06 - Produktentwicklung - Entwerfen Flashcards
Was ist Entwerfen
- konkretes Gestalten der prinzipiellen Lösung
- Festlegen von: Hauptabmessung/ Werkstoffe/ Fertigungsverfahren
- Überprüfen geom. Verträglichkeit
- Dimensionierung
- …
Merkmale des Entwerfens
- mehr korrektive Arbeitsschritte als das Konzipieren
- Analyse und Synthese wechseln sich ab
- Komplex: vieles geschieht simultan
- Vorgehen dem Problem und der Konkretisierung anpassen
Grundsätzliches Vorgehen beim Entwerfen
- Vom Qualitativen zum Quantitativen
- Vom Abstrakten zum Konkreten
- von der Grob- zur Feingestaltung
Wichtigste Bestandteile im Entwurfsprozess (3)
- Grundregel der Gestaltung (Eindeutig, Einfach, Sicher)
- Gestaltungsprinzipien (z.B. Prinzip d. Kraftleitung)
- Gestaltungsrichtlinien (z.B. Gießgerecht)
Gestaltungsprinzipien und -Richtlinien sind im Entwerfen zentrale Bestandteile
Bereichsorientiertes Vorgehen nach Fricke
- *Erst Funktion A komplett** bearbeiten (Wirkprinzip…->…Lösungskonzept…->…Entwurf)
- *dann Funktion B, dann C** usw.
für erfahrene Konstrukteure
bedarf breiter systematischer Betrachtung -> erhöhter Zeitaufwand
Stufenweise ablauforientiertes Vorgehen nach Fricke
Alle Funktionen im gleichen Realisierungsstadium (A, B, C,… Wirkpronzip entwicklen, dann zur nächsten Stufe)
für unerfahrene Konstrukteure
besonders erfolgreich wenn sich die einzelnen Komponenten nicht stark gegenseitig beeinflussen
Generierende Lösungssuche nach Dylla
nebeneinander unterschiedliche Lösungsprinzipien und Gestaltungen erarbeiten, bewerten und auswählen
- für unerfahrene Konstrukteure
- Chance auf unkonventionelle Ideen zu kommen
- Problem: rechtzeitige und zielgerichtete Auswahl um später Mehrarbeit zu vermeiden
Korrigierende Lösungssuche nach Dylla
Schrittweise Verbesserung/Anpassung einer existenten Idee / eine Vorbilds an die Problemstellung
- > erfahrene Konstrukteure
- > rasche Konkretisierung
Realität: Mischformen von genrierender und korrigierender Lösungssuche je nach Erfahrung, persönlicher Neigung, Ausbildung,….
15 Arbeitsschritte des Entwerfens:
1 - 6 Grobgestalten
- (0 Festlegen der prinzipiellen Lösung (Konzept). freigabe zum Gestalten)
- 1 Erkennen gestaltungsbestimmender Anforderungen
- 2 Klären der räumlichen Bedingungen
- 3 Strukturieren in gestaltungsbestimmende Hauptfunktionsträger
- 4 Grobgestaltung der gestaltungsbestimmenden Hauptfunktionstr.
- 5 Auswählen geeigneter Entwürfe
- 6 Grobgestaltung witerer Hauptfunktionsträger
Beinhalten Information, Definition und Keration
Sind das Grobgestalten
15 Arbeitsschritte des Entwerfens
7 - 11 Feingestaltung
- 7 Suchen von Lösungen für Nebenfunkt.
- 8 Feingestalten der Hauptfunktionsträger unter beachten der Nebenfunktionsträger
- 9 Feingestalten der Nebenfunktionsträger u. vervollständigen der vorläuf. Entwürfe
- 10 Bewerten nach techn. und wirtschaftl. Kriterien
- 11 Festlegen des vorläufigen Gesamtentwurfs. Freigabe zum abschlisenden Gestalten
Sind die Feingestaltung
15 Arbeitsschritte des Entwerfens
12 - 15 Vervollständigen und Kontrollieren
- 12 Optimierendes und abschliesendes Gestalten
- 13 Kontrollieren auf Fehler und Störgrößeneinfluss
- 14 vervollständigen durch vorläuf. Stückliste, Fertigungs- und Montageanweis.
- 15 Festlegen des Gesamtentwurfs. Freigabe zum Ausarbeiten
Sind das Vervollständigen und Kontrollieren
Entwerfen: Schritt 1
Erkennen gestaltungsbestimmender Anforderungen
- setzt Kenntnis der prinzipiellen Lösung vorraus
- Erarbeitung der wesentlich Gestaltungbestimmenden Anforderungen.
- Z.B.: Abmessungenbestimmende (Leistung, Größe,…)
- Anordnungsbestimmende (Lage,…)
- Werkstoffbestimmende (Korrosionsbeständigkeit,…)
Finden sich in der Anforderungsliste
Entwerfen Schritt 2:
Klären der räumlichen Bedingungen
räumliche Bedingungen in der Konstruktion
- geforderte Abstände
- einzuhaltende Achsrichtungen
- Einbaugrenzen
Häufig auch Bauraumuntersuchungen mit physischen oder digitalen Prototypen
Entwerfen Schritt 3:
Strukturieren in gestaltungsbestimmende Hauptfunktionsträger
Enwicklung der Baustruktur in Grobgestalt mit vorläufiger Werkstoffauswahl
Fokus liegt auf Hauptfunktionsträgern (zum Beispiel Tabellen: Funktion (energie wandeln)/Funktionsträger (EMotor)/Merkmale(drehzahl;Drehmoment)
Beachten von Gestaltungsprinzipien!!!
Fragen: Welcher Funktionsträger bestimmt maßgebend die Gesamtgestaltung?
Welche Hauptfunktion soll durch welche Funktionsträger gemeinsam und welche besser getrennt erfüllt werden?
Entwerfen Schritt 4.
Grobgestaltung der gestaltungsbestimmenden Hauptfunktionsträger
Vorläufige Auslegung nach Werkstoff und Gestalt
Schrittweise Vorgehen: Funktion-> Wirkprinzip-> Auslegen
Ergebnis in gesetzte räumliche Bedingungen einfügen
Vervollständigen bis alle maßgebenden Hauptfunkt. erfüllbar sind
Generell: Elemente nur in vereinfachter Form darstellen
evtl. zunächst nur Teilzonen bearbeiten und diese dann kombinieren
Gestaltungsregeln: EINDEUTIG, EINFACH, SICHER
Entwerfen Schritt 5:
Auswählen geeigneter Entwürfe
Beurteilen der bis dato verfolgten Entwürfe mit Hilfe der Auswahlliste
weitere Gesichtspunkte aus der Leitlinie berücksichtigen
Anazhl der Entwürfe soweit reduzieren, dass eine weitere Bearbeitung hinsichtlich Kapazität etc. möglich ist
Entwerfen Schritt 6:
Grobgestalten weiterer Funktionsträger
Grobes Gestalten von weiteren Hauptfunktionsträgern, die noch nicht beachtet wurden wie z.B.:
- schon bekannte u. festgelegte Hauptfunktionsträger
- untergeordnete Hauptfunktionsträger
- bisher nicht gestaltungsbestimmende Hauptfunktionsträger
Entwerfen Schritt 7:
Suchen von Lösungen für Nebenfunktionen
feststellen welche Nebenfunkt. nötig sind:
- Stütz- und Haltefunktionen
- Dicht- und Kühlfunktionen
Verwendung vorhandener Lösungen
Verwendung von Norm- und Wiederholteilen
Zurückspringen in die Konzeption (Iterationen!)
Entwerfen Schritt 8:
Feingestalten der Hauptfunktionsträger unter Beachten der Nebenfunktionsträger
- Aufteilen in getrennt bearbeitbare Zonen und Baugruppen
- notwendige Einzelheiten endgültig festlegen
- Hinzuziehen von Normen, Vorschriften, genauen Berechnungen und Versuchsergebnissen
- Gestaltung v. Zonen die durch Nebenfunktionen beeinflusst werden und deren Lösungen bekannt sind
Entwerfen Schritt 9:
Feingestalten der Nebenfunktionsträger und vervollständigen der vorläufigen Entwürfe
Hinzufügen von Norm- und Zulieferteilen
falls nötig Hauptfunktionsträger abschliesend gestalten
alle Funktionsträger gemeinsam darstellen
Entwerfen Schritt 10:
Bewerten nach wirtschaftlichen und technischen Kriterien
Vorgehen:
- Erkennen von Bewertungskriterien
- Beurteilen der Eigensch. hinsichtlich ihrer Erfüllung
- Bestimmen des Gesamtwerts
- Suchen nach Schwachstellen
techn. und wirtschaftl. Bew. analog zur Bew. in der Konzeptphase, nur mit konkreteren Ausarbeitungen. So Konkret wie nötig. Alle verglichenen Varianten sollten die selbe Konretisierungsstufe haben. Hauptmerkmale beachten! Bei nur einer Varianten aufsuchen von Schwachstellen (Merkmale mit niedirgster Punktwertung)
Entwerfen Schritt 11:
Festlegen des vorläufigen Gesamtentwurfs
Basierend auf den Ergebnissen der vorhergegangenen Schritte wird der vorläufige Gesamtentwurf festgelegt