Julian Baschin :00 09:30 Uhr Webkonferenz

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Julian Baschin

04.12.2020 | 08:00 – 09:30 Uhr | Webkonferenz

Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion

Übung 2

- Lösung: Aufgabenklärung und Konstruktionskataloge -

- Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS) -

(2)

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. -

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04.12.2020 | T. Vietor, T. Huth, T. Şahin, J. Baschin | Grundlagen der Produktentwicklung und Konstruktion | Seite 3

Inhalt Übung 04.12.2020

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Übungsaufgabe: Aufgabenklärung - Anforderungsliste

Rahmen zur Befestigung des Tretlagers ^[12] Tretlager nach Schaeffler ^[12]

Beispiel Tretlager beim Fahrrad

Zum Antreiben eines Fahrrads wird über die Trittbewegung des Fahrers eine Kraft auf die Pedale und somit die Kurbel

übertragen. Die so entstehende Drehbewegung wird zum Antreiben der Kettenblätter und über die Kette für den Antrieb des Hinterrads genutzt.

Um eine geführte Drehbewegung zu erhalten, wird ein Tretlager verwendet.

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Beispiel Tretlager beim Fahrrad

Der Innendurchmesser des Tretlagergehäuses darf nicht größer als 50 mm sein, wobei die Tretlagerwelle maximal einen Außendurchmesser von 30 mm haben darf.

Vereinfacht kann das durch die Trittbewegung eingeleitete Moment als Radial- und Axialkraft angenommen werden. Gemäß DIN EN 14766 muss das Lager mindestens 1800 N als Radialkraft bei 50.000 Prüfzyklen

aufnehmen können; in der Axialrichtung ist die Kraft nicht größer als 500 N anzunehmen.

Um die Kippmomente am Lager möglichst gut ausgleichen zu können, sollte das Lagerpaar möglichst weit auseinander platziert sein. Hierbei muss das Lager minimal 8 mm und maximal 20 mm breit sein.

Damit sich der Radfahrer nicht unnötig anstrengen muss, wäre ein geringer Trittwiderstand und somit eine geringe Reibung im Lager wünschenswert.

Darüber hinaus möchte der Fahrer das Lager nicht warten müssen.

[13]

Tretlagergehäuse

Wälzlager Tretlagerwelle

Lagerschale

Tretkurbel

Prinzipskizze von einem Konus-Innenlager F_r

F_a

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Übungsaufgabe: Aufgabenklärung - Tretlager

Aufgabenstellung

1. Ermitteln Sie aus dem erklärenden Text die für das Tretlager relevanten Anforderungen und erfassen Sie diese in einer Anforderungsliste.

2. Ermitteln Sie zwei weitere Anforderungen mit Hilfe der Hauptmerkmalliste.

3. Gliedern Sie die Anforderungen sinnvoll und ordnen Sie den Anforderungen Werte, Quelle und Anforderungsart zu!

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Übungsaufgabe: Aufgabenklärung - Tretlager

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Für die Konstruktion des Tretlagers soll nun die Lagerung ausgewählt werden.

Ermitteln Sie anhand der erstellten Anforderungsliste für das neue Lösungskonzept nun die passende Lagerung aus.

Wählen Sie also mit Hilfe der Anforderungen aus dem Text die beste Lösungsalternative aus dem Konstruktionskatalog (Detailkatalog Wälzlager) aus.

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Übungsaufgabe: Anwendung von Konstruktionskatalogen

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Sie sind Hersteller von u.a. Fahrradketten. Aufgrund wiederholter Reklamationen von Kunden, dass die verkauften Ketten frühzeitig reißen, möchten Sie die Nietverbindung an den Fahrradketten näher analysieren und alternative Verfahren betrachten.

Hierzu soll ein Detailkatalog für Nietverbindungen erstellt werden. Ausgangspunkt für den Detailkatalog ist

der in Bild 5 dargestellte Ausschnitt eines Übersichtskatalogs für Nietverbindungen.

Dieser Ausschnitt zeigt vier einseitige Nietverbindungen, die auch als Blindnietverbindungen bezeichnet werden.

Für die Grundbauformen der Beispiele Nr. 5 und Nr. 8 im Übersichtskatalog sollen weitere Varianten in Form eines Detailkatalogs systematisch aufbereitet werden.

http://www.trailsandbikes.net/wp-

content/data/kette_nieten_07_niet_rein.jpg

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Übungsaufgabe: Detailkatalog Nietverbindungen

Im hier gezeigten Bild sind die unterscheidbaren Nietverbindungen dargestellt, die aus einem Firmenprospekt von einem Niethersteller zusammengetragen wurden. Anhand dieser

Beispiele soll der Detailkatalog aufgebaut werden.

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1. Analysieren Sie die zusammengetragenen Nietverbindungen hinsichtlich möglicher Gliederungsmerkmale.

2. Erstellen Sie anhand geeigneter Gliederungsmerkmale den Gliederungsteil für den Konstruktionskatalog. Achten Sie darauf, dass alle Objekte eindeutig durch eine Eigenschaftskombination beschrieben werden.

3. Ordnen Sie die Lösungen aus dem Firmenkatalog in die Gliederung ein, und ermitteln Sie für eventuell auftretende weiße Felder an einem Beispiel Lösungsansätze für die gegebenen Eigenschaftskombination.

4. Welche Zugriffsmerkmale schlagen Sie für den Zugriffsteil des Katalogs vor? Benutzen Sie als Hilfe die Sammlung von Zugriffs- und Gliederungsmerkmalen.

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Informationsbasis

Übungsaufgabe: Detailkatalog Nietverbindungen

(16)

Bearbeitung des Aufgabenteils 1

Merkmal Ausprägung Beispielelemente

Zusatzfunktion

Außengewinde Innengewinde keine

B D

A, C, E Art der Vernietung mit Nietdorn

ohne Nietdorn

A, C, E B, D Art der Verformung Stauchen

Spreizen

A, B, C, D E

Nietkopfform offen

geschlossen

A, D, E B, C

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Übungsaufgabe: Detailkatalog Nietverbindungen

Wesentliche Merkmale Begrenzte

Anzahl Eindeutig Alle Lösungen erfasst

Aufgabenteil 3 Aufgabenteil 4

Bearbeitung des Aufgabenteils 2 (Variante 1)

Gliederungsteil Hauptteil Zugriffsteil

Zusatzfunktion Nietform Verformung beim

Fügen Elemente Zugriffsmerkmal

1,…,n

keine

offen

Spreizen Stauchen geschlossen Spreizen Stauchen

Außengewinde

offen Spreizen

Stauchen geschlossen Spreizen Stauchen

Innengewinde

offen

Spreizen Stauchen geschlossen

Spreizen Stauchen

Gezielter Zugriff Auswahl Nr. 1, 2, 3 … n

Objekte

(Lösungen in Form von

Skizzen)

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Bearbeitung der Aufgabenteile 2, 3, 4 (Variante 2)

Gliederungsteil Hauptteil Zugriffsteil

Art der

Vernietung Nietform Verformung beim

Fügen Nr. Nietausführung Zugriffsmerkmal 1,…,n

mit Nietdorn

offen

Spreizen 1 E

Stauchen 2 A

geschlossen Spreizen 3

Stauchen 4 C

ohne Nietdorn

offen Spreizen 5

Stauchen 6 D

geschlossen Spreizen 7

Stauchen 8 B

Lösungsvorschlag Weißes Feld Art der Vernietung: direkt

Aufgabenteil 3 Aufgabenteil 4

z.B.:

Durchmesser (von .. bis)

benötigte Nietkraft

Material

Anwendung

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Inhalt Übung 04.12.2020

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge

Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge

Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Einordnung in den Konstruktionsprozess

Hauptaufgabe Anforderungsliste

Teilaufgaben Funktionsstruktur

Physikalische Effekte Prinzipielle Lösung

Entwurfsfreigabe

Konzeptionelle Entwürfe Grobgestaltung

Detaillierte Entwürfe Feingestaltung

Vollständige Gebrauchs- und Herstellunterlagen

Fertigungsfreigabe

Produktunterlagen:

z.B.

Geometriemodelle, Stückliste, Prüfanforderungen

PRODUKT Aufgaben-

klärungs- phase

Prinzipielle Phase

Gestal- tende Phase

Ausarbei- tungs- phase

AUFGABE

Analyse der Produktumgebung Aufgabenstellung

Beurteilung

Informationssysteme Kataloge, Experten-Systeme

Produktmodelle

Suchschemata Checklisten Konkurrenzunterlagen

Schutzrechte

Standardfunktionen und -schaltungen

Produktstruktur

Physikalische Effekte Lösungsprinzipe Werkstoffe, Design

Vorgängerprodukte Gestaltprinzipe Zulieferkomponenten

Halbzeuge

Fertigungsverfahren Werkzeuge und

Vorrichtungen Wiederholteile Normteile Phase

FERTIGUNG MONTAGE PRÜFUNG

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Ziele des Arbeitsschrittes

 Hauptfunktion des Produktes in Teilfunktionen zerlegen

(Dekomposition)

 Wirkzusammenhang der einzelnen Teilfunktionen untereinander

beschreiben

 Funktionale Zusammenhänge unabhängig von technischen

Realisierungsmöglichkeiten darstellen

 Klarheit über geforderte

Funktionsweise des technischen Systems gewinnen (nicht über die physikalische Realität)

(22)

Einsatz einer AFS um…

 Funktionen zu erkennen und das Lösen von technischen Vorbildern zu erzielen

 Komplexität durch Abstraktion und Gliederung in Teilfunktionen zu reduzieren

 neue funktionale Lösungen für Teilfunktionen durch Variation

(d.h. Verändern der Funktionsstruktur) zu erarbeiten

Hauptaufgabe Anforderungsliste

Teilaufgaben Funktionsstruktur

Physikalische Effekte Prinzipielle Lösung

Entwurfsfreigabe

Konzeptionelle Entwürfe Grobgestaltung

Detaillierte Entwürfe Feingestaltung

Vollständige Gebrauchs- und Herstellunterlagen

Fertigungsfreigabe Aufgaben-

klärungs- phase

Prinzipielle Phase

Gestal- tende Phase

Ausarbei- tungs- phase

AUFGABE

Analyse der Produktumgebung Aufgabenstellung

Beurteilung

Kataloge, Experten-Systeme Produktmodelle

Suchschemata Checklisten Konkurrenzunterlagen

Schutzrechte

Standardfunktionen und -schaltungen

Produktstruktur

Physikalische Effekte Lösungsprinzipe Werkstoffe, Design

Vorgängerprodukte Gestaltprinzipe Zulieferkomponenten

Halbzeuge

Fertigungsverfahren Werkzeuge und

Vorrichtungen Wiederholteile Normteile Phase

1.

2.

3.

4.

5.

6.

(23)

Speichern

Leiten

Wandeln

Allgemeine Operationen und Größen

X

Verknüpfen

Trennen

X X

X

Darstellung der Zustände bzw. Zustandsänderungen der Allgemeinen Größen durch standardisierte Allgemeine Operationen

Formale Beschreibung der Funktion eines Systems durch die drei Allgemeinen Größen

 Stoff (S)

 Energie (E)

 Information (I)

(24)

Allgemeine Größen Allgem.

Operationen

Stoff Energie Information

Speichern

Leiten

Wandeln

S

S E I

E I

Wassertank, Stausee

Schmelztiegel, Schmiedepresse

Batterie, Mensch, Druckluftspeicher

Stromkabel, Zugseil

Getriebe, Motor, Heizung, Turbine

Mensch, Chip, Modell

Internetkabel, Telefonnetz

Prozessor, Dolmetscher Fließband,

Wasserschlauch

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Stoff Energie Information

Stoff

Energie

Information

Allgemeine Operationen und Größen

E S

Heizofen

E

Differential

E

I Ein/Aus-

Knopf

E I

Spannungs- messer

E S

Ölab- scheider

I S

Drucker

I S

Feinguss- modell

I E

Verstärker

I E

Wärmestrahlung Beamer

I Addierer

I Steuerung

S Sieb

S Mischer

S E

Wasserkocher

S E

Heizkörper

S I

Ventil

S I

Füllstandsensor

Hauptfluss

Neben fl u ss

Verknüpfen

(26)

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Vorgehensweise zum Erstellen einer AFS

(28)

Grundregeln für die Erstellung Allgemeiner Funktionsstrukturen

 Flussrichtung von links nach rechts

 betrachtete System wird durch eine Systemgrenze gekennzeichnet

 Bei jedem vollständigen System steht am Beginn und Ende ein Speicher

 nur gewollte Zusammenhänge, keine Störeffekte o.ä. darstellen

 ausschließlich die standardisierten Symbole verwenden

 Leiten der allg. Größen durch Verbindungslinien mit Ausnahme von besonderen Anforderungen

X

X X X X

Wassertank, Stausee Stromkabel, Zugseil

Prozessor, Dolmetscher

(29)

Vorgehensweise zum Erstellen einer AFS

Formale Grundregeln für die Erstellung Allgemeiner Funktionsstrukturen

 Hauptflussgrößen ( S; E; I ) werden in das Symbol geschrieben.

 Nebengrößen werden an den Symboleingang/-ausgang geschrieben.

 Die Benennung der Elemente wird an die Symbole geschrieben.

S S

I

S

Füllstand- sensor

Wasser

(30)

 Verzweigung von Linien

 überzählige Ein- / Ausgänge

 Wandler mit zwei Eingängen

 ausgelassene Nebengrößen

 Übergang von Größen

S

S E

S S

E

I

S

S S

S E

S S

E

E E

I

E

I S

S

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Inhalt Übung 13.12.2019

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Beispiel: Mobilitätskonzept

Lokale Luftverschmutzung, Lärm und Platzmangel sind nur einige Gründe dafür, dass Gemeinden und Städte zunehmend darum bemüht sind, den Verkehr mit konventionellen Autos einzuschränken. Ebenso wandelt sich auch das Bewusstsein der Bevölkerung, sodass umweltschonende Fortbewegungsmittel zunehmend beliebter werden und die Bereitschaft, auf das Auto zu verzichten, wächst.

Hier ist ein neues Mobilitätskonzept als Alternative für das Auto dargestellt. Es stellt ein Dreirad dar, das von zwei Personen durch Pedalbewegung angetrieben werden kann und mit einem zusätzlichen Antrieb ausgestattet ist. Der zusätzliche Antrieb soll durch einen Elektromotor erfolgen, der aus einer eingebauten Batterie gespeist wird. Über Ladestationen ist eine Aufladung der Batterie möglich.

(33)

Fahrer

Ladestation

Ladegerät Batterie E-Motor Getriebe

Räder Pedale

Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

Zur Realisierung dieses zusätzlichen Antriebs gibt es verschiedene topologische

Varianten, die zur besseren Vergleichbarkeit mithilfe einer Allgemeinen Funktionsstruktur gegenübergestellt werden sollen.

Folgende Varianten sollen bei Konstantfahrt betrachtet werden:

 Parallele Anordnung

 Serielle Anordnung mit Generator

Parallele Anordnung 1. Beschreiben Sie die Hauptaufgabe

verbal und Skizzieren Sie die beschriebenen Antriebskonzepte unabhängig von der topologischen Variante mithilfe der allgemeinen Funktionen.

(34)

Bei der Erstellung der AFS sollen folgende Komponenten betrachtet werden:

 Pedalantrieb zur Umwandlung der Körperenergie in mechanische Energie

 Batterie zur Speicherung der elektrischen Energie

 Ladegerät zum Aufladen der Batterie aus externer Stromquelle (Ladestation)

 E-Motor zur Umwandlung elektrischer in mechanische Energie

 mechanische Übertragungselemente

 Räder, die die rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung des gesamten Fahrzeuges überführen

Darüber hinaus können die beiden Fahrer als Energiequelle angenommen werden. Der Ausgang des betrachteten Systems ist die erzielte Antriebsleistung an den Hinterrädern.

2. Zeichnen Sie eine detaillierte Allgemeine Funktionsstruktur für das Antriebskonzept mit einer parallelen Anordnung (Konstantfahrt).

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Inhalt Übung 13.12.2019

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Ein Hersteller von Spielzeug will ein innovatives Spielgerät für Kinder entwickeln. Da die Betätigung der eines Fahrrades ähneln soll, werden Sie beauftragt, als Entwicklungsbasis eine Allgemeine Funktionsstruktur eines handelsüblichen Fahrrades zu erstellen.

Funktionsbeschreibung des Fahrrads als Ausgangssystem

Der Fahrradfahrer treibt durch Muskelkraft die Pedale an. Die Drehbewegung wird über die Tretkurbeln auf das Kettenblatt übertragen. Über die Kette wird ein Zahnkranz am

Hinterrad in Rotation versetzt, sodass sich das Hinterrad dreht und das Fahrrad bei Bodenkontakt nach vorne bewegt wird. Durch eine Drehung des Lenkers kann die Richtung der Vorwärtsbewegung beeinflusst werden.

?

(37)

Übungsaufgabe: Spielgerät

Bearbeiten Sie folgende Aufgaben:

1. Beschreiben Sie die Hauptaufgabe des Systems Fahrrad verbal!

2. Skizzieren Sie die Hauptaufgabe eines Fahrrads mit Hilfe der bekannten Operationssymbole der Allgemeinen Funktionen.

Benennen Sie die Eingangs- und Ausgangsgrößen!

Pedal

Kette Zahnkranz

Vorderrad Hinterrad

Lenker

Kettenblatt Tretkurbel

Rahmen

(38)

Erstellen der Allgemeinen Funktionsstruktur durch Abstraktion

3. Erstellen Sie mit Hilfe der Informationen in der verbalen Beschreibung und der Darstellung eine detaillierte allgemeine Funktionsstruktur für das Fahrrad.

Zeichnen Sie ebenfalls die Systemgrenze ein.

Hinweise:

Schließen Sie den Radfahrer als Eingangsgröße in die Betrachtung mit ein.

Vernachlässigen Sie zunächst:

 Bremsen

 Gangschaltung

 Neigung des Rades/Querkräfte

Pedal Kette

Zahnkranz

Vorderrad Lenker

Kettenblatt Rahmen

Ordnen Sie den Elementen der AFS die Bezeichnungen aus der Funktions- beschreibung und der Abbildung zu.

Zeichnen Sie quer auf eine Seite.

Verwenden Sie zum Zeichnen der AFS einen Bleistift.

!

(39)

Übungsaufgabe: Spielgerät

Erweiterung des Systems

Das beschriebene System Fahrrad soll nun um eine Felgenbremse erweitert werden.

Das Fahrrad verfügt über eine Felgenbremse, die über einen Bremshebel am Lenker manuell betätigt wird. Ein Bowdenzug überträgt die Bremskraft auf einen

Hebelmechanismus, über den die beiden Bremsklötze an die Felge des Vorderrades oder Hinterrades gedrückt werden. Durch die resultierenden Reibkräfte wird das jeweilige Rad abgebremst.

4. Ergänzen Sie die Allgemeine Funktionsstruktur aus Aufgabenteil 3 um eine detaillierte Darstellung einer mechanischen Felgenbremse für das Vorderrad.

!

^Hinweis:Zeichnen Sie die Lösung dieser Teilaufgabe als neue Skizze.

Kennzeichnen Sie in beiden Skizzen (aus

Teilaufgabe 3 und 4) die Anschlussstellen der neuen Elemente und bezeichnen Sie diese eindeutig.

[1], [2]

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Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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Vorgehensweise zum Erstellen einer AFS

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1. Wandler oder Leiter einfügen

z.B. um günstigere räumliche oder wirtschaftliche Eigenschaften zu erzielen oder um Ein- und Ausgänge anzupassen.

2. Reihenfolge von Schaltelementen vertauschen

z.B. um Verträglichkeit mit Nachbarsystemen zu verbessern oder räumlichen Anforderungen zu genügen, wie etwa das Vertauschen von Wandlern und Leitern.

3. Mehrere Elemente zusammenfassen: "Funktionsintegration"

z.B. um Fertigungs- und Montagekosten zu sparen oder um Bauraum zu verkleinern.

4. Elemente weiter differenzieren: "Funktionstrennung"

z.B. um extreme Anforderungen spezifisch zu lösen.

5. Anzahl gleicher Elemente erhöhen oder verringern

z.B. Redundanz erhöhen oder vermindern, um übertriebene Sicherheiten abzubauen oder zusätzliche Sicherheit zu gewährleisten.

(43)

Variationsoperationen (Teil 2)

6. Systemgrenze verschieben

z.B. um externe Funktionen wie die Energielieferung oder Stellinformation nach innen in das System zu legen, um die Systemunabhängigkeit zu vergrößern.

7. Rückführschleifen einfügen oder entfernen

z.B. Steuerung durch Regelung ersetzen oder umgekehrt, um Unabhängigkeit und Anpassungsfähigkeit zu erhöhen oder um Kosten zu senken, also zu vereinfachen.

8. Informationsflüsse energetisch verstärken

z.B. um größeren Störabstand zu erzielen oder um Stellenergien bereitzustellen.

9. Kombinieren von Varianten

z.B. um modulare Baustrukturen zu erhalten.

(44)

3. Versuchen Sie mithilfe der Variationsoperationen die serielle Anordnung mit Generator (Konstantfahrt) darzustellen.

?

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Inhalt Übung 04.12.2020

Lösung: Übungsaufgaben Anforderungsliste und Konstruktionskataloge Allgemeine Funktionsstrukturen (AFS)

 Einordnung in den Konstruktionsprozess

 Ziele und Zweck der AFS

 Allgemeine Operationen und Größen

 Vorgehensweise zum Erstellen und Anwenden einer AFS

 Häufige Fehler

 Übungsaufgabe: Antrieb für ein Mobilitätskonzept

 Übungsaufgabe: Spielgerät

 Variationsoperationen

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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. -