Vorwort

Klaus J. Conrad

Grundlagen der Konstruktionslehre

Methoden und Beispiele für den Maschinenbau und die Gerontik ©

ISBN (Buch): 978-3-446-43533-9

ISBN (E-Book): 978-3-446-43667-1

Weitere Informationen oder Bestellungen unter

http://www.hanser-fachbuch.de/978-3-446-43533-9

sowie im Buchhandel.

© Carl Hanser Verlag, München

Vorwort

Die 6., aktualisierte und erweiterte Auflage enthält die bewährten Grundlagen, Methoden und Anwendungen der branchenunabhängigen Konstruktionsmethodik. Der Einstieg beginnt mit der Erklärung der üblichen Begriffe im Konstruktionsbereich, die für das Ver­ständnis und in der Praxis erforderlich sind. Es folgt ein Vergleich der Tätigkeiten der Konstruktionsübungen mit denen des methodischen Konstruierens, um zu zeigen, wie vorhandene Kenntnisse zu erweitern sind. Ein bekanntes Beispiel zeigt die Bedeutung des methodischen Konstruierens, bevor die Grundlagen des systematischen Konstruierens behandelt werden.

Die notwendigen Grundlagen zum methodischen Konstruieren sind in den ersten Kapiteln enthalten. Die Behandlung der vier Konstruktionsphasen erfolgt nach den bewährten Regeln und Richtlinien mit einigen neuen Hilfsmitteln, die aus den praktischen Anwendun­gen entwickelt wurden. Die besondere Bedeutung der Stücklisten, der Nummernsysteme, der Sachmerkmale, der Kostenfestlegung in der Konstruktion und der Qualitätssicherung während der Produktentwicklung wird beschrieben und mit Beispielen erklärt.

Die Beschreibung der Grundlagen der Gerontik© in der Konstruktionslehre soll das Inter­esse auf dieses besondere Fachgebiet lenken, da einer der Schwerpunkte darin besteht, die Technik für alle Menschen zu nutzen. Das neue Fachgebiet Gerontik© ist Fachleuten unter anderen Bezeichnungen mit anderen Schwerpunkten seit einigen Jahren bekannt, hat aber bisher in der Gesellschaft nicht die notwendige Beachtung gefunden.

Die Gerontik© stellt die Menschen in den Mittelpunkt und liefert die Kenntnisse für Pro­dukteigenschaften, die den Erfahrungen, Fähigkeiten und Fertigkeiten der Menschen ent­sprechen. Dabei wird keine altersabhängige Verbrauchergruppe bevorzugt, sondern eine Produktentwicklung angestrebt, die sowohl älteren als auch jüngeren Menschen gefällt, weil Funktionen, Benutzung und gutes Aussehen die Produkte auszeichnen.

Die Kapitel der Konstruktionslehre werden deshalb so erweitert, dass die erforderlichen Kenntnisse der Gerontik© für die Konstruktion enthalten sind. Das umfasst neben den Begriffsklärungen auch die notwendigen Erläuterungen der Erkenntnisse und Hinweise auf bewährte Anwendungen sowie Beispiele. Dazu gehört natürlich auch die interdiszipli­näre Zusammenarbeit von Konstrukteuren, Designern, Ergonomen und weiteren Fach­experten je nach den Anforderungen an neue Gerontik­Produkte. Damit sind zum ersten Mal die Grundlagen für die Konstruktion von Gerontik­Produkten in einem Konstruktions­lehre­Lehrbuch enthalten. Sie sind sowohl für die Ingenieuraus bildung als auch für die Konstruktionspraxis geeignet.

Die Erfahrungen des Autors in der Praxis im Werkzeugmaschinenbau vor den 25 Jahren Lehre an der Fachhochschule Hannover und Aktivitäten in der Industrie bei der Betreuung von Projekten und Diplomarbeiten haben ebenfalls bewirkt, sehr gute Erkenntnisse und

6 Vorwort

Anregungen für die ständige Aktualisierung der Konstruktionslehre sowie eine praxisge­rechte Darstellung des Stoffes umzusetzen. Auch die vielen guten Hinweise und Anregun­gen der Fachkollegen, die eine Stellungnahme zu diesem Buch abgegeben haben, konnten berücksichtigt werden. Für diese Unterstützung möchte ich mich besonders bedanken.

Die bewährte Gliederung wurde beibehalten, aber an einigen Stellen so angepasst, dass die Themen der Abschnitte im Inhaltsverzeichnis besser zu finden sind. Außerdem hat jedes Kapitel jetzt eine Zusammenfassung. Das Durcharbeiten kann damit unterschiedlich erfol­gen. Leser mit Vorkenntnissen sind nach dem Nachschlagen und Lesen der Zusammen­fassung soweit informiert, dass sie nur die Kapitel durcharbeiten, die von Interesse sind. Andere Leser schauen sich nur die vier Konstruktionsphasen an und lösen die Übungs auf­ga ben. Das Literaturverzeichnis wurde anwendergerecht nach Sachgebieten dargestellt.

Das wesentliche Ziel dieses Buches ist die Vermittlung einer systematischen und methodi­schen Arbeitsweise in einem Umfang, die es jedem Konstrukteur ermöglicht, seinen persön­lichen Arbeitsstil zu entwickeln oder zu verbessern. Damit ist es sowohl für Studierende in der Ingenieurausbildung an Fachhochschulen und Universitäten als auch für Kon strukteure in der Wirtschaft sinnvoll nutzbar.

Das Lehrbuch wurde selbstverständlich für Konstrukteurinnen und für Konstrukteure geschrieben. Wegen der Übersichtlichkeit wurde auf Doppelangaben im Text verzichtet.

Mein Dank gilt den Verfassern der Fachliteratur zu diesem Thema, von denen ich viele bewährte Anregungen übernehmen konnte. Insbesondere möchte ich mich bei Herrn Prof. Dr.­Ing. Ehrlenspiel bedanken, von dem ich an der Universität Hannover die Bedeu­tung des Methodischen Konstruierens gelernt habe. Die Ergebnisse seiner wissenschaft­lichen Arbeiten werden besonders häufig zitiert. Herrn Dr. Lutz vom VDMA danke ich für die zur Verfügung gestellten aktuellen VDMA­Kennzahlen. Herrn Erik Liebermann danke ich für seine auflockernden Darstellungen der Teamarbeit und der Kommunikation. Für die sehr gute Unterstützung bedanke ich mich bei Herrn Jochen Horn vom Carl Hanser Verlag.

Mein besonderer Dank gilt meiner Frau Marlies und meiner Tochter Cathrin für Verständ­nis, Geduld und Zeit, die eine neue Auflage erfordert.

Burgdorf, im Februar 2013 Klaus-Jörg Conrad

Leseprobe

Klaus J. Conrad

Grundlagen der Konstruktionslehre

Methoden und Beispiele für den Maschinenbau und die Gerontik ©

ISBN (Buch): 978-3-446-43533-9

ISBN (E-Book): 978-3-446-43667-1

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6 Konstruktionsphase Entwerfen

Das Entwerfen ist die dritte Phase des Konstruierens und wird als typischer Arbeitsschritt für Ingenieurarbeit im Konstruktionsbüro eingeordnet. In dieser Phase erfolgt die grafi­sche Darstellung der technischen Gebilde, die als Lösungsprinzipien unter Beachtung der Anforderungen der Aufgabe gedanklich entwickelt wurden. Ideenskizzen sowie erste Aus­legungsberechnungen werden als konstruktive Lösung gestaltet und dargestellt. Das Ergebnis dieses Arbeitsschritts ist ein Entwurf mit festgelegter Gestalt und Anordnung aller Elemente eines Produkts sowie allen Angaben zur Herstellung und Beschaffung dieser Elemente. Das grundlegende Vorgehen wurde bereits im dritten Abschnitt erwähnt.

Ein Entwurf wird konventionell mit Bleistift und Radiergummi am Zeichenbrett erarbeitet. Das rechnerunterstützte Entwerfen mit 2D­CAD­Systemen hat in vielen Arbeitsbereichen das Zeichenbrett ersetzt. Der Einsatz von 3D­CAD/CAM­Systemen ermöglicht die dreidi­mensionale Modellierung der Entwurfsarbeiten mit neuen Möglichkeiten und Methoden.

6 .1 Allgemeine Forderungen an technische Produkte

Technische Produkte müssen für den gesamten Produktlebenszyklus die Forderungen erfüllen, die als Übersicht in Bild 6.1 dargestellt sind. Dazu gehören die Forderungen des Marktes, der Produktion, des Gebrauchs und des Nutzens für den Kunden unter Beachtung der Eigenstörungen und der Umwelt.

Funktion,Leistung,

Nutzen

Gestaltungs-grundregeln

Gestaltungs-richtlinien

Zuverlässig-keit,

Sicherheit

System-zuordnung

Kosten,Preis

Ressourcen

Umwelt-einwirkungen

Eigen-schwingungen

Ermüdung,Lebensdauer

Wärme- wirkungen

Reibung,Verschleiß

TechnischeProdukte

Forderungen

  Bild 6 .1:Wissensbasis für Forderungen an technische Produkte

6.2 Arbeitsschritte beim Entwerfen 251

Die Produktgestaltung erfolgt in der Praxis so, dass bestimmte Forderungen und Bedin­gungen zu erfüllen sind. Diese umfassen das gesamte Produktleben, also von der Entwick­lung über die Produktion und den Gebrauch bis zur Entsorgung. Technische Produkte müssen deshalb sehr viele Bedingungen erfüllen, die produktspezifisch unterschiedlich und als entsprechende Produkteigenschaften erforderlich sind. Restriktionen sind allge­mein als Einschränkung oder Vorbehalt bekannt. Forderungen und Bedingungen können hier mit der gleichen Bedeutung wie Restriktionen verwendet werden.

Für technische Produkte sind viele Bedingungen durch Regeln und Richtlinien so aufberei­tet worden, dass diese als Sammlung von Erfahrungen zusammengefasst vorliegen. Für die Produktgestaltung sind aus der Vielzahl der Richtlinien die allgemeinen und die speziel­len durch den Konstrukteur auszuwählen und einzusetzen. Dies geschieht in der Regel gedanklich, da es viel zu aufwendig wäre, alle theoretisch möglichen Lösungen zu gestal­ten, um dann aufgrund bestimmter Restriktionen doch nur eine weiterzuverfolgen.

6 .2 Arbeitsschritte beim Entwerfen

Das Entwerfen umfasst alle Tätigkeiten zur gestalterischen Festlegung von Einzelteilen und deren Anordnung in Baugruppen und Produkten, sodass das Lösungsprinzip unter Beachtung technischer und wirtschaftlicher Kriterien realisiert wird. Dafür sind erfor­derlich:

■ Festlegung der Hauptabmessungen

■ Untersuchung der räumlichen Verhältnisse

■ Wahl von Werkstoffen

■ Berechnung der Auslegungsgrößen

■ Ergänzung des Lösungsprinzips

■ Festlegung von Fertigungsverfahren

■ Gestaltung aller Bauteile und Verbindungen

■ Festlegung von Baugruppen

■ Festlegung der Teilearten

■ Festlegung der Zulieferteile

■ Analyse auf Schwachstellen

■ Bewertung und Auswahl

Um diese Forderungen umzusetzen, muss der Konstrukteur sich Klarheit verschaffen über den Umfang des Entwurfs und über den Bereich, mit dem er anfangen möchte. Häufig wird er auch hier beim Kern der Aufgabe beginnen, den er sich ja schon durch Skizzen und Lösungsprinzipien erarbeitet hat.

6 Konstruktionsphase Entwerfen252

Als Ergebnis entstehen Grobentwürfe mit den wichtigsten Angaben und Darstellungen oder Feinentwürfe, die bereits alle konstruktiven Einzelheiten enthalten. Die Entwürfe müssen unter Beachtung der geforderten Funktionen insbesondere eine wirtschaftliche Lösung ergeben, die die neuesten Technologien berücksichtigt. Die Entwurfsarbeit wird immer durch regelmäßig durchgeführte Fortschrittsgespräche und Beratungsgespräche begleitet. Durch die Fortschrittsgespräche in der Konstruktion wird sichergestellt, dass alle Informationen und Erfahrungen umgesetzt werden. Die Beratungsgespräche finden mit Mitarbeitern anderer Abteilungen oder mit Zulieferern statt, um z. B. Fertigung, Mon­tage, oder Handelsteile rechtzeitig zu berücksichtigen. Vor dem letzten Arbeitsschritt, der Konstruktionsphase Ausarbeiten, wird gemeinsam mit Mitarbeitern der technischen Bereiche in Freigabegesprächen entschieden, ob der vorliegende Entwurf weiterverfolgt werden soll, oder ob noch weitere Untersuchungen erforderlich sind.

Beim Entwerfen müssen viele Informationen umgesetzt werden, da Normen, Werkstoffe, bewährte Detaillösungen, Wiederholteile, Zulieferteile mit allen Angaben exakt berück­sichtigt werden müssen. Außerdem ist dieser Vorgang gekennzeichnet durch Entwerfen und Verwerfen.

Das bedeutet, viele Ideen der Gestaltung und Anordnung können erst nach der Darstellung beurteilt werden und stellen sich dann als gut oder nicht brauchbar heraus. Außerdem müssen erkannte Fehler beseitigt und viele Größen durch mehrfache Ansätze optimiert werden. Ebenso müssen Änderungen und deren Auswirkungen eingearbeitet werden. Deswegen ist ein konsequentes Vorgehen nach einem Ablaufplan nicht möglich. Der Kon­strukteur wird also sein Vorgehen festlegen und anpassen nach der Art der Aufgabe, nach dem Umfang der Aufgabe, nach der Informationsbereitstellung und nach den Gesprächs­ergebnissen.

Die Entwurfszeichnungen werden nach den Regeln des Technischen Zeichnens angefer­tigt, sodass einheitliche Darstellungen mit firmenspezifischen Besonderheiten vorliegen.

Die Auslegung und die eingesetzten Berechnungsverfahren erfolgen mit den bekannten Regeln und Gesetzen der technischen Grundlagenfächer, der speziellen Fachgebiete und der allgemeingültigen Regeln und Vorschriften, die den Stand der Technik darstellen. Des­halb werden heute sehr viele Auslegungen und Berechnungen mit Rechnerunterstützung durchgeführt, mit dem Ziel, den gesamten Produktentwicklungsprozess mit 3D­CAD/CAM­Systemen durchgängig zu erledigen.

Die Gestaltung ist ein wesentlicher Schwerpunkt des Entwerfens. Beim Grobgestalten werden erste Abmessungen festgelegt, die sich häufig durch Erfahrungswerte und Über­schlagsrechnungen ergeben. Das Ergebnis enthält alle wichtigen Formen und Flächen und wird als Funktionsteil bezeichnet. Das Feingestalten erfolgt anschließend durch die Fest­legung aller Einzelheiten indem entsprechende Formelemente, Maschinenelemente und Gestaltungsrichtlinien für einen endgültigen Entwurf so eingesetzt werden, dass ein Fer­tigteil entsteht. Anschließend ist je nach vorgesehenem Fertigungsverfahren noch ein Rohteil zu gestalten, das z. B. für ein Gussteil oder ein Schweißteil erforderlich ist. Für das Gestalten sind einige Methoden bekannt, die die Erfahrungen guter Konstrukteure durch systematische Untersuchungen umsetzen und anwendbar machen.

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 253

Trotzdem können bei den Entwurfsarbeiten Schwierigkeiten auftreten, die auch durch sehr sorgfältiges Gestalten nicht zu beseitigen sind. Dann ist es günstiger, mit dem verbes­serten Erkenntnisstand das Vorgehen in der Konzeptphase zu überprüfen und dort neue, bessere Lösungen zu suchen. Aber auch bei sehr günstig erscheinenden Prinziplösungen können noch Schwierigkeiten im Detail auftreten. Sie entstehen oft, weil manche Eigen­schaften falsch beurteilt oder unterschätzt wurden. Beim Entwerfen ist also ein flexibles Vorgehen der Konstrukteure erforderlich, das auch durch Arbeitsstil, Organisationsfähig­keiten und breites Technikwissen geprägt ist.

Das Gestalten beginnt stets beim Kern der Aufgabe, indem nach einer Auslegungsrech­nung die funktionsbestimmenden Elemente unter Beachtung der geforderten Werkstoffe skizziert werden. Dies sind z. B. bei einem Zahnradgetriebe die Zahnräder und deren Anordnung, die sich aus den Anforderungen ergeben, bei einem Ventil die Stelle, die den Stofffluss öffnet oder schließt und bei einer Werkzeugmaschine die Elemente, die den Ferti­gungsprozess im Arbeitsraum bestimmen, also die Werkzeugbewegungen relativ zum Werkstück. Daraus ergeben sich die ersten Abmessungen, die mit den Anschluss­ und Schnittstellen, der Einbaulage und den werkstoffabhängigen Gestaltungselementen zu einem Grobentwurf führen. Das Feingestalten umfasst die endgültigen Abmessungen, die Toleranzen, Passungen und Oberflächenangaben, die Werkstoffe, die Normteile sowie Fer­tigung, Montage, Transport usw.

6 .3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen

Das grundlegende Vorgehen beim Entwerfen ist bereits bekannt, sodass vor der Behand­lung von Regeln und Richtlinien an einem einfachen Beispiel die Vorgehensweise gezeigt wird. Eine konventionell gelöste Entwurfsaufgabe wird Schritt für Schritt umfangreich erläutert, um die wesentlichen Überlegungen zu verstehen. Anschließend wird im Ver­gleich dazu das Vorgehen beim rechnerunterstützten Entwerfen kurz erläutert.

6 .3 .1 Gelenkige Aufhängung entwerfen und gestalten

Es ist eine gelenkige Aufhängung zu konstruieren, die eine geführte Pendelbewegung ermöglicht. Die Aufhängung soll mit einer lösbaren Verbindung an einem Stahlgerüst montiert und für einen Schwenkwinkel kleiner als 60o bei einer maximalen Winkelge­schwindigkeit von 1 s–1 ausgelegt werden. Als Zugkraft wirken 750 N + 50 N und als Axial­kraft weniger als 100 N. Die Anschlussbohrung soll einen Durchmesser von 10 mm haben. Es sollen einmalig 50 Stück hergestellt werden mit Herstellkosten, die 35 € je Stück nicht überschreiten. Für die Anwendung im Freien ist bei hoher Betriebssicherheit eine Lebens­dauer von mehr als 10 000 Stunden zu gewährleisten. Das Lösungskonzept ist als Skizze in Bild 6.2 dargestellt und soll eine geeignete stoffliche Gestalt erhalten. Nach dem Auf­stellen der Anforderungsliste sind alle Teilschritte der Entwurfsarbeit mit Skizzen vorzu­stellen.

6 Konstruktionsphase Entwerfen254

Umfang der Aufgabe:

1. Aufstellen einer vereinfachten Anforderungsliste.

2. Schrittweises Entwickeln der Lösung mit allen Arbeitsschritten, kurzen Erläuterungen und Skizzen.

Lösung: Gelenkige Aufhängung

zu 1.) Aufstellen einer vereinfachten Anforderungsliste

Tabelle 6 .1:Anforderungsliste gelenkige Aufhängung (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

FH HANNOVER

A n f o r d e r u n g s l i s t e F = Forderung W = Wunsch

Auftrags-Nr.: Projekt Bearbeiter: KNL 5 Gelenkige Aufhängung Conrad

A n f o r d e r u n g e n F W Nr.

Bezeichnung

Werte, Daten, Erläu-terung, Änderungen

Verantwortlich, Klärung durch:

F 0 Funktion: Geführte Pendelbewegung unter Belastung ermöglichen

F 1 Schwenkwinkel 60° F 2 Zugkraft F 750 N + 50 N Conrad F 3 Axialkraft Fa 100 N F 4 max. Winkelgeschwindigkeit 1 s–1 F 5 Lebensdauer L 10 000 h F 6 Anschlussbohrung 10 mm F 7 Montage an Stahlgerüst F 8 Stückzahl einmalig 50 Stück F 9 Herstellkosten Euro/ Stück 35 € F 10 Anwendung im Freien F 11 hohe Betriebssicherheit

Einverstanden: Bytzek Datum: 18.12.02 Blatt: 1/1

Zu 2.) Schrittweises Entwickeln der Lösung mit allen Arbeitsschritten, kurzen Erläuterungen und Skizzen.

2.1 Grobgestalten

Ziel ist die schrittweise Gestaltung eines grobmaßstäblichen, funktionsfähigen Entwurfes, der die Anforderungen der Anforderungsliste erfüllt.

Dafür können selbstverständlich mehrere Entwürfe gestaltet werden, aber aus Platzgrün­den wird hier nur einer ausgearbeitet. Die nachfolgend beschriebenen Teilschritte können von Fall zu Fall verschieden sein, außerdem kann das schrittweise Arbeiten mit Wieder­holung von Teilschritten erforderlich sein.

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 2556.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 257

F F

Stahlgerüst

Anschlussbohrung Fa

Bild 6.2: Skizze einer gelenkigen Aufhängung (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

Lösung: Gelenkige Aufhängung zu 1.) Aufstellen einer vereinfachten Anforderungsliste

FH HANNOVER

A n f o r d e r u n g s l i s t e F = Forderung W = Wunsch

Auftrags-Nr.: Projekt Bearbeiter: KNL 5 Gelenkige Aufhängung Conrad

A n f o r d e r u n g e n F W Nr.

Bezeichnung

Werte, Daten, Erläu-terung, Änderungen

Verantwortlich, Klärung durch:

F 0 Funktion: Geführte Pendelbewegung unter Belastung ermöglichen

F 1 Schwenkwinkel 60° F 2 Zugkraft F 750 N + 50 N Conrad F 3 Axialkraft Fa 100 N F 4 max. Winkelgeschwindigkeit 1 s–1 F 5 Lebensdauer L 10 000 h F 6 Anschlussbohrung 10 mm F 7 Montage an Stahlgerüst F 8 Stückzahl einmalig 50 Stück F 9 Herstellkosten Euro/ Stück 35 € F 10 Anwendung im Freien F 11 hohe Betriebssicherheit

Einverstanden: Bytzek Datum: 18.12.02 Blatt: 1/1

Tabelle 6.1: Anforderungsliste gelenkige Aufhängung (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

Bild 6 .2:Skizze einer gelenkigen Aufhängung (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.1.1 Grobgestalt ermitteln

■ Zuordnen von Wirkflächen nach Form, Lage und Größe.

■ Herstellen einfacher Verbindungen der Wirkflächen durch weitere einfache Flächen bzw. stofferfüllte Körper, damit über die Wirkflächen die Aufgaben erfüllt werden kön­nen, z. B. Kräfte übertragen, Bewegungen ausführen usw.

■ Dabei ist besonders darauf zu achten, dass die erforderlichen Bewegungsmöglichkeiten gewährleistet sind, keine Zusammenstöße beweglicher Bauteile und keine statischen Überbestimmungen entstehen.

■ Aus der Vielfalt der möglichen Flächen­ und Körperformen, ­lagen und ­größen nur die einfachsten auswählen.

6 Konstruktionsphase Entwerfen256

Die in Bild 6.3 dargestellte Grobgestalt besteht aus den Wirkflächen Zylinderfläche 1 zum Ermöglichen der Pendelbewegung und zum Übertragen der Kraft F (A 1, 2), den Ebenen 2 zum Übertragen der Axialkräfte (A 3), und der Zylinderfläche 3, die die Anschlussfläche darstellt (A 6).

(A = Anforderung mit Nr. der Anforderungsliste)

Bild 6 .3:Grobgestalt der gelenkigen Aufhängung (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.1.2 Anschlüsse und Zusammenbau berücksichtigen

■ Anschlüsse an andere Bauteile oder Produkte sind unter Beachtung der Anschluss­zeichnungen bzw. ­bedingungen (Aufstellungsort) zu berücksichtigen.

■ Handhabung und Bedienmöglichkeiten sind zu beachten.

■ Unterteilen der Grobgestalt durch Teilfugen, um Fertigung und Montage zu ermög­lichen bzw. zu vereinfachen. Hier treten meist neue Teilfunktionen auf, z. B. Bauteile verbinden.

■ Relativlagen der Bauteile durch Anschlagflächen, Absätze, Zentrierungen, Verspannun­gen usw. festlegen. Besonders ist darauf zu achten, ob Zusammenbau und Demontage überhaupt möglich sind.

Die entsprechenden Änderungen unter Beachtung der Anforderung Nr. 7 sind im Bild 6.4 eingezeichnet.

  Bild 6 .4:Zusammenbau berücksichtigen (nach Bach-mann, Lohkamp, Strobl)

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 257

2.1.3 Kraftfluss und Beanspruchungen berücksichtigen

■ Anstreben kurzer direkter Wege von einer Krafteinleitungsstelle zur anderen, Umwege ergeben unnötige Biegung! Durch diese Maßnahme ergeben sich steife und kleine Kon­struktionen. Steife Konstruktionen mit direkten Kraftleitungswegen sind besonders dann erforderlich, wenn unvermeidbare Schwingungen klein zu halten sind.

■ Vermeiden scharfer Kraftumlenkungen und schroffer Querschnittsänderungen wegen Kerbwirkung.

■ Versuchen, alle Querschnitte gleich hoch zu beanspruchen, d. h. Bauteile gleicher Fes­tigkeit anstreben. Dadurch ergibt sich bei kleiner Baugröße eine gute Werkstoffausnut­zung.

Diese Gesichtspunkte sind in folgender Skizze (Bild 6.5) berücksichtigt.

Bild 6 .5:Kraftfluss und Beanspruchung beachten (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.1.4 Reibungs- und verschleißmindernde Gesichtspunkte

■ Feststellen von Gleit­ und Verschleißstellen

■ Treffen von Maßnahmen, um Reibung, Erwärmung, Verschleiß und Reibbeanspru­chung zu vermindern; z. B. geschmierte Lager vorsehen. Wo sich Verschleiß nicht ver­meiden lässt, für Austauschmöglichkeit der Verschleißteile sorgen.

■ Wählen der Schmierung nach Ort und Art: Schmierstoffe, Schmiereinrichtungen. Dabei die Zugänglichkeit der Schmierstellen, evtl. nötige Abdichtungen, Kontrollmöglichkeit, Wartung und Entlüftung beachten.

■ Korrosionsschutzmaßnahmen wie Anstriche, Verzinken, Beschichten usw. gehören auch zu den verschleißmindernden Gesichtspunkten.

Zur Verminderung des Verschleißes wurde eine Gleitbuchse (Gleitlager) vorgesehen und im Bild 6.6 eingezeichnet.

6 Konstruktionsphase Entwerfen258

Bild 6 .6:Lager und Schmierung beachten (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.1.5 Analyse des Grobentwurfs

■ Suchen nach Schwachstellen, indem überprüft wird, ob alle Anforderungen der Anfor­derungsliste erfüllt sind.

■ Beachten, dass Stand und Regeln der Technik eingehalten werden.

Die Darstellung im Bild 6.6 unter 2.1.4 lässt folgende Schwachstellen erkennen:

■ Zwei Anschlussschrauben stützen beim Pendeln nicht genügend ab.

■ Aus Sicherheitsgründen sollten die Befestigungsschrauben gesichert sein.

■ Aus Sicherheitsgründen und wegen des Auswechselns sollte der Lagerbolzen nicht nur mit einem Presssitz, sondern formschlüssig gesichert sein (siehe Anforderung Nr.11).

Die Beachtung der Schwachstellen und der genannten Gesichtspunkte ergibt einen geän­derten, jedoch noch nicht bemaßten Entwurf im Bild 6.7.

Bild 6 .7:Entwurfsvariante mit Verbesserungen (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 259

2.2 Feingestalten

Der Grobentwurf erfüllt nun die Anforderungen der Anforderungsliste, aber auf die Abmessungen wurde bisher noch nicht systematisch geachtet. Ziel des Feingestaltens ist es nun, einen maßstäblichen Entwurf unter Beachtung der Anforderungen der Aufgaben­stellung zu erstellen.

2.2.1 Dimensionieren

■ Treffen von Lastannahmen. Darunter ist das Ermitteln der erforderlichen Daten (z. B. Maße, Leistungen, Belastungen, Drehzahlen usw.) zu verstehen unter Beachtung zeit­licher Änderungen (z. B. Beschleunigungskräfte).

■ Wählen der Werkstoffe unter Beachtung der im Betrieb vorhandenen Werkstoffe und Halbzeuge.

■ Berechnungen durchführen. Je nach den Anforderungen auf Tragfähigkeit (Spannungen, Verformungen), Erwärmung, Lebensdauer usw. Abschätzen, ob der Berechnungsauf­wand und die erzielte Genauigkeit im richtigen Verhältnis zu den Ergebnissen stehen.

■ Wählen der Hauptabmessungen, Querschnitte und Formen der Bauteile. Hierbei schon an die Herstellung, vorhandene Fertigungsmöglichkeiten und an die Normung denken.

Diese Teilschritte sind oft zur Entwurfsverbesserung ganz oder teilweise zu wiederholen, also auch ein Iterationsvorgang: Entwerfen und Verwerfen.

Das Aufzeichnen des Entwurfs sollte jetzt zur besseren Vorstellung der Abmessungen im Maßstab 1:1 erfolgen. Im Entwurf in Bild 6.8 sind nur wenige Maße eingetragen.

Bild 6 .8:Maßstäblich gezeichneter Entwurf (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.2.2 Fertigungs- und montagegerechtes Gestalten

Für die maßstäblich zu erstellenden Zeichnungen sind viele Gesichtspunkte zu beachten, insbesondere:

■ Feststellen, welche Bauteile oder Baugruppen gefertigt werden müssen, welche im Betrieb vorhanden sind (Werknormen beachten) und welche kostengünstig zugekauft werden können (z. B. Normteile, Maschinenelemente). Bei Verwendung von Kaufteilen

6 Konstruktionsphase Entwerfen260

müssen die Herstellerangaben nach Katalogen sowie Termine und Kosten sorgfältig beachtet werden.

■ Wählen der Fertigungsverfahren für die Bauteilherstellung unter Beachtung der Stück­zahlen, der Werkstoffart, der erforderlichen Maß­ und Formgenauigkeit sowie der vor­handenen Fertigungseinrichtungen in Zusammenarbeit mit der Arbeitsvorbereitung.

■ Oberflächenbehandlung (z. B. Härten) und Oberflächenbearbeitung, Toleranzen und Passungen nur dort vorsehen, wo sie aufgrund der Funktion wirklich erforderlich sind.

■ Montagegerechtes Gestalten bedeutet auch, an Transport, Verpackung und Aufstellen am Bestimmungsort zu denken.

Der unter Berücksichtigung von Fertigung und Montage geänderte Entwurf wurde wegen der geringen Stückzahl als Schweißkonstruktion gewählt (Anforderung Nr. 8, Bild 6.9).

Zukaufteile: 1 Sicherungsschrauben, 2 Lagerbuchse eingeklebt, 3 Lagerbolzen, 4 Schmiernippel DIN 3402, 5 Spannstift DIN 1481. Wegen der besseren Übersicht ohne Maßeintragung.

Bild 6 .9:Berücksichtigung von Fertigung und Montage (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

2.2.3 Bewertung der Entwürfe

Im Entwurfsstadium ist eine Bewertung erforderlich, um zu erkennen, ob eine weitere Bear­beitung ein erfolgreiches Produkt ergibt, welche Entwürfe nicht weiter verfolgt werden sol­len und welche Verbesserungen notwendig sind. Die Bewertung kann nach der VDI­Richt­linie 2225 durchgeführt werden. Vereinfacht kann nur mit einer Begründung der Vor­ und Nachteile mehrerer Entwürfe eine Entwurfsauswahl stattfinden. Da für das vorgestellte Bei­spiel schon während der Entwurfsarbeiten alle wichtigen Punkte vergleichend geklärt wur­den und nur ein Entwurf gezeichnet wurde, soll hier keine Bewertung durchgeführt werden.

2.2.4 Beseitigen der Schwachstellen

Die bei der Bewertung festgestellten Schwachstellen werden beseitigt durch:

■ Ändern des Entwurfs unter Berücksichtigung aller vorgenannten Punkte, d. h. Ändern der Gestalt und/oder des Lösungsprinzips mit dem Ziel, eine bessere Konstruktion zu erreichen.

6.3 Anwendung der Arbeitsschritte beim Entwerfen 261

■ Festlegung und Änderung besonders sorgfältig zu gestaltender Bereiche, wie z. B. Ver­bindungs­, Kraftübertragungs­, Lager­ und Kerbstellen.

Der neu aufgezeichnete, so genannte bereinigte Entwurf der gelenkigen Aufhängung ent­hält in Bild 6.10 eine Bundbuchse und Anlaufscheiben statt der glatten Buchse. Die Maße wurden wegen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen.

Bild 6 .10:Bereinigter Entwurf (nach Bachmann, Lohkamp, Strobl)

6 .3 .2 Entwerfen mit 3D-CAD/CAM-Systemen

Der Einsatz von Rechnern zum Entwerfen in der Konstruktion hat für einige Arbeits­schritte das Vorgehen verändert. Für die Aufgabenstellung „Gelenkige Aufhängung“ soll dies im Vergleich erläutert werden. Das Erstellen einer Anforderungsliste ist mit einem CAD­System nicht sinnvoll und wird deshalb mit einem PC durchgeführt.

Das Grobgestalten erfolgt durch Nachdenken und mit Freihandskizzen auf Papier, da CAD­Systeme diesen Arbeitsschritt noch nicht unterstützen. Das bedeutet, dass alle Über­legungen, die als Unterpunkte beim Grobgestalten beschrieben wurden, auch beim rech­nerunterstützten Konstruieren erforderlich sind, bevor der Rechner eingeschaltet wird. Der Konstrukteur geht also in der Regel mit Freihandskizzen an den CAD­Arbeitsplatz und skizziert Einzelteile mit den wichtigsten Geometrieelementen, die für die Funktionserfül­lung notwendig sind. Diese Funktionsteile werden als CAD­Modelle gespeichert und anschließend nach den Regeln des eingesetzten Systems zu Baugruppen zusammenge­setzt. Dabei ist natürlich unbedingt zu beachten, dass alle Einzelteile so anzuordnen sind, dass jederzeit jedes Teil entfernt und durch ein anderes ersetzbar sein muss. Dieser Zustand ergibt sich z. B. bei erforderlichen Verbesserungen oder dem Einsatz von Wieder­holteilen, die schon aus anderen Konstruktionen bekannt sind. In den CAD­Systemen sind für diesen Vorgang unterschiedliche Regeln einzuhalten. Bei einigen Systemen wird vor dem Zusammenbau ein Modell, ein sog. Skelettmodell, erzeugt, das nur aus Bezugsebe­nen, Bezugsachsen oder Bezugspunkten besteht, auf die alle Teile zu referenzieren sind. Der Vorteil besteht dann darin, dass jedes Teil entfernt werden kann, ohne das andere davon abhängige Teile mit gelöscht werden. Weitere Hinweise enthält Kapitel 9.

Stichwortverzeichnis

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Sachwortverzeichnis

A

Abbruch einer Entwicklung 94ABC­Analyse 430Ablaufplan 93Ablauf von Designprozessen 111Abstimmungsgespräche 289, 346Abstrahieren 69, 170, 217Aktoren 222

– elektrische 223 – hydraulische 223 – pneumatische 223

Alter – Begriff 30 – eines Menschen 30

Altern 31Analogien 180Analogisieren 176Analyse 69, 119

– bekannter Systeme 173Anforderungen 156, 381Anforderungsarten 139Anforderungskataloge 140, 141Anforderungsliste 136, 138, 140

– aufstellen 146 – Formblatt 145

Anpassungskonstruktion 41, 173Anzahl der Prinzipien 227Appell 102Arbeitsmethoden der Informations­

verarbeitung 72Arbeitsplan der Wertanalyse 444Aufarbeitung

– industrielle 319Aufbauschema 201Aufgabenschwerpunkte 121Aufgabenstellung 135

– Klärung 135Auftragsdurchlaufzeit 125Ausarbeiten 42, 91, 357

– Arbeitsschritte 357Ausfalleffektanalyse 347Auslegung 252Austauscherzeugnis­Fertigung 320

B

Barrierefreie Produkte 235Baugruppen 65Baukasten 375Baukastenstückliste 375

Baureihe 375Bauteileigenschaften

– Vorhersage 421Bediensystemgestaltung 119Bedürfnisse 32

– elementare 32 – erlernte 32

Begabung 181Beiträge

– aktive menschliche 152benennungsorientierte Suche 212benutzungsgerechte Konstruktion 151Beratungsgespräche 252, 421Bereich Konstruktion 16Beschaffenheitsmerkmale 392Beschaffungskosten 210Betroffenheit des Menschen

– passive 152Bewerten 237Bewerten durch eine Gruppe 240Bewertungskatalog 242, 341Bewertungskriterien 237, 239, 242Bewertungsliste 242Bewertungsmethoden 237Bewertungsverfahren 236, 246, 342Beziehung 102Beziehungsebene 100Bildleiste 395Bioinspiration 214Biologische Systeme 217Biomimetik 214Bionik 214Black­Box­Methode 58Bottom­up­Konstruktionsmethode 467Brainstorming 183Briefing 111Businessplan 82

C

CAD 455CAD/CAM 457CAD/CAM­Systeme 3D 457CAD­Normteiledatei 397CAID 458CAM 456CAP 456CAQ 457CA­Techniken 454Computer­Aided­Industrial­Design 458Concurrent Engineering 474

Sachwortverzeichnis 587

D

dekadische Gliederung 384Demografie 115demografischer Wandel 31Denkweise 40Design 111, 231Designanforderungen 155Designbriefing 111Designer 458

– Dienstleistungen 459Designprozesse 111Deterministische Gefahren 268dezimale Gliederung 384Dienstleistungen 33Differentialbauweise 282Digital Mock­Up 474Diskursives Denken 68Dominanzmatrix 238Drehmaschine 55

– Systemdarstellung 57Durchlaufzeit 123

E

Effekte der Physik 199Eigenfertigung 282Eigenfertigungsteile 282Eigenteil 367Einflussfaktoren 25Einzelfertigung 121Einzelkosten 414Einzelprodukt 24Einzelteilzeichnungen 364Eisberg­Modell 100Elektronische Zulieferkataloge 213Entscheidungsprozess 84Entscheidungsschritt 94Entsorgung 306, 333entsorgungsgerechte Gestaltung

– Grundregeln 334Entsorgungskosten 335Entsorgungsprobleme 339Entwerfen 42, 91, 262

– Arbeitsschritte 250Entwerfen und Verwerfen 87, 252Entwicklungsprozess 80Entwurf 250Entwurfszeichnung 252, 357Erfahrung 29Ergonomie 235

– Definitionen 115Ergonomieprozesse

– Ablauf 115Ergonomische Anforderungen 151ERP 457Erzeugnisgliederung 360

– fertigungs­ u. montageorientiert 281 – funktionsorientiert 361

Erzeugnisse 359Erzeugnisstruktur 360Evaluation 120

F

Fähigkeiten 230Fehler 348Fehlerbaumanalyse 347Fehler­ Möglichkeits­ und Einfluss­Analyse

(FMEA) 348Feingestalten 252Fertigteil 289Fertigungsart 24fertigungsgerechtes Gestalten 284Fertigungskosten 450FMEA 128, 247, 347Forderungen 139Fortschrittsgespräche 252Fremdfertigung 282Fremdteil 367Fügen 294Funktion 60, 439Funktionsanalyse 173Funktionsbegriff 59Funktionsbeschreibung 60funktionsorientierte Arbeitsweise 24funktionsorientierte Recherche 212Funktionsstruktur 172Funktionsteil 289Funktionszuordnung 455Funktionszuordnungen 457

G

Gebilde, technische 51Gebinde 401Gebrauchsfunktion 439Gebrauchsgüter 33Gebrauchstauglichkeit 157Gedankenlandkarte 187Gefahren

– deterministische 268 – stochastische 267

Geltungsfunktion 439Gemeinkosten 414Gemischtfertigung 121generierendes Vorgehen 87Gerontik© 28, 37, 156, 224

– Sieben Prinzipien 227Gerontiker 227Gerontikprodukte 34, 229Geronto 28Gerontologie 35Gerontoökologie 36Gerontopsychatrie 36Gerontopsychologie 36Gerontosoziologie 36Gerontotechnik® 36, 37Gerontotechnologien 36, 37Gesamtfunktion 172Gesamtkosten 414Gesamtstücklisten 363Gesichtspunkte

– ordnende 196

Sachwortverzeichnis588

Gestalten 262 – entsorgungsgerechtes 336, 337 – fertigungsgerechtes 279 – gießgerechtes 289 – montagegerechtes 293, 296, 297 – recyclinggerechtes 306, 308 – werkzeugmaschinengerecht 285

Gestaltung 252 – aufarbeitungsgerechte 324 – benutzerorientierte 117 – demontagegerechte 321 – montagegerechte 325 – prüf­ und sortiergerechte 323 – reinigungsgerechte 323

Gestaltungsbewertung 262, 341Gestaltungsprinzipien 262, 270Gestaltungsregeln 262Gestaltungsrichtlinien 262, 277

– grundsätzliche 278Gewichtungsfaktoren 237, 241Grunddaten 379Grundregel 265

– Eindeutig 265 – Einfach 266 – Sicher 267

Grundstruktur mechatronischer Systeme  222

Gruppe 364Gruppenzeichnungen 364Gussteile 293Güter 33

H

Handhaben 294Hauptfunktionen 457Hauptklassen 391, 398Hauptumsatz 54Herstellkosten 210, 414, 447, 451

– Einflußgrößen 416Hilfsmittel 22House of Quality 162

I

Ideenfindung – Methoden 178

Identifizieren 382Identifizierungsnummer 382Identnummern 383Industrial Design 231Informationsbeschaffung 72Informationsnummern 383Informationsquellen 74Informationssystem für Relativkosten 

427Informationstechnik 470Informationsverarbeitung 71Informationswesen 72Ingenieuraufgaben 85Ingenieure 129Inhaltsebene 100

Instandhaltung 315Integralbauweise 282Integrierte Produktentwicklung 79interdisziplinäre Zusammenarbeit 112Interdisziplinäre Zusammenarbeit 95, 130Intuition 182Intuitives Denken 68Investitionsgüter 33

K

Kataloge 75, 200Kausalitätsprinzip 225Kennzahlen 121Keramikteile 293Killerphrasen 184Klassifizieren 382Klassifizierung 385Klassifizierungsnummern 382Klassifizierungssystem 391Klassifizierung über Sachmerkmale 

400Kleinserienfertigung 121Kleinserienprodukt 24Kombinieren 177Kommunikation 98Können 95Konstruieren 15

– gießgerechtes 293 – kostengünstiges 421 – lärmarm 301 – montagegerechtes 296 – rechnerunterstützt 470 – rechnerunterstütztes 454

Konstrukteur 15 – Arbeitsweise 94 – Denkweise 40

Konstrukteure 15Konstruktion 14, 18, 23

– Kostenerkennung 420Konstruktion,Bedeutung 77Konstruktionsalltag

– organisierte Maßnahmen 94Konstruktionsarten 41, 122Konstruktionsausbildung 16Konstruktionsbereiche 45Konstruktionsgrundsätze 262Konstruktionskataloge 62, 200, 204

– Aufbau 201Konstruktionslehre 13, 16, 21

– Aufgaben 22Konstruktionsmethodik 39, 470

– Anwendung 22 – Erwartungen 45 – Nutzung 48 – Ziele 47

Konstruktionsphasen 42, 91 – Zeitanteile 43

Konstruktionsprozess 82, 89, 470Konstruktionsprozesse 14Konstruktionsregeln 320Konstruktionsrichtlinien 75

Sachwortverzeichnis 589

Konstruktionstechnik 14Konstruktionstermine 77Konstruktionswissenschaft 14Konsumgüter 33Konzipieren 42, 91, 169

– Arbeitsschritte 169korrigierendes Vorgehen 88Kosten 413

– Änderungskosten 417 – ­beeinflussung 413, 417 – ­beurteilung 417 – ­eigenschaften 415 – ­entstehung 412 – ­erkennung 420 – ­ermittlungsverfahren 422 – ­festlegung 412 – fixe 414 – ­früherkennung 414 – ­informationssysteme 421 – senken 445 – variable 414 – ­wissen 412 – ­ziele 412

Kostenanalyse 420 – Methode 445

Kostenarten 414Kostenstellen 414Kostenträger 414Kraftfluss 272, 273

– Grundsätze 274 – Regeln zur Gestaltung 274

Kreativität 181Kreislaufwirtschaft 308Kurzkalkulation 421

L

Lastenheft 138Leistung

– zugekaufte 127Literaturrecherchen 179Lösung

– prinzipielle 178Lösungselemente 193Lösungskataloge 199, 205Lösungskonzept 40Lösungsprinzip

– Arbeitsschritte 169Lösungsprozess 83

M

Management 444Maschinenrichtlinie 269, 302Maschinenstundensatzrechnung 451Materialkosten 448Material­Recycling 327Mechatronik 219

– Funktionen 222mechatronische Systeme 221Mengenübersichtsstückliste 372Mensch 230

Merkmal 392 – Definition 141 – stoffliche und geometrische  64

Merkmalausprägung 393Methode 22

– allgemeine 70Methode 635 185, 186Methodenwissen 40Methodik 443Methodik beim Konstruieren 89methodische Produktplanung 132methodisches Vorgehen 67Mind Map 187

– Funktion 188Mind Mapping 187Montage 294, 296montagegerechte Baugruppen 297montagegerechte Einzelteile 297montagegerechte Gestaltung 294, 297Montageoperationen 295Montageprozess 294Montieren 294Morphologie 192Morphologischer Kasten 192

N

Nebenumsatz 54Neukonstruktion 41Neukonstruktionen 173Normen 75Normteil 367Nummer 381, 384

– auftragsabhängig 389 – auftragsunabhängige 389

Nummernsystem 387 – Anforderungen 381 – Aufbau 400 – teilsprechendes 391 – vollsprechendes 391

Nummernsysteme 381Nutzerbefragungen 157Nutzerbeteiligung 157Nutzungskontext 157

O

Objektkataloge 205Öko­Bilanz 311Operationskataloge 205Ordnende Gesichtspunkte 196, 199Ordnungsschema 197

P

Parallelnummernsystem 388, 391Parsimonieprinzip 225Pflichtenheft 138Phasen des Lebenszyklusses 307Physikalische Effekte 64, 198Planen 91Planung neuer Produkte 132

Sachwortverzeichnis590

Platzen, Nummernschlüssel 383Platzkostenrechnung 451PPS 392, 457Prinzip 225Prinzip der Aufgabenteilung 271Prinzip der Selbsthilfe 271Prinzipen des Universal Design 232Prinzipien der Kraftleitung 270Prinziplösung 62Prioritätenfolge Abfall 309Problemanalyse 69Problemlösungsbaum 205Problemschwerpunkte 25Produktalter 126Produktarten 24Produkte

– recyclinggerecht gestaltete 331Produkte der Gerontik 96Produkte für Alle 27, 28Produkteigenschaften 277Produktentstehungsprozess 82Produktentwicklung 25, 471Produktergonomie 234Produktionsergonomie 234Produktionsprozess 296

– Probleme 81Produktionsrückläufe 308Produktkreislauf 317Produktlebensphasen 307Produktplanung 132

– Impulse 134Produktprogramm 126Produktverantwortung 306Prozess 53

– kreativer 181Prozess der Produktentwicklung 82Prozessmodell 117prozessorientierte Arbeitsweise 24Prüfen 294Psychografie 115Punktbewertung 240

Q

QFD 128, 160, 161, 347Qualität 139, 159Qualitätsdenken 409Qualitätsplanung 160, 409Qualitätssicherung 159, 246, 346, 409Qualitätssicherungsmethoden 128Quality Function Deployment 161

R

Rapid Prototyping­Anlagen 473Realisierung 120Recycling 308

– Begriffe 312 – Kreislaufarten 312

Recyclingbehandlungsprozesse 315Recyclingformen 313recyclinggerechte Gestaltung 306

Regeln – allgemeine 325

Regelungen – organisatorische 128

Relationsmerkmal 393Relativkosten 423Relativkostenblätter 425Relativkostenkatalog 424, 428, 429Relativkostenobjekte

– Auswahlkriterien 424Relativkostenzahlen 425

S

Sachebene 100Sachinhalt 102Sachmerkmal 392Sachmerkmale für Teilearten 405Sachmerkmalleiste 394, 395Sachmerkmalverzeichnis 396Sachnummer 389Sachnummernsystem 390, 397Schlüsselwort 188Schmiedeteile 293Schriftfeld 367schrittweise Abstraktion 170Schwachstellenanalyse 69Selbstkosten 414Selbstoffenbarung 102selbstschützende Lösungen 272selbstverstärkende Lösungen 271Sender­Empfänger­Modell 99Sensoren 223Serienfertigung 121Serienprodukt 24Sicherheit 267Sieben Prinzipien der Gerontik© 229Simulation 473Simultaneous Engineering 474Skelett 467Skeletttechnik 467Solo­Brainstorming 185Stochastische Gefahren 267Strategie der Lösungssuche 87Strukturanalyse 69Strukturgestaltung 119Strukturstückliste 373Strukturstufen 360Stücklisten 366, 379, 380

– Arten 371, 378 – Aufbau 367 – Formulare 368 – Informationen aus 380 – Sinn und Zweck 379 – Textbausteine 380

Stücklistenaufbau – fertigungs­ und montageorientiert 379

Stücklistenfeld 368Stücklistensatz 360, 362Summenkurve 433Synthese 70System 52

Sachwortverzeichnis 591

systematische Methoden 192Systeme, mechatronische 221Systemuntersuchungen 55System Wertanalyse 443

T

Team 110 – Eigenschaften 110

Teamarbeit 107, 108Teamorganisation 108, 110Teamorientierung im Unternehmen 109Technik 28Technische Biologie 214Technische Gebilde 16, 51Technische Produkte 52Technische Systeme 52, 54, 67technische Wertigkeit Wt 241Teil 367Teilearten 367Teilestammdaten 379Teileverwendungsnachweis 378Teilfunktionen 172, 193Testmethoden 82Top­down­Konstruktionsmethode 467

U

Umweltproblematik 308umweltverträglich 307umweltverträgliche Produkte 306Umweltverträglichkeit 340Universal Design 232unterscheidende Merkmale 196Usability 157Useware 119Useware­Engineering 119Useware­Entwicklungsprozess 119

V

Value Management 442Variantenkonstruktion 41Variantenstücklisten 377Variantenübersichten 377Variationsmerkmale 177Variieren 177Verbraucherbefragungen 157Verbrauchsgüter 33Verbundnummernsystem 388, 391Vergleich

– paarweiser  238 – Vor­ und Nachteil­ 237

Verhaltensweisen 444Verständlichkeit 104Versuche 180Verwendbarkeitsmerkmale 392

Verwendung 314Verwertung 314Vier­Ebenen Modell 102Virtualisierung 472virtuelle Produktentwicklung 470virtuelles Produkt 472Vision 96Vorkalkulation 421, 451Vormontage 296

W

WA­Aufgaben – Auswahlkriterien 442

WA­Projekte – Grundregeln 443

Weiterverwendung 314Weiterverwertung 315Werknormen 75, 282Werkstoffbezeichnungen 551Werkstückgestaltung

– fertigungsgerechte 284Wert 440Wertanalyse 128, 430, 435, 437, 438, 439

– Objekt 439 – Zweck 438

Wertgestaltung 438Wertskala

– nach VDI 2225, Nutzwertanalyse 240Wertverbesserung 438Wiederholteil 367Wiederverwendung 314Wiederverwertung 315Wirkprinzip 65wirtschaftliche Wertigkeit Ww 241Wirtschaftlichkeit 412

– funktionsmäßige 412 – herstellungsmäßige 412

Wissensbasis 14Wünsche 139W­Wörter

– Fragenreihe 185

Z

Zehnerregel 410Zeichnungen 363Zeichnungsinhalt 364Zeichnungssatz 360, 362Zeichnungsstücklisten 368Zukunftstechnologien 29, 108Zulieferkomponenten 206Zulieferorientiertes Konstruieren 212Zulieferteile 135Zulieferungen 207Zusammenbauzeichnungen 364Zuschlagskalkulation 447