Methodisches Konstruieren

1.1 Aufgaben und Ziele des methodischen Konstruierens Die traditionelle Lehre des Maschinenbaus beschiiftigt sich mit der physika­ lischen Analyse bekannter Maschinenelemente [87J und der Analyse einiger hochentwickelter, ebenfalls bekannter Maschinen. Das Lernziel ist das Nach­ arbeiten der Konstruktionen bis zu ihrer zeichnerischen Festlegung. Damit solI die Fiihigkeit vermittelt werden, Maschinenelemente und Maschinen ver­ wenden, abiindern und verbessern zu konnen. In der Praxis fiillt aber auch eine Fulle von Aufgaben an, bei denen nur die Forderungen bekannt sind, die die zunachst noch unbekannten Konstruk­ tionen erf;illen sollen. Frijher hatte man die Losungssuche fur solche Aufga­ ben der Intuition des Konstrukteurs uberlassen. Seit einiger Zeit sucht man nach einer systematischen, methodischen Vorgehensweise, urn irgendwie formulierte Forderungen und Wunsche in konkrete Konstruktionen umzuset­ zen. Es ist also das Ziel des methodischen Konstruierens, eine solche Vor­ gehensweise zu erliiutern und wissenschaftlich zu begrunden. Denn nur ein Bezug auf allgemein anerkannte Grundlagen kann bei einer solch schwierigen Frage, intuitive durch rationale Dberlegungen zu ersetzen, einen Konsens der Konstrukteure erwarten lassen.

Inhaltverzeichnis.- 1. Einführung.- 1.1 Aufgaben und Ziele des methodischen Konstruierens.- 1.1.1 Entwicklungslinien der Technik.- 1.1.2 Folgeentwicklung der Konstruktion.- 1.1.3 Eingrenzung der Ziele des Buches.- 1.1.4 Ausgangspunkt.- 1.1.5 Vorgehensweise.- 1.2 Wissenschaftliche Grundlagen.- 1.2.1 Die physikalischen Grundlagen.- 1.2.2 Die logischen Grundlagen.- 1.2.3 Die konstruktiven Grundlagen.- 1.2.4 Die systemtechnischen Grundlagen.- 1.2.5 Die wissenschaftstheoretischen Grundlagen.- 1.2.6 Ausgangspunkte für die methodische Arbeitsweise.- 1.3 Übungsaufgaben.- 2. Methodisches Konstruieren.- 2.1 Festlegen der wesentlichen Merkmale einer Maschine.- 2.1.1 Festlegen des logischen Wirkzusammenhangs.- 2.1.1.1 Erläuterung dieses Zieles.- 2.1.1.2 Leitbeispiele.- 2.1.1.3 Forderungen und festzulegende Merkmale.- 2.1.1.4 Erfüllung der Forderungen durch einen logischen Wirkzusammenhang.- 2.1.1.5 Vorgehens weise bei der Festlegung des logischen Wirkzusammenhangs.- 2.1.1.6 Übungsaufgaben.- 2.1.2 Festlegen des physikalischen Wirkzusammenhangs.- 2.1.2.1 Erläuterung dieses Zieles.- 2.1.2.2 Leitbeispiele.- 2.1.2.3 Forderungen und festzulegende Merkmale.- 2.1.2.4 Erfüllung der Forderungen durch einen physikalischen Wirkzusammenhang.- 2.1.2.5 Vorgehens weise bei der Festlegung des physikalischen Wirkzusammenhangs.- 2.1.2.6 Übungsaufgaben.- 2.1.3 Festlegen des konstruktiven Wirkzusammenhangs.- 2.1.3.1 Erläuterung dieses Zieles.- 2.1.3.2 Leitbeispiele.- 2.1.3.3 Forderungen und festzulegende Merkmale.- 2.1.3.4 Erfüllung der Forderungen durch einen konstruktiven Wirkzusammenhang.- 2.1.3.5 Vorgehens weise bei der Festlegung des konstruktiven Wirkzusammenhangs.- 2.1.3.6 Übungsaufgaben.- 2.2 Festlegen der Gesamtkonstruktion einer Maschine.- 2.2.1 Erläuterung dieses Zieles.- 2.2.2 Leitbeispiele.- 2.2.3 Forderungen an die Gesamtkonstruktion.- 2.2.3.1 Anpassung an vorausgehende bzw. Folgende Systeme.- 2.2.3.2 Anpassung an ein Gesamtsystem.- 2.2.4 Erfüllung der Forderungen durch entsprechende Komponenten.- 2.2.4.1 Komponenten aus den Anpassungsforderungen.- 2.2.4.2 Maßnahmen zur Durchführung der Fertigung.- 2.2.5 Vereinigung von Kern und Komponenten zu einer Gesamtkonstruktion.- 2.2.6 Vorgehensweise bei der Festlegung der Gesamtkonstruktion.- 2.3 Auslegen der Konstruktionen.- 3. Auswahl der Lösung einer Konstruktionsaufgabe unter Berücksichtigung der Kriterien.- 3.1 Erläuterung dieses Zieles.- 3.2 Leitbeispiele.- 3.3 Kriterien.- 3.3.1 Die Kategorien.- 3.3.2 Der Bezug der Kriterien.- 3.3.3 Die Kennzeichnung der Kriterien.- 3.3.4 Die Quantisierung der Kriterien.- 3.4 Bestimmung der Kriterien.- 3.4.1 Informationswege für die Bestimmung der Kriterien.- 3.4.2 Wertanalyse.- 3.5 Einflußgrößen auf die Kriterien: Störgrößen.- 3.5.1 Allgemeines.- 3.5.2 Analyse der Störgrößen.- 3.6 Stufensprünge der Kriterien: Typenstufung.- 3.6.1 Stufensprünge der Mittelwerte.- 3.6.2 Stufensprünge der Streuungen.- 3.6.2.1 Absolut- und Relativstreuung.- 3.6.2.2 Streuungsunterschiede und Verfahrensänderung.- 3.7 Lösungswahl.- 3.7.1 Auswahl der Lösung durch Festlegen der Kriterien.- 3.7.2 Auswahl der Lösung durch Vorwegnahme der Kriterien.- 3.7.3 Sondergebiete, Detaillierung der Kriterien.- 3.7.4 Auswahl der Lösung durch Vereinfachung der Konstruktion.- 3.7.5 Konstruieren “Vom Einfachen zum Komplizierten”.- 3.8 Übungsaufgaben.- 4. Nachweis der Anwendung der dargestellten Konstruktionsmethode.- 5. Zusammenfassung.- 6. Anhang.- 6.1 Begriffsdefinitionen.- 6.2 Lösungen der Übungsaufgaben.