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Wie kann ich ein technisches System verstehen?
1) Produkt- Struktur
2) Produkt-Komponenten
3) Produkt-Verhalten
Was ist ein System?
Definition: “Gesamtheit geordneter Elemente, z.B. technische Gebilde oder Funktionen, die Aufgrund ihrer Eigenschaften durch Relationen verknüpft und von einer Systemgrenze umgeben sind”
Wie verstehen und entwickeln wir technische Systeme?
Ein System muss im Allgemeinen verschiedene Funktionen erfüllen, um seinen Anforderungen gerecht zu werden
->Zur Erfüllung einer Funktion sind oft mehrere Bauteile erforderlich
Die Technische Funktion nach Pahl/Beitz
Definition: “Allgemeiner und gewollter Zusammenhang zwischen Eingang und Ausgang eines Systems mit dem Ziel eine Aufgabe zu erfüllen.”
Was beschreibt die technische Gesamtfunktion?
Die technische Gesamtfunktion eines Systems beschreibt das grundlegende Problem, dass durch Konstruktion gelöst werden soll.
Woraus besteht eine Gesamtfunktion?
1) Eingangsgrößen: (Stoff), Energie, Signal)
->Die drei Hauptschlussarten eines Systems und die Flussgrößen
2) Funktion (die Wandlung von den Eingangsgrößen)
3) Ausgangsgrößen: (Stoff, Energie, Signal)
->Die Eingangsgrößen wurden in der Funktion zu den Ausgangsgrößen gewandelt
ACHTUNG: oft existieren Nebenflüsse. (unvermeidbar zu Erfüllung des Hauptflusses)
Was ist die Gesamtfunktion?
Die Gesamtfunktion ist der Umsatz von Energie, Stoff oder Signal
Bsp.: Motorrad
Hauptfluss Stoff
Gas, Flüssigkeiten, feste Körper, Staub, Rohprodukte, Material
Bezeichnung: Apparat
Hauptfluss Energie
mechanische, thermische, elektrische, chemische, optische, nukleare
Bezeichnung: Maschine
Hauptfluss Signal
Messgröße, Anzeige, Steuerimpuls, Daten Informationen
Bezeichnung Gerät
Hauptfluss
Der Hauptfluss einer Funktion ist ein Stoff-, Energie- oder Signalfluss
Was ist bei Funktionen zu beachten?
Funktionen können meist nur durch Zusammenspiel von verschiedenen Bauteilen erfüllt werden
Elementarfunktionen
Letzte Ebene in die man Funktionen aufgliedern kann
Bsp.: Motorrad
Person fortbewegen->Fahrzeug antreiben->
chem. Energie bereitstellen+Echem in Ekin umwandeln+…..
Elementarfunktion, die Einzelnen schritte wie die chem. Energie bereitgestellt wird
Wofür Funktionsanalyse
Funktionsanalysen benötigt man u sich über Funktionen eines technischen Systems klar zu werden
Funktionen
Funktionen lassen sich aufgliedern in Teilfunktionen und diese lassen sich bis in Elementarfunktionen aufgliedern.
Eine so entstehende Struktur nennt man Funktionsstruktur
Konstruktionslehre
In der Konstruktionslehre wird im Allgemeinen durch die Betrachtung einzelner Teilfunktionen ein komplexes Problem in Teilen gelöst, indem zu jeder Teilfunktion Teillösungen gesucht werden
Wozu Funktionsanalyse
Die Funktionsanalyse wird genutzt, um existierende Systeme besser zu verstehen und zu beschreiben
Pfeile
Hohler Pfeil: Stoff
Ausgefüllter Pfeil: Energie
Gestrichelter Pfeil: Signal
Funktion
Funktion: Was soll das Produkt tun
Prinziplösung
Prinziplösung: Wie soll das Produkt es tun
Konstruktion
Konstruktion: Mit was soll das Produkt es tun. (Bauteile bzw. Maschinenelemente)
Was umfasst die Prinziplösung?
1) Physikalische Effekte
2) Effektträger
3) Qualitativen Gestaltungsparameter des Wirkorts
Physikalische Effekte
erfolgen mit Hilfe von Effektträgern
Effektträger
Ist der physikalische Stoff für die Umsetzung (Stoff+physikalischer Effekt=Effektträger
Qualitative Gestaltungsparameter des Wirkorts
Für die Funktion muss der Effektträger Wirkfläche haben.
Die Gestaltung der Wirkfläche beeinflusst den physikalischen Effekt
Als was ist die Belastung in Maschinen definiert?
Spannung
Kraftfluss
Der Weg einer Kraft und/oder eines Moments in einem Bauteil vom Angriffspunkt (Stelle der Einleitung) bis zur Stelle, an der diese durch eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsmoment aufgenommen werden
Arten von Kraftflüssen
1.) Direkte Kraftflüsse
2.) Indirekt Kraftflüsse
3.) geschlossene und offene Kraftflüsse
geschlossene oder offene Kraftschlüsse?
Wenn möglich geschlossene. Diese sind günstiger als offene.
Wozu braucht man Kraftflüsse?
Diese werden zur Analyse oder Entwicklung verwendet
Wirkfläche
Übertragung von Kräften auf Komponenten und Systeme. Dazu wird ein Wirkflächenpaar (WKP),also zwei Wirkflächen die miteinanderkorrespondieren, benötigt
Was muss bei einem Kraftfluss beachtet werden?
Kraftfluss kann sich durch Rahmenbedingungen ändern. Wirkflächen müssen nun neue Kraftkomponentenaufnehmen können
Doppelpassungen
Wenn Kräfte der selben Richtung über mehrere Wirkungsflächenpaare übertragen werden.
WICHTIG: Sollte vermieden werden wegen unberrechenbarkeit.
Wie sollten Kräfte geführt werden?
Möglichst effizient. “Kräfte nicht spazieren führen”.
Außerdem sollte eine Kraftkomponente jeweills nur von einem Wirkungsflächenpaar aufghenommen werden.
