Konstruktion einer Umlenkeinheit Björn Linkhofer Benedikt Einhaus-Bergmann Christian Kleinfeld Tobias Ebbing

Inhalt Ä 1. Beschreibung der Problemstellung Ä 2. Analyse der Problemstellung Ä 3. Konzeptionsphase Ä 4. Bewertung & Ausblick Ä 5. Quellen

1. Beschreibung der Problemstellung Ä 1.1 Schaubilder Ä 1.2 Problemstellung & Ist-Zustand Ä 1.3 Aufgabe

1.1 Schaubild: Anlage in Ruhestellung

1.1 Schaubild: Anlage in Arbeitsstellung

1.1 Schaubild Extruder Obere Walze Produkt Untere Walze Kühlband

1.2 Problemstellung & Ist Zustand Ä Eingriff eines Mitarbeiters mit einem Teflonteller Ä Arbeitssicherheit nicht gegeben, da Kontakt mit heißer Schmelze Kontakt mit drehenden Teilen Klemmgefahr durch bewegliche Walzen schlecht einsehbar (Stoßgefahr) Zwangshaltung Ä Maschinensicherheit nicht gegeben, da Teflonteller mit Produkt auf Kühlband gelangt

1.3 Aufgabe Ä 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 Ä 2.1 Sammeln von Informationen Ä 2.2 Anforderungsliste Ä 2.3 Black Box Gesamtanlage Ä 2.4 Funktion der Teilfunktion 2.5 EVA Diagramm Gesamtanlage 2.6 EVA Diagramm Vorrichtung

2.1 Sammeln von Informationen Ä Problem vor Ort angesehen und erklären lassen Ä Produktdaten herausgesucht Ä Maschine aufgenommen (Maße, Materialien) Ä Prozess beobachtet Ä Absprache mit Meister der Technik und Chemie

2.2 Anforderungsliste

2.2 Anforderungsliste

2.2 Anforderungsliste

2.3 Blackbox Gesamtanlage Eingang Ausgang Stoffe Stoffe Produkt Reststoffe Kühlwasser Produkt Kühlwasser Energie Energie Elektrische Bewegungsenergie Energie Wärmeenergie Wärmeenergie Pneumatische Information Information Black Box Gesamtanlage Black Box Anlage

2.4 Funktion der Teilfunktionen Teilsystem Funktion Extruder 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 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

2.5 EVA Gesamtanlage

2.6 EVA Umlenkeinheit

3. Konzeptionsphase Ä 3.1. Morphologischer Kasten 3.1.2 Kombinationen von Lösungsprinzipien 3.1.3 Technische Bewertung der Lösungsprinzipien

3.1.1 Morphologischer Kasten LP I LP II LP III Antrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt Steuerung SPS Pneumatisch manuell Umlenkeinheit konvex konkav flach Zustellrichtung von links von unten von rechts von links von rechts von unten Seite 19

3.1.1 Morphologischer Kasten LP I LP II LP III Antrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt Steuerung SPS Pneumatisch manuell Umlenkeinheit konvex konkav flach Zustellrichtung von links von unten von rechts von links von rechts von unten

3.1.1 Morphologischer Kasten LP I LP II LP III Antrieb E-Motor pneum. Zylinder mit Walze gekoppelt Steuerung SPS Pneumatisch manuell Umlenkeinheit konvex konkav flach Zustellrichtung von links von unten von rechts von links von rechts von unten Seite 21

3.1.2 Kombination von Lösungsprinzipien Variante I E-Motor SPS/ Kleinsteuerung konvex von rechts Variante II Pneumatik Zylinder SPS/ Kleinsteuerung konvex von links Variante III Pneumatik Zylinder pneumatisch konvex von links

3.1.3 Technische Bewertung der Lösungsprinzipien Variante I Variante II Variante III Faktor Bauraum 2 4 1 Komplexität 3 0,3 Reststoffbehälter 0,8 Ex-Schutz Ergebnis 5,1 10,8 12,1 12,4 Technische Wertigkeit 0,41 0,87 0,97 Sehr gut Gut Befriedigend Ausreichend Mangelhaft 4 3 2 1

4. Bewertung & Ausblick Ä 4.1 Auftretende Probleme Ä 4.2 Nächste Schritte Ä 4.3 Haftversuch Ä 4.4 Ziele

4.1 Auftretende Probleme Ä Enger Zeitrahmen Ä Technische Bewertung Ausformulieren der Anforderungsliste Richtige Zielsetzung Recherche Ä Technische Bewertung Neukonstruktion Wenig Rückgriffe auf vorhandene Ideen möglich

4.2 Nächste Schritte Ä Haftversuch durchführen Ä Konstruktion Materialauswahl Oberflächenbeschaffenheit Ä Konstruktion Entwurf Variante II / III Beurteilung nach - technischer Realisierbarkeit - Wirtschaftlichkeit

4.3 Haftversuch Rahmen Prüfkörper Produkt Federwage

4.4 Ziele Ä Bereitstellung der Konstruktionsunterlagen Ä wenn möglich, Fertigung der Umlenkeinheit

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