Bernd Klein

Die moderne globalisierte Fertigung erfordert den Austausch eindeutiger und widerspruchsfreier Fertigungsunterlagen. Diese m ssen beral gelesen und verstanden werden, um einen hohen Qualit tsanspruch gew hrleisten zu k nnen. Das ISO-Normenwerk hat hierzu das Konzept der Geometrischen Produktspezifizierung (GPS) geschaffen, welches auf CAD und die digitale Koordinatenmesstechnik ausgerichtet ist. Die GPS-Regeln geben vor, wie Bauteile in technischen Zeichnungen dimensionell, geometrisch und oberfl chentechnisch zu beschreiben sind. Daf r wurden eine Vielzahl neuer Normen mit speziellen Kurzeichen, Symbolen und Regeln erlassen, die ein Konstrukteur anwenden muss, um bestimmte Produkteigenschaften zu erhalten. Die darauf beruhende Beschreibungssprache hat international eine gro e Bedeutung erlangt, da sie die Funktionalit t, Kosten und Qualit tsf higkeit von Produkten zu sichern hilft. Das Buch legt den aktuellen Normenstand im Zusammenhang mit der Erstellung richtiger Fertigungsunterlagen da. Es zeigt die zweckgerechte Anwendung der Symbolik, 2D- und 3D-CAD-Bema ungs- und Tolerierungsregeln, Messgrunds tze und Oberfl chenspezifizierung. An einer Vielzahl von Beispielen wird die richtige bertragung und Anwendung gezeigt. Vor dem Hintergrund der Fertigung 4.0 ist das Buch hoch aktuell. Die Zielgruppen sind technische Produktdesigner/inen, Studierende an Fachhochschulen und Universit ten, Berufspraktiker im Maschinen- und Automobilbau.

Mit Versuchsplanung - Design of Experiments wird ein wirksames Instrument zur Steigerung von Qualit t angewandt. Dieses Buch f hrt in den theoretischen Hintergrund der Methode ein und vertieft das Verst ndnis anhand neuen Beispielen und Fallstudien. Durch bungen k nnen die L sungsans tze praktisch nachvollzogen und der Umgang mit den Methoden trainiert werden. Die 5. Auflage ist auf Grundlage der neuesten internationalen Normen aktualisiert.

Kern der CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren und Berechnen ist die Finite-Element-Methode (FEM). Gelöste praktische Fallstudien aus der Elastostatik, Elastodynamik und Wärmeleitung bilden einen Schwerpunkt in diesem Lehrbuch. Das bisherige Konzept "Anschaulichkeit vor Wissenschaftlichkeit" wurde auch in der aktuellen Auflage gestärkt, führte zu weiteren Vereinfachungen im theoretischen Teil und erhöht gleichzeitig die Verständlichkeit.

Der Leitgedanke von TRIZ ist es, Problemstellungen zu strukturieren und dadurch L sungszeiten zu verk rzen. TRIZ steht f r "Theorie des erfinderischen Probleml sens". Die Methode wurde von dem russischen Wissenschaftler und Erfinder G. S. Altschuller konzipiert. TRIZ basiert auf der Analyse von ca. 2 Millionen Patenten und ist ein systematischer Ansatz zur Entwicklung neuer Produkte. TRIZ bietet eine breite Palette an Werkzeugen zur strategischen Produktplanung. Die Werkzeuge unterst tzen Konstrukteure und Entwickler, neue Produktideen umzusetzen und neue, patentf hige Konzepte zu realisieren. TRIZ tr gt dazu bei, da Denkbarrieren berwunden und die Ergebnisse anderer Fachgebiete genutzt werden - und TRIZ hilft F hrungskr ften und Entscheidungstr gern aller Sparten, die Produktivit t und Wirtschaftlichkeit ihrer Bereiche zu steigern. Ob die Methode konventionell oder softwareunterst tzt betrieben wird, h ngt ganz von der individuellen Entscheidung des Anwenders ab. Mittlerweile wird TRIZ in zahlreichen Unternehmen und in allen Branchen erfolgreich als Instrument eingesetzt. Das vorliegende Buch wendet sich an Ingenieure, in deren Verantwortung die Findung und Einf hrung neuer Produkte liegt, und an Studenten der Konstruktionstechnik, die TRIZ in ihrem Berufsleben erfolgreich einsetzen wollen.

Das Buch gibt den Umfang meiner Vorlesung Ober die Finite-Elemente- Methode wieder, die ich seit 1987 an der Gesamthochschule Kassel fOr Studenten des Maschinenbaus halte. Mein Anliegen ist es hierbei, nicht nur Theorien zu vermitteln, sondern auch die Handhabung der Methode im Ablauf und die Anwendung an einigen typischen Problemstellungen in der Elastostatik, Elastodynamik und Warme- leitung zu zeigen. Das realisierte Konzept dOrfte dam it auch fOr viele Praktiker (Berechnungsingenieure, CAE-Konstrukteure und CAD-System- beauftragte) in der Industrie von Interesse sein, da sowohl ein Gesamt- Oberblick gegeben wird als auch die fOr das Verstandnis benetigten mathematisch-physikalischen Zusammenhange dargestellt werden. Urn damit auch direkt umsetzbare Erfahrungen vermitteln zu kennen, stOtzt sich der Anwendungsteil auf das verbreitete kommerzielle Programmsystem ASKA, das mir seit 1987 zur VerfOgung steht. Bei der Lesung der mit ASKA bearbeiteten Beispiele haben mich die Mitarbeiter des Bereiches CAE der Firma IKOSS, Stuttgart, stets gut beraten. Die Erstellung des Manuskriptes hat Frio M. Winter Obernommen, der an dieser Stelle ebenfalls herzlich gedankt seL Kassel, im September 1990 B. Klein Inhaltsverzeichnis x Forwelzeichen 1. Ei nfUhrung ......................................................-... 1 1.1 Historischer RUckblick ....................................... . 4 1.2 Generelle Vorgehensweise 9 2. Anwendungsgebi ete ....................................-......-.....-.

Das vorliegende Manuskript umfaBt den Umfang der Vorlesung "Leichtbau-Konstruktion", die ich seit 1985 an der Gesamthochschule Kassel als zweisemestrige Veranstaltung fur Studenten des Maschinenbaus anbiete. Bei der Aufbereitung des Stoffes habe ich die bekannten Standardwerke des Leichtbaus (Czerwenka/Schnell, Hertel, Schapitz und Wiedemann) sowie Vorlesungsmitschriften von anderen Hochschulen zu Rate gezogen. Intention war hierbei, die allgemein als schwierig bezeichneten Grundlagen des Leichtbaus so zu vereinfachen und zu verkurzen, daB diese in besonderem MaBe den Vorstellungen einer praxis-orientierten Ingenieurausbildung gerecht werden. Ais Zielgruppe sollen daher auch primar Studierende an Fachhochschulen und Gesamthochschulen sowie in der Praxis stehende Ingenieure angesprochen werden. Die inhaltlichen Darstellungen spiegeln im wesentlichen die Anforderungen wieder, die nach meinen Erfahrungen heute der Maschinen- und Fahrzeugbau an den Leichtbau stellen. Insofern habe ich thematisch einen graBen Kreis geschlagen, ohne letztlich voll- standig sein zu k6nnen. Mein Bemiihen war dabei aber immer, besondere Prinzipien und Analogien herauszustellen, um den Lernenden letztlich Prableml6sungsansatze zu vermit- teln. Falls sich hieraus weitere Anregungen ergeben sollten, ware ich um konstruktive Ruckmeldungen dankbar. Des weiteren m6chte ich nicht unerwahn.t lassen, daB ich bei der Erstellung des Manu- skriptes in den Mitarbeitern des Fachgebietes fiir Leichtbau-Konstruktion Helfer hatte. So hat Herr Dipl.-Ing. D. Eulenbach einige Kapitel maBgeblich mitgestaltet sowie einige andere Herren vielfaltige Detailarbeit geleistet. Die muhevolle Schreibarbeit hat aus- schlieBlich Fraulein M. Winter ubernommen. Ihnen allen sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Kassel, im August 1988 B. Klein v Inhaltsverzeichnis 1 Zielsetzung des Leichtbaus ............................... . 2 Problemstruktur des Leichtbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 . . . . . . .