Kapitel 1: Prof. Dr.-Ing. Paul Diersen Konstruktion und Produktentwicklung Fachhochschule Hannover, Fakultät II, Abt. Maschinenbau Ricklinger Stadtweg 120, 30459 Hannover, Raum: 1314 Tel.: +49 511 9296-1669 E-Mail: paul.diersen@hs-hannover.de Internet: www.hs-hannover.de Sprechstunde siehe Aushang Sommersemester 2013 Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 1
Inhalt: Kapitel Inhalte 1 - Definitionen u. in den Konstruktionsprozess - Ausblick auf moderne Hilfsmittel der Produktentwicklung (CAx) - Ziele u. Übersicht der Lehrveranstaltung 2 Technische Kommunikation - Technische Zeichnungen - Projektionsmethoden - Schnitte, Schraffuren und spezielle Darstellungsformen - Bemaßung 3 Toleranzen und Passungen - Tolerierungsgrundsätze - Form- u. Lagetoleranzen - Oberflächentoleranzen - Allgemein/ISO-Toleranzen und Passungssysteme 4 Darstellung von ausgewählten Themen und Maschinenelementen 5 Übungen und Fragestunde zur Hausarbeit - Gewinde und Schraubenverbindungen - Freistiche u. Zentrierbohrungen - Wälzlager, Sicherungsringe u. Dichtungen - Wellen, Zahnräder u. Getriebe Zusammenbau u. Kraftfluss - Weitere Übungen zu den o.g. Themen - Beantwortung von Fragen zur Hausarbeit Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 2
Defini/onen Ø Konstruk/on : Konstruieren ist das vorwiegend schöpferische, auf Wissen und Erfahrungen gegründete und op/male Lösungen anstrebende Vorausdenken technischer Erzeugnisse, ErmiCeln ihres funk/onellen und strukturellen AuEaus und Schaffen fer/gungsreifer Unterlagen /1/. Ø Maschinenelemente : Unter Maschinenelementen sollen Bauteile des allgemeinen Maschinenbaus verstanden werden, die bei verschiedenen Geräten jeweils gleiche oder ähnliche Funk/onen erfüllen und daher immer wieder in gleicher oder ähnlicher Form vorkommen /2/. Quelle: /1/ :VDI- Richtlinie 2223 ; /2/ Haberhauer, Bodenstein Maschinenelemente Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 3
Stellung der Konstruktion im Unternehmen Unternehmensleitung Produktplanung Forschung Entwicklung Konstruk/on Patentabteilung Fer/gung / Montage Vertrieb Quelle: Koller, R. ; Konstruk/onslehre für den Maschinenbau / Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 4
Änderungskosten in der Produktentwicklung Änderungskosten 10 5 10 4 Erprobung 10 3 10 2 10 1 Konzep/on Entwurf Konstruk/on Berechnung 1 Idee Planen Grad der Produktentwicklung Quelle: Gebhardt, A., Rapid- Prototyping / Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 5
Beispiel für die ProzesskeCe der Produktentwicklung im Flugzeugbau Konstruk)on FEM- Simula)on Simula)on Produktlebenszyklus Produkt- u. Umsetzungsidee Tes)ng/RP/VR Nutzung u. Instandhaltung Herstellung Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 6
Hilfsmittel in der modernen Produktentwicklung Regeln, Normen, Richtlinien Konstruk/onsmethoden CAD- Modellierung Berechnungsprogramme Bauteilsimula/on / FEM Produktdatenmanagement 3D- CAD- Modellierung Prozesssimula/on Versuch PDM- Systeme Digital- Mockup etc. FEM- Bauteilsimula/on Prozesssimula/on Quelle: Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 7
Phasen des Konstruktionsprozesses Aufgabenstellung - Pflichtenhef erstellen Konzep/onsphase Funk/onsstruktur Lösungsprinzipien - Gesamgunk/on in Teilfunk/onen gliedern - Struktur festlegen - physikal. Prinzipien f. Teilfunk/onen suchen - Kombina/onen von Lösungsprinzipien Konzept - Konzeptvarianten erarbeiten - Varianten bewerten und festlegen Quelle: Conrad, Taschenbuch der Konstruk/onstechnik / Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 8
Phasen des Konstruktionsprozesses Grobentwurf - Auslegen und Berechnung - Werkstofffestlegung Gestaltungsphase Op/mieren Endgül/ger Entwurf - Anforderungen überprüfen - Nachrechnung - Entwurf festlegen - endgül/gen Entwurf freigeben Fer/gungs- unterlagen - Einzelteil- und Baugruppenzeichnungen - Stücklisten und Dokumenta/onen Quelle: Conrad, Taschenbuch der Konstruk/onstechnik / Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 9
Tätigkeitsinhalte der Konstruktion Tätigkeit Ergebnis Konstruktionsmittel Nachdenken Planen, Konzipieren Darstellen Berechnen, auslegen Verständlich aufbereiten Eigenschaften untersuchen 3D-Modellieren Speichern von Papier Speichern von Daten Idee Anforderungen, Konzept Handskizze Abmessungen, Werkstoffe Technische Zeichnung Simulations-/ Versuchsergebnisse 3D-Geometriedaten Zeichnungen, Stücklisten Zeichnungen, Stücklisten Kreativität Regeln, Maschinenelemente Papier, Bleistift Werkstoffwerte, Auslegungsregeln Regeln des techn. Zeichnens Programme, Versuchsaufbauten 3D-CAD-Systeme Ordner, Zeichnungsschrank Dateien in EDV-Anlage Quelle: Conrad, Taschenbuch der Konstruk/onstechnik / Hennigs, D.; Vorlesungsskript Maschinenelemente u. Konstruk/on, Hochschule Bremen Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 10
Ziel der Lehrveranstaltung: Vermittlung der Grundkenntnisse zur Konstruktion, Darstellung u. Verstehen von technischen Produkten: in den Konstruktionsprozess - in den modernen Konstruktionsprozess Technische Kommunikation - Allgemeine Darstellungsregeln und Normen - Darstellungen nach der Projektionsmethode - Schnitte, Schraffuren und spezielle Darstellungsformen - Bemaßungen Toleranzen u. Passungen - Tolerierungsgrundsätze - Form- u. Lagetoleranzen - Oberflächentoleranzen - Allgemeintoleranzen - ISO-Toleranzen und Passungssysteme Darstellung von ausg. Themen u. Maschinenelementen - Gewinde und Schraubenverbindungen - Freistiche u. Zentrierbohrungen - Wälzlager, Sicherungsringe u. Dichtungen - Wellen u. Zahnräder - Getriebe Zusammenbau u. Kraftfluss - Werkstoffe und ihre Bezeichnung Prof. Dr.-Ing. P. Diersen Nur für den Gebrauch in Vorlesungen und Übung! Konstruktionsgrundlagen Kap. 1 / Abbildung 11