Konstruktionspraxis im Maschinenbau - Vom Einzelteil zum Maschinendesign

von: Gerhard Hoenow, Thomas Meißner

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2014

ISBN: 9783446439948 , 307 Seiten

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 23,99 EUR

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Konstruktionspraxis im Maschinenbau - Vom Einzelteil zum Maschinendesign


 

Vorwort

7

Inhaltsverzeichnis

8

1 Einführung

11

1.1 Ausgangspunkt

11

1.2 Analyse als Voraussetzung für das Gestalten von Maschinen

13

1.3 Variantenbildung und Varianteneinschränkung

19

Zusammenfassung

26

1.4 Erfinden oder konstruieren?

26

Warnung!

28

1.5 Lösungen – Einführung

28

2 Fertigungs- und kostengerechtes Gestalten

33

2.1 Die Verantwortung des Konstrukteurs

33

Zu Werkstoffen und Wanddicken

37

2.2 Wirkflächen und Wirkflächenvariation

40

2.3 Fertigungstechnische Grundrichtungen und Vorzugsformen

42

2.3.1 Eine Übersicht für den Konstrukteur

42

2.3.2 Funktionsintegration

45

2.3.3 Integralbauweise

49

2.3.4 Armierungsbauweise

52

2.3.5 Differenzialbauweise

55

2.4 Formteilgestaltung

56

2.4.1 Sandguss-Formteile

57

2.4.2 Formteilgestaltung für Dauerformen

64

2.4.3 Zu den Besonderheiten der Kunststoff-Formteile

69

Zur Gestaltung von Kunststoffspritzguss

69

Gestaltungsregeln und Beispiele

70

2.4.4 Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV)

80

Welche FKV-Eigenschaften für den Maschinenbau?

81

2.4.5 Gesenkschmiede-, Fließpress- und Feinschneid-Formteile

84

Gesenkschmiedestücke

84

Fließpressteile

86

Feinschneid-Formteile

88

2.4.6 Formteilfertigung durch Innendruck

90

2.5 Die Formenwelt des Rundknetens

95

2.6 Lösungen – Fertigungs- und kostengerechtes Gestalten

98

3 Spezielle Anforderungen und Gestaltungsmittel

99

3.1 Minimaler Bauraum für eine Baugruppe

99

3.2 Vom Vollkörper zum Minimalkörper

106

Minimalkörper durch Blechanwendung

106

Minimalkörper bei Gussstücken

109

Minimaler Baukörper auf der Basis Draht bzw. Rundstahl

111

Minimalkörper – Beispiele

113

3.3 Zum Problem minimaler und optimaler Bauraum für eine Maschine

115

3.4 Segmentierung und Lamellenbauweise

118

3.5 Das "Bauelement" Elastizität

121

3.6 Das "Bauelement" Bruchfläche

126

3.7 Die hohle Welle

127

3.8 Wellendichtungen für hohe Drehzahlen

131

3.9 Dicht ohne Dichtung

134

3.10 Kräfte, Kraftwirkungen und deren zweckmäßige Beherrschung

137

Funktionsbehindernde Reibung

143

Brechstangen- und Kniehebeleffekt

148

3.11 Lösungen – Spezielle Anforderungen und Gestaltungsmittel

151

4 Füge- und montagegerechtes Gestalten

154

4.1 Zur Auswahl der Fügeverfahren

154

Fügeoperationen bei der Teilefertigung

157

Füge- und kostengerechtes Gestalten

158

4.2 Schraubenverbindungen, geschraubte Verbindungen und andere Gewindeanwendungen

159

4.2.1 Gewinde am Maschinenteil

159

Gewinde zentriert nicht!

162

4.2.2 Zum Sichern von Schrauben und anderen geschraubten

165

Welche Schraubensicherung bevorzugen?

165

Zum Sichern von Nutmuttern und Gewinderingen bei hochgenauen Anforderungen

166

4.2.3 Der Rundstahl-Schraubbügel und das Spannband

168

4.2.4 Unverlierbare Schrauben für Reparaturen vor Ort

170

4.3 Laserschweißverbindungen

172

4.4 Montagegerechtes Gestalten

179

4.4.1 Wenige Bauelemente – die entscheidende Größe

179

4.4.2 Fügen beim Urformen

181

4.4.3 Integrierte Verbindungselemente

183

4.5 Zur Gestaltung der zu montierenden Bauelemente

192

5 Zum Gestalten von Maschinen

193

5.1 Anlässe für neue Maschinenkonstruktionen

193

5.2 Konstrukteuraufgaben und Designeraufgaben

196

5.3 Zur Gliederung einer Maschine in Baugruppen

204

Gliedern in Baugruppen

204

Die transportgerechte Maschine

207

Zur Montage der Baugruppen am bzw. im Maschinengestell

208

Justieren der Maschinenbaugruppen

210

5.4 Großteilgestaltung – die Gestaltung von Tragwerken

212

5.4.1 Einleitende Bemerkungen

212

5.4.2 Tragwerke in Gussbauweise

215

5.4.3 Geschweißte Tragwerke

216

Die Profilbauweise

217

Die Wandbauweise

218

Die Mischbauweise

221

5.4.4 Die Schraubbauweise

222

5.4.5 Die Zugankerbauweise

224

5.4.6 Granit – natürliches Gestein als Basismaterial für Präzisionsmaschinen

225

5.4.7 Mineralguss – nicht nur ein neuer Werkstoff!

229

Eingießteile

231

Genauigkeitsflächen

233

Eingießen, Untergießen und Kleben

233

Verlorene Kerne

234

Gießformen und ihr Gestalteinfluss

234

Formentypen und ihre Eigenschaften

236

Einhausung und Oberflächen

237

Systemlösung/Rumpfmaschine

237

Anwendungsbereiche und zusammenfassendes Urteil

237

5.4.8 Tragwerke aus Kunststoffen mit und ohne Faserverstärkung

239

Tragwerke in FKV-Bauweise

240

5.4.9 Zur Auswahl einer zweckmäßigen Tragwerksbauweise

241

5.5 Das Maschinendesign und seine Teilaufgaben

242

5.5.1 Die Herangehensweise – wer macht den ersten Schritt?

242

5.5.2 Baukörpergestaltung – die Kernaufgabe des Maschinendesigns

244

5.5.3 Rohrleitungen, Schläuche, Kabel (RSK) – das vergessene Kapitel

260

Versorgung bewegter Baugruppen

262

Schläuche und Kabel an mobilen Geräten

264

Geschützten Verlauf der RSK gewährleisten

265

5.5.4 Feingestaltung

266

5.5.5 Gestaltung der Kontaktzone Mensch – Maschine

272

Berücksichtigung zeitweise auszuübender Tätigkeiten

273

Gestaltung der Bedienzone – die eigentliche Kernaufgabe

276

Gestaltung von Steh- und Sitzarbeitsplätzen

277

Bedienelemente und Greifraum

278

Beschriftung oder symbolische Zeichen?

279

5.5.6 Grafik und Farbe an der Maschine

284

Zur Produktgrafik

285

Farbgestaltung

286

5.5.7 Die Vorteile der Zusammenarbeit Konstrukteur – Designer

288

5.6 Lösungen – Zum Gestalten von Maschinen

289

6 Zusammenfassende Bemerkungen und Ausblick

290

Zum konstruktiv-gestalterischen Denken

290

Zum Wert der Gestaltungsregeln und der Notwendigkeit einer gründlichen Erprobung

290

Zur Einführung neuer Bauweisen

291

Literatur- und Bildquellen

292

Sachwortverzeichnis

297

Farbbildteil

307