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Technisches Design (Fach) / Definitionen (Lektion)

Diese Lektion wurde von Robin93 erstellt.

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• Gestaltvektor Die Ganzheit einer Gestalt wird aus den vier Kennwerten fürAufbau, Form, Farbe und Grafik in einen 4–dimensionalenGestaltsvektor M(G) gebildet
• Einfacher Ähnlichkeitsansatz und designorientierte Fragestellungen Äg(G1 ,G2) = Anzahl gleicherGestaltmerkmale / Anzahl aller Gestaltmerkmale Gestaltmerkmale bestehen aus:– Gestaltelementen– Gestaltordnungen Gleiche Gestaltmerkmale sind – Gleichteile– gleiche Ordnungen  
• Ähnlichkeit Die Ähnlichkeit von zwei oder mehreren Gestalten liegt aufeiner Skala, die von den Grenzwerten totale Unähnlichkeitoder Ähnlichkeitsgrad Null und totaler Ähnlichkeit oderÄhnlichkeitsgrad Eins begrenzt ist
• Design als Bestandteil des methodischen Entwickelns und Konstruierens Allgemeiner Ansatz • TD orientiert sich an Methoden des Entwickelns und Konstruierens • Allgemeiner Ansatz des Funktionalismus: „Form follows function“ • Die Gestalt eines Produktes ergibt sich aus allen seinen Anforderungen
• Grundlegende Konstruktions- und Entwicklungsmethodik Grundlage ist die VDI-Richtlinie 2221Entwicklungsprozess: Von Problem-/Aufgabenstellung bis zur Lösungsgestalt und der DokumentationEntwicklungsprozess ist ein Prozess der Konkretisierung, d.h. vom Abstrakten zum Konkreten
• Grundlegende Konstruktions- und Entwicklungsmethodik Spuren 1. Vertikale Spur: - Aufgabenstellung- Anforderungsliste- Abschlussbewertung 2. Vertikale Spur: - Lösungen- erste Ideen- Produktdokumentation Mittlere Spur:- Bewertung Die beiden parallelen Spuren werden in horizontaleArbeitsabschnitte unterteilt:• Planungsphase• Konzeptphase• Entwurfsphase• AusarbeitungsphaseDiese Phasen sind Zeitabschnitte der Entwicklung einesProduktes.
• Grundlegende Konstruktions- und Entwicklungsmethodik Nutzwerte Konzeptionsnutzwert  Entwurfsnutzwert  Ausarbeitungsnutzwert
• Grundlegende Konstruktions- und Entwicklungsmethodik Konstruktionsgerechtigkeiten - funktionsgerecht - fertigungsgerecht - kostengerecht
• Wichtige Aspekte des Designentwicklungsprozesses Demografische und psychografische MerkmaleBB-AnforderungenSE-AnforderungenFunktions- / Interface- / Tragwerksgestalt
• Eingliederung des Designs in den Entwicklungsprozess Phasen PlanungsphaseKonzeptphase →Gestaltaufbau AEntwurfsphase →Formgebung FoAusarbeitungsphase →Oberfläche / Farbe Fa Grafik Gr
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• Wenn man davon ausgeht, dass alle 3 Teilgestalten sich beeinflussen Wenn man davon ausgeht, dass alle 3 Teilgestalten sichbeeinflussen, also z.B. - Tragwerksgestalt ist ein Teil der Funktionsgestalt- Interfacegestalt ist ein Teil der Tragwerksgestalt- …muss letztlich die zeilenmäßige Vorgehensweisebevorzugt werden. Das Technische Design geht entsprechend demkonstruktiven Entwicklungsprozess von einemzeilenmäßigen Lösungsprozess aus !
• Gestaltkonzepte am Beispiel eine Staubsaugers Additiv: Beim additiven Gestaltkonzeptwerden einzelne Elemente „additiv“ aneinandergesetzt. Integrativ: Beim integrativen Gestaltkonzept werden die Einzelteile nicht nuraneinandergesetzt, sondern auch gestalterisch miteinander verbunden. Integral:Das integrale Gestaltkonzept geht noch weiter, indem es die Gesamtform dominieren lässt und dieser alle anderen Elemente unterordnet
• Aufgabentypen & Freiheitsgrade Einfache Designaufgabe:• niedere Zahl an Designanforderungen• hohen konstruktiven Freiheitsgrad• kleine Lösungstiefe Schwierige Designaufgabe:• hohe Zahl an Designanforderungen• niederen konstruktiven Freiheitsgrad• große Lösungstiefe
• Design in der Planungsphase Klärung der Aufgabenstellung Die Produktplanung beschäftigt sich immer mit denzukünftigen Produkten, Produktprogrammen undProduktsystemen • Zukunft der Progressiven• Zukunft der Traditionalisten• Zukunft der Sparer• Zukunft der Prestigeorientierten
• Zukünftige Produkte entstehen durch Innovation / Erfindung  Weiterentwicklung / Verbesserungskonstruktion
• Arten von Designideen • Verbesserungsideen sind Ideen, die auf die Verbesserung des Gebrauchswertes abzielen • Lösungsideen sind Ideen, die die Gestalt des neuen Produktes betreffen • Verbesserungsideen und Lösungsideen entstehen gemeinsam • Methode des angewandten Komperativs: - besser - sitzgerechter - schöner- leichter - typischer - griffiger- erkennbarer
• Entwicklung von Designideen Wodurch entstehen Ideen (neue Methode der Ideenfindung) Ideen entstehen, wenn sich der Gestalter (IndustrialDesigner) den exakten und vollständigen Gebrauch desProduktes durch einen bestimmten Menschen ausdenkt undvorstellt →Gebrauchsanalyse als neue Methode der Ideenfindung !
• Entwicklung von Designideen Wodurch entstehen Ideen (neue Methode der Ideenfindung) Ideen entstehen, wenn sich der Gestalter (IndustrialDesigner) den exakten und vollständigen Gebrauch desProduktes durch einen bestimmten Menschen ausdenkt undvorstellt →Gebrauchsanalyse als neue Methode der Ideenfindung !
• Ideenbewertung Überprüfung der Idee im Sinne des gewerblichenRechtschutzes • Patent• Gebrauchsmuster• Geschmackmuster
• Patente geschützt werden können technische Erfindungen,die weltweit neu sind, auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhen und gewerblich anwendbar sindgewerbliches SchutzrechtPatentinhaber hat für bis zu 20 Jahren das ausschließliche Recht, über seine Erfindung zu verfügen »Kein anderer darf ohne seine Zustimmung von der patentierten Erfindung Gebrauch machen, indem er etwa durch das Patentgeschützte Produkte herstellt, anbiete, in den Verkehr bringt oder importiert oder patentierte Verfahren anwendet.können für Erfindungen aus allen Bereichen der Technik erstellt werdenPatentschutz nicht möglich u.a. für:- bloße Entdeckungen- wissenschaftliche Theorien,- mathematische Methode,- Pläne, Regeln und Verfahren für gedankliche Tätigkeiten,- Spiele,- geschäftliche Tätigkeiten, z.B. Organisationsmodelle.Voraussetzung für Patentschutz: Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt » Prüfung auf Patentfähigkeit erfolgt, wenn ein gebührenpflichtiger Prüfungsantraggestellt wird.muss eine umfassende Beschreibung der Erfindung enthalten, die einen Fachmann in die Lage versetzt, sie nachzuvollziehen und auszuführen
• Gebrauchsmuster Einfach, preiswert und schnell zu erlangender Erfindungsschutzgeschützt werden können: Technische Erfindungen, die neu und gewerblich anwendbar sind, wenn sie auf einem erfinderischen Schritt beruhenDas Gebrauchsmuster ist für alle Bereiche der Technik offen, für die auch Patentschutz möglich istNicht geschützt werden können: Verfahren (z.B. Herstellungsverfahren oder Verwendungen)Inhaber: bis 10 Jahre Recht, andere von der unberechtigten Nutzung seiner Erfindung auszuschließen.Gebrauchsmusteranmeldungen: schriftlich mit einer Beschreibung der Erfindung beim Deutsche Patent- und MarkenamtDa hier nicht geprüft wird, ob der Gegenstand der Anmeldung neu und erfinderisch ist, kann der Anmelder bereit nach zweibis drei Monaten gegen eine geringe Gebühr ein eingetragenes Gebrauchsmuster erhaltenSchutzvoraussetzungen umfassende Prüfung findet erst dann statt, wenn ein Dritter sich einem Löschungsantrag gegen das Gebrauchsmuster wendet.
• Geschmacksmuster Designschutz für Form- und Farbgestaltungenschützen die äußere Gestaltung, also das Design von zwei- oder dreidimensionalen GegenständenSchutzfähig ist Form und/oder Farbgebung von Gegenständen (z.B. Stoff, Möbel, etc.).Ist Geschmacksmuster eingetragen, hat der Anmelder das ausschließliche Recht, das Geschmacksmuster zu benutzen. Er kann Dritten verbieten, es ohne seine Zustimmung zu verwenden. Nur er darf ein Erzeugnis, in dem das Geschmacksmuster aufgenommen oder bei dem es verwendet wird, herstellen, anbieten, in Verkehr bringen, ein- und ausführen sowie gebrauchen.Die Anmeldung muss das Muster wiedergeben (fotografische oder sonstige grafische Darstellung).In einer Anmeldung können bis zu 100 Muster zusammengefasst werden, wenn sie in mindestens eine gemeinsame Warenklasse einzuordnen sind.Geschmacksmusterschutz entsteht nur, wenn das Muster zum Zeitpunkt der Anmeldung Neuheit und Eigenart aufweist.Neuheit und Eigenart werden aber bei der Eintragung des Musters in das Geschmacksmusterregister nicht geprüft.Diese Schutzvoraussetzungen prüfen im Streitfall die Zivilgerichte.Der Geschmacksmusterschutz entsteht mit dem Tag der Eintragung des Musters in das Geschmacksmusterregister.Er kann bis zu 25 Jahre nach dem Anmeldetag aufrechterhalten werden.
• Designanforderungen Aus der Erstellung und Analyse der Anforderungslistenvieler technischer Produkte ergab sich ein Mittelwert desAnteils der Design–Anforderungen von 33%. Beispiele für den Umfang der Designanforderungen: • Fahrersitz 97 Designanforderungen• Bohrmaschine 161 Designanforderungen• Münzfernsprecher 181 Designanforderungen• Schlagbohrmaschine 275 Designanforderungen
• Gewichtung der Designanforderungen Design–Festanforderungen: g = 1 oder g = 0  Design–Mindestanforderungen: g zwischen 1 und 0
• Designqualität Unter Designqualität wird ein hoher Erfüllungsgrad einerhochgewichteten Designanforderung verstanden.
• Gestaltungsprinzipien Morphose Aus vorhandenen Aufbaugestalten werdendurch Änderungen der Länge und der Ordnungder Aufbauelemente neue Gestalttypen erzeugt
• Gestaltungsprinzipien Ligatur Vereinigung von zwei Versalien zu einemZeichen
• Voraussetzung 2: Formale Aufbautypen Lösungen Strenge Lösung:Form, Farbe und Grafik erhalten und betonen denAufbautyp Freie Lösung:Form, Farbe und Grafik lösen den Aufbau auf oderverfremden diesen
• Betätigungs– und Benutzungsqualitäten Wie zulässigen menschlichen– Maße– Wege– Winkel– Kräfte– Zeiten– Bewegungen
• Designanforderungen Beispiele für den Umfang der Designanforderungen Aus der Erstellung und Analyse der Anforderungslistenvieler technischer Produkte ergab sich ein Mittelwert desAnteils der Design–Anforderungen von 33%. Beispiele für den Umfang der Designanforderungen: • Fahrersitz 97 Designanforderungen• Bohrmaschine 161 Designanforderungen• Münzfernsprecher 181 Designanforderungen• Schlagbohrmaschine 275 Designanforderungen
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• Gewichtung der Designanforderungen (Analyse der Anforderungsliste) Design–Festanforderungen: g = 1 oder g = 0Design–Mindestanforderungen: g zwischen 1 und 0Aus der Analyse von Anforderungslisten konnte festgestelltwerden: Design–Mindestanforderungen 27% aller Anforderungen bei feinwerktechnischen Produkten;Dabei waren:Betätigungs– und Benutzungsanforderungen ca. 20% und Sichtbarkeits– und Erkennungsanforderungen ca. 5% aller Anforderungen              gBB > gSE
• Schnittmenge an konstanten oder allgemeingültigen Anforderungen Große Schnittmenge für Produktprogramm:- Fertigung- Teile der physikalischen Anforderungen Kleine Schnittmenge für Produktsystem:- Herstellerkennzeichnung- Benutzung durch die oder den gleichen Benutzer Restmenge von PP und PS:- das Typische oder Spezielle
• Invariable Aufbauelemente • technisch physikalische / funktionale Anforderungen • fertigungstechnische Anforderungen • wirtschaftliche Anforderungen • ökologische Anforderungen
• Funktionsgestalt einer Seilwinde • Antrieb ⇒ Elektromotor • Wandler ⇒ Getriebe • Wirkelement ⇒ Seilwinde
• Die Tragwerksgestalt Tragwerk = Rahmen, Gehäuse, Gestell, KarosserieGrundfunktion = Gewährleistung der Position der Funktionsbaugruppen und Gestalt unter Last Krafteinleitung von Gewichts- und Betriebskräften von der Krafteinleitungsstelle zu der Kraftausleitungsstelle
• Beispiele für formale Aufbautypen bei Getriebemotoren Stab-GestaltS-GestaltT-GestaltWinkel-Gestalt
• Demographische und geographische Faktoren (bei Antriebstechnik und menschlicher Antrieb) Dauer Geschlecht Trainiertheitsgrad Umwelt, Klima
• Größe und Gewicht der Funktionsgestalt (Tragegewicht; Einhand- / Zweihandbedienung) Tragegewicht:tragbares Gerät < 18 kg < fahrbares GerätDIN 57700 Teil1VDE 0700 Teil1IEC 335-1 Einhand- / Zweihandbedienung:Einhandbetätigung < 2,5 kg < ZweihandbetätigungAtlas Copco
• Anordnungen der Funktionsbaugruppen Räumliche Anordnung von Funktionselementen und Baugruppen Funktionskette bzw. –system aus seriell geschaltetenBaugruppen einschließlich deren Energieübertragungselemente
• Räumliche Anordnung von Funktionselementen und Baugruppen • Grundgeometrie• Topologie• Baustrukturen  
• Funktionskette bzw. –system aus seriell geschalteten Baugruppen einschließlich deren Energieübertragungselemente Wellen und Kupplungen,  elektrische Leitungen, hydr. und pneum. Leitungen
• Funktionssystem aus drei Modulen (Anordnungen der Funktionsbaugruppen) • Antrieb, Wandler, WirkelementUnterschiedliche Achslagen ergeben prägnanteGestalttypen:• Stab-, C-, Winkel-Gestalt
• Konstriktionen für Anordnungsvarianten sind • Schwerpunktlage• Standsicherheit• momentenfreie Lagerung• Kompaktheit• Füllungsgrad
• Aufgabe der Tragwerke Tragwerke leiten und wandeln die in der Funktions- undInterfacegestalt entstehenden Kräfte – insbesondereGewichts-, Betriebs- und Betätigungskräfte von denFlanschpunkten als Krafteinleitungsstellen zu den Lagernoder Kraftableitungsstellen in der jeweiligen Befestigung –oder Lagerebene (Boden, Wand, Decke)
• 2 Verfahren zur Konzeption der vollständigen Tragwerksgestalt • formale Konzeption• funktionale Konzeption
• Formale Konzeption atalog an formalen Aufbautypen von Tragwerksgestalten Prinzip: Verbindung der Krafteinleitungsstellen undKraftableitungsstellen mit Grundgestalten
• Funktionale Konzeption Konzeption der Kraftleitungsgestalt (Kraftfluss) zwischenden Krafteinleitungsstellen und den Kraftableitungsstellen. Anschließend „Materialisierung“ in eine TragwerksgestaltIdealer Kraftfluss: - kurz- direkt- mit gleicher Spannungsverteilung
• Möglichkeiten der Kraftteilung (Funktionale Konzeption) • symmetrische Kraftteilung• asymmetrische Kraftteilung• Kraftzweiteilung• Kraftdreiteilung
• Tragwerksbauweisen • Tragwerksbauweise durch stabförmige Elemente• Tragwerksbauweise durch flächenförmige Elemente • Fachwerkbauweise• Rahmenbauweise• Flächenbauweise• Mischbauarten
• Fachwerkbauweise • System von Stäben, deren Ende in Knoten miteinander verbunden sind • Knoten sind reibungsfreie Gelenke • äußere Kräfte greifen nur in den Knotenpunkten an

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