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Summary

You know you have achieved perfection in design, not when you have nothing more to add , but when you
have nothing more to take away ."
"Il
semble que la perfection soit atteinte non quand il n'y a plus rien à ajouter , mais quand il n'y a plus rien à
retrancher...

Description

Technische Universität Berlin Fachgebiet Fluidsystemdynamik Prof. Dr.-Ing. P.U. Thamsen

Strömungsmaschinen ΙI Maschinenelemente

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02 Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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• Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

• Abnahmeprüfung von Kreiselpumpen nach DIN EN ISO 9906

• Anlagenplanung für Fluidsysteme

• Gleitringdichtungen

04 • Korrosion und Verschleiß

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• Standards/ API 610

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• Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

• Lager / hydrodynamische Gleitlager

• Wartung und Instandhaltung

• Festigkeit hydraulischer Komponenten

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Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen Strömungsmaschinen II - Maschinenelemente

SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Motivation "You know you have achieved perfection in design, not when you have nothing more to add, but when you have nothing more to take away." "Il semble que la perfection soit atteinte non quand il n'y a plus rien à ajouter, mais quand il n'y a plus rien à retrancher.„ "Vollkommenheit entsteht offensichtlich nicht dann, wenn man nichts mehr hinzuzufügen hat, sondern wenn man nichts mehr wegnehmen kann." ”Det er ikke når det ikke lenger er mer å legge til at en designer vet at han har oppnådd perfeksjon, men når det ikke er mer å ta bort" Antoine de Saint-Exupéry,Terre des Hommes (Wind, Sand und Sterne)

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Konstruktion im Produktentstehungsprozess Das Konstruieren bildet den Ausgangspunkt aller nachfolgenden Tätigkeit in der Produktentstehung.

Kostenrechnung

Marketing

Fertigungsplanung

Konstruktion

Entsorgung

Vertrieb

Einkauf

Fertigung Montage

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Konstruktion als Produkt Das Konstruieren erfordert umfassende Kenntnis vom Konstruktionsergebnis. • Material, z.B. Beton, Guss- oder Stahlkonstruktion • Fertigung, z.B. Schweißkonstruktion • Gestalt, z.B. Glieder- oder Topfgehäusekonstruktion • Bauart, z.B. quer geteilte oder längs geteilte Konstruktion • Funktion, z.B. Schaufelverstellkonstruktion eines Schiffspropellers und eines hydrodynamischen Stellwandlers

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Beispiele von Pumpen

Stahlguss

Chromblech

Spritzguss

Prozessbauweise

Blockbauweise

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Beispiele von Pumpen

Kreiselpumpe nach EN 733 für Wasserförderung

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Beispiele von Pumpen

Doppelflutige Kreiselpumpe

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Beispiele von Pumpen

Mehrstufige Kreiselpumpe als Gliederpumpe

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Beispiele von Pumpen

Kreiselpumpe in Topfbauweise

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Beispiele von Pumpen

Kreiselpumpen in korrosionsbeständigem Superduplex-Stahl

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Beispiele von Pumpen

Halbaxialpumpe großer Leistung mit Saug- und Leitgehäuse in Betonausführung SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Wasserturbinen

Kaplan-Turbine

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Beispiele von Wasserturbinen

Laufrad einer Kaplan-Turbine SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Wasserturbinen

Laufrad einer Pelton-Turbine SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Wasserturbinen

Laufrad einer Francis-Turbine SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Strömungsmaschinen

Laufrad eines Verdichters SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Strömungsmaschinen

Turbolader

Quelle: [Volkswagen] SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Strömungsmaschinen Hochdruckturbine (HD)

Mitteldruckturbine (MD)

Niederdruckturbinen (ND)

Dampfturbine 800MW SM II – Grundlagen zu Maschinenelementen von Strömungsmaschinen

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Beispiele von Strömungsmaschinen

Bypass-Luftstrahltriebwerk Quelle: Luftfahrantriebe I

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Konstruktion als Tätigkeit

Konstruktion:

Umsetzen eines Gedankens in eine Dokumentation (z.B. Zeichnung, Modell, EDV-Programm, Patentbeschreibung,…), um ein technisches Produkt optimal zu gestalten, optimal im Sinne folgender Forderungen:

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Konstruktion als Tätigkeit 1. beste Funktionserfüllung (z.B. drei Q,H – Punkte erreichen) 2. höchste Verfügbarkeit (s. Definitionen) 3. geringste Produktionskosten 4. günstigste Mensch-Maschine-Beziehung (Ergonomie, Unfallverhütungsvorschrift, Immissionsschutzgesetz, d.h. bei HSM: Immissionsschutz vor • Wasserverunreinigung, • Luftverunreinigung , • Störfeldern (elektrisch, magnetisch), • Geräuschen, • Erschütterungen, • Wärmeübertragung, • Radioaktivität, • u.a. 5. größte Kompatibilität mit Vorschriften (z.B. ISO, DIN, API, VDI-Richtlinien) 6. höchste Recyclingfähigkeit

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Konstruktion als Tätigkeit

Fazit: Jede Konstruktionstätigkeit heißt Optimierungstätigkeit, d.h. widersprüchliche Forderungen zufrieden stellend erfüllen.

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Konstruktion als Tätigkeit Widersprüchliche Forderungen aus der Strömungsmaschinenkonstruktion: • geringere Produktkosten, • höhere Verfügbarkeit, • besserer Umweltschutz, • geringere Verluste, • geringere Kavitation, • größerer Betriebsbereich, • längere Standzeit ( > 100.000 h) und • längere Wartungsintervalle.

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Konstruktion als Tätigkeit Klären der Aufgabenstellung 1. Arbeitsschritt

(Technisches Produkt optimal gestalten)

Konzipieren

2. Arbeitsschritt

(Gesamtfunktion feststellen)

Konstruktion als Tätigkeit Entwerfen

3. Arbeitsschritt

(Haupt- & Nebenfunktion feststellen

4. Arbeitsschritt

Ausarbeiten (Umsetzen in eine Dokumentation)

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Produktlebenszyklus Produktkosten • Portfoliomanagement • Innovationsmanagement • Umsatz- Gewinn- Kurve im Lebenszyklus eines Produktes

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Produktportfoliomanagement Analyse der Wettbewerbsposition ROS Nischenanbieter

Mittlere Rentabilität

Kostenführer

Umsatz und Gewinn der Konkurrenten (aus Geschäftsbericht, Veröffentlichungen, usw.)

„Tal der Tränen“

rel. Größe

ROS: Return On Sale

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Lernkurven Kostensenkungspotential durch Serienfertigung Produktionsplanung und Kostensenkung in Abhängigkeit von der gefertigten Stückzahl.

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Produktpflege Die Produktpflege bezweckt, den Lebenszyklus einer Marktleistung zu verlängern.

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Produktkosten Produktkosten

Investitionskosten

Entwicklungskosten

• • • •

Personal Entwicklungsmodelle Versuchsstände EVD-Benutzung Dokumentation Schulung Gemeinkosten

Betriebskosten

Herstellkosten

• • • • •

Personal Material Maschinen Werkzeuge Qualitätskontrolle Schulung Gemeinkosten

Wartungskosten

• • • •

Personal Ersatzteile Prüfgeräte Werkzeuge Schulung Gemeinkosten

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Energiekosten

•

Energie Gemeinkosten

Verschrottungskosten •

Personal Schulung Gemeinkosten

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Effizienzsteigerung Möglichkeiten der Effizienzsteigerung • •

• • • •

Mehr Kreativität (Innovationen), Systematische Einführung der elektronischen Datenerfassung und Datenverarbeitung (EDV), Genaue Terminplanung, Umfassende Dokumentation, Versuchen oder simulieren, Rechnen,

• •

• •

Aus Schäden lernen, Strenge Befolgung von Normen und Technischen Richtlinien (ISO, IEC, DIN, VDI, VDMA, .. Bis firmeninternen Produkt- & Werknormen), Methodisches Vorgehen und Mitlaufende Kostenkalkulation

Schadenstelle

Schadenart

Schadenhäufigkeit

Rechnen

Klar formulierbare, einfache, abgeschlossene Probleme ohne viele Störgrößen Mechanik Festigkeitslehre Strömungsmechanik Thermodynamik Zeit- und Kostenaufwand gering

Schadenursache

Versuchen oder simulieren Komplexe, scher durschaubare Probleme mit vielen Störgrößen Reibung, Schmierung, Verschleiß, Kavitation, Korrosion, Verfahrenstechnik, komplexe Probleme der Mechanik, Festigkeitslehre, Strömungsmechanik, Thermodynamik, Lastkollektive Zeit- und Kostenaufwand hoch

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Produktefehler

Betriebsfehler

- Planungs- & - Bedienungsfehler . Konstruktionsfehler - Wartungsfehler - Fertigungsfehler - Werkstofffehler - Montagefehler - Instandsetzungsfehler - Unvollkommenheit . . . des Standes der . . . . . . .Technik

Fremdeinwirkungen - Störung der Stoff-, . . . . Energie- oder .. . . . . . . . Signalversorgung - Naturereignisse, . . . . . . tierische Einwirkungen - Fremdkörper

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Innovationsmanagement K W

MENSCH Permanente Grundmuster WOLLEN SOFT SKILLS

U

Antrieb

Soft Skills

Führung Unternehmenskultur

IDEENFINDUNG

IDEENBEWERTUNG

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INTERNE UMSETZUNG

EXTERNE UMSETZUNG

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Innovationsmanagement IDEENFINDUNG

IDEENBEWERTUNG

INTERNE UMSETZUNG

EXTERNE UMSETZUNG

Tatsächliche Ermittlung der Kundenbedarfe Innovationsteam Innovationsmanager PROZESS Variable Grundmuster KÖNNEN WERKZEUGE

Value Innovation Chancen-Risiken Analyse Kernkompetenzmanagement Prozessorganisation

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Internes Marketing

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Konstruktion im Fabrikbetrieb Leitung

Forschung

Fertigung

Konstruktion

Qualitätssiche rung

Vertrieb

Verwaltung

Grundlagenforschung

Arbeitsvorbereitung

Konstruktive Entwicklung

Qualitätskontrolle

Angebote

Personal

Angewandte Forschung

Fertigungsbetrieb

Konstruktive Abwicklung

Abnahmeversuch

Verlauf

Kalkulation

Produktforschung

Montagebetrieb

Normenkontrolle

Marketing, Werbung

Einkauf

Patente

Lager

Rechtsabteilung

Forschung = Suchen nach bisher unbekannten Zusammenhängen

Finanzen

Entwicklung = Umsetzen von Forschungsergebnissen in ein technisches Projekt

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Informationsmanagement Customer

Sales / Marketing

Order Processing Team

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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