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 |