Konstruktion einer Umlenkeinheit

Björn Linkhofer

Benedikt Einhaus-Bergmann

Christian Kleinfeld

Tobias Ebbing

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Inhalt

1. Beschreibung der Problemstellung

2. Analyse der Problemstellung

3. Konzeptionsphase

4. Bewertung & Ausblick

5. Quellen

1. Beschreibung der Problemstellung

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1.1 Schaubilder

1.3 Aufgabe

1.2 Problemstellung & Ist-Zustand

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1.1 Schaubild: Anlage in Ruhestellung

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1.1 Schaubild: Anlage in Arbeitsstellung

1.1 Schaubild

Extruder

Obere

Walze Produkt

Untere

Walze

Kühlband

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1.2 Problemstellung & Ist Zustand

Eingriff eines Mitarbeiters mit einem Teflonteller

Arbeitssicherheit nicht gegeben, da

- Kontakt mit heißer Schmelze

- Kontakt mit drehenden Teilen

- Klemmgefahr durch bewegliche Walzen

- schlecht einsehbar (Stoßgefahr)

- Zwangshaltung

Maschinensicherheit nicht gegeben, da

- Teflonteller mit Produkt auf Kühlband gelangt

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1.3 Aufgabe

Konstruktion einer Umlenkeinheit nach folgenden Kriterien - Automatische Weiterleitung des Produkts auf das Kühlband

- Handeingriff darf nicht erfolgen

- Reststoffabtransport muss gewährleistet sein

- Gesamtanlage darf nicht beeinträchtigt / geändert werden

- Bauraum ist durch Anlage begrenzt

- Produkteigenschaften müssen erhalten bleiben

- Produkt darf nicht an Umlenkeinheit haften

2. Analyse der Problemstellung

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2.1 Sammeln von Informationen

2.2 Anforderungsliste

2.3 Black Box Gesamtanlage

2.4 Funktion der Teilfunktion

2.5 EVA Diagramm Gesamtanlage

2.6 EVA Diagramm Vorrichtung

2.1 Sammeln von Informationen

Problem vor Ort angesehen und erklären lassen

Produktdaten herausgesucht

Maschine aufgenommen (Maße, Materialien)

Prozess beobachtet

Absprache mit Meister der Technik und Chemie

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2.2 Anforderungsliste

Seite 11

2.2 Anforderungsliste

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2.2 Anforderungsliste

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2.3 Blackbox Gesamtanlage

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Eingang Ausgang

Stoffe StoffeProdukt ReststoffeKühlwasser Produkt

Kühlwasser

Energie EnergieElektrische BewegungsenergieEnergieWärmeenergie WärmeenergiePneumatischeEnergie

Information Information

Black Box Anlage Black Box Gesamtanlage

2.4 Funktion der Teilfunktionen

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Teilsystem FunktionExtruder Mischt das Produkt

Reststoffbehälter Lagert Reststoffe

Obere Kühlwalze (schwenkbar) Kühlt, formt & transportiert das Produkt

Zustelleinheit Fährt Walze in Arbeitsstellung

Walzenantrieb Treibt die Walze an

Umlenkeinheit Führt Produkt an untere Walze

Zustellantrieb Kühleinheit Fährt die Umlenkeinheit in Arbeitsstellung

Untere Kühlwalze Kühlt, formt & transportiert das Produkt

Walzenantrieb Treibt die Walze an

Kühlband Transportiert & kühlt das Produkt

Antrieb Kühlband Treibt das Kühlband an

Brecher Bricht das Produkt in kleine Stücke

Mühle Mahlt das Produkt zu Pulver

Produktbehälter Lagert das fertige Produkt

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2.5 EVA Gesamtanlage

2.6 EVA Umlenkeinheit

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3. Konzeptionsphase

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3.1. Morphologischer Kasten

3.1.1 Morphologischer Kasten

3.1.2 Kombinationen von Lösungsprinzipien

3.1.3 Technische Bewertung der Lösungsprinzipien

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3.1.1 Morphologischer Kasten

LP I LP II LP IIIAntrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt

Steuerung SPS Pneumatisch manuell

Umlenkeinheit konvex konkav flach

Zustellrichtung von links von unten von rechts

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von links

von rechts

von unten

3.1.1 Morphologischer Kasten

LP I LP II LP IIIAntrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt

Steuerung SPS Pneumatisch manuell

Umlenkeinheit konvex konkav flach

Zustellrichtung von links von unten von rechts

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von links

von rechts

von unten

Seite 21

3.1.1 Morphologischer Kasten

LP I LP II LP IIIAntrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt

Steuerung SPS Pneumatisch manuell

Umlenkeinheit konvex konkav flach

Zustellrichtung von links von unten von rechts

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von links

von rechts

von unten

3.1.2 Kombination von Lösungsprinzipien

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3.1.3 Technische Bewertung der Lösungsprinzipien

Variante I Variante II Variante III Faktor

Bauraum 2 4 4 1

Komplexität 1 2 3 0,3

Reststoffbehälter 1 4 4 0,8

Ex-Schutz 2 3 4 1

Ergebnis 5,1 10,8 12,1 12,4

Technische Wertigkeit 0,41 0,87 0,97 1

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Sehr gut Gut Befriedigend Ausreichend Mangelhaft4 3 2 1 0

4. Bewertung & Ausblick

4.1 Auftretende Probleme

4.2 Nächste Schritte

4.3 Haftversuch

4.4 Ziele

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4.1 Auftretende Probleme

Enger Zeitrahmen- Ausformulieren der Anforderungsliste

- Richtige Zielsetzung

- Recherche

Technische Bewertung- Neukonstruktion

- Wenig Rückgriffe auf vorhandene Ideen möglich

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4.2 Nächste Schritte

Haftversuch durchführen- Materialauswahl

- Oberflächenbeschaffenheit

Konstruktion- Entwurf Variante II / III

- Beurteilung nach

- technischer Realisierbarkeit

- Wirtschaftlichkeit

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4.3 Haftversuch

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Rahmen

Prüfkörper

Produkt

Federwage

4.4 Ziele

Bereitstellung der Konstruktionsunterlagen

wenn möglich, Fertigung der Umlenkeinheit

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5. Quellen

„Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau“ – (Eds.) K.-H. Grote, J. Feldhusen, 2007, XLVI, Kapitel F 1 ff

Meister Pyka (Leiter der Technik)

Meister Van der Valk (Leiter der Chemieanlage)

„Maschienenelemente“ - Roloff Matek

„Tabellenbuch Metall“ – Europa Lehrmittel, 44. neu bearbeitete Auflage, 2008

„Konstruktionslehre Maschinenbau“ – Europa Lehrmittel, 2. Auflage, 2011

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