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Institut für Maschinenelemente
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
ÜbersichtsvortragSpezialisierungs-fächer
M.Sc. Maschinenbau
M.Sc. Maschinenbau / Produktentwick-
lung & Konstruktionstechnik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche
Prof. Dr. Bernd Bertsche – beruflicher Werdegang:
Mitarbeit Entwicklung Automatgetriebe W5A 330/580
Institut für Maschinenelemente
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 2
Prof. Dr. Bernd Bertsche – beruflicher Werdegang:
Entwicklungsleitung 4-Matic
Institut für Maschinenelemente
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 3
Fünf Fachbereiche
Institut für Maschinenelemente
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 4
• M.Sc. Maschinenbau
• SF Konstruktionstechnik
• M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (PEKT)
• SF Methoden der Produktentwicklung
• SF Anwendungen der Produktentwicklung
Anwendungen der Konstruktionstechnik
Festigkeitsberechnung und Werkstoffmechanik
Kunststofftechnik
Werkzeugmaschinen
Feinwerktechnik
Übersicht Spezialisierungsfächer (SF) M.Sc.
Strömungsmechanik und Wasserkraft
Thermische Turbomaschinen
Agrartechnik
Kraftfahrzeuge
Schienenfahrzeugtechnik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 5
SF Konstruktionstechnik
Master M.Sc. Maschinenbau
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche
IMA
IMA
Spezialisierungsfach Konstruktionstechnik
Design TechnologyVerantwortlicher Professor Bertsche, Binz, Maier, Bauer
Institut für Konstruktionstechnik und
Technisches Design (IKTD)
Institut für Maschinenelemente (IMA)
Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart
Tel.: 0711 / 685 – 66055 Tel.: 0711 / 685 – 66170
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Homepage: www.iktd.uni-stuttgart.de Homepage: www.ima.uni-stuttgart.deDozent Benennung SWS Moduldauer
Kernfächer mit 6 LP
Bertsche Zuverlässigkeitstechnik 4 2
Bertsche Konstruktion der Fahrzeuggetriebe 4 1
Binz Methodische Produktentwicklung 4 2
Bauer Dichtungstechnik 4 2
Maier Technisches Design 4 1
IMA
6
IMA
SF Konstruktionstechnik
M.Sc. Maschinenbau
IMA
IMA
IMA
IMA
Dozent Benennung SWS Moduldauer
Ergänzungsfächer mit 6 LP (Kernfächer ebenfalls möglich)
Binz / Katzenbach Informationstechnik und Wissensverarbeitung in der
Produktentwicklung I / II
4 2
Maier Fahrzeug-Design 4 1
Maier Interface-Design 4 1
Rzepka Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik 4 1
Ergänzungsfächer mit 3 LP
Alxneit Dynamiksimulation in der Produktentwicklung 2 1
Bachmann Industriegetriebe 2 1
Bachmann Anwendung der Methode der Finiten Elemente im
Maschinenbau
3 1
Bakolas Grundlagen der Wälzlagertechnik 2 1
Gumpoltsberger Planetengetriebe 2 1
Longhitano Simulation im technischen Entwicklungsprozess 2 1
Traub Value Management 2 1
Dazer DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung 2 1
Roth Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten in der PE 2 1
Roth Leichtbauproduktentwicklungsmethoden und –technologien
in frühen Phasen
2 1
Praktikum mit 3 LP
Praktikum Konstruktionstechnik 1
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 7
• M.Sc. Maschinenbau
• SF Konstruktionstechnik
• M.Sc. Maschinenbau / Produktentwicklung und Konstruktionstechnik (PEKT)
• SF Methoden der Produktentwicklung
• SF Anwendungen der Produktentwicklung
Anwendungen der Konstruktionstechnik
Festigkeitsberechnung und Werkstoffmechanik
Kunststofftechnik
Werkzeugmaschinen
Feinwerktechnik
Übersicht Spezialisierungsfächer (SF) M.Sc.
Strömungsmechanik und Wasserkraft
Thermische Turbomaschinen
Agrartechnik
Kraftfahrzeuge
Schienenfahrzeugtechnik
IMA
IMA
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 8
SF Methoden der Produktentwicklung
IMA
IMA
Dozent Benennung SWS Moduldauer
Kern-/Ergänzungsfächer mit 6 LP
Bertsche Zuverlässigkeitstechnik 4 2
Maier Technisches Design 4 1
Ergänzungsfächer mit 6 LP (auch Kernfächer möglich)
Maier Interface-Design 4 1
Rzepka Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik 4 1
Ergänzungsfächer mit 3 LP
Alxneit Dynamiksimulation in der Produktentwicklung 2 1
Bachmann Anwendung der Methode der Finiten Elemente im
Maschinenbau
3 1
Longhitano Simulation im technischen Entwicklungsprozess 2 1
Roth Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten in der PE 2 1
Dazer DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung 2 1
Traub Value Management 2 1
Roth Leichtbauproduktentwicklungsmethoden und –technologien
in frühen Phasen
2 1
Praktikum
Praktikum Konstruktionstechnik 1
IMA
IMA
M.Sc. PEKT
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 9
Dozent Benennung SWS Moduldauer
Kernfächer mit 6 LP
Bertsche Konstruktion der Fahrzeuggetriebe 4 1
Bauer Dichtungstechnik 4 2
Ergänzungsfächer mit 6 LP (auch Kernfächer möglich)
Bargende Grundlagen der Verbrennungsmotoren 4 1
Böttinger Ackerschlepper und Ölhydraulik 4 1
Casey Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen 4 1
Heisel Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme 4 1
Maier Fahrzeug-Design 4 1
Wehking / Vorwerk Grundlagen der Fördertechnik 4 1
Wiedemann Kraftfahrzeuge I+II 4 1
Ergänzungsfächer mit 3 LP
Bachmann Industriegetriebe 2 1
Bakolas Grundlagen der Wälzlagertechnik 2 1
Gumpoltsberger Planetengetriebe 2 1
Praktikum
Praktikum Konstruktionstechnik 1
SF Anwendungen der Produktentwicklung
Anwendungen der Konstruktionstechnik
M.Sc. PEKT
IMA
IMA
IMA
IMA
IMA
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 10
Dozent Benennung SWS Moduldauer
Kernfächer mit 6 LP
Salander Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und -betrieb 4 1
Salander Entwicklung und Anwendung von Eisenbahnregelwerk
(Schwerpunkt EU-Recht)4 2
Ergänzungsfächer mit 6 LP (auch Kernfächer möglich)
Salander Schienenfahrzeugdynamik 4 1
Ergänzungsfächer mit 3 LP
Jauß Elektrische Bahnsysteme 2 1
Moser/Jauß Grundlagen der spurgeführten Fahrzeuge für Straßen-,
Stadt- und U-Bahnen
2 1
Knirsch/Müther Fahrdrahtunabhängige Schienenfahrzeuge 2 1
Praktikum
Praktikum Schienenfahrzeug 1
SF Anwendungen der Produktentwicklung
Schienenfahrzeugtechnik
M.Sc. PEKT
IMA
IMA
IMA
IMA
IMA
IMA
IMA
(Auch als SF im M.Sc. Maschinenbau wählbar)
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 11
Zuverlässigkeits-technik
Vorlesung
im Fahrzeug- und Maschinenbau
in Industrie und Forschung
Prof. Dr.-Ing. B. Bertsche
Motivation Zuverlässigkeit
Drei Dinge kann keiner voraussagen:
Leben, den Tod und den Ausfall einer Maschine
Machen Sie zwei daraus.
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 13
These:
“Es ist unmöglich, alle Fehler zu vermeiden”
Sir Karl R. Popper(aus “Zwölf Prinzipien füreine neue Berufsethik”)
aber:
“Natürlich bleibt es unsere Aufgabe,Fehler nach Möglichkeit zu vermeiden”
Zuverlässigkeitstechnik !
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 14
Kriterien beim PKW Neuwagenkauf
1 1,5 2 2,5 3
Inzahlungnahme des Vorwagens
Prestigewert
Umweltverträglichkeit
Finanzierung-/Leasingangebot
Versicherungskosten
Kurze Lieferzeit
Dauer der freiwillig gewärten Garantie
Serienausstattung
Anschaffungspreis
Zuverlässigkeit
2,52,32,3
2,22,22,2
2,12,12,1
222
1,91,8
1,71,7
1,61,5
1,3Bewertung auf einer
Skala von 1 bis 4
1 sehr wichtig
2 wichtig
3 egal
4 unwichtig
Quelle: DAT-Report 2017
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 15
7.571 7.543 8.131 8.051
34.712
7.528
34.803
55.357
146.072
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Anzahl der eingeleiteten Außerbetriebsetzungen
Kraftfahrt-Bundesamt Statistik zu Kfz-Außerbetriebsetzungen
Quelle: https://www.kba.de/DE/Marktueberwachung/Rueckrufe/rueckrufe_node.html
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 16
Das ProdSG gilt, "wenn im Rahmen einer
Geschäftstätigkeit Produkte auf dem Markt bereitgestellt,
ausgestellt oder erstmals verwendet werden". Eine
Markteinführung ist nur dann erlaubt, "wenn es bei
bestimmungsgemäßer oder vorhersehbarer Verwendung
die Sicherheit und Gesundheit von Personen nicht
gefährdet". Hersteller sind gemäß ProdSG verpflichtet, das
KBA zu unterrichten, sofern Anhaltspunkte für eine
Gefährdungssituation durch von ihnen in Verkehr
gebrachte Produkte vorliegen. Hinweise auf mangelhafte
Produkte werden jedoch auch von Verbrauchern,
Behörden, Versicherungen und Presse an das KBA
herangetragen.
Aus mehr als 900 Produktsicherheitsuntersuchungen im
Jahr 2018 ergaben sich 572 Rückrufaktionen, sodass sich
die Anzahl gegenüber 2017 (515) weiter erhöht hat.
411 408 415471
571
711
808838
916
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Anzahl Produktsicherheitsuntersuchungen
Produktsicherheitsuntersuchungen
Rückrufe auf dem Höchststand
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche Quelle: https://www.kba.de/DE/Marktueberwachung/Produktsicherheit/produktsicherheit_node.html17
Rückrufe auf dem Höchststand
Größter Rückruf aller Zeiten!
Aufgrund fehlerhaften Airbags musste der Airbaghersteller Takata knapp 34 Millionen Fahrzeuge zurückrufen. Betroffen sind verschiedene Hersteller,
unter anderem BMW, Fiat-Chrysler, Ford.
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 18
Rückrufe auf dem Höchststand
Schrauben rosten in kalten Regionen
Servounterstützung kann teilweise oder komplett ausfallen
Keine direkte Gefährdung der Kunden
Aktienkurs von Tesla bricht um 4% ein
Explosionsgefahr: Samsung warnt vor Anschalten des Galaxy Note 7 https://www.heise.de/newsticker/meldung/Galaxy-Note-7-Samsung-beginnt-Rueckruf-in-
Deutschland-3350337.html
http://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/model-s-tesla-startet-
wegen-bosch-schrauben-bislang-groessten-rueckruf/21130104.html
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 19
Äußere und innere Einflüsse auf die Zuverlässigkeit
Größere
Funktionalität
Höhere
Komplexität
Verringerte
EntwicklungskostenKürzere
Entwicklungszeit
Steigende
Produkthaftung Minimierung von
Fehlerkosten
Gestiegene
Kundenanforderungen
Zuverlässigkeit
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 20
Konsequenzen von Unzuverlässigkeit
nicht rechtlich rechtlich
Folgen fehlerhafter Produkte
Wirtschaftliche
Verluste
Einbußen an
• Umsatz
• Marktstellung
• Image
Zivilrecht
Gewährleistung
• Mängelausgleich
• Minderung
• Wandlung
• Ersatzlieferung
Produkthaftung
Schadensersatz für
• Personenschäden
• Sachschäden
• Vermögensschäden
Strafrecht
Strafrechtliche
Produktverantwortung
• Sanktionen
• Freiheitsstrafe
• Geldstrafe
Zuverlässigkeit – eine rechtliche und wirtschaftliche Chance & Gefahr
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 21
Grundsätzliche Möglichkeiten
qualitativ
Sicherstellung der Systemzuverlässigkeit
Konstruktiv:Optimaler Konstruktionsprozess
mit ausgereiften Methoden und
-verfahren
Analytisch:Ermittlung bzw. Prognose der Zuverlässigkeit
durch Zuverlässigkeitsmethoden und
anschließender Optimierung
• genaues und voll-ständiges Lastenheft
• Gesicherte Berechnung mit genau erfassten Lastkollektiven
• Bewährte Koinstruktions-richtlinien
• Frühzeitige und um-fassende Erprobung
• …
• Berechnung der voraussagbaren Zuverlässigkeit
• Ausfallratenanalyse• Probabilistische
Zuverlässigkeits-analyse
• …Methoden: Boole Markov FTA
• Systematische Untersuchung der Auswirkungen von Fehlern und Ausfällen
• Ausfallartenanalyse• …
Methoden: FMEA/FMECA FTA Ereignisablaufa
nalyse Checklisten
quantitativ
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 22
Definition der Zuverlässigkeit
%Zuverlässigkeit ist die Wahrscheinlichkeit dafür,
dass ein Produkt12
6
39
1
2
4
57
8
10
11
während einer definierten Zeitdauer
unter gegebenen Funktions-
und Umgebungsbedingungen
nicht ausfällt!
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 23
Mathematisch beschreibbar durch:
Was ist Zuverlässigkeit?
Statistische Verteilungsfunktionen
f(t) Dichte
F(t) Ausfallwahrscheinlichkeit
R(t) Zuverlässigkeit
l(t) Ausfallrate
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 24
Planung EntwurfAus-
arbeitungFerti-
gung
Kunden-
einsatzKonzeption
Wieder-
verwen-
dung
Zuverläs-
sigkeits-
ziele
Lasten-
heft
- Unscharfe Daten
und Berechnungen
- Erfahrungswissen
- ...
Zeit
- ABC-Analyse
- Design Review
- FMEA
- FTA
- ....
- Weibull, Exponential...
- Versuchsplanung
- Boolesche Theorie
- Markov Modell
- ....
- Qualitäts-
management
- Audits
- ....
- Statistische Prozeß-planung
- ...
- Felddaten
sammeln
- Frühwarn-
indikator
- ....
- Felddaten-
auswertung
- ......
- Recycling-
potential
- ....
- Restlebens-
dauer
- ....
Qu
ali
tati
vQ
ua
nti
tati
v
Entwicklungsphasenbegleitende Zuverlässigkeitsarbeit
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 25
Zuverlässigkeitsaktivitäten im Product Lifecycle
Zuverlässigkeitsplanung
Zuverlässigkeitsanalysen und Zuverlässigkeitsprognosen
Zuverlässigkeitstestsund Ausfall-Auswertungen
Zuverlässigkeits-sicherung in der
Produktion
Zuverlässigkeits-nachweis
Z u v e r l ä s s i g k e i t s m a n a g e m e n t
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 26
Planung EntwurfAus-
arbeitungFerti-
gung
Kunden-
einsatzKonzeption
Wieder-
verwen-
dung
Beispiel Quantitative Methode: Boole
T1max = 900Nm, igmax = 14, Fa. Voith Turbo GmbH Heidenheim
Mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe SHL
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 28
Ausfallverhalten des SHL-Getriebes im Weibullnetz
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 29
Beispiel Qualitative Methode: FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
FMEA-Bearbeiterteam
FMEA
Team
E
Konstruktion P
Produktions-
vorbereitung
P
Produktion
Vertrieb
(Kunde)
VLogistik
Lieferant
L
Finanzen
F
Q
Qualität
E
Versuch
X
X
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 31
FMEA - Formblatt VDA 86
UNI STUTTGART
Fehler- Möglichkeits- und Einfluß- Analyse
Bestätigung durch
betroffene Abteilungen
und/oder Lieferant
Name/Abteilung/Lieferant Name/Abteilung/Lieferant
Nr. Bauelement/
Prozeßschritt
Potentieller
Ausfall
Potentielle
Ausfallfolgen
D Potentielle
Ausfall-
ursachen
Konstruktions- FMEA Prozeß- FMEA
DERZEITIGER ZUSTAND
Vorgesehene
Verhütungs- und
Prüfmaßnahmen
Au
ftrete
n
Be
de
utu
ng
En
tdecku
ng
RPZ
Teil- Name Teil- Nummer
Modell/System/Fertigung Technischer
Änderungszustand
Erstellt durch
(Name/Abteilung)
Datum Überarbeitet
Datum
VERBESSERTER ZUSTAND
Getroffene
Maßnahmen
Au
ftrete
n
Be
de
utu
ng
En
tdecku
ng
RPZ
Empfohlene
Abstell-
maßnahmen
Verantwort-
lichkeit
Funktion
Blatt
___
von
___
Bauelement,
Funktion
Risikoanalyse
Risiko-
bewertung
Konzeptoptimierung
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 32
Beispiel:
FMEAeiner
hydraulischen
Automatgetriebe-
Steuerung
Produkt:
Technische Unterlagen:
Beispiel einer FMEA (I)
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 33
Funktionen und Fehlfunktionen:Systemstruktur:
Beispiel einer FMEA (II)
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 34
Fehlernetz: FMEA - Formblatt:
Rangfolge der
Schwachstellenund
Fehler
Beispiel einer FMEA (III)
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 35
• Zusammenfassung der aktuellen
Methoden und Verfahren für
Automobilhersteller und Zulieferer
• Standardwerk für Zuverlässigkeitsarbeit
im Automobilbereich
• Federführung bei Neuauflage:
• Prof. Bertsche,
• Institut für Maschinenelemente
• Neue, überarbeitete und erweiterte
Auflage (September 2004)
• Englische Fassung (2008)
• Chinesische und Koreanische Ausgabe
• Standardwerk für Zuverlässigkeitsarbeit
im Fahrzeug- und Maschinenbau
• umfassende Darstellung der relevanten
Theorien und Vorgehensweisen
• praxisnah aufbereitet durch Beispiele und
Übungen mit Lösungen
Standardwerke der Zuverlässigkeitssicherung
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 36
Beginn: Dienstag, 22.10.2019, 8.00h – 9.30h, V9.0.267
Aufbau: 2 Semester (WS: ZT I, SS: ZT II)
jeweils 2 SWS: Vorlesung,
Übungen (ca. 25%),
Vorträge aus Praxis und Forschung
Wahl: Pflichtmodul mit Wahlmöglichkeit (Gruppe 2, Konstruktion)
Kernfach-Modul im Spezialisierungsfach
Konstruktionstechnik (M.Sc. Mabau)
Methoden der Produktentwicklung Ergänzungsmodul im Kompetenzfeld, Bachelor
Inhalt: Behandlung der aktuellen Methoden und Hilfsmittel,
um zuverlässige Produkte zu entwickeln.
Aufbau Modul Zuverlässigkeitstechnik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 37
Konstruktion der Fahrzeuggetriebe
Vorlesung
Prof. Dr.-Ing. B. Bertsche
Termin:jeweils im SommersemesterVorlesung: 3 SWSÜbung: 1 SWS
Mo. und Do. 11:30 – 13:00 Uhr
Ziel der Vorlesung:Vermittlung des methodischen Entwickelns und Konstruierens am Beispiel des konkreten Produktes „Fahrzeuggetriebe“ mit zahlreichen Beispielen aus der Praxis
Inhalte:• Grundlagen• Powertrain-Matching: Motor – Getriebe – Fahrzeug• Wahl der Übersetzung• Konzepte, Ausführungen, Detaillösungen• Handschaltgetriebe und automatisierte Getriebe• Doppelkupplungsgetriebe• Automatikgetriebe• Stufenlosgetriebe (CVT)• Hybridgetriebe• Elektroantriebe• Nkw- und Bus-Getriebe• Renngetriebe• Allrad-, Verteilergetriebe• Mechatronik und Elektronik• Exkursion
Wahl:Kernfach-Modul zum Spezialisierungsfach Konstruktionstechnik
Konstruktion der Fahrzeuggetriebe
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 39
Struktur der Aufgaben bei der Entwicklung von Fahrzeuggetrieben
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 40
Vielfalt der Pkw-Getriebebauarten in Europa
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 41
Schaltgetriebe
Verteilergetriebe
Ausgleichsgetriebe
Nabengetriebe
Anfahrelemente
Getriebe im Antriebsstrang am Beispiel Nkw
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 42
Sechsgang-HandschaltgetriebeMaximales Eingangsmoment = 370 NmEinsatz im BMW 3er, 5er, Z4
ZF S6-37
Beispiel für Handschaltgetriebe
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 43
Das ASG als „Add-On“-Konzept und das Smart-Getriebe als Neukonstruktion
Beispiele für automatisierte Getriebe
Daimler Smart (Getrag)
1 6-Gang-Schaltgetriebe2 Hydraulischer Druckspeicher3 Hydraulische Steuereinheit4 Hydraulikpumpe5 Hydraulikölbehälter mit6 Entlüftung7 Gangerkennungssensor8 Zentralausrücker mit
.Kupplungswegsensor9 Sensor Kupplungsdrehzahl
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 44
Mercedes NAG 3konventionelles Automatgetriebe für Standardantrieb
Beispiele für Stufen-Automatgetriebe
ZF 9 HP konventionelles Automatgetriebefür Front-quer-Antrieb
VW „DSG“ (DQ250) Doppelkupplungsgetriebe für Allrad
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 45
Grundlagenbuch zur Auswahl,
Auslegung und Konstruktion von
Fahrzeuggetrieben
Standardwerk für die
Getriebekonstruktion und Entwicklung
bei internationalen Automobilherstellern
und Zulieferern
3. Neuauflage von 2019
mit überarbeiteten Inhalten und
konsistenter Aufnahme von Hybrid- und
Elektroantrieben
2. Auflage in englischer und
chinesischer Sprache verfügbar
Standardwerke
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 46
Getriebelehre –Grundlagen der Kinematik
Vorlesung
Dr.-Ing. Dipl.-Kffr. B. Rzepka
Inhalte:
1. Koppelgetriebe
• Analyse ungleichförmig übersetzender Getriebe ( Bahn- und Koppelkurven,
Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Krümmungen von Bahnkurven)
• Synthese ungleichförmig übersetzender Getriebe
2. Umlauf-Rädergetriebe
• Kutzbachsche Drehzahlpläne
Zuordnung Spezialisierungsfach Konstruktionstechnik
M.Sc. Studiengänge: bzw. Methoden der Produktentwicklung
Zeiten und Termine: Montags & Dienstags 9:45 – 11.15 Uhr im SoSe
Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 48
Konstruktion des Führungsgetriebes eines Kippmulders unter bestimmten
Randbedingungen
Beispiel für eine Getriebesynthese
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 49
Beispiele zur Getriebelehre
Beispiel Verdeckkinematik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 50
• Untersuchung einer Kurbelschere
• Größe der Geschwindigkeitskom-
ponente der Obermesserschneidkante
in Längsrichtung des Bandes
• Optimierung der Geschwindigkeiten
durch Geometrieänderung
Beispiel Kurbelschere
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 51
WälzlagertechnikVorlesung
Dr. Vasilios Bakolas
Inhalte:
• Bedeutung der Wälzlager in der Technik
• Grundlagen und Bauformen von Wälzlagern
• Tragfähigkeit und Lebensdauer
• Schmierung und Dichtung
• Konstruieren mit Wälzlagern
• Schadensanalyse
Termine:
• im Sommersemester
• donnerstags, blockweise nach Vereinbarung
Dr. Vasilios Bakolas
Wälzlagertechnik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 53
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche
kleinstes Kugellager mit 1 mm
Innendurchmesser
Gelenklager
Zylinderrollenlager
Spannlager
Stütz- undKurvenrollenlager
Nadellager
Linearführungen
Haupt-spindellager
Komponenten für parallele Kinematiken
Pendel-rollenlager
Kegelrollenlager
KäfiggeführtesZylinderrollenlager
Axial/Radial ZylinderrollenlagerAußendurchmesser von 4250 mm
Kundenspezifisch bis 12000 mm…
Direktantriebe
INA-FAG Katalog
mit 40.000 Artikeln
Wälzlagertechnik
54
Consumer Products
Produktions-maschinen
Antriebs- und Schienen-
verkehrstechnik
Schwerindustrie
Wälzlagertechnik
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 55
PlanetengetriebeVorlesung
Dr. Gerhard Gumpoltsberger
• Berechnung, Lösungssuche,
Konstruktion, Anwendung
• Zeiten und Termine:
donnerstags, blockweise nach
Vereinbarung im WiSe
V 9.0.267 14:00-17:00 Uhr
• Beginn: Donnerstag 24. Oktober 2019
Dr. Gerhard Gumpoltsberger
Planetengetriebe
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 57
• Grundlagen der Planetengetriebe
• Berechnung einfacher und
zusammengesetzter Planetengetriebe
• Planetengetriebe in Leistungsverzweigung
• Methodische Lösungssuche bei neuen Antriebsaufgaben
• Anforderungen an die Konstruktion von Planetengetrieben
• Anwendung als Übersetzungsgetriebe
• Stufengetriebe (Mehrgang-Schaltgetriebe, Automatische Fahrzeuggetriebe,
Wendegetriebe)
• Überlagerungsgetriebe (Verteiler- und Sammelgetriebe) und in Kombination mit anderen
Getriebearten
Berechnung, Lösungssuche, Konstruktion, Anwendung
Planetengetriebe
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 58
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Vorlesung
M. Sc. Martin Dazer
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Heutiger Zielkonflikt in der Entwicklung:
Immer komplexere Technologien und Funktionen
Mehr und mehr Leichtbau und optimierte Lösungen
Produkte rücken immer weiter von der
Überdimensionierung ab
Funktionieren „genau“ auf der festgelegten
Anforderung
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 60
Testziele
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Testziele
Produktbenchmark Produktoptimierung
Lebensdauernachweis
B10
30.000 h
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 61
Warum DOE?
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Produkt
Versuch
Grundlegende
Erkenntnisse
Performance
Ma
x
Ausfallmechanismen
etc.
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 62
Systemanalyse
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Fahrzeug
Subsystem
Komponenten
Fahrzeugkonfiguration
Betriebsstrategie
Fahrzeugtyp
Motorleistung
Fahrer
…
Scheibenbremse
Sattel
Nachsteller,…
Umwelt Umgebungstemperaturen
Wetterbedingungen
Route
Gesetzliche Regularien
Systemgrenze
Lasten und Spannungen auf Komponentenebene
System- und Komponentendesign
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 66
Prüfstand befähigen
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Leistung Streuung
MenschRobustheitAbbildung
der Feldlast
Umgebung
Prüfaufbau
Prüfling
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 68
• Termin: Mittwoch, 12.11.2019 (2 Gruppen)
• Gruppe 1: 09:00 Uhr bis 11:00 Uhr
• Gruppe 2: 13:00 Uhr bis 15:00 Uhr
• Ort: Pfaffenwaldring 9, Raum 2.155
• Anmeldung über C@mpus
• Anmeldung ab 21.10.2019
Praktikumsversuch „DOE"
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
Versuchsbrett
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche 70
• Prüfer: Prof. Dr.-Ing. Bernd Bertsche
• Dozent: Martin Dazer
• Zielgruppe: Studierende der Masterstudiengänge
• Zeit und Termin: Dienstags 08:00 – 13:00 Uhr, blockweise im Wintersemester
• Veranstaltungsort: V9.2.257
• Wahlmöglichkeit: Nur als Ergänzungsfach mit 3 LP
• Voraussetzungen: Keine
• Vorlesungsbetreuung & Organisation:
• Martin Dazer, M.Sc.
Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart
Raum 2.120
E-Mail: [email protected]
Organisation
DOE – Effiziente statistische Versuchsplanung
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• Sprechstunde:
Vorlesungszeit: Dienstag 13:00 – 14:00 Uhr
Vorlesungsfreie Zeit: nach Vereinbarung
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Die Geschichte des Ingenieurberufs
Schlüsselqualifikation
M.A. Julia Gül ErdorganDipl.-Ing. (FH) Peter Müller
Vorlesungsankündigung WS 2019/2020
Seminar: Die Geschichte des Ingenieurberufs
Universität Stuttgart | Institut für Maschinenelemente – IMA | Prof. Bertsche
• Inhalte:
Um die Geschichte von Technik und Technikwandel zu verstehen, stellen wir Ingenieure
als wichtige Träger technologischer Innovationen in den Mittelpunkt des Seminars. Wir
untersuchen die Geschichte des Ingenieurberufes von der Aufklärung (Mitte des 18. Jh.)
bis zum kalten Krieg (Ende des 20. Jh.) zwischen grenzenlosem Fortschrittsoptimismus
und kritischer Selbstreflexion.
• Zielgruppe: Studierende der Ingenieurwissenschaften und Studierende der Geschichte
• Termin: ab Mittwoch, 23.10.2019, 11:30 bis 13:00 Uhr
• Veranstaltungsort: Pfaffenwaldring 9, V 9.12
• Weitere Hinweise:
• Anerkennung als fachübergreifende SQ im Kompetenzbereich 1 möglich, 3LP bei Bachelor und Master
• Quereinstieg nicht möglich
• Prüfungsordnung und Leitfäden beachten
Ansprechpartner/in:
M.A. Julia Gül ErdorganHistorisches Institut Abteilung Wirkungsgeschichte der TechnikTel: 0711-685-81095 Email: [email protected]
Dipl.-Ing. (FH) Peter MüllerInstitut für MaschinenelementeTel: 0711-685-69959Email: [email protected]
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ExistenzgründungRingvorlesung
• Inhalte:
• Experten/-innen aus Wissenschaft und Wirtschaft geben umfassende Einblicke
rund um den Bereich Existenzgründung.
• Die wesentlichen Aspekte gründungsrelevanter Themen werden behandelt und diskutiert.
• Zielgruppe: Studierende, wissenschaftliche Mitarbeiter/-innen, Gründungsinteressierte,
auch externe Teilnehmer von außerhalb der Universität
• Zeit und Termin: Regelmäßig, ab Donnerstag, 24.10.2019; 15:45 bis 17:15 Uhr
• Veranstaltungsort: Campus Vaihingen, Pfaffenwaldring 9, V 0.208
• Weitere Hinweise:
• Anerkennung als fachübergreifende SQ im Kompetenzbereich 1 möglich, 3LP bei Bachelor und Master
• Quereinstieg nicht möglich
• Prüfungsordnung und Leitfäden beachten
Vorlesungsankündigung WS 2019/2020
Ringvorlesung: Existenzgründung
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Ansprechpartner/in:
Claudia Böhnke M.A.Technologie-Transfer-Initiative an der Universität Stuttgart,TTI GmbHTel: 0711-6868749-16 Email: [email protected]
Dipl.-Ing. (FH) Peter MüllerTTI GmbH, Zentrum ZuverlässigkeitstechnikTel: 0711-685-69959Email: [email protected]
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E-Mail [email protected]
Telefon +49 (0) 711 685- 66170
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Institut für Maschinenelemente
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart