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Über dieses Buch

Konstruktionselemente des Maschinenbaus stellen die Basis zum schöpferischen Gestalten im Produktentwicklungsprozess dar. Sie sind Grundlage jeder Maschinenbau-Ingenieursausbildung. Das Erlernen und Verstehen von Maschinen- und Konstruktionselementen, die eine überschaubare Komplexität haben, fördert das Verständnis für die wesentlichen Merkmale komplexerer technischer Strukturen. Erst mit dem Verständnis der physikalischen, logischen und technischen Systematik dieser Strukturen wird die Voraussetzung zur Konstruktion und Entwicklung eines Produktes geschaffen.

Die beiden Lehrbücher und das zugehörige Übungsbuch decken den gesamten Inhalt der universitären Konstruktionselemente-Ausbildung ab. Das Autorenteam aus anerkannten Fachspezialisten sichert hohe Fachkompetenz in den Einzelthemen.

Der vorliegende 1. Band umfasst die Grundlagen des Konstruierens, die Berechnung und Gestaltung sowie die Elemente Federn, Schrauben und Verbindungen, Wellen und Wellen-Nabenverbindungen. Die 9. Auflage enthält Korrekturen und Ergänzungen. Sie wurde in ein modernes Layout überführt, das den heutigen Lesegewohnheiten entspricht.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Chapter 1. Einleitung

Zusammenfassung
Der Begriff „Konstruktion“ wird im Sprachgebrauch unterschiedlich verwendet. Vielfach werden mit dem Begriff die Tätigkeiten und Aktionen eines Ingenieuers verstanden, die im Zusammenhang mit der Produktentwicklung stehen. Die Zusammenhänge der verschiedenen Arbeitsschritte werden auch unter dem Begriff Konstruktionslehre zusammengefasst. Als Grundlage zum Produktentwicklungsprozess benötigt der Konstrukteur bzw. die Konstrukteurin umfassende Kenntnisse der Konstruktionselemente des Maschinenbaus, die in diesem Werk behandelt werden.
Jörg Feldhusen, Bernd Sauer

Kapitel 2. Normen, Toleranzen, Passungen und Technische Oberflächen

Zusammenfassung
Normen, Toleranzen und Technische Oberflächen haben eine grundlegende Bedeutung für die Beschreibung und Definition von technischen Gegenständen. Daher ist es notwendig sich mit diesem Inhalten vertraut zu machen, bevor einzelne Konstruktionselemente betrachtet werden.
Erhard Leidich, Ludger Deters

Chapter 3. Grundlagen der Festigkeitsberechnung

Zusammenfassung
Eine wesentliche Ingenieuraufgabe ist es sicherzustellen, dass Bauteile oder Konstruktionen den im Betrieb auftretenden Belastungen zuverlässig standhalten. Grundsätzlich kann ein Nachweis der Tragfähigkeit des Bauteiles durch Prüfstandsversuche oder Feldversuche erfolgen. Dieser Weg ist allerdings zeit- und kostenintensiv, so dass überwiegend rechnerische Nachweise durchgeführt werden. Im Kapitel „Grundlagen der Festigkeitsberechnung“ fließen Kenntnisse aus vielen Fachdisziplinen zusammen. Grundlage bilden die Regeln der technischen Mechanik, die kombiniert mit Kenntnissen über Werkstoffe und die Tragfähigkeit von Werkstoffen berücksichtigt werden. Wesentlichen Einfluss auf die Tragfähigkeit eines Bauteiles nimmt die Gestaltung des Bauteiles, weshalb auch der Begriff der Gestaltfestigkeit Verwendung findet.
Bernd Sauer

Chapter 4. Gestaltung von Elementen und Systemen

Zusammenfassung
Die Basis zur Gestaltung eines Produkts bildet das zu Beginn des Produktentstehungsprozesses erarbeitete Konzept. Dabei werden die Wirkflächen und der Wirkzusammenhang mit Hilfe von Prinzipskizze n dargestellt, indem die zur Realisierung der Teilfunktionen gewählten physikalischen Effekte in ihrer geometrischen und stofflichen Ausprägung sowie ihren Verknüpfungen untereinander abgebildet werden. Das Ergebnis ist die Prinziplösung für das Produkt, welche das Konzept repräsentiert PaBe03. Art, Umfang und Anzahl der Prinzipskizzen für ein Produkt, also auch der Abstraktionsgrad, hängt von dessen Komplexität und der untersuchten Fragestellung ab. In Abb. 4.1 ist ein Beispiel für eine Darstellung einer Prinziplösung wiedergegeben; in diesem Beispiel ist die Prinziplösung zur Veranschaulichung schon räumlich ausgestaltet.
Jörg Feldhusen

Chapter 5. Elastische Elemente, Federn

Zusammenfassung
Unter dem Oberbegriff Federn werden elastische Elemente verstanden, bei welchen die Elastizität des Werkstoffes durch geeignete Gestaltung gezielt ausgenutzt wird. Federn lassen sich sehr stark elastisch verformen und speichern dabei Teile der verrichteten Formänderungsarbeit als potentielle Energie.
Albert Albers

Chapter 6. Schrauben und Schraubenverbindungen

Zusammenfassung
Schraubenverbindungen gehören zu den meistverbreiteten Bauteilverbindungen zwischen Bauteilen. Wegen ihrer fertigungstechnischen (Herstellung und Montage) und betrieblichen (Sicherheit) Vorteile werden sie auch dort eingesetzt, wo eine lösbare Verbindung an sich nicht erforderlich wäre. Das Verständnis zur Funktion von Schraubenverbindungen ist ein wichtiger Meilenstein innerhalb der Ingenieurausbildung.
Bernd Sauer

Kapitel 7. Achsen und Wellen

Zusammenfassung
Wellen und Achsen haben die Aufgabe, Kräfte bzw. Momente abzustützen bzw. zu leiten. Deshalb sind in Verbindung mit Wellen und Achsen immer Lager einzusetzen. Wellen gehören zu den Bauteilen, die im Allgemeinen dynamisch beansprucht sind und dauerfest ausgelegt werden müssen.
Erhard Leidich

Kapitel 8. Verbindungselemente und -verfahren

Zusammenfassung
Verbindungselemente und die zugehörigen Verfahren zur Herstellung einer Verbindung dienen zur Herstellung von Konstruktionselementen und technischen Systemen durch zusammenfügen aus einzelnen Elementen bzw. Bauteilen. Die Verbindungselemente lassen sich gemäß Abb. 8.1 hinsichtlich des Wirkprinzips in Form-, Kraft- und Stoffschlussverbindungen sowie Verbindungen, bei denen Kraft- und Formschluss kombiniert in Anwendung sind, systematisch ordnen. Zur letzten Gruppe zählen z. B. die Niet- und die Schraubenverbindungen. Bei der Auswahl und insbesondere bei der Auslegung der Verbindungselemente ist zu beachten, dass es hierzu in vielen Branchen besondere Vorschriften gibt, die zu berücksichtigen sind, beispielsweise die AD-Blätter für den Druckkesselbau.
Jörg Feldhusen

Kapitel 9. Welle-Nabe-Verbindungen

Zusammenfassung
Welle-Nabe-Verbindungen (WNV) gehören mit den Wellen und Rädern zu den historisch ältesten Maschinenelementen. Die sehr unterschiedlichen technischen Anforderungen haben zu einer außerordentlich großen Vielfalt geführt. Ein geeignetes Hilfsmittel zur aufgabenspezifischen Auswahl sind Konstruktionskataloge, die speziell für Welle-Nabe-Verbindungen erstellt wurden. Die Konstruktionskataloge beinhalten aber bisher nur technische Auswahlkriterien.
Erhard Leidich

Backmatter

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