Inhalt

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Vorwort

1 Einführung

1.1 Was ist Gestalten, was ist Entwerfen?

1.2 Welche Voraussetzungen sollte der Leser mitbringen und was wird nicht behandelt?

1.3 Gestaltungseinflüsse und Gestaltungsschwerpunkte

1.4 Wo findet man Anregungen für gute Konstruktionen?

1.5 Analyse einfacher Konstruktionen

1.6 Konstruktionsanalyse ‒ Lösungen

2 Nicht gestalten, sondern kaufen

3 Kraftgerechtes Gestalten ‒ ein zentrales Anliegen

3.1 Die Grundregeln des kraftgerechten Gestaltens steifer Maschinenteile

3.2 Kraftgerechte Gussstückgestaltung

3.2.1 Lagerbockgestaltung, Einführung

3.2.2 Geteilte Getriebegehäuse und das Flanschproblem

3.2.3 Gestaltungsbeispiele weiterer kraftbeanspruchter Gussstücke

3.2.4 Gestaltungsregeln für kraftgerechte Gussstückgestaltung

3.3 Kraftgerechte Schweißkonstruktionen

3.4 Kraftgerechte Blechteilgestaltung

3.5 Flächenpressung, Punkt- und Linienberührung

3.6 Zur Gestaltung elastischer Bauteile

3.7 Beispiele und Aufgaben

3.8 Kraftgerechtes Gestalten ‒ Lösungen

4 Fertigungsgerechtes Gestalten der Einzelteile

4.1 Einführung

4.1.1 Fertigungsgerechte Gestalt, Fertigungsmenge und Baugröße

4.1.2 Fertigungsgerechtes Gestalten und Kostendenken

4.1.3 Wahl des Werkstoffs, des Grundfertigungsverfahrens und des Halbzeugs

4.1.4 Die klassischen und die neuen Konstruktionswerkstoffe

4.1.5 Genauigkeiten der Fertigung im Maschinenbau

4.2 Fertigungsgerechtes Gestalten für die Einzelfertigung

4.3 Gestalten von Gussstücken (urformgerechtes Gestalten)

4.3.1 Die Berücksichtigung der Formherstellung bei der Gussstückgestaltung

4.3.2 Sicherung der Gussstückqualität durch den Konstrukteur

4.3.3 Berücksichtigung des Putzens und Entgratens

4.3.4 Gussstückfeingestaltung ‒ Berücksichtigung der Rohgusstoleranzen

4.3.5 Zur fertigungsgerechten Durchbildung eines Gussstückes

4.4 Gestalten von Strangteilen

4.5 Gestaltung geschweißter Maschinenteile

4.5.1 Einführung

4.5.2 Die Nahtarten und ihre wesentlichen Eigenschaften

4.5.3 Zum Gestalten der Schweißteile

4.5.4 Gestaltung bei dynamischer und statischer Beanspruchung

4.5.5 Beispiele, Aufgaben und Lösungen

4.6 Blechteilgestaltung

4.6.1 Ziele, Grenzen und Anwendung der Blechteilgestaltung

4.6.2 Gestalten von Blechflachteilen

4.6.3 Gestalten von Blechbiege- und Blechfaltteilen

4.6.4 Blechhohlkörper und Blechformteile

4.6.5 Gestalten von Blechverbindungen

4.7 Schmiedestücke

4.8 Gestalten für die spanende Bearbeitung

4.8.1 Allgemeines

4.8.2 Zum Spannen auf Werkzeugmaschinen

4.8.3 Gestalten für Bohren, Senken, Reiben, Gewinden

4.8.4 Gestalten für Drehbearbeitung

4.8.5 Gestalten von Bauteilen mit ebenen Arbeitsflächen

4.8.6 Gestalten für die Bearbeitung auf Bohr- und Fräszentren

4.8.7 Gestaltung von Profilbohrungen

4.9 Feingestaltung ‒ die Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen

4.9.1 Überbestimmungen

4.9.2 Tolerieren mit Abmaßen und mit ISO-Toleranzen

4.9.3 Kompensieren von Summentoleranzen

4.9.4 Oberflächenangaben

4.9.5 Form- und Lagetoleranzen

4.10 Fertigungsgerechtes Gestalten ‒ Lösungen

5 Fügen und Montieren

5.1 Welle-Nabe-Verbindungen und Axialsicherungen

5.2 Die montagegerechte Baugruppe

5.3 Justieren

5.4 Fügen und Montieren ‒ Lösungen

6 Zur Darstellung

7 Zusammenfassende Bemerkungen und Ausblick

Literatur- und Bildquellen/Weiterführende Literatur

Gerhard Hoenow
Thomas Meißner

Entwerfen und Gestalten im Maschinenbau

Bauteile – Baugruppen – Maschinen

4., neu bearbeitete Auflage

Mit 501 Bildern und 30 Tabellen

Die Autoren:

Prof. Dr. sc. techn. Gerhard Hoenow, Bannewitz
Prof. Dr.-Ing. Thomas Meißner, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik

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Lektorat: Ute Eckardt
Herstellung: Katrin Wulst
Umschlagrealisation: Stephan Rönigk

ISBN 978-3-446-44340-2
E-Book ISBN 978-3-446-43995-5

Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz)
CSS-Version: 1.0

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Vorwort

Dieses Buch entstand aus dem wesentlichen Inhalt der langjährigen Lehrveranstaltung Gestaltungslehre für Maschinenbaustudenten der TU Dresden. An der seit 1991 bestehenden Fachhochschule Lausitz in Senftenberg ‒ Land Brandenburg ‒ wurde diese Gestaltungslehre mit der Berufung von Herrn Prof. Dr. Meißner seit 1994 in wesentlichen Teilen auch zum Inhalt der Lehre für die Grundlagen der Konstruktion. Hauptanliegen des Buches ist es, insbesondere den künftigen Konstrukteuren des Maschinenbaus und natürlich auch allen anderen Studierenden auf dem Gebiet des Maschinenbaus eine praxisgerechte Gestaltungslehre zu vermitteln und damit eine Lücke zu schließen. Diese Lücke besteht darin, dass der hier behandelte Inhalt in der Maschinenelementeliteratur meist nur fragmentarisch enthalten ist, andererseits in der fertigungstechnischen Literatur vorrangig aus der Blickrichtung des Fertigungstechnikers dargestellt und damit den Bedürfnissen der Konstrukteure weniger angemessen ist. Die beiden Schwerpunkte des Buches stellen erstens das Gestalten unter Berücksichtigung der auf die Maschinenteile wirkenden Kräfte dar (Abschnitt 3) und zweitens das fertigungsgerechte Gestalten von der Teilefertigung (Abschnitt 4) bis zum Fügen und zur Baugruppenmontage (Abschnitt 5). Da es nicht möglich ist, in einem gut handhabbaren Buch die gesamte Palette der fertigungstechnischen Anforderungen zu behandeln, wurde der Bereich der kleineren Fertigungsmengen (Einzel- und Kleinserienfertigung) als Grundlage bevorzugt.

Dem Leser wird empfohlen, sich mit dem ersten Durcharbeiten einen Überblick zu verschaffen, um das Buch dann beim Bearbeiten von konstruktiven Übungsaufgaben ständig heranzuziehen. Für den Konstrukteur im Bereich der oben genannten Fertigungsmengen wird es auch ein guter Begleiter in der betrieblichen Konstruktionspraxis sein. Insbesondere wird der Wert des Buches darin gesehen, bei der Herausbildung des beruflichen Erfahrungsschatzes des Konstruktionseinsteigers eine systematische Hilfe zu leisten und das nicht allein den einsatzbedingten Zufällen zu überlassen. Die Verfasser möchten mit dem vorgelegten Buch zum Erfahrungsaustausch anregen und versichern hiermit, dass Hinweise und Vorschläge aufgeschlossen entgegengenommen werden.

Das Buch wäre nicht entstanden ohne die intensiven Hinweise des Herrn Dr.-Ing. Bernd Platz ‒ über viele Jahre Oberassistent des Verfassers Hoenow ‒ und seine Bemerkungen über die weiter oben erwähnte Lücke in der Literatur für den Maschinenbaukonstrukteur. Dafür gebührt unserem Freund Bernd Platz besonderer Dank. Weiterhin haben mitgewirkt: Frau Dipl.-Ing. Ina Meißner beim Umsetzen umfangreicher handschriftlicher Aufzeichnungen, Frau Mandy Ehrlich beim Aufbereiten vieler Bilder, Herr Christian Schreiber beim Erstellen zeichnerischer Darstellungen und das STUDIO WIR DRESDEN unter besonderer Mitwirkung des Herrn Diplomfotografiker Andreas Meschke bei der Anfertigung fotografischer Abbildungen. Allen genannten Mitarbeitern sei hiermit herzlich gedankt. Nicht unerwähnt bleiben darf die freundschaftliche Unterstützung des Herrn Dr.-Ing. Harry Thonig der Firma Trumpf Sachsen GmbH. Ebenfalls sei Frau Ute Eckardt und Katrin Wulst vom Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag für die gute Zusammenarbeit gedankt.

Gerhard Hoenow

Thomas Meißner

1Einführung