
Taschenbuch der Konstruktionstechnik
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Content
- Intro
- Vorwort
- Herausgeber und Autoren
- Inhalt
- 1 Konstruktions- orientierung
- 1.1 Konstruktion im Unternehmen
- 1.2 Konstruieren - Fertigen - Verkaufen
- 1.3 Ingenieuraufgaben
- 1.4 Konstruktionsmittel
- 2 Konstruktionstechnik
- 2.1 Konstruktionsprozess
- 2.2 Schalenmodell der Konstruktionstechnik
- 2.3 Traditionelles Denken und Systemdenken
- 2.4 Konstrukteur als Problemlöser
- 2.5 Interdisziplinäre Zusammenarbeit
- 2.6 Konstruktionstechnik - Übersicht
- 3 Prozessmanagement
- 3.1 Prozesse
- 3.2 Prozessorientierung
- 3.3 Geschäftsprozessmanagement
- 3.3.1 Geschäftsprozesse
- 3.3.2 Geschäftsprozesstypen
- 3.3.3 Prozessmodell der DIN EN ISO 9001:2015
- 3.3.4 Prozess-Landkarte
- 3.3.5 Kunden-Lieferanten-Beziehungen
- 3.3.6 Gestaltung von Geschäftsprozessen
- 3.3.6.1 Struktur der Geschäftsprozesse
- 3.3.6.2 Beschreibung der Geschäftsprozesse
- 3.3.6.3 Beschreibung der Teilprozesse
- 3.3.7 Prozessdokumentation
- 4 Konstruktionsablauf
- 4.1 Konstruktionsphasen und Vorgehen
- 4.2 Klären und Präzisieren der Aufgabenstellung
- 4.3 Anforderungslisten
- 4.4 Konzipieren
- 4.5 Entwerfen
- 4.6 Ausarbeiten
- 4.6.1 Erzeugnisgliederung
- 4.6.2 Stücklisten
- 4.6.2.1 Stücklistenaufbau
- 4.6.2.2 Gliederung der Stücklistenarten
- 4.6.2.3 Verwendung von Stücklisten
- 4.6.3 Nummernsysteme
- 4.6.3.1 Nummerungstechnik - Grundlagen
- 4.6.3.2 Ziele der Nummerung
- 4.6.3.3 Nummernsysteme
- 4.6.3.4 Sachnummernsysteme
- 4.6.3.5 Sachmerkmale
- 5 Variantenmanagement
- 5.1 Produkt- und Teilevielfalt ermitteln
- 5.2 Produkt- und Teilevielfalt analysieren
- 5.3 Produkt- und Teilevielfalt reduzieren
- 5.4 Baureihen konstruieren
- 5.4.1 Normzahlen anwenden
- 5.4.2 Ähnlichkeitsgesetze anwenden
- 5.5 Baukasten konstruieren
- 6 Prozessorientierte Qualitätsmanagementsysteme
- 6.1 Systemübersicht
- 6.1.1 ISO 9001:2015/DIN EN ISO 9001:2015
- 6.1.2 Total Quality Management
- 6.1.3 Six Sigma Quality
- 6.2 Verbesserung von Prozessen und Qualität
- 6.2.1 Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
- 6.2.2 Kundenorientierung verbessern
- 6.2.3 Kundenorientierung und Kundenzufriedenheit
- 6.2.4 Qualitätsbezogene Kosten
- 6.2.5 Wertschöpfung in Prozessen
- 6.2.6 Leistungsfähigkeit der Prozesse
- 7 Analoge Welt - digitalisierte Produkte
- 7.1 Algorithmen und Digitalisierung
- 7.2 Digitalisierung und Digitale Transformation
- 7.3 Automatisierung und autonome Systeme
- 7.4 Ethik - Grundlagen und Begriffe
- 7.5 Künstliche Intelligenz
- 7.6 Neuronale Netze und Maschinelles Lernen
- 7.7 Ausblick
- 8 Digitalisierung in der Konstruktion
- 8.1 Transformationsprozess im Unternehmen
- 8.2 Digitales Büro im Unternehmen
- 8.3 Informationsflüsse im Unternehmen
- 8.4 Auftragskonstruktion von Drehmaschinen
- 8.5 Konstruktionsprozess mit Ablaufplan
- 8.6 Anforderungen für Tätigkeiten im Konstruktionsprozess
- 8.7 IT-Sicherheit zum Schutz vor Cyberattacken
- 9 Wissensmanagement
- 9.1 Ziele des Wissensmanagements
- 9.2 Wege zur Umsetzung
- 9.2.1 Taylorisierung von Wissensarbeit
- 9.2.2 Wissen als Erkenntnisprozess
- 9.2.3 Wissensmanagement auf Basis der Unternehmensstrategie
- 9.2.4 Der "Faktor Mensch"
- 10 Informations- und Datenmanagement in der Konstruktion
- 10.1 Simultaneous Engineering
- 10.2 Informationsquellen und -beschaffung
- 10.3 Datenmanagement in der Konstruktion
- 11 Marketing und Vertrieb, Einkauf
- 11.1 Das Unternehmen im Wettbewerb
- 11.1.1 Das Wettbewerbsmodell von Michael Porter
- 11.1.2 Erfolgsstrategien
- 11.1.3 Nischenmärkte
- 11.2 Analyse des Produktangebots
- 11.2.1 ABC-Analyse
- 11.2.2 Portfolio-Analyse
- 11.2.3 Produktlebenszyklus-Konzept
- 11.3 Vertrieb und Einkauf im B2B-Geschäft
- 11.3.1 Einfache Regeln zur Kundenorientierung
- 11.3.2 Organisationales Beschaffungsverhalten
- 12 Innovation technischer Produkte
- 12.1 Bedeutung von Innovationen
- 12.1.1 Herkunft des Wortes Innovation
- 12.1.2 Der Innovationsbegriff
- 12.1.3 Ursachen von Produktinnovationen
- 12.1.4 Wirtschaftliche Auswirkungen von Innovationen
- 12.1.4.1 Betriebswirtschaftliche Wirkung
- 12.1.4.2 Volkswirtschaftliche Bedeutung
- 12.2 Quellen der Innovation
- 12.2.1 Entwickeln eigener Ideen
- 12.2.1.1 Logisch-systematische Verfahren
- 12.2.1.2 Intuitiv-kreative Verfahren
- 12.2.2 Nutzung fremder Kreativität
- 12.3 Technologie- und Innovationsmanagement
- 12.3.1 Entwicklung einer Technologie-Strategie
- 12.3.1.1 Bemessung des F&E-Budgets
- 12.3.1.2 Formulierung der F&E-Strategie
- 12.3.2 Innovationsmanagement
- 12.3.2.1 Auswahl von Zukunftstechnologien
- 12.3.2.2 Effektive Gestaltung von Projektportfolios
- 12.3.3 Effiziente Steuerung von Innovationsprojekten
- 12.3.4 Die innovationsorientierte Organisation
- 13 Entrepreneurship - eine Einführung
- 13.1 Entrepreneurship als mögliche Antwort auf die Herausforderungen des dynamischen Wandels
- 13.2 Entrepreneurship
- 13.2.1 Definitionen und Arten von Entrepreneurship
- 13.2.2 Corporate Entrepreneurship
- 13.2.3 Unternehmenskultur und der Umgang mit Risiko und Unsicherheit
- 13.3 Der Entrepreneurship-Prozess und die unternehmerische Gelegenheit
- 13.3.1 Entrepreneurship als Prozess
- 13.3.2 Die unternehmerische Gelegenheit
- 13.3.3 Wahrnehmung und Bewertung der unternehmerischen Gelegenheit
- 13.3.3.1 Der Wert einer unternehmerischen Gelegenheit
- 13.3.3.2 Die Bewertung einer unternehmerischen Gelegenheit - Einflussfaktoren
- 13.4 Der Ingenieur als (Corporate) Entrepreneur
- 14 Entrepreneurship - Methoden und Tools zur Ausschöpfung unternehmerischer Gelegenheiten
- 14.1 Die Zukunft ist vorhersagbar - oder nicht? Causation, Effectuation und Bricolage
- 14.2 Entwicklung, Bearbeitung und Realisierung der Idee
- 14.2.1 Design Thinking
- 14.2.2 Lean Startup - schnell, agil, erfolgreich
- 14.3 Business Modeling
- 14.3.1 Geschäftsmodell und Geschäftsmodellinnovation
- 14.3.2 Tools zur Geschäftsmodellentwicklung
- 14.4 Business Planning
- 15 Produktentstehung
- 15.1 Produktplanung
- 15.1.1 Potenzialfindung
- 15.1.1.1 Befragung der Kunden
- 15.1.1.2 Methoden zur Marktanalyse
- 15.1.1.3 Der Blick in die Zukunft
- 15.1.2 Produktfindung
- 15.1.3 Geschäftsplanung
- 15.2 Produktentwicklung
- 15.2.1 Die Ingenieurarbeit in der Produktentwicklung
- 15.2.2 Von der Aufgabenklärung zur Ausarbeitung
- 15.2.3 Prototypen, Vor- und Nullserie
- 15.2.4 Produktionsvorbereitung
- 15.3 Integrierte Produktentwicklung (IPE)
- 15.3.1 Management der Komplexität
- 15.3.1.1 Arbeitsteilung und Ablauforganisation
- 15.3.1.2 Projektmanagement
- 15.3.2 Management der Qualität
- 15.3.2.1 Qualitätsmanagement
- 15.3.2.2 Werkzeuge zur Qualitätssicherung
- 15.3.3 Management "kurzer" Entwicklungszeiten
- 15.3.4 Allgemeine Aspekte der Produktentwicklung
- 15.4 Ausgewählte Methoden der Produktentwicklung
- 15.4.1 Produktdaten-Management (PDM)
- 15.4.2 Quality Function Deployment (QFD)
- 15.4.3 Agiles Projekt- und Qualitätsmanagement
- 15.4.4 Benchmarking
- 15.4.5 Risikoanalyse
- 15.4.6 Rapid und Virtual Prototyping
- 15.4.7 Statistische Versuchsmethodik (DoE)
- 16 Werkstoffauswahl
- 16.1 Allgemeine Aspekte der Werkstoffauswahl
- 16.2 Entscheidungssituationen
- 16.3 Der Teilprozess Werkstoffwahl
- 16.3.1 Eine Anforderungsliste für den Konstruktionswerkstoff
- 16.3.2 Vorauswahl von Werkstofflösungen
- 16.3.2.1 Hilfsmittel Werkstoffschaubild
- 16.3.2.2 Hilfsmittel Designparameter
- 16.3.2.3 Hilfsmittel Fachliteratur
- 16.3.2.4 Hilfsmittel Materialkosten
- 16.3.3 Feinauswahl und Bewertung (Analyse)
- 16.3.4 Evaluierung und Validierung, Werkstoffentscheidung
- 16.4 Zusammenfassung
- 17 Methodisches Konstruieren
- 17.1 Einführung
- 17.2 Technische Systeme
- 17.3 Funktion
- 17.4 Konstruktionsprozess
- 17.5 Konzeptionsphase
- 17.5.1 Aufgabenstellung
- 17.5.2 Funktionsstruktur
- 17.5.3 Lösungsprinzipien
- 17.5.4 Konzept
- 17.6 Gestaltungsphase
- 17.6.1 Teilentwürfe
- 17.6.2 Optimieren
- 17.6.3 Gesamtentwurf
- 17.6.4 Produktdokumentation
- 17.7 Methoden zur Lösungsfindung
- 17.7.1 Konventionelle Hilfsmittel
- 17.7.2 Intuitive Methoden
- 17.7.3 Diskursive Methoden
- 17.8 Auswahl einer Lösung
- 17.8.1 Vorauswahl
- 17.8.2 Bewertung
- 17.9 Zusammenfassung
- 18 Maschinenelemente
- 18.1 Definition und Einteilung
- 18.2 Elemente zum Verbinden
- 18.2.1 Stoffschlussverbindungen
- 18.2.1.1 Schweißen
- 18.2.1.2 Löten
- 18.2.1.3 Kleben
- 18.2.2 Reibschlussverbindungen
- 18.2.2.1 Zylindrischer Pressverband
- 18.2.2.2 Konischer Pressverband
- 18.2.2.3 Spannelementverbindungen
- 18.2.2.4 Klemmverbindungen
- 18.2.3 Formschlussverbindungen
- 18.2.3.1 Passfederverbindungen
- 18.2.3.2 Profilwellen
- 18.2.3.3 Bolzen- und Stiftverbindungen
- 18.2.4 Elastische Verbindungen
- 18.2.5 Schraubenverbindungen
- 18.3 Elemente zum Bewegen
- 18.3.1 Achsen und Wellen
- 18.3.2 Lager
- 18.3.2.1 Gleitlager
- 18.3.2.2 Wälzlager
- 18.3.3 Führungen
- 18.3.4 Kupplungen und Bremsen
- 18.3.5 Getriebe
- 18.3.5.1 Rädergetriebe
- 18.3.5.2 Zugmittelgetriebe
- 18.4 Elemente zur Leitung von Fluiden
- 18.4.1 Leitungen
- 18.4.2 Armaturen
- 18.5 Elemente zur Vermeidung von Schäden
- 18.6 Elemente zum Abdichten von Fluiden
- 19 Kosten in der Konstruktion
- 19.1 Kostenverantwortung der Konstruktion
- 19.1.1 Bedeutung der Kosten
- 19.1.2 Wichtige Kostenbegriffe
- 19.2 Einflussgrößen verschiedener Kostenbereiche
- 19.2.1 Herstellkosten
- 19.2.2 Entwicklungs- und Konstruktionskosten
- 19.2.3 Selbstkosten
- 19.2.4 Lebenslaufkosten (Life-Cycle-Cost)
- 19.3 Verfahren zur Kostenermittlung
- 19.3.1 Grundlagen der Kostenrechnung
- 19.3.2 Kalkulationsverfahren
- 19.3.3 Kostenfrüherkennung
- 19.3.4 Relativkostenrechnung
- 19.4 Kostenmanagement in der Konstruktion
- 19.4.1 Methodenüberblick
- 19.4.2 Target Costing
- 19.4.3 Wertanalyse
- 20 Konstruktions- berechnung
- 20.1 Berechnungsverfahren
- 20.2 Auslegungsrechnung
- 20.3 Nachrechnung
- 20.4 Optimierungsrechnung
- 20.5 Simulationsrechnung
- 20.6 Grundlagen der Festigkeitsberechnung
- 20.6.1 Grundaufgaben der Festigkeitsberechnung
- 20.6.2 Grundbelastungsfälle
- 20.6.3 Werkstoffverhalten
- 20.7 Schwingende Beanspruchung
- 20.7.1 Belastungsfälle
- 20.7.2 Spannungsermittlung
- 20.7.3 Werkstoffverhalten
- 20.7.4 Zulässige Spannungen
- 20.8 Festigkeitshypothesen
- 20.9 Betriebsfestigkeit
- 21 Technische Gestaltung
- 21.1 Entwerfen und Gestalten
- 21.2 Gestaltungsgrundregeln
- 21.2.1 Eindeutig als Grundregel
- 21.2.2 Einfach als Grundregel
- 21.2.3 Sicher als Grundregel
- 21.3 Gestaltungsprinzipien
- 22 Industriedesign und Ergonomie
- 22.1 Einordnung der Gestaltung
- 22.2 Gestalterische Mittel
- 22.3 Gestaltungsansätze
- 22.4 Ergonomie
- 22.4.1 Aufgaben der Ergonomie bei der Produktentwicklung und -gestaltung
- 22.4.2 Eigenschaften des Menschen
- 22.5 Beispiele
- 22.6 Zusammenfassung
- 23 Gestaltungsrichtlinien
- 23.1 Funktionsgerechte Gestaltung
- 23.2 Beanspruchungsgerechte Gestaltung
- 23.3 Werkstoffgerechte Gestaltung
- 23.4 Fertigungsgerechte Gestaltung
- 23.5 Montagegerechte Gestaltung
- 23.6 Toleranzgerechte Gestaltung
- 23.7 Transportgerechte Gestaltung
- 23.8 Sicherheit und Zuverlässigkeit
- 23.9 Anschluss- und Schnittstellen
- 23.10 Korrosion und Verschleiß
- 23.11 Instandhaltung und Gebrauch
- 23.12 Recyclinggerechte Gestaltung
- 23.13 Entsorgungsgerechte Gestaltung
- 24 Elektroden- konstruktion
- 24.1 Einordnung im Produktentstehungsprozess
- 24.1.1 Nutzung von Elektroden in der abtragenden Fertigung
- 24.1.2 Prozesskette am Beispiel Senkerodieren
- 24.1.3 Schnittstellen im CAx-Prozess
- 24.2 Elektrodenkonstruktionsprozess
- 24.2.1 Formgebende Geometrie
- 24.2.2 Nicht formgebende Geometrien
- 24.2.3 Elektrodenwerkstoffe
- 24.3 Einsatz der Elektroden beim Senkerodieren
- 24.3.1 Positions- und Versatzdaten
- 24.3.2 Spannmittel für Elektroden
- 25 Konstruktionsbiblio- theken und Bearbeitungsvorlagen
- 25.1 Konstruktionsbibliotheken
- 25.1.1 Merkmale und Arten von Konstruktionsbibliotheken
- 25.1.1.1 Teilebibliotheken
- 25.1.1.2 Featurebibliotheken
- 25.1.2 Verankerung von Fertigungsinformationen in der Konstruktion
- 25.1.3 Aufbau und Erstellung von Featurebibliotheken
- 25.2 Bearbeitungsvorlagen
- 25.2.1 Merkmale und Arten von Bearbeitungsvorlagen
- 25.2.2 Verknüpfung regelbasierter Bearbeitungsvorlagen mit Featurebibliothekselementen
- 25.2.3 Aufbau regelbasierter Bearbeitungsvorlagen
- 25.2.4 Anwendung im CAD/CAM-Prozess
- 25.2.4.1 Vergleich konventionelle - automatisierte Programmierung
- 25.2.4.2 Einsatzkriterien und Werkstückbeispiele
- 26 Technische Zeichnungen
- 26.1 Grundlagen
- 26.2 Zeichnungen - Normen und Regeln
- 26.2.1 Papier-Endformate
- 26.2.2 Schriftfelder für Zeichnungen
- 26.2.3 Schriften technischer Zeichnungen
- 26.2.4 Maßstäbe
- 26.2.5 Linienarten
- 26.3 Axonometrische Darstellungen
- 26.4 Zeichnungen - Informationen und Daten
- 26.4.1 Geometrieinformationen
- 26.4.1.1 Geometriedarstellungen in Ansichten
- 26.4.1.2 Formelemente
- 26.4.2 Bemaßungsinformationen
- 26.4.2.1 Systeme der Maßeintragung
- 26.4.2.2 Elemente der Maßeintragung
- 26.4.2.3 Maßzahlen-Eintragung
- 26.4.2.4 Eintragen von Maßen
- 26.4.2.5 Maßeintragung an Formelementen
- 26.4.2.6 Arten der Maßeintragung
- 26.4.2.7 Eintragung von Toleranzen für Längen- und Winkelmaße
- 26.4.3 Technologieinformationen
- 26.4.4 Organisationsinformationen
- 26.5 Hauptzeichnungen
- 26.6 Grafische Symbole
- 26.7 Geometrische Produktspezifikation
- 26.8 Technisches Freihandzeichnen
- 27 Normung
- 27.1 Normen und Standards
- 27.2 Normen und Richtlinien
- 27.3 Aufgaben und Zweck der Normung
- 27.4 Normen für den Konstruktionsprozess
- 27.5 Inhalt und Arten von DIN-Normen
- 27.6 Normzahlen und Normzahlreihen
- 28 Oberflächenrauheit
- 28.1 Beschreibung der Oberfläche von Werkstücken
- 28.1.1 Achsen- und Streckenbezeichnungen beim Rauheitsprofil
- 28.1.2 Elementare Rauheitskenngrößen
- 28.1.3 Anwendung der Rauheitskenngrößen
- 28.2 Erfassung des Rauheitsprofils
- 28.2.1 Tastschnittverfahren
- 28.2.1.1 Funktionsweise
- 28.2.1.2 Parameter von Tastschnittgeräten
- 28.2.1.3 Profilfilter
- 28.2.1.4 Messpraxis
- 28.2.2 Manuelle und optische Verfahren
- 28.3 Fertigung
- 28.3.1 Fertigungsverfahren und Oberflächenrauheit
- 28.3.2 Einträge auf Fertigungszeichnungen bzw. im CAD-Modell
- 29 Toleranzen und Passungen
- 29.1 Übersicht
- 29.2 Geometrische Produktspezifikation
- 29.3 Maße mit Toleranzangaben
- 29.3.1 Toleranzarten und -begriffe
- 29.3.2 Allgemeintoleranzen
- 29.3.3 ISO-Toleranzsystem
- 29.4 Passungen
- 29.4.1 Passungsarten und Begriffe
- 29.4.2 Passungssysteme
- 29.4.3 Zeichnungseintragungen
- 29.5 Tolerierungsgrundsatz
- 29.5.1 Taylor'scher Prüfgrundsatz
- 29.5.2 Unabhängigkeitsprinzip
- 29.5.3 Hüllprinzip
- 29.6 Toleranzverknüpfungen in Maßketten
- 29.6.1 Arithmetische Tolerierung
- 29.6.2 Statistische Tolerierung
- 30 Form- und Lagetoleranzen
- 30.1 Übersicht und Begriffe
- 30.2 Toleranzarten für Form und Lage
- 30.2.1 Formtoleranzen
- 30.2.2 Profiltoleranzen
- 30.2.3 Richtungstoleranzen
- 30.2.4 Ortstoleranzen
- 30.2.5 Lauftoleranzen
- 30.3 Anwendung der Maximum-Material-Bedingung
- 30.4 Hinweise für die Praxis
- 31 Rechnerunterstützung der Konstruktion
- 31.1 CAD/CAM-Begriffe und Übersicht
- 31.1.1 CAD - Computer Aided Design
- 31.1.2 CAP - Computer Aided Planning
- 31.1.3 CAM - Computer Aided Manufacturing
- 31.1.4 CAQ - Computer Aided Quality Assurance
- 31.1.5 PPS - Produktionsplanung und -steuerung
- 31.1.6 CAD/CAM
- 31.1.7 CAID - Computer-Aided-Industrial-Design
- 31.2 CAD-Systeme
- 31.2.1 CAD-System-Schnittstellen
- 31.2.2 2D-CAD-Systeme
- 31.2.3 Konstruieren mit 3D-CAD/CAM-Systemen
- 31.2.4 3D-CAD-Systeme
- 31.2.4.1 Geometrisches Modellieren
- 31.2.4.2 Feature-Technologie
- 31.2.4.3 Parametrische CAD-Systeme
- 31.2.5 Ausblick
- 32 Finite-Elemente-Methode
- 32.1 Computergestützte Berechnung in der Konstruktion
- 32.1.1 Berechnung und Simulation
- 32.1.2 Numerische Verfahren
- 32.1.3 Analytische oder FEM-Berechnung?
- 32.1.4 Versuch oder FEM-Berechnung?
- 32.2 Hintergründe der Finite-Elemente-Methode
- 32.2.1 Grundgedanke
- 32.2.2 Begriffe
- 32.2.3 Ansatz
- 32.2.4 Knotenkräfte, Steifigkeitsmatrix
- 32.2.5 Ablauf einer FE-Berechnung
- 32.2.6 Elementtypen
- 32.3 Genauigkeit und Aufwand
- 32.4 Anwendungsgebiete und Berechnungsziele
- 32.5 Lineare und nichtlineare Berechnungen
- 32.6 Modellbildung, Idealisierung
- 32.7 CAD-FEM-Kopplung
- 32.8 Interpretation der Ergebnisse
- 32.9 Varianten- und Parameterstudien, Optimierung
- 32.10 Qualitätssicherung
- 32.11 Auswahl geeigneter Software
- 33 Schutzrechte in der Konstruktion
- 33.1 Arten gewerblicher Schutzrechte
- 33.1.1 Das Patent
- 33.1.2 Das Gebrauchsmuster
- 33.1.3 Das eingetragene Design
- 33.1.4 Die Marke
- 33.1.5 Weitere Schutzrechte
- 33.2 Wirkung von gewerblichen Schutzrechten
- 33.3 Arbeitnehmererfindungen
- 33.4 Patentbewertung
- 33.5 Patente als Informationsquelle
- 33.5.1 Vorgehen bei einer Patentrecherche
- 33.5.2 Patentrecherche im Internet
- 33.5.3 Die internationale Patentklassifikation
- Sachwortverzeichnis
- Leere Seite
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