATION DURCH BEDINGUNGSWECHSEL Ein Sägewerk soll reines Sägemehl produzieren. Bei dem Absaugen des Sägemehls gelangen jedoch auch größere Holzstücke in die Abfüllanlage und verschlechtern die Qualität des Sägemehls. Physikalischer Widerspruch: Sägemehl soll abgesaugt werden, aber nicht die im Sägemehl enthaltenen kleinen Holzstückchen Lösung durch Separation: Durch die partielle Querschnittsveränderung im Absaugrohr können Strömungsverhältnisse so angepasst werden, dass sich dort größere Holzstücke sammeln und ausgesondert werden können. Weiteres Beispiel: Beim Schutzgasschweißen wird zur Änderung der Umgebungsbedingung ein schützendes Gas eingesetzt. Quellen: Robert Bosch GmbH Werkzeuge von TRIZ -