Konrad Wegener: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2019

Auszeichnung: Die Goldene Eule
NameHerr Prof. em. Dr. Konrad Wegener
LehrgebietProduktionstechnik und Werkzeugmaschinen
Adresse
Inst. f. Werkzeugmaschinen
ETH Zürich, PFA EO 94
Technoparkstrasse 1
8005 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 632 24 19
E-Mailwegener@iwf.mavt.ethz.ch
DepartementMaschinenbau und Verfahrenstechnik
BeziehungProfessor emeritus

NummerTitelECTSUmfangDozierende
151-0304-00LDimensionieren II4 KP4GK. Wegener
KurzbeschreibungDimensionieren (Festigkeitsrechnung) von Bauteilen und Maschinenelementen. Welle-Nabeverbindung, Schweiss- und Lötverbindungen, Federn, Schrauben, Wälz - und Gleitlager, Getriebe, Verzahnungen, Kupplungen und Bremsen sowie deren praktische Anwendung.
LernzielDie Studierenden erweitern in dieser Lehrveranstaltung ihr Wissen über das Dimensionieren von Bauteilen und Maschinen-Elementen. Es wird grossen Wert auf die Anwendung des Wissens zum Aufbau einer Handlungskompetenz gelegt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, selbständig Einsatzfälle aufgrund von verschiedenen Randbedingungen, Funktions - und Festigkeitsberechnungen zu entscheiden.
InhaltEs werden die Maschinen-Elemente Löt - und Schweissverbindungen, Federn, Welle-Nabeverbindung, Getriebe, Verzahnungen und Kupplungen behandelt. Zu allen Maschinenelementen wird deren Funktionsweise und Einsatz bzw. Anwendungsgrenzen sowie die Auslegung behandelt. In den Übungen werden praktische Anwendungsfälle z.T. gemeinsam z.T. eigenständig gelöst.
SkriptScript vorhanden. Kosten: SFr. 40.-
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen:
Grundlagen der Produkt-Entwicklung
Dimensionieren 1

Kredit-Bedingungen/ Prüfung:
Innerhalb der Lehrveranstaltung dimensionieren die Studierenden einige Beispiele selbständig. Das Lehrfach wird in der darauffolgenden Prüfungssession geprüft. Kredite werden erteilt, wenn die Prüfung bestanden ist.
151-0315-00LDevelopment of Complex Mechatronic Systems for Manufacturing
Findet dieses Semester nicht statt.
4 KP3GK. Wegener
KurzbeschreibungBei mechatronischen Produkten stehen Funktionen und Interdisziplinarität im Vordergrund. Die Vorlesung behandelt daher Werkzeuge und Methoden zur erfolgreichen Entwicklung komplexer mechatronischer Systeme aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Sie deckt dabei die Prozesskette bzw. den Lebenszyklus vom Marketing über Entwicklung, Produktion bis zur Betriebsphase und Entsorgung ab.
LernzielDie Studierenden sollen Methoden kennen und anwenden lernen, die Best Practices für die marktgerechte Gestaltung komplexer integrierter Produkte darstellen. Sie sollen insbesondere die Sprache beherrschen, um die verschiedenen beteiligten Disziplinen in ihrem Beitrag zu verstehen und zu steuern. Sie sollen zudem auch erkennen, welche Funktionen und Eigenschaften hierbei die Maschinen und Anlagen heute abzubilden haben.
InhaltFolgende Themen werden im Rahmen der Vorlesung behandelt:
- Produkttypen, Produktlebenszyklus
- Marketing und Innovationsfindung
- Spezifikation und funktionale Modellierung
- Produktstrukturierung und Modularisierung
- Mechatronische Systeme u. Produktentwicklungsprozesse
- Aktoren, Sensoren und Steuerungen
- Sicherheit und Zuverlässigkeit
- Portfolioanalyse und Variantenmanagement
- Freigabe- und Änderungsprozesse
- IT Systeme in der Produktentwicklung (ERP, PDM, etc.)
SkriptDie Lehrveranstaltung besteht aus Vorlesungseinheiten und dazu passenden Übungen. Zu jeder Vorlesung werden Literaturempfehlungen abgegeben an denen sich die jeweilige Einheit orientieren. Sowohl zu den Vorlesungen, als auch zu den Übungen werden Handouts ausgegeben. Der Kostenbeitrag für alle Druckunterlagen beträgt 30 CHF. Ergänzendes Material wird in digitaler Form bereitgestellt Alle Unterlagen gibt es vorerst nur in englischer Sprache. Die Sprache der Vorlesung ist entweder Deutsch oder Englisch (je nach Teilnehmerkreis). Ein Skript ist zurzeit nicht verfügbar.
151-0700-00LFertigungstechnik4 KP2V + 2UK. Wegener
KurzbeschreibungGrundbegriffe der Produktionstechnik, Umformen, Spanen, Laserbearbeitung, Mechatronik im Produktionsmaschinenbau, Qualitätssicherung Prozesskettenplanung.
Lernziel- Kenntnis fertigungstechnischer Grundbegriffe
- Grundkenntnisse einiger Verfahren, deren Funktionsweise und Auslegung
(Umformtechnik, Trennende Verfahren, Lasertechnik)
- Wissen um produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen
- im Wettbewerb der Verfahren die richtigen Entscheidungen treffen,
- Vorgehen zur Prozesskettenplanung
- Grundkenntnisse zur Qualitätssicherung
InhaltErläuterung produktionstechnischer Grundbegriffe und Einblick in die Funktionsweise eines Fertigungsbetriebs. Vorgestellt werden in unterschiedlicher Tiefe umformende und trennende Fertigungsverfahren, sowie die Laserbearbeitung (schweissen und schneiden), deren Auslegung, produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen sowie die zugehörigen Fertigungsmittel. Behandelt werden weiter Grundbegriffe der industriellen Messtechnik und mechatronische Konzepte im Werkzeugmaschinenbau.
SkriptJa
LiteraturHerbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.) Fertigungstechnik. 6. Aufl. Springer Verlag 2003
Voraussetzungen / BesonderesEs ist eine Exkursion zu einem oder zwei fertigungstechnischen Betrieben geplant
151-0708-00LFertigungstechnik II4 KP2V + 1UK. Wegener, M. Schmid, S. Weikert
KurzbeschreibungBeispielhaftes Aufzeigen moderner auf- und abtragender Fertigungsverfahren sowie moderner Messmethoden. Einführung in die generelle Umweltproblematik der Produktion bis hin zur Produktentsorgung.
LernzielVertiefung des Fachwissens über modernste mechanische Fertigungsverfahren.
Auseinandersetzung mit den Aspekten einer Umwelt- und Ressourcen - schonenden Fertigung.
InhaltModerne Fertigungsverfahren wie Rapid Prototyping und Rapid Tooling, Hochgeschwindigkeits- und Hartbearbeitung, Bearbeitung mit Laser und Wasserstrahl, moderne Giessereitechnik. CAD - CAM - Kopplung, Strategien der Verfahrenswahl. Vorrichtungen, Grundsatzüberlegungen zur Beziehung zwischen Produktion und Umwelt. Entsorgungstechniken, Entsorgungsgerechtes Konstruieren.
SkriptJa
Voraussetzungen / BesonderesBesuch des Wahlfachs Fertigungstechnik (151—0700-00L) empfohlen

Kombination mit Produktionsmaschinen I und II empfohlen
151-0712-00LWerkstoffe und Fertigung II4 KP3V + 1UK. Wegener
KurzbeschreibungKenntnisse über Eigenschaften und Einsatzgebiete von Metallwerkstoffen. Verständnis der Grundlagen der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe für Ingenieure, welche mit Werkstofffragen in Konstruktion und Fertigung konfrontiert werden
LernzielKenntnisse über Eigenschaften und Einsatzgebiete von Metallwerkstoffen. Verständnis der Grundlagen der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe für Ingenieure, welche mit Werkstofffragen in Konstruktion und Fertigung konfrontiert werden
InhaltDie Vorlesung beinhaltet zwei Teile:
Für metallische Werkstoffe wird das Ermüdungsverhalten sowie Wärmebehandlungsverfahren diskutiert. Es werden physikalische Eigenschaften wie thermische, elektrische und magnetische Eigenschaften behandelt. Wichtige Eisen - und Nichteisenlegierungen werden vorgestellt und deren Einsatzfälle besprochen.
Im zweiten Teil der Vorlesung werden der Aufbau und die Eigenschaften der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe behandelt. Wichtige Teilgebiete sind der kristalline, nichtkristalline Materialien und der porige Festkörper, das thermisch-mechanische Werkstoffverhalten sowie die probabilistische Bruchmechanik. Neben den mechanischen Eigenschaften werden auch die physikalischen vermittelt. Werkstoffbezogene Grundlagen der Produktionstechnik werden erörtert.
Skriptja
Voraussetzungen / BesonderesSetzt voraus: Vorlesung "Werkstoffe & Fertigung I"

Leistungskontrolle: Sessionsprüfung; Schriftliche Prüfung in Werkstoffe und Fertigung I und II; Hilfsmittel:
Vorlesungsskript "Werkstoffe und Fertigung I+II", 20-seitige Zusammenfassung, Taschenrechner, KEIN Laptop oder Handy.
Wiederholung nur in der Prüfungssession nach dem FS
151-0720-00LProduktionsmaschinen I4 KP4GK. Wegener, S. Weikert
KurzbeschreibungErster Teil zur Vorlesung über Produktionsmaschinen. Einführung in die Besonderheiten von Produktionsmaschinen anhand von spanenden und umformenden Werkzeugmaschinen. Auslegung und Gestaltung sowie spezielle Funktionsträger.
LernzielErarbeiten der speziellen Anforderungen an Werkzeugmaschinen wie Genauigkeit, Dynamik und Langlebigkeit und ihrer Realisierung. Ausbildung bzw. Auswahl der wichtigsten Komponenten.
InhaltDie Grundlagen des Maschinenaufbaus, Sechspunkte-Theorie, Komponenten der Werkzeugmaschinen (Fundamentierung, Gestelle, Lagerungen, Führungen, Messsysteme, Antriebe und ihre Regelung) und Maschinenbauformen. Begriffe, Klassifikation und Qualitätsmerkmale. Spezielle Komponenten und ausgewählte Bauformen von Umformmaschinen sowie deren Gestaltung und Auslegung. Einblick in Maschinensicherheit und Automation.
Skriptja
151-0802-00LAutomation Technology4 KP2V + 1UH. Wild, K. Wegener
KurzbeschreibungDie Automatisierungstechnik von Fertigungsanlagen wird als interdisziplinäres Fachgebiet behandelt. Die Vorlesung enthält:
- Elementarbausteine automatisierter Anlagen,
- Wirkkette: Sensorik, Signalisation, Steuerung und Regelung, Leistungsverstärkung, Aktorik
- Konzeption, Beschreibung, Berechnung, Auslegung, Simulation
- Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit
- moderne Konzepte.
LernzielDie Studierenden sollen herangeführt werden an die Projektierung und Realisierung von hochautomatisierten Produktionssystemen. Sie sollen in der Lage sein, die gesamte Leistungserstellungskette von der Aufgabenstellung / Pflichtenheft über die Konzeption und Projektierung, die Detailrealisierung und Inbetriebnahme zu überblicken und zu verstehen. Sie sollen heutige Realisierungsmöglichkeiten kennen und die in der Forschung und Entwicklung befindlichen Konzepte verstehen und beurteilen lernen.
InhaltHochentwickelte Industrieländer sind auf die Automatisierung von Fertigungsprozessen für deren Wettbewerbsfähigkeit zwingend angewiesen. Automatisierte Anlagen zu konzipieren, zu realisieren und in Betrieb zu nehmen, „ihnen Leben einzuhauchen“, gehört zu den spannensten Tätigkeiten des Ingenieurs. Dabei ist vor allem bei der Gestaltung automatisierter Systeme mechatronische Herangehensweise unabdingbar. Aufs engste sind elektronische und mechanische Subsysteme miteinander zu verzahnen, um zu einer optimalen und insgesamt sinnvollen Lösung zu gelangen. Diese Vorlesung stellt den interdisziplinären Lösungsraum aus Maschinenbau, Prozesstechnik, Elektronik / Elektrik, Informatik und Optik in den Mittelpunkt. Dabei wird die gesamte Wirkkette über Sensorik, Aktorik, Signalisation, Steuerung und Regelung sowie Leistungsverstärkung betrachtet.

Elementarbausteine wie Sensoren und Aktoren, welche den Übergang zur Elektronik darstellen, sowie Steuerungen und Schnittstellen werden behandelt. In der Produktionstechnik werden diese Elementarbausteine in verschiedenen Automatisierungsgeräten eingesetzt, und schliesslich zu Gesamtanlagen verdichtet.


Unterschiedliche Konzepte zur Automatisierung, Auslegung, Beschreibung und Simulation der Anlagen werden diskutiert, die Sicherstellung der Personensicherheit behandelt. Die wirtschaftlichen Randbedingungen werden ebenfalls berücksichtigt. Dies führt auf die Diskussion der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von komplexen Anlagen und auf heute in der Forschung befindliche Konzepte zur Fehlertoleranz, Autodiagnose und Selbstreparatur, kognitive Systeme und Agentensysteme.
In theoretischen und Laborübungen können die Studierenden selbst Erfahrung gewinnen, die sie zur Konzeption, Berechnung und Inbetriebnahme von automatisierten Systemen qualifizieren.
Skriptwird schriftlich themenweise ausgegeben.