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Maschinenelemente 1 - Technische Anforderungen an Konstruktionen

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Maschinenelemente 1

Technische Anforderungen an Konstruktionen

Die Technischen Anforderungen, die an das spätere Produkt gestellt werden, müssen in jedem Fall in der Konstruktion des Bauteils berücksichtigt werden.

Moderner Verbrennungsmotor
Moderner Verbrennungsmotor

 

Hierbei ist es nicht selten der Fall, dass Entwürfe mehrfach angepasst werden müssen, da letztlich doch Fehler entdeckt wurden, die in ihrer Folgewirkung zum Bauteilversagen führen können.

Funktionserfüllung

An erster Stelle steht die Funktionserfüllung. Ist dieses Kriterium nicht erfüllt, so wird das Produkt in der Regel keinen Abnehmer finden. Oft Unterscheidet man zwischen der Hauptfunktion [immer nur eine] und den Nebenfunktionen des Produkts. 

Beispiel

Ein Rasenmäher, dessen Mähwerk nicht ordentlich schneidet, wird spätestens nach dem zweiten Gebrauch reklamiert. 

Lebensdauer

Die Lebensdauer eines Bauteils kann in erster Instanz nicht direkt aus der Betrachtung einer Konstruktion erfolgen. Hierzu sind Langzeitversuche, bzw. Dauerstresstests notwendig, die das Bauteil auf Herz und Nieren prüfen. Aus den Ergebnissen lässt sich dann eine Aussage bezüglich der Lebensdauer treffen.

Beispiel

Ein Fahrzeugmotor sollte schon etliche Jahre, bzw. eine gewisse Laufleistung, einwandfrei laufen. 

Zuverlässigkeit

Neben der Lebensdauer, ist die Zuverlässigkeit des Produkt, bzw. des Maschinenbauteils, entscheidend für dessen Erfolg. 

Beispiel

Nehmen wir erneut den Rasenmäher. Einem Rasenmäher, der zwar super schneidet, jedoch bei jedem dritten Mal nicht funktioniert, dem wird das gleiche Schicksal erleiden, wie oben beschrieben. 

Bedienung

Gerade bei Maschinen ist eine einfache Bedienbarkeit gefordert. Der Bedienende muss in der Lage sein, die Maschine in kurzer Zeit zu verstehen. Hier spielt neben der Übersichtlichkeit, oft auch eine logische Anordnung ein wichtige Rolle. 

Beispiel

Eine Spritzgussmaschine sollte ihre Funktion mit wenigen Bedienungsschritten erfüllen, da ansonsten die Produktivität stark sinkt. 

Wirkungsgrad

Gerade in der Energietechnik spielen Maschinen mit hohen Wirkungsgraden eine entscheidende Rolle. Je höher der Wirkungsgrad unter vergleichbaren Parametern, umso besser die Maschine im Vergleich zu ähnlichen Produkten.

Merke

Der Wirkungsgrad einer Maschine ist oft irreführend. Besser ist die Betrachtung des Nutzungsgrades. Der Wirkungsgrad wird nämlich immer unter optimalen Versuchsbedingungen erfasst. 

Beispiel

Früher wurde Strom aus Gasturbinen gewonnen, die Prozesswärme ging dabei vollständig verloren. Heute nutzt man intelligente Konzepte, wie das Nachschalten einer Dampfturbine, die das Abgas der Gasturbine nutzt um noch mehr Strom zu erzeugen. Somit steigt der Wirkungsgrad. 

Instandhaltung

Dieses Anforderungskriterium zählt zwar nicht zu den vorrangigen Aspekten, ohne geht es aber auch nicht. Die Instandhaltung von Maschinen sollte schon in der Konstruktion derart bedacht werden, dass ein komplettes Zerlegen der Maschinen nicht notwendig wird.

Beispiel

Um sich bewegende Maschinenteile vor Reibkorrosion zu schützen wird auf Schmierstoffe zurückgegriffen. Diese müssen jedoch auch der richtigen Stelle zugeführt werden können. Daher werden in Konstruktionen immer Kanäle bedacht, die ein Zuführen des Schmierstoffes ermöglichen.