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Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion - Logische Funktionen, logische Schaltungen und deren Anwendung -

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Academic year: 2022

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(1)

Prof. Dr.-Ing. Thomas Vietor, Dipl.-Ing. Tobias Huth

Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion

- Logische Funktionen, logische Schaltungen und deren Anwendung -

(2)

vorläufiger Zeitplan Vorlesung

Nr. Themen Termin Inhalt Aufnahme

1. Einführungsveranstaltung 22.10.

2. Technische Systeme, historische Morphogenese, Informationsverarbeitung technischer Systeme 29.10.

3. Abläufe des Konstruktionsprozesses, Problemlösendes Denken 05.11.

4. Problemlösendes Denken, Intuitiv betonte Methoden 12.11.

5. Konstruktionskataloge, Aufgabenklärung, Anforderungen 19.11.

6. Fortsetzung Aufgabenklärung, Allgemeine Funktionen – Durchgängiges Beispiel 26.11.

7. Allgemeine Funktionsstrukturen – Durchgängiges Beispiel 03.12.

8. Logische Funktionen, logische Schaltungen und deren Anwendung 10.12.

9. Physikalische Effekte und Erarbeitung von prinzipiellen Lösungen 17.12.

Winterpause

10. Prinzipskizzen 14.01.

11. Bewerten und Auswählen, Gestaltung 21.01.

12. Gestaltung, Kennzahlen 28.01.

13. Wiederholung und Zusammenfassung 04.02.

14. Puffer 11.02.

(3)

vorläufiger Zeitplan Übung

Nr. Themen Termin Inhalt Aufnahme

1. Anforderungsliste, Konstruktionskataloge 27.11. -

2. Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS) 04.12. -

3. Logische Funktionen, Logische Funktionsstrukturen (LFS) 11.12. -

4. Spezielle Funktionsstrukturen (SFS), Kinematische Ketten 18.12. -

Winterpause

5. Übung Lenksäule I – Anforderungsanalyse (Anforderungsliste, AFS) 15.01. -

6. Übung Lenksäule II – Ausarbeitung prinzipieller Lösungen (Prinzipskizzen, Morphologisches Schema) 22.01. -

7. Übung Lenksäule III – Ausarbeiten und Bewerten (SFS, Punktbewertung) 29.01. -

8. Klausurvorbereitung 05.02. -

9. Puffer 12.02. -

(4)

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Allgemeine Funktionen

 Allgemeine Funktionsstrukturen

 Erstellung einer AFS durch Analyse und Abstraktion eines bekannten Systems

 Variationsoperationen für Allgemeine Funktionsstrukturen

(5)

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

Operationen der Allgemeinen Größen

 Operationen beschreiben die

Zustandsänderung der Allgemeinen Größen in den Dimensionen

 Erscheinungsform

 Zeit

 Raum

 Teilung oder Vereinigungen von Flüssen können mithilfe der Operation

Verknüpfen abgebildet werden

summativ

X X

distributiv

(6)

Allgemeine Operationen und Beispiele technischer Realisierungen der Funktionen

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(7)

Beispiele technischer Systeme, die Allgemeine Größen verknüpfen

Nebenfluss

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(8)

Vorgehensweise zur Erstellung Allgemeiner Funktionsstrukturen

 Ausgangspunkt ist Hauptaufgabe (Aufgabenklärung)

 In Abhängigkeit der Entwicklungs- aufgabe zwei grundsätzlich unter- schiedliche Vorgehensweisen möglich

 Variationen ermöglichen Anpassung und Erweiterung der Lösungsvielfalt

 Ableitung von Teilaufgaben für die weitere Lösungssuche

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(9)

Schrittweises Erzeugen Allgemeiner Funktionsstrukturen aus der Hauptaufgabe

Steuerdaten für Motor berechnen

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(10)

Vorgehensweise zur Erstellung Allgemeiner Funktionsstrukturen

 Ausgangspunkt ist Hauptaufgabe (Aufgabenklärung)

 In Abhängigkeit der Entwicklungs- aufgabe zwei grundsätzlich unter- schiedliche Vorgehensweisen möglich

 Variationen ermöglichen Anpassung und Erweiterung der Lösungsvielfalt

 Ableitung von Teilaufgaben für die weitere Lösungssuche

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(11)

Erstellung einer AFS durch Analyse und Abstraktion eines bekannten Systems Mechanischer Drehzahlregler der Firma Bosch

Mechanische Realisierung

Abstrakte Darstellung als Allgemeine Funktionsstruktur

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(12)

Beispiele Variationsoperationen

Nr. Variationsoperation Beispiel

1 Wandler oder Leiter einfügen Energie Wandler einfügen um vorhandene Handkraft an gefordertes Maß anzupassen

2 Reihenfolge von Schaltelementen vertauschen Drossel (Wandler) vor Gasleitung (Leiter) anordnen. Die Leitung kann so drucklos ausgeführt werden 3 Mehrere Elemente zusammenfassen (Funktionsintegration) Verwendung eines Zentralrechners anstatt mehrerer Einzelrechner

4 Elemente weiter differenzieren Genaue Darstellung einer Verbrennungsmaschine, zufügen von Wärmeverlusten 5 Anzahl gleicher Elemente erhöhen oder verringern redundante Pumpe (Wandler) parallel schalten um Sicherheit zu erhöhen

6 Systemgrenze verschieben Bohrmaschine wird zur Akkubohrmaschine wenn der Energiespeicher innerhalb der Systemgrenze liegt

7 Rückführschleifen einfügen oder entfernen

Steuerung durch Regelung ersetzen/ Regelung durch Steuerung ersetzen

8 Inforationsflüsse verstärken Störabstand eines Informationsflusses vergrößern

Wiederholung Vorlesung 03.12.2020

(13)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(14)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(15)

Prinzipielle Phase

Ziel: Erarbeitung grundsätzlicher Lösungsansätze (prinzipielle Lösungen)

 Betrachtung funktionaler Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen einzelnen

Systemelementen

 Zerlegung der Gesamtfunktion in handhabbare Teilfunktionen

 Ableitung von Teilaufgaben

 Ermittlung von Effekten zur Realisierung der Teilaufgaben

 Kombination der ermittelten Teillösungen zu Gesamtlösungen und Erstellung von Prinzip-/

Gestaltskizzen

(16)

Einordnung der Prinzipiellen Phase in der Produktentwicklung

Bilder aus Roth Konstruieren mit Konstruktionskatalogen Band I, 2001

Bezeichnungen H, G, P, F und N

Herstellungskonstruktion

Gestaltungskonstruktion

Prinzipkonstruktion

Funktionskonstruktion

Neukonstruktion

(17)

Vorgehen zu Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Reduzierung der Komplexität durch Definition von Teilaufgaben

 Eingangs- und Ausgangsgrößen als (physikalische) Funktionen formulieren

 Ermittlung und Auswahl geeigneter Effekte

 Anforderungserfüllung überprüfen

 Kombination der Teillösungen unter Beachtung der Verträg- lichkeiten

 Abschließende Beurteilung der Lösungsvarianten

(18)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(19)

Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

Mathematischer Funktionsbegriff

 Menge des Argumentbereichs kann mit Menge des Bildbereichs identisch sein

 Definierte Operationen für die Darstellung von Beziehungen oder Zuordnungen

(20)

Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

Konstruktiver Funktionsbegriff

Betrachtung der Enthalpieänderung

)

(

a e

p e

a

i c

i      

Betrachtung der Veränderung der Inneren Energie

) (

ende anf

v anf

ende

u c

u      

(21)

Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

Die Funktion eines technischen Produktes ist der gewollte reproduzierbare Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen bzw. Anfangs- und Endzuständen von Stoffen,

Energien oder Informationen, den das Produkt herstellen soll.

Funktion

(22)

Konkretisierung einer einzelnen Funktion

Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

Beispiele für Darstellungsformen für Funktionen

Gemeinsame Funktionsstruktur für verschiedene Realisierungen

„Stoff speichern“ und „Energie wandeln“

(23)

Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

Übliche Darstellungsformen für Funktionen in der Konstruktionsmethodik

Darstellungsform Beispiele Symbole

Verbal Wasser erhitzen,

Wagen heben

Blockschaltbilder

Allgemeine Funktionen

Funktionsblöcke

Logische Funktionen

Mathematische Ausdrücke Einmassenschwinger 2 0

2    

c s

dt bds dt

s m d

(24)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(25)

Einleitung: Logische Funktionen

Wozu dienen logische Funktionen?

 Festlegung und Analyse der Informationsverarbeitung technischer Systeme während des Konstruktionsprozesses

 Beschreibung einzelner Zustände des gesamten Systems oder einzelner Systemelemente und deren Verknüpfung durch Funktionen

 Beschreibung des Ausgangszustands eines technischen Systems in Abhängigkeit einzelner Eingangsgrößen

Auf Grundlage der binären Codierung lassen sich sämtliche Informationsverarbeitungsprozesse mithilfe der Boole‘schen Algebra darstellen.

(26)

Boole’sche Algebra

Binäre Codierung

 beruht auf der Menge M mit zwei definierten Operationen

(ODER) und (UND) sowie zwei definierten Werten 0 und 1

Axiome

1. Es gelten das kommutative und das distributive Gesetz für beide Operationen

2. Für jede der beiden Operationen gibt es ein Element 0 oder 1 derart, dass gilt:

3. Zu jedem Element a aus M gibt es ein Komplementelement k derart, das gilt:

 

a a  0 

a a 1 

 1

k a

Neutralitätsgesetz

Extremalgesetz und

und

(27)

Vergleich Boole’scher Algebra

(28)

Vergleich Boole’scher Algebra

(29)

Axiome und Rechenregeln der Boole’schen Algebra

 Definition allgemeingültiger Operationen als Voraussetzung für die Anwendung abstrakter Beschreibungen

 Unterscheidung von Axiomen und Rechenregeln

 Axiome schaffen die Grundlage für die Anwendung der Rechenregeln

(30)

Axiome und Rechenregeln der Boole’schen Algebra

(31)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(32)

Logische Funktionen in Abhängigkeit der Variablenanzahl

 Anzahl der Eingangszustände n

 Anzahl der Ausgangszustände y:

Logische Funktionen einer Variablen

y 2n

(33)

Logische Funktionen von 2 Variablen

y

(34)

Realisierung logischer Funktionen

UND-Funktion

Gashebel kann nur betätigt werden, wenn gleichzeitig der Auslösehebel betätigt wird

(35)

Realisierung logischer Funktionen

ODER-Funktion

Kettenbremse wird ausgelöst, wenn Säge zurückschlägt oder

der Bediener den Handschutz betätigt

(36)

Realisierung logischer Funktionen

NICHT-Funktion

Gashebel kann nur betätigt werden, wenn Handschutz nicht ausgelöst ist

(37)

Logische sequentielle Funktionen

 Verknüpfung von Informationen verschiedener (Takt-)Zeiten

 Aktueller Ausgangszustand wird in Abhängigkeit der Eingangszustände sowie eines älteren Ausgangszustandes

 Vergangener Ausgangszustand wird gespeichert bis Änderung des Ausgangszustandes verlangt wird Beispiel Taster

1

Q

n

Q

n

Einfachtaster (Setzeingang = Rücksetzeingang) Doppeltaster (Setzeingang/ Rücksetzeingang)

Quelle: Arcadiabay Quelle: BACO

(38)

Logisch sequentielle Funktionen

(39)

Logisch sequentielle Funktionen

(40)

Logisch sequentielle Funktionen

(41)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(42)

Beispiel PKW-Türschloss

Verbale Formulierung der Produktfunktion als Grundlage für die Erstellung einer logischen Schaltung

Formulieren der Funktion

Das Öffnen der PKW-Tür soll genau dann möglich sein, wenn:

 der Außenknopf gedrückt wird und

 die Verriegelung nicht betätigt ist oder

 der Innengriff gezogen ist und

 die Verriegelung nicht betätigt ist und

 die Kindersicherung nicht eingerastet ist

Algebraische Darstellung der Gesamtfunktion

) (

)

( A V I V K

Ö     

(43)

Beispiel PKW-Türschloss

Logische Funktionsstruktur als Blockschaltbild

I

A

(44)

Beispiel PKW-Türschloss

Ableitung der mechanischen Realisierung aus dem Schaltbild unter Beachtung weiterer Randbedingungen (Belastungen, Kosten, Eignung im Crash, …)

Mechanische Realisierung

 Darstellung der mechanischen Realisierung eines PKW-Hintertürschlosses

 Einleitung der Informationen über Betätigung der Innen- und Außenhebel

 Speichern der Information durch Einrasten der Kindersicherung und Verriegelung

(45)

Logische Schaltungen für den Personen- und Systemschutz

Verriegelung des Anfahrens eines technischen Systems aus unzulässigen Betriebszuständen

 Startverbot für einen Kopierer bei Papierstau

Abschalten oder Herausfahren eines technischen

Systems aus unzulässigen bzw. gefährlichen Betriebszuständen

 Ansprechen eines Überdruckventils an einem Druckbehälter

 Abschalten einer Wasserpumpe bei Kavitationsgefährdung

(46)

Logische Schaltungen für den Personen- und Systemschutz

Überwachungsstellen zum Schutz einer Pumpe

(47)

Logische Schaltungen für Dienstleistungen

Einsatz logischer Schaltungen am Beispiel eines Geldautomaten

 Ausgabefach öffnet erst, wenn Karte entnommen wurden

 Karte wird eingezogen, wenn nicht „rechtzeitig“ entnommen

http://www.duden.de/_media_/full/G/Gel dautomat-201100277682.jpg

(48)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(49)

Mechatronik

 Technische Systeme weisen zunehmend Einzelkomponenten aus den Bereichen des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Softwaretechnik auf

 Besondere Herausforderung bei der Entwicklung mechatronischer Produkte ergeben sich aufgrund der Beteiligung unterschiedlicher Fachdisziplinen

 Darstellung der Systemfunktion auf abstrakter Ebene mit Hilfe der AFS möglich

 Auswahl geeigneter Komponenten für einzelne Teilaufgaben erfordert spezielle Hilfsmittel

Roboter als Beispiel für mechatronische Produkte

Maschinenbau

Elektrotechnik Informatik

(50)

Mechatronik

Grundsätzlicher Aufbau mechatronischer Systeme

 Größerer Anteil digitaler Informationsverarbeitung

 Realisierung der Informationsverarbeitung weitgehend durch Software

 Funktionen unabhängig von spezifischer Hardware und dadurch einfache Anpassung möglich

(51)

Mechatronik

Grobe Eignungsprofile mechatronischer Systeme (Ausschnitt)

Anforderungstyp

Maschinenbauliche Komponenten

Elektrotechnische

Komponenten Softwaretechnische Komponenten

„Makro“- mechanisch

Mikro- mechanisch

Elektro-

mechanisch Elektronisch

Hohe Energien/ Kräfte erforderlich ++ ++ - --

Minimales Energieniveau erforderlich -- + + ++ ++

Hohes Temperaturniveau

++

++

++

++ - --

Sehr niedrige Temperaturen + -

Korrosive Umgebung + -- --

Maximale Frequenzen möglich - + + + + ++

Präzision, Wiederholgenauigkeit 0 0 + ++

Minimaler Raumbedarf/ Funktion -- + - ++ +

Anpassbarkeit, Flexibilität - - + ++

(52)

Mechatronik

Motormanagement-System eines modernen Dieselmotors als Beispiel eines mechatronischen Systems

 Mechanische Teilsysteme durch elektronisch gespeicherte Stützwerte und Softwarekomponenten des Mikroprozessors ersetzt

 Erfassung weiterer Einflussgrößen und Realisierung zusätzlicher Funktionen

(53)

Mechatronik

Motormanagement-System als Beispiel eines mechatronischen Systems

Beispiel für die Softwaretechnische Realisierung des mechanischen Drehzahlreglers

Mechanische Realisierung

Softwaretechnische Realisierung

(54)

Inhalt Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(55)

Physikalische Effekte und Funktionen

 Allgemeine Funktionsstruktur stellt gewollte Gesamtfunktion des zukünftigen Produktes dar

 Loslösen von bereits bekannten Realisierungen durch abstrakte Darstellungen

 Technische Realisierung erfordert Ermittlung physikalischer, biologischer oder chemischer Effekte

Vorgehen zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

(56)

Physikalische Effekte und Funktionen

Physikalischer Effekt

 Anzahl nutzbarer Effekte ist begrenzt

 Neben physikalischen Effekten teilweise Nutzung biologischer oder chemischer Effekte

 Umsetzung von Effekten erfordert stoffliche Elemente, die z.B. Kräfte aufnehmen und leiten

Eine physikalische Erscheinung, die in wiederholbarer Art und Weise einen Zusammenhang zwischen beobachtbaren Größen und/oder Merkmalen eines abgrenzbaren Systems herstellt.

(57)

Physikalische Effekte und Funktionen

Effektträger

 Einteilung in Wirkleiter, Wirkflächen und Wirkräume

 Wirkleiter: linienhafte Wirkung, z.B. bei Stützen oder Lichtleitern

 Wirkflächen: flächenhafter Kontakt, z.B. bei Kupplungen

 Wirkräume: Volumenfunktion, z.B. bei Dielektrikum eines Kondensators

Flächiger Kontakt zwischen den Darstellung eines Kondensators [Roth]

Effektträger sind die realen stofflichen Elemente, die einen Effekt realisieren.

(58)

Physikalische Effekte und Funktionen

Physikalische Funktionen

 Darstellung insbesondere durch Differentialgleichungen

(z.B. Einmassenschwinger)

 Übersichtliche Darstellungen zur Unterstützung der Auswahl von Effekten erforderlich

2 0

2     

c s

dt b ds dt

s m d

)) ( (

)

(n f Eingangsgröße n öße

Ausgangsgr

Physikalische Zusammenhänge mathematisch formuliert in Form von Gleichungen dargestellt.

(59)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößen und Konstruktionsgrößen

 Die Nutzung eines physikalischen Effekts erfordert oftmals eine Anpassung an die Randbedingungen

 Physikalische Funktionen umfassen verschiedene Größen, welche die Abhängigkeit der Ausgangsgröße von einer Eingangsgröße angeben

 Zwei Arten von Größen einer physikalischen Funktion:

Funktionsgrößen (nicht direkt durch Konstrukteur beeinflussbar)

Größen, die Leistungen (z.B. ) oder Arbeit ( ) beschreiben:

Drehmoment und Impuls, Winkelgeschwindigkeit, Verschiebung, Druck, Volumenstrom, Spannung, Strom usw.

MFds

(60)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößen und Konstruktionsgrößen

Konstruktionsgrößen (durch konstruktive Maßnahmen gezielt veränderbar)

Größen, die mit den Funktionsgrößen

 Energieinhalte (z.B. in oder in ),

 Reibungsverluste (z.B. in , in ) ,

 räumliche Verhältnisse (z.B. in oder in )

beschreiben: Masse, Federsteifigkeit, Dämpfungskonstante, Reibwert, Kapazität, Induktivität.

FN

c m

µ

R RI2

r

m2r l BI l

2

2 1 mv

2

2 1 cs

(61)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößen und Konstruktionsgrößen - Beispiele

Beispiel

Funktions- größe (Eingang)

Konstruktions- größe

Funktions- größe (Ausgang)

Prinzipielle

Darstellung Störeffekte

Hebel Reaktionskräfte, Reibung,

Deformation

Keil Reaktionskräfte, Reibung,

Deformation

Kolben Störkräfte, Reibung,

Leckagen

) (M F

F

) (p

F A

 sin

r M(F)

F

) (F p

(62)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößenmatrix

 Hilfsmittel, um den Konstrukteur beim Auffinden geeigneter Effekte für die Verknüpfung von Eingangs- und Ausgangsgrößen zu unterstützen

 Festlegung von Funktionsgrößen als Eingangs- und Ausgangsgrößen

 Bei Existenz mindestens eines physikalischen Zusammenhang sind die entsprechenden Felder gekennzeichnet

 Die einzelnen Effekte sind in einer Effektsammlung hinterlegt

 Verknüpfung mehrerer Funktionen in der Art möglich, dass die Ausgangsgrößen der ersten Funktion die Eingangsgrößen für den nachfolgenden Effekt bilden

1 5

3

2 4

6

1.4 2.1 5.2

v F s M

(63)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößenmatrix

(64)

Physikalische Effekte und Funktionen

Funktionsgrößenmatrix am Beispiel einer Kraftverstärkung

Nummer Mathematischer Zusammenhang Effekt, Größen

(1)

Keileffekt mit Reibung - Neigungswinkel - Reibungswinkel

(4) Kniehebel

(10) Hebeleffekt

(13) Druckgleichgewicht

1 2 2 1

1

2 tan( ) tan( )

1 F

F

 

1 2 1

2 tan tan

1 F

F

 

1 2 1

2 F

r Fr

1 1 2

2 F

A FA

(65)

Zusammenfassung Vorlesung 10.12.2020

Prinzipielle Phase des Konstruktionsprozesses

 Vorgehensweise zur Erarbeitung prinzipieller Lösungen

 Der Funktionsbegriff in der Konstruktionsmethodik

 Boole‘sche Algebra

 Logische Funktionen

 Logische Schaltungen

 Mechatronik

 Physikalische Effekte und Funktionen

(66)

vorläufiger Zeitplan Vorlesung

Nr. Themen Termin Inhalt Aufnahme

1. Einführungsveranstaltung 22.10.

2. Technische Systeme, historische Morphogenese, Informationsverarbeitung technischer Systeme 29.10.

3. Abläufe des Konstruktionsprozesses, Problemlösendes Denken 05.11.

4. Problemlösendes Denken, Intuitiv betonte Methoden 12.11.

5. Konstruktionskataloge, Aufgabenklärung, Anforderungen 19.11.

6. Fortsetzung Aufgabenklärung, Allgemeine Funktionen – Durchgängiges Beispiel 26.11.

7. Allgemeine Funktionsstrukturen – Durchgängiges Beispiel 03.12.

8. Logische Funktionen, logische Schaltungen und deren Anwendung 10.12.

9. Physikalische Effekte und Erarbeitung von prinzipiellen Lösungen 17.12.

Winterpause

10. Prinzipskizzen 14.01.

11. Bewerten und Auswählen, Gestaltung 21.01.

12. Gestaltung, Kennzahlen 28.01.

13. Wiederholung und Zusammenfassung 04.02.

14. Puffer 11.02.

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