|
Lernziele / Kompetenzen
|
Allgemeine Lernziele und Kompetenzen zu den Vertiefungsrichtungen
- Energiesystemtechnik
- Entwicklung und Konstruktion
- Produktion und Management
- Virtual Engineering
- Werkstofftechnik
Energiesystemtechnik
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse über moderne Energiesysteme, über deren industrielle Verbreitung und über deren Planung, Auslegung und Betrieb. Hierbei hat der Apparate- und Rohrleitungsbau sowie die Gebäudeautomation eine große Bedeutung.
Ein Fokus in der Kompetenzvermittlung liegt auf der Technischen Gebäudeausrüstung und der Wärme- wie Kälteversorgung für private, öffentliche und industrielle Komplexe.
Lernziele:
- Planung, Auslegung und Betrieb energietechnischer sowie klimatechnischer Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung
- Regelung und Steuerung energietechnischer sowie klimatechnischer Anlagen
- Auslegung von Apparaten und Rohrleitungen
Entwicklung und Konstruktion
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse im Bereich des modernen, industriellen Produktentwicklungsprozesses und können methodisch strukturiert die Entwicklung und Konstruktion von Produkten und Prozessen begleiten und vorantreiben.
In den Vertiefungsmodulen I und II im 3. und 4. Semester werden die produktionstechnischen Hintergründe und Nebenbedingungen der Konstruktion aufgezeigt und die Kompetenzen in weiterführenden Maschinenelementen verstärkt.
Die immer stärker ausgeprägte Digitalisierung, Mechatronisierung und Automatisierung von Produkten und Prozessen wird praxisnah und anhand eines ausgewählten Beispiels vertieft vermittelt und kann von den Studierenden nutzbringend eingesetzt werden.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse im methodischen Produktentwicklungsprozesses
- Kompetenzen in der zielgerichteten Auswahl passender Maschinenelemente
- Entwicklung mechatronischer Systeme und deren Automatisierung
- Detaillierte Kenntnisse im Bereich der Fluidenergiemaschinen sowie der Entwicklung von Kunststoffbauteilen und deren Baugruppen
Produktion und Management
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse über moderne Produktionsmethoden und Werkzeugmaschinen und können für unterschiedliche Fertigungsanforderungen die jeweils besten Produktionsprozesse auswählen und umsetzen.
Ein besonderer Fokus liegt in der Kompetenzvermittlung der Fertigungsverfahren Füge- und Umformtechnik und Kunststoffverarbeitung, da diese für die regionale Industrie von großer Bedeutung sind. Weiterführend werden die Elemente der digitalen Produktionsplanung und der virtuellen Prozessentwicklung am Beispiel des Industrie 4.0 Ansatzes vermittelt.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse in der Produktionsplanung und der Fertigungsautomation
- Fundierte Kompetenzen in den Fertigungsverfahren Füge- und Umformtechnik und Kunststoffverarbeitung
- Zielgerichtete Auswahl optimal angepasster Werkzeugmaschinen für unterschiedliche Produktionsprozessentwicklungen
- Einsatz von Methoden der virtuellen Prozessplanung und der Methodik des Industrie 4.0 Ansatzes
Virtual Engineering
Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse im Bereich der Digitalisierung und Virtualisierung aller ingenieurstechnischer Prozesse, wobei der Fokus auf dem virtuellen Produktentstehungsprozesses liegt.
Die Studierenden können die modernen digitalen Werkzeuge im Ingenieurswesen, wie z.B. die rechnergestützte Konstruktion und Fertigung (CAD/CAM), die rechnergestützte Simulation und Visualisierung (Cax-Methoden) zielgerichtet und nutzbringend einsetzen.
Vertiefte Kompetenzen im Bereich des Systems Engineering, in der Anwendung von KI- und ML-Methoden und in der Umsetzung von Digitalen Zwillingen werden vermittelt.
Lernziele:
- Vertiefte Kenntnisse beim Einsatz computergestützter Ingenieurstätigkeiten wie z.B. der rechnergestützten Konstruktion, Simulation und Visualisierung
- Fundierte Kompetenzen bei der Umsetzung des virtuellen Produktentwicklungsprozesses in Unternehmen und der Einführung von PLM/PDM Systemen in mittelständischen Firmen
- Kenntnisse im Bereich des Model Based System Engineering und der zielgerichteten Anwendung Digitaler Zwillinge in der Produkt- und Prozessentwicklung
Werkstofftechnik
Kompetenzen:
Die Studierenden erlagen vertiefte Kenntnisse über moderne Werkstoffe und deren zielgerichteten, optimalen Anwendung für unterschiedliche Anforderungen.
Weiterführend werden Kompetenzen im Bereich des Leichtbaus, der Oberflächentechnik und der Fügetechnik vermittelt.
Lernziele:
- Kompetente Auswahl der jeweils an die Anforderungen angepassten Werkstoffe und Werkstoffverfahren
- Vertiefte Kenntnisse im Bereich des Leichtbaus, der Oberflächen- und Fügetechnik
|
|
Veranstaltungen
|
Wärmeversorgung
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1039 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
VORLESUNG
Wärmeversorgung
- Energiewirtschaft, Normung und Planung
- Wärmeversorgung von Gebäuden
- Wärmeerzeuger und Zubehör
- Effizienz, Wirkungsgrad und Nutzungsgrad, Anlagenaufwandszahl
Anlagenplanung
- Energieeffizienz in Gebäuden: Integrale Gebäude- und Energiekonzepte
- Planung nach HOAI (kurze Einführung)
- Heizsysteme und Anlagenkomponenten (Übersicht)
Heizlastberechnung
- Bauphysik, insb. Transmissions- und Lüftungswärmeverluste
- Berechnung nach DIN EN 12831
Bemessung der Wärmeversorgungsanlage
- Erschließung/Installation
- Bemessung des Wärmeerzeugers (inkl. Warmwasserbereitung)
- Heizkörper
- Regelung der Warmwasserheizung
Grundlagen der Hydraulik
- Definitionen
- Hydraulik: Rohre, Einzelwiderstände, Regelwiderstände
- Hydraulische Verschaltungsarten
- Durchgangsventile im Netz
- Differenzdruck- und Volumenstromregler
- Dreiwegeventile im Netz
- Pumpen als Stellglieder
- hydraulischer Abgleich
Rohrnetzberechnung
- Rohrverlegung, Rohrplan und Strangschema
- Dimensionierung: Rohre und Armaturen
- Dimensionierung: Regelarmaturen
- Berechnung der Druckverluste
- Hydraulischer Abgleich
- Auswahl der Umwälzpumpe
Heizwärmebedarf und Wirtschaftlichkeit (Überblick)
- Betriebsverhalten und Regelung
- Begriffe und Überblick
- Energiebilanz: Wärmeverluste und -gewinne
- Nutzungsgrade der Wärmeversorgungsanlage
- Wirtschaftlichkeit (nach VDI 2067)
LABOR
- Teillastverhalten im geschlossenen, hydraulischen System
- hydraulischer Abgleich in einer heizungstechnischen Anlage
- thermisches Verhalten einer heizungstechnischen Anlage
- Wirkungs- und Nutzungsgrad verschiedener Wärmeerzeuger
|
| Literatur |
- Aufgaben- und Materialsammlung als Unterlage für die Vorlesung
- W. Burkhardt, R. Kraus. Projektierung von Warmwasserheizungen. Oldenbourg, 2011, 8. Auflage
Große Auswahl an weiterführender Literatur in der Hochschulbibliothek, kleine Auswahl:
- H. Roos. Hydraulik der Wasserheizung (Oldenbourg, 2002, vergriffen)
- E.R. Schramek. Recknagel / Sprenger - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik (Oldenburg, 2007), regelmäßige Neuauflage
- ASHRAE Handbook. Fundamentals (ASHRAE, 2009)
- ASHRAE Handbook. HVAC Systems and Equipment (ASHRAE, 2008)
- G. Hausladen, M. de Saldanha, P. Liedl, C. Sager. ClimaDesign (Callwey, 2004)
- K. Voss, G. Löhnert, S. Herkel, A. Wagner, M. Wambsganß. Bürogebäude mit Zukunft: Konzepte - Analysen - Erfahrungen (Solarpraxis, 2007)
- B. Lenz; J. Schreiber; T. Stark. Nachhaltige Gebäudetechnik: Grundlagen, Systeme, Konzepte (Institut f. intern. Architektur München, 2010)
- W. Pistohl. Handbuch der Gebäudetechnik: Planungsgrundlagen und Beispiele (Werner 2009)
- J. Krimmling (Hrsg.). Atlas Gebäudetechnik: Grundlagen, Konstruktionen, Details (Rudolf Müller, 2008)
- K. Voss, E. Musall. Nullenergiegebäude (Detail Green Books, 2011)
- R. David, J. de Boer, H. Erhorn, J. Reiß, L. Rouvel u. a. Heizen, Kühlen, Belüften und Beleuchten (Fraunhofer IRB Verlag, 2009)
|
Raumluft- und Klimatechnik
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1040 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Grundlagen
- Zusammenhang zwischen Bauphysik und Anlagentechnik
- Thermische Behaglichkeit und Luftqualität
Systemkomponenten der Raumluft- und Klimatechnik
Lüftungsanlagen und Luftförderung
- Strömungstechnische Grundlagen
- Strömungswiderstände in Kanälen
- Kanalnetzberechnung
- Ventilatoren/Ventilator- und Netzkennlinie
Raumluftströmung
- Merkmale von Lüftungskonzepten: Mischlüftung/Verdrängungslüftung/Quelllüftung
- Luftführung im Raum und Dimensionierung von Luftauslässen
Energiebilanz und Raumtemperatur
- Freie Lüftung
- Sommerlicher Wärmeschutz
- Passive Kühlung - Raumtemperatur im Sommer
Kühllastberechnung
- h,x-Diagramm für feuchte Luft
- Zustandsgrößen feuchter Luft
- Zustandsänderungen im h,x-Diagramm
Dimensionierung von RLT-Anlagen und Gebäudekühlung
- Projektierung
- Definitionen in raumlufttechnischen Anlagen
- Gebäudeklimatisierung
- Auslegungsbeispiele
LABOR
- Luftförderung
- Klimaanlage
- Raumluftströmung
- Raumklima
|
| Literatur |
- Aufgaben- und Materialsammlung als Unterlage für die Vorlesung
- B. Hörner und M. Schmidt (Hrsg.). Handbuch der Klimatechnik (VDE Verlag, 2011). Band 1 „Grundlagen", Band 2 „Anwendungen" und Band 3 „Bauelemente"
Große Auswahl an weiterführender Literatur in der Hochschulbibliothek, kleine Auswahl:
- E.R. Schramek. Recknagel / Sprenger - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik (Oldenburg, 2007), regelmäßige Neuauflage
- ASHRAE Handbook. Fundamentals (ASHRAE, 2009)
- ASHRAE Handbook. HVAC Systems and Equipment (ASHRAE, 2008)
- G. Hausladen, M. de Saldanha, P. Liedl, C. Sager. ClimaDesign (Callwey, 2004)
- K. Voss, G. Löhnert, S. Herkel, A. Wagner, M. Wambsganß. Bürogebäude mit Zukunft: Konzepte - Analysen - Erfahrungen (Solarpraxis, 2007)
- B. Lenz; J. Schreiber; T. Stark. Nachhaltige Gebäudetechnik: Grundlagen, Systeme, Konzepte (Institut f. intern. Architektur München, 2010)
- W. Pistohl. Handbuch der Gebäudetechnik: Planungsgrundlagen und Beispiele (Werner 2009)
- J. Krimmling (Hrsg.). Atlas Gebäudetechnik: Grundlagen, Konstruktionen, Details (Rudolf Müller, 2008)
- K. Voss, E. Musall. Nullenergiegebäude (Detail Green Books, 2011)
- R. David, J. de Boer, H. Erhorn, J. Reiß, L. Rouvel u. a. Heizen, Kühlen, Belüften und Beleuchten (Fraunhofer IRB Verlag, 2009)
|
Produktionstechnisches Projekt
| Art |
Seminar |
| Nr. |
M+V1044 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Die Veranstaltung beinhaltet einen Vorlesungsteil und einen Projektteil "Fertigungsplanung", der in Hausarbeit mit betreuten Übungen bearbeitet wird.
Inhalte der Vorlesung sind:
- Produktentwicklungsprozess
- Arbeitsplanung
- Rechnung von Vorgabezeiten
- CNC-Technik
- CAM (Computer Aided Manufacturing)
- Fertigungsstrukturen
- Fertigungssysteme
- Herstellkosten und Selbstkosten
- Produktionssysteme
Die Projektarbeit "Fertigungsplanung" ist in terminierte Meilensteine eingeteilt. Folgende Inhalte werden von den Studierenden selbstständig im Team erarbeitet:
- Beispielrechnung zu Bauteilkosten in Abhängigkeit von Stückzahl und Fertigungsverfahren
- Auslegen des Rohteils
- Preisermittlung Rohteil
- fertigungsgerechte Bauteilzeichnung
- optimierte Arbeitsvorgangsfolge
- Maschinenauslegung und -anschaffung
- Werkzeugauslegung und -anschaffung
- Ermittlung der Vorgabezeiten zu den Fertigungsprozessen
- Bauteil-Kostenrechnung für den vollständigen Fertigungsvorgang
- Berichterstellung
Ergebnisse der Meilenstein-Arbeit werden von den Studierenden in einer Beamer-Präsentation vorgestellt. |
| Literatur |
Arbeits- und Prozessorganisation, Produktentwicklungsprozes, Prof. Ralph Bruder, TU Darmstadt, 2009 |
Maschinenelemente III
| Art |
Vorlesung/Übung |
| Nr. |
M+V1045 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Einführung in Antriebssystme: Einteilung, Funktionen und Eigenschaften von mechanischen Getrieben. Übersetzung, Wirkungsgrad und Übertragungsfunktion von Getrieben
- Verzahnungen und Zahnradgetriebe: Bauarten und Kinematik, Verzahnungsgesetz, Zahnflankenprofile, Geometrie der Gerad- und Schrägstirnräder mit der Evolventenverzahnung, Herstellung von Zahnrädern, Zahnradwerkstoffe, Wärmebehandlung und Oberflächenhärtung
- Kräfte, Momente und Lastverteilung in Stirnradgetrieben. Genauigkeit, Steifigkeit und Laufruhe von Zahnradgetrieben
- Berechnung der Zahnflanken- und Zahnfußtragfähigkeit nach DIN 3990, Dimensionierung von Zahnradgetrieben
- Riemen- und Kettengetriebe: Geometrie, Bauarten, Anwendungsgebiete, Werkstoffe, Gestaltungshinweise, Berechnung der Kräfte und Beanspruchungen, Dimensionierung
- Wälzlager und Wälzlagerungen
- Gleitlager und Einführung in die Tribologie und Schmierungstechnik.
- Kupplungen und Bremsen
- biege- und torsionskritische Drehzahlen bei Wellen
|
| Literatur |
- Sauer, B.: Konstruktionselemente des Maschinenbaus II: Grundlagen von Maschinenelementen für Antriebsaufgaben, 8. Auflage, Springer Verlag, 2018
- Schlecht, B.: Maschinenelemente 2: Getriebe, Verzahnungen und Lagerungen, 1. Auflage, Pearson Studium Verlag, 2009
- Roloff/Matek: Maschinenelemeente: Normung, Berechnung, Gestaltung, 20. Auflage, Vieweg Verlag, 2011
- Niemann, G., Winter, H.: Maschineneelemente, Band 2: Getriebe allgemein, Zahnradgetriebe - Grundlagen, Stirnradgetriebe, 2. Auflage, Springer Verlag, 2003
- DIN 3990, Grundlagen für die Tragfähigkeitsberechnung von Gerad- und Schrägstirnrädern, Beuth Verlag GmbH, Berlin, 1987
|
Füge- und Umformtechnik
| Art |
Vorlesung/Labor |
| Nr. |
M+V1050 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Die Studierenden sind in der Lage, die erworbenen materialtechnischen Vorkenntnisse im Bereich der Fügetechnik einzusetzen und im Rahmen von praktischen, fügetechnischen Laborübungen zu vertiefen.
Um dieses Wissen zu erwerben, wird die Arbeit in kleinen Teams innerhalb der Labore bzw. des Laborprojektes durchgeführt.
Die Studierenden sind in der Lage, aus einer Reihe von thermischen (Schweißen) und physikalisch/chemischen Fügeverfahren (Kleben), die für den jeweiligen metallischen und nicht-metallischen Werkstoff prozessbezogene, qualitätssichernde Verbindetechnik zu wählen.
Die Studierenden müssen jederzeit in der Lage sein, durch gezieltes Fragen und problemorientiertes Handeln, anwendungsnahe Aufgaben aus den Bereichen Fügetechnik zu lösen.
Die Studierenden lernen die Verfahren der Umformtechnik nach DIN 8580, die zugehörige Pressentechnik sowie die erforderlichen Werkzeuge kennen. Des Weiteren sind die Studierenden befähigt, durch eine vertiefte und systematische Analyse diese Verfahren zu beurteilen. Sie sind in der Lage, mit ihrem Wissen Fertigungsverfahren auszuwählen und Fertigungsabläufe und
die dazu notwendigen Maschinen und Werkzeuge zu planen und zu beurteilen. Die Studierenden können dabei nach Funktionserfüllung der Werkstücke hinsichtlich der Konstruktionsgrenzen (fertigungs-, werkstoff-, montagegerechtes Konstruieren) die erreichbaren Qualitätsanforderungen sowie deren wirtschaftliche Fertigung bewerten und entsprechend weiterentwickeln. |
| Literatur |
- Fügetechnik/Schweißtechnik, DVS (DVS, 2000)
- Praxis der Umformtechnik, Tschätsch (Vieweg Verlag, 2001)
|
Keramiken und Kunststoffe
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1053 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Die Studierenden sind in der Lage, die spezifischen Eigenschaften nichtmetallischer Werkstoffe anhand der Herstellung und des atomaren und mikroskopischen Aufbaus zu erklären.
Die Studierenden können auf Basis des Eigenschafts- und Anforderungsprofils eine angemessene Werkstoffauswahl treffen und Werkstoffeigenschaften gezielt fertigungs- und anwendungsbezogen optimieren. |
| Literatur |
Brevier Technische Keramik, Verband der keramischen Industrie e.V. (Fahner Verlag, 2003) |
Verbundwerkstoffe
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1054 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Einteilung der Verbundwerkstoffe
- Werkstofftechnik und Verarbeitung der Faserverbundkunststoffe
- Fasern, Herstellung, Eigenschaften, Halbzeuge
- Kunststoffe, Reaktionsharze, Eigenschaften
- Grenzfläche, Haftvermittler
- Faser-Matrix Halbzeuge
- automatisierbare und manuelle Verarbeitungsverfahren
- Mechanik und Festigkeitslehre
- Mechanik der unidirektionalen (UD) Schicht:anisotrope mechanische Eigenschaften, Versagen, Festigkeitshypothese
- Mechanik des Mehrschichtverbunds (MSV): Codierung von MSV, klassische Laminattheorie, typische MSV
|
| Literatur |
M. Neitzel, P. Mitschang: Handbuch Verbundwerkstoffe, Carl Hanser Verlag München Wien, 2014 |
|