In den Lehrveranstaltungen des Lehrstuhls IFA werden die maschinenbautechnischen Studienschwerpunkte im Bereich der Antriebs- und Konstruktionstechnik vermittelt. Die Vorlesungsinhalte orientieren sich am aktuellen Stand der Antriebstechnik. Wir legen sehr großen Wert auf eine praxisnahe Lehre. Durch unser breit aufgestelltes Prüffeld aus Prüfständen und Forschungsfahrzeugen bieten wir anwendungs- und praxisnahe Übungen an, um die Studierenden bestmöglich auf den Berufseinstieg vorzubereiten. Folgende Lehrveranstaltungen für den Bachelor- und Masterstudiengang Maschinenbau werden angeboten:
Das allgemeine Vorlesungsverzeichnis der RUB ist unter folgendem Link zu finden: Vvz.rub.de
Im Rahmen der Reakkreditierung des Bachelorstudiums Maschinenbau werden die Konstruktionstechnik-Veranstaltungen neu organisiert. Ab dem Wintersemester 2021/2022 startet anstelle von Grundlagen der Konstruktionstechnik 1 das Modul Konstruktionstechnik A (PO2021). Im Sommersemester 2022 geht es mit dem neu aufgelegten Modul Konstruktionstechnik B (anstelle von Grdl. der Konstruktionstechnik 2) weiter. Es handelt sich um eigenständige Module. KT A ist keine Vorleistung für KT B. Die neuen Module sind inhaltlich angepasst.
Konstruktionstechnik A behandelt zunächst die Grundlagen des Skizzierens als Grundfertigkeit des Ingenieurs. Darauf aufbauend werden die Grundlagen technischer Normung im Allgemeinen sowie die Zeichnungsnorm im Speziellen und die Grundzüge der darstellenden Geometrie behandelt. Diese Inhalte werden vertieft bis hin zu den Darstellungsinhalten von Gesamt- und Werkstattzeichnungen einschließlich der Bemaßungen, Passungen und Toleranzen und an exemplarischen Maschinenelementen und Baugruppen eingeübt. Im Rahmen der Vorlesung wird neben dem Aspekt der technischen Darstellung als Maschinenelement das Wälzlager näher betrachten. Dabei sind folgende Fragestellungen zu erarbeiten: Was ist ein Wälzlager und wie funktioniert es? Was für Bauformen und Belastungsarten gibt es? Wie können die Belastung und die Lebensdauer eines Wälzlagers berechnet werden?
Der Einstieg in das Modul Konstruktionstechnik B erfolgt über den Bereich der Festigkeitsberechnung und die mechanischen Grundlagen. Erlerntes Wissen aus dem ersten Fachsemester aus den Modulen Mathematik und Mechanik wird angewendet und an praktischen Beispielen erprobt. In der Veranstaltung werden einerseits eine Auswahl an Grundlagen der Berechnung einschließlich Ersatzmodellbildung (analytische Methoden für Auslegungs-, Dimensionierungs- und Nachweisrechnungen) und der Gestaltung (Regeln, Richtlinien und Fallbeispiele für beanspruchungs-, verformungs-, fertigungs- und montagegerechtes Konstruieren) sowie andererseits die Grundlagen des methodischen Konstruierens (basierend auf der VDI 2221) vermittelt und in mitlaufenden Übungen an häufig eingesetzten Maschinenelementen angewendet. Als Beispiele werden hier unter anderem die Themen Bauteilfestigkeiten und die Auslegung von Wellen anhand DIN 743 durchgearbeitet. Neben den Wellen stehen im zweiten Fachsemester ebenso die Maschinenelemente Federn und Schraubenverbindungen im Fokus der Betrachtung. In allen Praxisbeispielen wird neben der Auslegung für bestimmte Anwendungsfälle auch der Aufbau, die Funktion und die Wirkweise der Elemente näher betrachtet und berechnet.
Dozent: Prof. , ÜbungsleiterIn:
Beachten Sie bitte unbedingt folgende Informationen von Prof. Tenberge:
An der Ruhr-Universität Bochum werden die Lehrveranstaltungen zur Konstruktionstechnik abwechselnd vom Lehrstuhl für Produktentwicklung (Prof. Bender, Dr. Putzmann) und vom Lehrstuhl für Industrie- und Fahrzeugantriebstechnik (Prof. Tenberge, Dr. Vill) durchgeführt. Wegen der großen Zahl der Studierenden machen andere Universitäten das auch so.
Das Themengebiet der Konstruktionstechnik ist so umfassend, dass auch in einer 4-semestrigen Veranstaltung der Stoff nur in Schwerpunkten bis ins letzte Detail der industriellen Praxis vertieft werden kann. Weitere Zusammenhänge sollen sich die Studierenden anhand der in den Vorlesungen zitierten Fachliteratur und Normen, etc. selbst erarbeiten.
Beide Lehrstühle haben wegen ihrer Forschungsschwerpunkte und ihrer Industriekontakte unterschiedliche Schwerpunkte in der fachlichen Tiefe und der didaktischen Vorgehensweise.
Die Antriebstechnik entwickelt sich zum Beispiel derzeit sehr stark in Richtung einer CO2-reduzierten bis CO2-neutralen Antriebstechnik. Um dem Rechnung zu tragen, ändern sich auch die Beispiele in den Übungen der Konstruktionslehre an meinem Lehrstuhl abhängig von den aktuellen Fragestellungen der Industrie.
Prüfungsrelevant sind die in den jeweiligen Lehrveranstaltungen von den dort Lehrenden behandelten Themen. Nun kommt es vor, dass Studierende, die die Konstruktionstechnik am Lehrstuhl von Prof. Bender gehört haben, aus welchen Gründen auch immer zu einem späteren Zeitpunkt die Prüfung am Lehrstuhl von Prof. Tenberge ablegen wollen. Hier ist es dann sehr empfehlenswert, sich nochmals über die prüfungsrelevanten Themen zu informieren.
Darüber hinaus gibt es noch weitere Lehrangebote zur Konstruktionstechnik. Hier ist z.B. der Kurs TELL-ME von Herrn Dr. Putzmann zu nennen (http://www.tell-me.rub.de), der insbesondere für Studierende mit einer anderen Muttersprache als Deutsch gedacht ist. Dieser Kurs hat deshalb auch andere didaktische Ziele und auch schon wegen eines anderen zeitlichen Umfangs andere technischen Schwerpunkte. Dort stehen u.a. bewusst fehlerhafte Konstruktionen von Studenten zur kritischen Diskussion, um die Fachbegriffe zu vertiefen.
Im Rahmen der Reakkreditierung des Bachelorstudiums Maschinenbau werden die Konstruktionstechnik-Veranstaltungen neu organisiert. Ab dem Wintersemester 2022/2023 startet im Austausch für Konstruktionstechnik 1 das Modul Konstruktionstechnik C. KT C ist ein eigenständiges Modul. Das Modul Konstruktionstechnik D wird in das fünfte Fachsemester verschoben. Es wird zu einem Wahlfach der entsprechenden Vertiefungsrichtungen.
Konstruktionstechnik C baut inhaltlich auf den vorherigen Modulen KT A und KT B auf. Die Thematik Wälzlager wird fortgeführt und mit Gleitlagern erweitert. Als neue Maschinenelemente kommen Kupplungen, Bremsen und Zahnradgetriebe hinzu. Im Zusammenhang mit den bekannten Maschinenelementen werden Lastkollektive berechnet, sowie die technische Zuverlässigkeit anhand der Weibull-Verteilung besprochen. Die Einführung in das Thema Zahnradgetriebe erfolgt über das Kennenlernen des Verzahnungsgesetzes und der Evolvente. Basierend auf der Kenntnis der Geometrie einer Zahnflanke erfolgt die Überleitung auf ein Zahnrad. Darauf aufbauend kann im Anschluss eine ganze Getriebestufe berechnet werden. Das Modul KT C konzentriert sich zunächst auf Stirnradgetriebe.
Gestaltungs- und Konstruktionsaufgaben ergänzen die Berechnungen und ermöglichen einen ganzheitlichen Überblick im Umgang mit den verschiedenen Maschinenelementen.
Konstruktionstechnik D erweitert die bis dahin gelernten Zusammenhänge. Wälzlager und Zahnradgetriebe werden genauer betrachtet und Auslegungs-, sowie Lebensdauern genauer berechnet. Was für Schadensmechanismen gibt es an den Maschinenelementen und wie kann dem Ausfall entgegengewirkt werden? Wie sieht es mit der Sicherheitsberechnung aus, was gilt es hier zu beachten und welche Parametergrößen fließen in die Berechnung ein? Diese und weitere Fragestellungen werden im Verlauf der Vorlesung besprochen und in praxisnahen Übungen vertieft.
Neben den genannten Inhalten erfolgt das Kennenlernen und Berechnen weiterer Getriebeformen. Es wird zudem stets Wert daraufgelegt, das Gelernte an Anwendungsbeispielen zu üben.
Dozent: Prof. , ÜbungsleiterIn:
Die Vorlesung Grundlagen der Antriebstechnik behandelt das grundlegende Verhalten von Antrieben. Ein Antriebssystem, kurz Antrieb genannt, treibt eine Arbeitsmaschine an. Demzufolge besteht eine Maschine prinzipiell aus einem Antriebssystem und einer Arbeitsmaschine. Das Antriebssystem erhält als Eingangsgröße Energie und Informationen und liefert kinetische Energie und Informationen. Um ein grundlegendes Verständnis aufzubauen geht die Vorlesung zunächst auf die grundlegenden Prinzipien zur Auslegung von Antriebssträngen ein. Dabei wird besonders Wert auf die Informationsbeschaffung gelegt, denn mangelnde Informationen, wie z.B. falsche Antriebsdrehmomente, führen zu Fehlauslegungen.
Ein Antriebsstrang besteht aus einer Vielzahl von Komponenten. Weiterhin werden in der Vorlesung die Eigenschaften der wichtigsten Komponenten, wie beispielsweise Motoren, Getriebe, Bremsen und Kupplungen beschrieben. Passend dazu werden auch entsprechende Auslegungsstrategien für diese vorgestellt. Außerdem wird das dynamische Verhalten von Antriebssträngen analysiert und Grundkenntnisse zur Bewegungs-Differentialgleichung vermittelt. Dabei werden Methoden zur Ermittlung von Eigen- und Erregerfrequenzen und Ansätze der dynamischen Simulation von Antriebssträngen behandelt.
Dozent: Prof. , ÜbungsleiterIn:
Die Vorlesung behandelt die Komponenten des Antriebsstrangs von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und deren Zusammenwirken im elektrischen Antriebssystem sowie die Anforderungen an die Ladeinfrastruktur. Zu Beginn werden die grundlegenden Funktionsweisen der für Elektrofahrzeuge verwendeten elektrischen Maschinen (aufbauend auf der "Elektrotechnik") wiederholt. Dabei wird der Bezug zum Stand der Technik hergestellt und auf die besonderen Anforderungen für den Fahrzeugantrieb (insbesondere Baugröße und Dynamik) eingegangen. Weiter werden die verschiedenen Energiespeichersysteme für Elektroantriebe grundlegend diskutiert und auf Basis des aktuellen Kenntnisstandes Prognosen für die zukünftige Speicherentwicklung gestellt. Über die Leistungsdichte von Batterien wird die Verbindung zu aktuellen und zukünftigen Ladesystemen hergestellt, die eine praxisgerechte Alternative zum konventionellen Tanken darstellen müssen. Auch hier werden die grundlegenden Eigenschaften und Funktionsweisen der verschiedenen Systeme erläutert. Im Folgenden richtet die Vorlesung den Blick auf die veränderten Anforderungen an das Bordnetz durch die Hochvolttechnologie zum Betrieb des Elektromotors bzw. der Elektromotoren und gibt ebenso einen Einblick in die erforderliche Steuerungstechnik. Hierbei finden sowohl hardware- als auch softwareseitige Betrachtungen statt. Weiterhin werden die Grundlagen der Brennstoffzellen vermittelt und im Zusammenhang mit elektrischen Antriebssystemen für Fahrzeuge diskutiert. Es erfolgt ein Vergleich zwischen batterieelektrischen Elektrofahrzeugen und jenen mit Brennstoffzellenantrieb hinsichtlich Effizienz, Kosten, technischen Eigenschaften und vielem mehr. Abschließend werden die Ladeinfrastruktur, bordnetzrelevante Aspekte (beispielsweise EMV, HV-Sicherheit, el. Nebenaggregate, Thermomanagement etc.) sowie Energiebilanzen von elektrifizierten Fahrzeugen detailliert erklärt.
Dozent: Prof. Docter, ÜbungsleiterIn: Frizler
Maschinendiagnose an Stirnradgetrieben
Der Versuch „Maschinendiagnose“ an Stirnradgetrieben ist Bestandteil des messtechnischen Laborpraktikums. Im Studienverlaufsplan erfolgt dieses Laborpraktikum im Rahmen des dritten Fachsemesters, ergänzend zu Vorlesung Messtechnik. Inhaltlich beschäftigt sich dieser Versuch mit dem Thema Schwingungen. Es wird mithilfe einer Körperschallmessung an einem Zahnradgetriebe der Zustand des Getriebesystems betrachtet und auf mögliche Schäden hin untersucht. Die Studierenden sollen in Eigenarbeit den Prüfstand in Betrieb nehmen und mithilfe von verschiedenen Betriebspunkten den Getriebezustand ermitteln. Dabei werden die grundlegenden Zusammenhänge hinsichtlich Getriebeschäden und Schwingungsuntersuchen behandelt. Ein weiterer Aspekt der behandelt wird ist die Anwendung der Maschinendiagnose in industriellen Bereichen. Schwingungsmessungen, eingesetzt in sogenannten Condition Monitoring Systemen, sind von essenzieller Bedeutung für den wirtschaftlichen und möglichst stillstandfreien Betrieb von diversen Maschinen und Anlagen.
VersuchsleiterIn:
Herstellung und Vermessung eines Evolventenstirnrades
Der Fachlaborversuch Herstellung und Vermessung eines Evolventenstirnrades ist Bestandteil der Fachlaborreihe der Vertiefungsrichtung Konstruktions- und Automatisierungstechnik im Masterstudiengang Maschinenbau.
Der Fachlaborversuch beinhaltet die Herstellung eines schrägverzahnten Zahnrades mit dem Wälzfräsverfahren. Durch Variation verschiedener Maschinenparameter werden Einflüsse auf die Fertigungsqualität erarbeitet. Diesbezüglich werden die Zahnräder vermessen und die Herstellung abschließend über eine Zuordnung der Verzahnungsqualität bewertet.
VersuchsleiterIn:
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Letzte Änderung: 05. Mär. 2024
