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Produkt Design Projekt - Entwicklungsprozess eines Rollers

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a.Universität Politehnica, Bukarest

Fakultät für Ingenieurwissenschaften in Fremdsprachen




Produkt Design Projekt

Entwicklungsprozess eines Rollers

Die zu losende Aufgabe besteht aus der Entwicklung eines Rollers. Der Roller ist für vierjährige Kinder bestimmt, die maximal 24 kg wiegen und 105 cm groß sind. Die Herstellkosten des Rollers sollen höchstens den Wert von 200 € erreichen.

Analyse des Produktes

Klarung der Randbedingungen

Der Roller muss sich an den oben genannten Anforderungen des Projektes anpassen.

Die Entwicklung eines Rollers erfolgt auf Grund von durchgeführten Marktstudien, sowie von Trendstudienanalysen als auch durch die Analyse des Marktes. Aus diesen Quellen, werden die Kundenwünsche herausgenommen, analysiert und auf Grund der Wichtigkeit und Realisationsfähigkeit in der Anforderungsliste eingetragen.

Die Konstruktion des Produktes erfolgt durch computerunterstützte Konstruktionsprogramme die den gesamten Produktentwicklungsprozess integrieren und alle Phasen des Produktlebenszyklus von der Produktkonzeption bis zum Einsatz abdecken. Diese Programme erleichtern die Ausarbeitung der Produkte, ermöglichen eine leichte Kontrolle und führen zu Zeitersparung in der Produktion- und Prüfprozesse sowie ermöglicht die Produktumstellung Aufgrund von neue Kundenwünsche. Es soll ein High-Quality Produkt entwickelt werden, der für individuelle Wünsche umgesetzt werden kann.

Die Entwicklung des Rollers wird nach dem Qualitätsstandard ISO 9001:2000 (Qualitätssicherung durch Prozesse) und im Zukunftsplan nach ISO 9004:2000 (Umfassenden Qualitätsmanagementsystem) entwickelt[1].

Es wird beachtet dass die meisten Teile durch standardisierte Bauelemente ersetzt werden sollen. Diese werden aus fachbestimmte Konstruktionskatalogen herausgenommen und angewendet (EU Konstruktionsrichtlinien, nationale und internationale Standards, ISO-Empfehlungen, u.a.).

Da es sich um kleine Kinder handelt, wird ein sehr großes Aufachten auf die Sicherheit Dieser gestellt, und somit ein Produkt entwickelt wird, dass nicht nur Spaß und sportliche Aktivität leistet, sondern auch Stabilität im Fahrt und leichte Bemerkbarkeit des Kindes im Verkehr anbietet.

. Erarbeitung der Anforderungsliste

Anforderungen

Die Anforderungsliste wird auf Grund elementaren, notwendigen Anforderungen als auch der Kundenanforderungen erstellt, wie folgend:

- Der Roller soll stabil, leicht zu lenken und leicht zu bremsen sein, um die nötige Sicherheit zu leisten ;

- Es muss Verstellbar sein, um auf die Höhe des Kindes angepasst zu werden ;

- Der Handgriff soll in Kautschuk umwickelt sein (kein Handrutsch) ;

- Der Roller soll aufklappbar sein und

- Der Roller soll so gebaut werden, dass er in Zeit und an ständige Belastung(nicht adäquaten Umgehen) aushält.

Wünsche

Die Wünsche sind auf die Kundenwünsche gebaut, und zwar:

- Es soll attraktiv für die Kinder sein ;

- Soll Ausfallsicher und leicht zu beschaffen sein, unproblematische Wartung haben ;

- Soll in mehreren Farben zu Verfügung stehen ;

- Soll eine Rollerhupe besitzen ;

- Soll über mehrere Auswahloptionen verfügen (wie z.B. Wasserbehälter, Korb, Scheinwerfer).

Empfehlungen

Es ist empfehlenswert ein Roller zu gestalten, der leicht, ergonomisch und einen niedrigen Preis aufweist.

Die Plattform des Rollers muss breit und dem Fußboden nah sein, die Räder untereinander und von neue ersetzbar sein, und diese von Schmutzfänger umkleidet werden.

Aufstellung der Funktionsstruktur

Hauptfunktion :

Mobilität des Kindes

Die Teilfunktionen des Rollers sind:

Steuern und Bremsen

Lenken

Zusammenfalten

Gleiten

Die Darstellng dieser Teilfunktionen, kann man inm Bild 1 sehen.

Bild 1: Prinzipielle Funktionsstruktur eines Rollers

2. Konzipieren

2.1. Suche nach Lösungsprinzipien:

Man hat zwei Konstruntionsvarianten für din Bestadteile des Roller gemacht, die unterscheiden sich durch folgende Merkmale: Form, Werkstoffe und einige technische und wirtschaftliche Eigenschaften.

Was wichtig ist, wenn man eine Lösung suchen, ist das Denkprozess. Dieses Prozess können bewußt oder unbewußt ablaufen. Die Inhalte des Denkens sind die Ideen, die nicht isoliert, sondern verbundet miteinandern (assoziiert) sind. So bilden diese Ideenkomplexe, die läufig über eine Leitidee gemeinsam mobilisiert werden können. Manche Ideenkomplexe stehen unter Kontrolle andere regeln Verhaltensabläufe automatisch.

Bild 2. Methode der Lösungsfindung

Zu unterscheiden sind zwei Arten des bewußten Denkens:

• Intuitives (einfallsbetontes) und

• Diskursives (bewußt schrittweises) Denken. .

Für die Bestimmung von Lösungsprinzipien hat man die zwei Methoden kombiniert, um die beste Lösung zu finden.

Als intuitive Methode hat man die Brainstorming benutzt und als zweite Methode hat man verwendet die Methode der morphologischen Kasten. Für diese benutzt man die gefundenen Teilfunktionsträger ( Lenker, Räder, Platte, usw) zu den Teilfunktionen ( Lenken, Zusammenfalten, Steuern und Bremsen, Gleiten ) des Roller und als Folge dessen wählt man eine einzige Variante, die mehrere technische und wirtschaftliche Vorteile hat.

2.2 Kombinieren von Lösungsprinzipien

Für das Rad, hat man zwei Vaianten gezeichnet, eine die folgende Elemente enthält: Wälzlager (Rillenkugellager), Rad aus Polyamid und Reife aus Gummi und eine andere Variante, die Gleitlager, Rad aus Polyanid und Reife aus Polyuretan enthält..

Die Hauptunterschiede zwischen diese zwei Varianten sind folgende:

Die Reibung bei der Variante mit Rillenkugellager ist kleiner als bei der Variante mit Gleilager;

Der Reife aus Gummi hat eine gute Radhaftung im vergleich mit dem Reife aus Polyuretan;

Die Gleitlager sind teuer als die Rillenkugellager

Räder

Lenker

mit

Wälzlagern

Die erste Variante

mit

Gleitlager

Die zweite Variante

2.3. Anfertigun von Prinzipskizzen

Lenker:

dhakdhkahas

x,ncsfsdfklsjd;lfsd

sdhsdfklsjdljsldfjsldjflsd

gffghfgjghjghkj

hkhjkhjkhkhjkjh

sfasdgdsfhgdrt

asdsdfsdfdsfdsf

asdfhsfjdsljfldf

dhfdsjfl;asjfljdsfl

kdsjflsjlfjsdlkfj

Rad:

1. mit Wälzlager:

sdhfsdjf;ljsdfljdsf

ajsdhkasdhfkasdh

jdshfkdhfkdsjfl

dsgdkhdkgjldsfjglds

Bremsen

dsgdsfgdsf

fghfgjhgfhjgfjf

xhfvkdhkdhfk

ksdlfsjlfjdsljfldjgf;ldf

dshgfldsjldsjgljdf

ksdlfjdsdlfjdslfk

jdsf;ldjldsfgldsfjg;l

sdjnfkldsjfldsjlf

Zusammenfaltung

akdsjhfsdjflsdjflkds

,sdflf.mdsf.md/f,dsf

kjdhfkdhfdjldjfl

jhdkfhsdljsldfdsf

2.4. Technische und wirtschaftliche Bewertung

  • Technische Bewertung:

Rad

Eigenschaften

Rad mit Wälzlager

Rad mit Gleitlager

Radhaftung

Beweglichkeit

Steifigkeit

Biegbarkeit

Giessbarkeit

Einfachheit der Montaje

Verschleiss

Reibung

Rad mit Wälzlager:

Rad mit Gleitlager:

Lenker

Eigenschaften

Lenker 1

Lenker 2

Einfachkeit bei Verwendung

Stabilitaet

Steifigkeit

Biegbarkeit

Giessbarkeit

Einfachheit der Montaje

Desing

Reibung

Lenker 1

Lenker 2

Platte

Eigenschaften

Platte 1

Platte 2

Steifigkeit

Biegbarkeit

Giessbarkeit

Einfachheit der Montaje

Verschleiss

Desing

Reibung

Platte 1

Platte 2

Zusammenfaltung

Eigenschaften

Zusammenfaltung 1

Zusammenfaltung 2

Stabilitaet

Steifigkeit

Biegbarkeit

Giessbarkeit

Einfachheit der Montaje

Verschleiss

Reibung

Zusammenfaltung 1 

Zusammenfaltung 2

Bremsen

Eigenschaften

Bremsen

Steifigkeit

Biegbarkeit

Giessbarkeit

Einfachheit der Montaje



Verschleiss

Reibung

Einhachkeit bei Verwendung

wo x ist din Wertigkeit

Wirtschaftliche Bewertung:

Rad mit Wälzlager:

o       Rillenkugellager 608z (gemäß DIN 625) 2x1,25 €

o       Rad (aus polyamid) 6,5 €/kg

o       Reife (aus Kautschuk) 60 €∕0,453 kg

o       Schraube  1,32 €

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Reife

Kautschuk

Rad

Polyamid

Schraube

Wälzlager

Materialkosten M

€/cm3

cm³

€∕cm³

cm³

Rad mit Gleitlager:

o       Gleitlager (gemäβ DIN 1494) 35 €

o       Rad (aus polyamid) 6,5 €/kg

o       Reife (aus polyuretan)

o       Schrauben 

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Reife

Kautschuk

Rad

Polyamid

Schraube

Gleitlager

Materialkosten M

1. Reife

cm

€/cm3

2. Rad

cm

€/cm3

Lenker – Variante 1:

o       Lenkstange

o       Teil 1 – Lenker

o       Teil 2 – Lenker

o       Wälzlagergehäuse

o       Wälzlager

o       Schluff

o       Schrauben

o       Scheibe

o       Mutter

o       Befestigungsring

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Lenkstange

AlMgSi

Teil 1 – Leker

AlMgSi

Teil 2 – Lenker

AlMgSi

Wälzlagergehäuse

AlMgSi

Schluff

Wälzlager

Befestigungsring

Schrauben

Scheibe



Mutter

Materialkosten M

€∕cm³

cm³

€∕cm³

cm³

€∕cm³

cm³

Lenker – Variante 2

o       Lenkstange

o       Teil 1 – Lenker

o       Teil 2 – Lenker

o       Wälzlagergehäuse

o       Wälzlager

o       Schluff

o       Schrauben

o       Scheibe

o       Mutter

o       Befestigungsring

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Lenkstange

AlMgSi

Teil 1 – Leker

AlMgSi

Teil 2 – Lenker

AlMgSi

Wälzlagergehäuse

AlMgSi

Schluff

Wälzlager

Zwischen Wälzlager Teil

Befestigungsring

Schrauben

Scheibe

Mutter

Materialkosten M

W lzlager X 2 - 10 €

Greif X 2 – 11,3 €

Wälzlagerhause – 1,2 €

Schraube M5 - 0,88 €

Mutter – 0,22 €

Erste Teil (AlMgSi)

cm3

€/cm3

Zweite Teil (AlMgSi)

cm3

€/cm3

cm3

Wälzlager

cm3

€/cm3

Platte – Variante 1 AlMgSi

P=1,53 €

Ρ=2,7 kg/dm3

€/cm3

m3

Platte – Variante 2 (AlMgSi)

cm3

€/cm3

Zusammenfaltung – Variante 1

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Blattel

AlMgSi

Zusammenfaltung

AlMgSi

Feder

Einhalt



Schrauben M6

Schrauben M8

Schrauben M10

Mutter

Materialkosten M

1. Feder :

2. Mutter : 6 X 0,16=0,96€

3. Schrauben: 4 X M6 – 4 X 0,15=0,6€

1 X M10 – 0,21€

1 X M8 – 0,18€

m3

€/cm3

4. Platte

m3

€/cm3

€/cm3

Zusammenfaltung – Variante 2

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Kugelartiges Gelenk

Garelstueck

Schrauben

Scheibe

Mutter

Materialkosten M

  1. Gelenk (AlMgSi)

m3

€/cm3

  1. V-Gelenk (AlMgSi)

cm3

Schrauben: M6 X 1 – 0,1€

M4 X 1 – 0,11€

M8 X 1 – 0,16 €

M6 X 2 –

Bremsen

Nr. Krt.

Stück Zahl

Teil

Bezeichnung

Werkstoff

Vb

in cm³

kv

in €/ cm³

gw,gz

M

in €

Radanschluss

AlMgSi

Blattel

AlMgSi

Hinterradschutzblech

AlMgSi

Feder

Schrauben M6

Schrauben M4

Mutter

Materialkosten M

Platte ( AlMgSi)

m3

€/cm3

Verbindung mit dem Rad ( AlMgSi)

cm3

€/cm3

cm3

Aparatoare (AlMgSi)

cm3

€/cm3

Feder: 2,35€


wo Vb = Bruttovolumen in cm³

Kv = spezifische Werkstoffkosten in €∕cm³

Wb = Brutto – Werkstoffkosten in €

H = Herstellkosten

M = Materialkosten

M’= prozentuale Materiallkosten nach anhang A2 -14.

Gw = Zuschlagsfaktor fur Werkstoffegemeinkosten

gz = Zuschlagsfaktor fur Fertigungsgemeinkosten

Z = Fertigungskosten

Szul = zulässige Selbstkosten für Herstellung, Verwaltung und Vertrieb €

Pmin = niedrige Marktpreis konkurierender/ähnlicher technischer Produkte€

∆ K = kalkulatorischer Gewinn in €

S = Selbstkosten in €

α = Zuschlagfaktor für Entwicklung, Verwaltung und Vertrieb

Y = wirtschaftliche Wertigkeit

Hzul = zulassige Herstellkosten

Festlegung des Konzeptes

  • Wahl der Lösungsprinzipien
    • Rad

    • Lenker

    • Zusammenfalten
    • Bremsen





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