Mechatronik

Vorlesung »Mechatronik« / course »Mechatronics«

1 Allgemeines / General

2 Gestaltungsprinzipien / Design Priciples

2.1 Entwurf, Bemessung, Werkstoffauswahl, Formgebung / Draft, Dimensioning, Material Selection, Shaping

2.2 Konstruktionsprozess / Design Process

2.3 Kostenbetrachtung / Cost Considerations

3 Normung / Standardization

3.1 Kunststoffe (DIN, ...) / Polymers (EN DIN Standards, …)

3.2 Kunststoffbezeichnungen (Massebezeichnungen) / Polymer Nomenclatur

4 Toleranzen, Passungen / Tolerances, Fits

4.1 ISO-Toleranzen und -Passungssysteme / ISO-Tolerances and ISO-Fits

4.2 Kunststoffspezifische Toleranzen / Polymer Specific Fits

5 Festigkeitsnachweis / Stress Analysis

   5.0.1 Mechanische Eigenschaften / Mechanical Properties

   5.0.2 Thermische Eigenschaften / Thermal Properties

   5.0.3 Optische Eigenschaften / Optical Properties

   5.0.4 Elektrische Eigenschaften / Electrical Properties

   5.0.5 Gleiteigenschaften / Gliding (Sliding) Properties

   5.0.6 Degeneration - Verschleiß, Alterung / Degeneration, Wear, Aging

5.1 Mechanische Beanspruchungen / Mechanical Loads

   5.1.1 Äußere Kräfte und Momente / External Forces and Momentums

   5.1.2 Formänderungen / Deformation

   5.1.3 Kerbwirkung / Notch Effect

5.2 Zeitlicher Verlauf / Derivative Trend with Respective to Time

   5.2.1 Ruhende Beanspruchung / Stationary Load

   5.2.2 Intermittierende Beanspruchung / Intermitting Load

   5.2.3 Schwingende Belastung / Oscillating Load

   5.2.4 Stossartige Belastung / Impulsive Load

5.3 Spannungserhöhende und festigkeitsmindernde Einflüsse / Tension Arising and Strength Reducing Influences

5.4 Zusammengesetzte Spannungen, Vergleichsspannung / Combined Tensions and Comparison Stress

5.5 Sicherheitsbeiwerte / Safty Factors

6 Werkstoffe und werkstoffgerechtes Konstruieren / Materials and Material appropriate for the Material involved

6.1 Werkstoffauswahl / Material Selection

6.2 Kennwerte polymerer Werkstoffe / Characteristics of polymers

7 Fügen / Joining

7.1 Gestaltungsregeln für Kunststoff-Formteile / Design Rules for Plastics

   7.1.1 Spritzguss, Schäumen / Injection Molding, Foaming

   7.1.2 Extrusion / Extrusion

   7.1.3 Formpressen / Moulding

   7.1.4 Verbundwerkstoffe / Composite Materials

7.2 Nichtlösbare Verbindungen – Fügeverfahren / Non-Detachable Connections

   7.2.1 Schweißen / Welding

   7.2.2 Kleben / Adhesives

   7.2.3 Nieten / Rivets

   7.2.4 Pressverbindungen / Press Fittings

   7.2.5 Schrumpfverbindungen, Eingießen, Einschmelzen, Einbetten / Assembly by Shrinkage, Sealing, Smelting, Embedding

   7.2.6 Falzen, Biegen, Sicken, Bördeln / Grooving, Bending, Corrugating, Flanging

   7.2.7 Filmgelenke / Integral Hinges

   7.2.8 Beschichtungen / Coating

8 Lösbare Verbindungen / Detachable Connections

8.1 Schraubenverbindungen / Screw Connections

8.2 Verbindungen mit Metallschrauben / Connections with Metallic Screws

   8.2.1 Einleitung, Anforderungen an Schraubenverbindungen / Introduction, Claims on Screw Connections

   8.2.2 Grundformen von Schraubenverbindungen / Basic Shaps

   8.2.3 Verbindung mit metrischen Schrauben / Screw Connections (Metric Thread)

   8.2.4 Maßgebende Größen für Schraubenverbindungen / Decisive Factors

   8.2.5 Verhalten von Schraubenverbindungen bei zügiger Beanspruchung / Screw Connections under  uniaxial Load

   8.2.6 Zulässige Beanspruchung von Schraubenverbindungen / Loads of Screw Connections

   8.2.7 Sichern von Schraubenverbindungen / Securing of Screw Connections

   8.2.8 Gestaltungshinweise / Design Notes

   8.2.9 Berechnungsbeispiele / Worked Samples

   8.2.10 Anwendungsbeispiele / Example of Use

8.3 Verbindung mit gewindeformenden Schrauben / Connections with Thread Shaping Screws

   8.3.1 Einleitung, Anforderungen an Inserts / Introduction

   8.3.2 Gestaltungshinweise / Design Notes

   8.3.3 Berechnungsbeispiele / Worked Samples

   8.3.4 Anwendungsbeispiele / Example of Use

8.4 Verbindung mit Schnellbefestigungsmuttern / Connections with Quick Fastening Nuts

8.5 Inserts / Inserts

   8.5.1 Einleitung, Anforderungen an Inserts / Introduction, Specifications

   8.5.2 Gestaltungshinweise / Design Notes

   8.5.3 Berechnungsbeispiele / Worked Samples

   8.5.4 Anwendungsbeispiele / Example of Use

8.6 Thermoplastische Schrauben / Thermoplastic Screws

   8.6.1 Einleitung, Anforderungen an Thermoplast-Schraubenverbindungen / Introduction, Specifications

   8.6.2 Grundformen von Schraubenverbindungen / Basic Shapes

   8.6.3 Sichern von Schraubenverbindungen / Securing of Screw Connections

   8.6.4 Gestaltungshinweise / Design Notes

   8.6.5 Berechnungsbeispiele / Worked Samples

   8.6.6 Anwendungsbeispiele / Example of Use

9 Bolzenverbindungen / Pin Connections

10 Keile / Wedges

11 Einspreizverbindungen – Schnappverbindungen / Spreading – Snap-fit Connections

11.1 Maßgebendes Größen für eine Schnappverbindung / Dimensioniering

   11.1.1 Hinterschnitt und zulässige Dehnung / Undercut and maximal Elongation

   11.1.2 Elastizitätsmodul / Youngs Modulus

   11.1.3 Reibungszahl / Coefficient of Friction

   11.1.4 Füge- und Haltewinkel / Insertion and Retention Angle

11.2 Berechnung / Calculations

   11.2.1 Schnapphaken / Cantilever Hook

   11.2.2 zweiseitig fixierte Biegefeder / Two-sided Fixed Spring

   11.2.3 Zylindrische Schnappverbindungen / Annular Snap-fit

   11.2.4 kugelige Schnappverbindungen / Ball-and-Socket Joint

   11.2.5 Torsionsschnappverbindungen / Torsional Snap-fit

11.3 Entformen von Schnappverbindungen / Demolding of Snap-fit Connections

12 Federnde Verbindungen / Spring Connections

13 Achsen, Wellen / Axes, Shafts

14 Lagerungen / Bearings

14.1 Gleitlager / Friction Bearing

   14.1.1 Einteilung / Classification

   14.1.2 Berechnung / Calculations

   14.1.3 Gestaltung / Designing

14.2 Wälzlager / Ball and Needle Bearing

   14.2.1 Einteilung / Classification

   14.2.2 Berechnung / Calculations

   14.2.3 Gestaltung / Designing

14.3 Sonderlager / Special Bearing Models

15 Führungen / Guidances

16 Anschläge, Bremsen, Dämpfer / Fixing, Brakes, Shock-Absorbers

16.1 Anschläge / Fixing

16.2 Bremsen / Brakes

16.3 Dämpfer / Shock-Absorbers

17 Getriebe / Transmission

17.0 Varianten, Einteilung / Typs, Classification

17.1 Zahnradgetriebe (Stirnradgetriebe) / Spur Gearing

   17.1.1 Maßgebende Größen / Decesive Sizes

   17.1.2 Werkstoffe und Werkstoffpaarungen / Materials an Materials Combinations

   17.1.3 Berechnung / Calculations

   17.1.4 Berechnungsbeispiel / Worked Samples

   17.1.5 Gestaltungshinweise / Design Notes

   17.1.6 Anwendungsbeispiele / Example of Use

17.2 Schneckengetriebe / Worm Gearing

   17.2.1 Anforderungen / Requirements

   17.2.2 Werkstoffe / Materials

   17.2.3 Bauformen / Design

   17.2.4 Beanspruchungskenngrössen /Stress Parameters

   17.2.5 Dimensionierung, Auslegung / Dimensioning

   17.2.6 Berechnungsbeispiel / Worked Samples

   17.2.7 Anwendungsbeispiele / Example of Use

17.3 Sonstige Getriebe / Further Gearings

18 Konstruktionselemente der Optik / Construction Units of Optical Systems

18.1 Prismen, Reflektoren / Prisms, Reflectors

18.2 Linsen / Lenses

18.3 Fassungen / Frames (Mounts)

18.4 Spiegel / Mirrors

18.5 Lichtwellenleiter / Fiber Optics

19 Rohrleitungen, Strömungsmaschinen / Pipes, Fluid Flow Engines

19.1 Rohrleitungen / Pipes

   19.1.1 Funktion, Wirkung und Einsatz von Rohrleitungen / Function of Pipes

   19.1.2 Bauformen / Types of Construction

   19.1.3 Gestalten und Entwerfen / Designing

   19.1.4 Berechnung / Calculations

19.2 Strömungsmaschinen / Fluid Flow Engines

   19.2.1 Bauformen / Types of Construction

   19.2.2 Berechnung / Calculations

   19.2.3 Beispiele / Examples

20 Dichtungen / Sealing

20.1 Varianten / Types of Construction

20.2 Dichtungstechnik / Sealing Technology

21 Elektronik / Electronics

21.1 Kunststoffe als elektrische Leiter / Intrinsic Conductive Polymers

21.2 Flüssigkristalle / Liquid Crystal Polymers

21.3 OLED / Organic Light Emitting Diodes

21.4 MID-Techniken / MID-Techniques

22 Arbeitsschutz / Employment Protection

22.1 Sicherheit, Arbeitshygiene, Umweltschutz / Safty, Work Hygiene, Environmental Protection

22.2 Biologische Wirkung / Biological Effect

22.3 Lebensmittelrecht / Food Law

23 Recycling, Entsorgung / Recycling, Disposal

23.1 Design / Design (Recycling Compatible)

23.2 Recycling / Recycling

23.3 Entsorgung / Disposal

24 Literatur / Literature