Bachelor of Engineering (B.Eng.)Maschinenbau

Mathematik 1

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen:

• Vorkurs Mathematik
• Sicherer Umgang mit elementarer Algebra (Bruchrechnen, Potenz- und Logarithmusgesetze)
• Kenntnis elementarer Trigonometrie am rechtwinkligen Dreieck und im Einheitskreis

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden grundlegende mathematische Beschreibungs- und Lösungsverfahren zu den behandelten Inhalten (siehe Inhalte) benennen.

Inhalte

• Vektorrechnung und Analytische Geometrie
• Funktionen einer reellen Veränderlichen
• Differenzialrechnung
• Integralrechnung
• Kurven

Prüfung

Klausur

Technische Mechanik 1

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: keine

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die  Studierenden sicher Maschinen und Komponenten unter primär statischer Belastung analysieren und berechnen. Reibungsphänomene zwischen den Teilen untereinander werden berücksichtigt.

Inhalte

Axiome der Statik, Schnittmethode, Äquivalenz und Gleichgewicht, ebene Systeme starrer Körper (rechnerische und grafische Methoden), räumliche Statik. Körper-, Flächen- und Linienschwerpunkt, Gleichgewichtslagen. Schnittgrößen von Balken (eben und räumlich), einfache und zusammengesetzte Fachwerke. Reibungsvorgänge wie Haften, Gleiten, Rollen, Luftwiderstand und Seilreibung.

Prüfung

Klausur

Fertigungstechnik

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Vorpraktikum

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

• einen grundlegenden Überblick über das Gebiet der Fertigungstechnik vorweisen, die wichtigsten in der industriellen Produktion eingesetzten Verfahren der Fertigungstechnik erkennen, erklären und anschaulich beschreiben.
• den technischen Ablauf bei der Roheisengewinnung und der Stahlerzeugung erklären und veranschaulichen.
• die wesentlichen Verfahren in der Metallbearbeitung nach DIN 8580, wie Urformen, Umformen, Trennen und Fügen, erkennen, erklären und veranschaulichen.
• die Grundlagen der Kunststoffverarbeitung erkennen, erklären und veranschaulichen.
• unterschiedliche Fertigungstechnologien hinsichtlich ihrer Kosten- und Qualitätsmerkmale erklären und veranschaulichen sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen mithilfe der Differenzierten Zuschlagskalkulation, Kostenvergleichsrechnung und Maschinenstundensatz-Rechnung durchführen.
• die wesentlichen Beschichtungsverfahren erkennen, erklären und veranschaulichen.

Inhalte

Vorlesung

• Grundlagen zur Fertigungstechnik: Produktion als Wertschöpfungsprozess, Unternehmensziele, Kriterien bei der Auswahl von Fertigungsverfahren, erreichbare Genauigkeiten bei versch. Fertigungsverfahren, Material- und Energiebilanz bei versch. Fertigungsverfahren, Abläufe in der Produktion, Einteilung der Fertigungsverfahren, Allgemeintoleranzen und Passungsauswahl, Rauheit bei Oberflächen
• Herstellung von Eisen, Stahl und Nichteisenmetalle: Einteilung Werkstoffe, Roheisengewinnung im Hochofen, Verarbeitung des Roheisens zu Stahl, Stofffluss im Stahlwerk, Sauerstoffaufblas-Verfahren, Elektrostahl-Verfahren, Sekundarmetallurgie, Gewinnung von Aluminium
• Urformen: Einteilung der Hauptgruppe Urformen, Gießverfahren, Schwindung, Volumenänderung, Schrumpfung, Hohl- und Vollformgießen, Kernherstellung, Maskenformverfahren, Feingießen, Magnetformverfahren, Vakuumformverfahren, Schwerkraft- und Niederdruck-Kokillengießen, Druckgießen, Schleudergießen, Stranggießen, Gestaltungsrichtlinien bei Gusswerkstücken, Einsatzgebiete gebräuchlicher Form- und Gießverfahren, Urformen aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand, Urformen aus dem ionisierten Zustand, Galvanoformung, Rapid-Prototyping-Verfahren
• Umformen: Einteilung der Hauptgruppe Umformen, Walzen, Gesenkformen, Strangpressen, Fließpressen, Gleitziehen, Tiefziehen, Drücken, Streckziehen
• Trennen: Zerteilen, Spanen mit geometrisch bestimmten und unbestimmten Schneiden, Grundlagen Spanbildung, Schneidstoffe, Kühlschmierstoffe, Drehen, Fräsen, Bohren, Räumen, Schleifen, Honen, Läppen, Strahlspanen, Thermisches und chemisches Abtragen, Erodieren, Laserstrahlschneiden, Elektronenstrahlschneiden, Autogenes Brennschneiden, Plasmaschneiden, Ätzen, Thermisches Entgraten
• Fügen: Einteilung Fertigungsverfahren Fügen, Fügen durch Umformen, Fügen durch Schweißen, Fügen durch Löten, Fügen durch Kleben, Fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung
• Kunststoffverarbeitung: Chemische Zusammensetzung und Herstellung von Kunststoffen, Einteilung von Kunststoffen, Extrudieren, Blasformen, Spritzgießen, Pressen, Schäumen, Urformen faserverstärkte Formteile, Umformen von Kunststoffen
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei der Auswahl von Fertigungsverfahren: Technologischer Variantenvergleich, Differenzierte Zuschlagskalkulation, Maschinenstundensatz, Kostenvergleichsrechnung, Rentabilitätsrechnung, Amortisationsrechnung, Sensitivitätsanalyse, Break-Even-Point, Nutzwertanalyse
• Beschichten: Beschichten aus dem flüssigen Zustand, Beschichten aus dem körnigen oder pulverförmigen Zustand, Beschichten aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand, Beschichten aus dem ionisierten Zustand

Labor

• Labor für Umformtechnik: Aufbau, Funktionsweisen und Wirkprinzipien beim Walzen, Fließpressen, Rundkneten, Tiefziehen, Drücken, Abkanten, Zerteilen
• Labor für Zerspanung: Aufbau und Funktion einer konventionellen Drehmaschine und einer CNC-Drehmaschine, Schneidwerkzeuge beim Drehen, Spanformen, Spannmittel, Zerspanungskräfte, Winkel und Geschwindigkeitsvektoren beim Drehen, Aufbau und Funktion einer konventionellen und einer CNC-Fräsmaschine, Schneidwerkzeuge beim Fräsen, Spanformen, Bedeutung und Auswirkungen beim Gleich- und Gegenlauffräsen, Wirkprinzipien beim funkenerosiven Senken und Drahterodieren, Aufbau und Funktion einer Erodiermaschine, Additive Fertigung
• Labor für Kunststofftechnik: Aufbau, Funktionsweisen und Wirkprinzipien beim Spritzgießen, Extrudieren, Extrusionsblasformen, Thermoformen, Formpressen von Duroplasten
• Labor für Werkstoff- und Fügetechnik: Aufbau, Funktionsweisen und Wirkprinzipien beim Clinchen, Punktschweißen, Bolzenschweißen, Elektrodenschweißen, MAG, MIG, WIG, Plasmaschneiden

Prüfung

• Vorlesung: Klausur (90 Minuten), benotet
• Labor: Labortestate (Nachweise zur Anwesenheit), Labortests unbenotet

Angewandte Informatik 1

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: keine

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

• Kennen die Grundlagen der Informatik
• sind fähig, Algorithmen für Aufgaben selbst top-down zu entwickeln und diese auch grafisch zu dokumentieren
• kennen die Regeln des strukturierten Programmierens und können sie anwenden
• wissen um die unterschiedlichen Datenstrukturen und deren Vor- und Nachteile
• kennen die internen Zahlendarstellungen und unterschiedlichen Stellenwertsysteme
• sind in der Lage, aus eigener Erfahrung die Vorteile, Organisation und Mechanismen von Teamarbeit zu begreifen

Inhalte

Vorlesungen gepaart mit praktischen Dozenten-gestützten und individuellen Übungen durch die Durchführung vielfältiger Programmieraufgaben

• Grundlagen der Programmierung
• Arbeiten mit einem modernen Compiler
• Zahlensysteme
• Variablen und Datenstrukturen
• Kontrollstrukturen
• Zeiger
• Funktionen
• Dateizugriff

Prüfung

Studienarbeit mit Testat (benotet)

Konstruktion 1

Voraussetzungen

empfohlen: Vorpraktikum

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

• die Regeln und Normen zur Erstellung von Technischen Dokumenten verstehen.
• die Inhalte von Technischen Zeichnungen zweifelsfrei erkennen.
• die Grundlagen der Geometrischen Produktspezifikation (GPS) verstehen.
• fertigungsspezifische Einschränkungen beim Gestalten von Einzelteilen erkennen.
• Informationen zu Problemstellungen sammeln, darstellen und beschreiben.
• organisatorische Zusammenhänge der Technischen Dokumentation begreifen.

Inhalte

Technisches Zeichnen:

• Regeln der technischen Kommunikation: Ansichten und Schnitte, Projektionsmethode, Linientypen.
• Normgerechte Bemaßung. Normzahlen.
• Tolerierung von Maß, Form und Lage, Oberflächen und Kanten. ISO-Toleranzen und Passungen. Tolerierungsgrundsätze.
• Darstellung von Normelementen: Gewinde, Schrauben, Muttern, Verzahnungen, Wälzlager, Federn, Sicherungselemente.
• Technische Produktdokumentation: Einzelteilzeichnung, Baugruppenzeichnung, Stückliste.

Produktentwicklung Grundlagen:

• Methodische Produktentwicklung: Aufgabe klären - Konzipieren - Entwerfen - Ausarbeiten (nach VDI 2221).
• Gestaltungsprinzipien (eindeutig, einfach, sicher) und Gestaltungsregeln (kraftfluss-, kosten-, fertigungs-, montagegerecht).
• Fertigungsgerechtes Gestalten für Gießen, Schweißen und Blechteile.

Konstruktiver Entwurf 1:

• Ein Einzelteil gestalten, bemaßen und tolerieren - passend zu einer vorgegebenen Umgebung.

Prüfung

• Klausur 90 Minuten (benotet
• Hausarbeit: Entwurf (benotet)

Werkstofftechnik 1

Voraussetzungen

keine

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

• Werkstoffkundliche Grundlagen beschreiben.
• Grundlagenwissen zur Werkstofftechnik vorweisen.
• Die wichtigsten im Maschinenbau verwendeten Werkstoffe und deren Eigenschaften, insbesondere Verformungs-, Fließ- und Festigkeitseigenschaften nennen und ihre Verwendungsmöglichkeiten abschätzen.

Inhalte

Metalle:
Werkstoffgruppen, Aufbau der Materie, Bindungsarten, Kristallsysteme, Ideal-/Realkristall, Maßnahmen zur Festigkeitssteigerung, Kaltverfestigung, Diffusion, Erholung und Rekristallisation

Kunststoffe:
Bildung von Makromolekülen, Struktur und mechanisches Verhalten, elastisches/plastisches/viskoelastisches Materialverhalten, Thermoplaste, Elastomere, Duromere, Prüfung und Verarbeitungseigenschaften von Kunststoffen, Kristallbildung, Nachkristallisation, Strukturviskoses Fließverhalten, Einfluss von Füll-und Verstärkungsstoffen, Copolymerisation, Festigkeitssteigerung, thermische Stabilisierung

Labor Werkstofftechnik:

• Härtemessung, Metallographie Metalle
• Zug- und Druckversuche Metall, Kerbschlagbiegeversuch
• Zugversuche Kunststoff
• Erkennen von Kunststoffen

Prüfung

Klausur (90 Minuten), benotet

Anwesenheit, Labortest und/oder Bericht unbenotet

Mathematik 2

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen:

• Mathematik 1
• Sicherer Umgang mit elementarer Algebra (Bruchrechnen, Potenz- und Logarithmusgesetze)

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, …

• können die  Studierenden fortgeschrittene mathematische Beschreibungs- und Lösungsverfahren zu den in den Inhalten aufgeführten Themen benennen.
• können die Studierenden in Einzelfällen komplexe Lösungsmethoden aus bekannten, einfachen Bausteinen zusammensetzen.

Inhalte

• Komplexe Arithmetik
• Matrizenrechnung und Lineare Gleichungssysteme
• Funktionen mehrerer reeller Veränderlicher
• Differenzialgleichungen

Prüfung

Klausur

Technische Mechanik 2

Voraussetzungen

verpflichtend: Zulassung zum zweiten Studienabschnitt

empfohlen: Physik, Technische Mechanik, Mathematik 1 und Mathematik 2

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden das dynamische Verhalten einfacher ebener mechanischer Systeme modellieren und methodisch analysieren.

Inhalte

• Kinematik: Allgemeine Punktbewegung und vektorielle Beschreibung, ebene Bewegung starrer Körper, Satz von Euler, Momentanpol, Pol- und Spurkurve.
• Kinetik: Schwerpunkt-, Drehimpulssatz und Energiesatz für ebene Bewegungen starrer Körper mit technischen Anwendungen, Haft- und Gleitreibung und Übergänge, Satz von d‘Alembert.
• Technische Schwingungslehre: Freie und erzwungene, ungedämpfte und gedämpfte Schwingungen sowie technische Anwendungen, Beschreibung im Zeit- und Frequenzbereich, Ersatzfedern und Ersatzsysteme. Lösung der Differentialgleichung, charakteristisches Polynom und Eigenwerte, Kennwerte zur Beschreibung von Schwingungen.
• Veranschaulichung des Einsatzes von Simulationswerkzeugen zur Lösung von Aufgaben in der Technischen Dynamik.

• Bearbeitung von ausgewählten Aufgabenstellungen zur Kinematik und Kinetik und Lösung der Aufgaben mit Hilfe von Simulationswerkzeugen (z.B. Matlab/Simulink, ADAMS). Es werden drei unterschiedliche Laborversuche angeboten.
• A) Modellierung und kinematische Analyse eines Viergelenkes mit ADAMS
• B) Modellierung und Analyse eines Masse-Feder-Dämpfer Systems mit Matlab und Simulink
• C) Numerische Simulation mechanischer Systeme mit Matlab und Simulink

Prüfung

Klausur

Elektrotechnik

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Mathematik 1 und Mathematik 2

Ziele
Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen

• Grundgesetze der Elektrotechnik verstehen.
• Elektrotechnische Größen und Bauteile verstehen und beherrschen.
• Analysemethoden in der Gleich- und Wechselstromlehre verstehen und beherrschen.
• Grundschaltungen der Elektrotechnik verstehen.
• Drehstromsysteme verstehen.
• Einfache Schaltungen analysieren, simulieren und verstehen.
• Einfache Schaltungen aufbauen.
• Messungen elektrischer Signale an Schaltungen vornehmen.
• die Bedeutung des Fachgebietes Elektrotechnik im Maschinenbau erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Gesetze der Elektrotechnik anwenden.
• Elektrische Netzwerke analysieren.
• Elektrotechnische Zusammenhänge erkennen und einordnen.
• Elektrotechnische Probleme im Bereich Maschinenbau analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• Einfache elektrische Schaltkreise auslegen.
• Einfache elektrische Schaltkreise simulieren und berechnen.
• Messaufgaben an bzw. mit elektrischen Schaltungen lösen.
• Funktionsüberprüfung/Fehlersuche an elektrischen Schaltungen.

Wissenschaftliche Innovation

• Schaltungsanalysemethoden der Elektrotechnik anwenden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen.
• Elektrische Systeme optimieren/verbessern.

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb Arbeitsgruppen kommunizieren, Informationen beschaffen um ein Aufgabenstellung verantwortungsvoll zu lösen.
• Elektrotechnische Ergebnisse beurteilen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Elektrotechnische Inhalte fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis / Professionalität

• auf Basis elektrotechnischer Analysen von Schaltungen Bewertungen und Entscheidungsempfehlungen ableiten.
• einen erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.
• eigene Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung:

• Elektrische Felder, Spannung, Strom, elektrischer Widerstand, Grundstromkreis, Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle, Widerstandsschaltungen, Netzwerkanalyse, Kapazitäten, Induktivitäten, Magnetische Felder, Lorentzkraft, Induktionsgesetz, Wechselstromlehre, Drehstrom

b) Übung:

• Übungsaufgaben zu elektrotechnischen Problemstellungen rechnen, analysieren, simulieren und verstehen

c) Labor:

• Anwendung grundlegender Gesetze für Gleich- und Wechselstrom, Bedienung und Einsatz von Multimeter und Oszilloskop, Aufbau elektrischer Schaltkreise

Prüfung

a) und b) Klausur 90 Min., benotet

c) Testat, unbenotet

Angewandte Informatik 2

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: keine

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen

• … Konzepte der objektorientierten Programmierung darlegen und deren Zusammenhänge mit anderen Themen der Informatik verstehen.
• … die Grundlagen der Informationsübertragung beschreiben.
• … vertiefte Kenntnisse im Umgang mit einer professionellen Entwicklungsumgebung vorweisen.
• … die wesentlichen Steuerelemente für Benutzeroberflächen und deren Einsatzgebiete verstehen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• … fachliche Berichte und Präsentationen erstellen.
• … neue Computer-Programme erstellen.
• … bestehenden Programmcode analysieren.
• … bestehenden Programmcode verbessern.
• … informationstechnische und physikalische Zusammenhänge erkennen und einordnen.
• … weiterführende Konzepte der Programmierung verstehen.
• … Probleme analysieren und Lösungen ableiten bzw. erarbeiten.
• … unterschiedliche Perspektiven und Sichtweisen gegenüber einem Sachverhalt einnehmen, diese gegeneinander abwägen und eine Bewertung vornehmen.
• … sich ausgehend von ihren Grundkenntnissen in neue Ideen und Themengebiete einarbeiten.

Kommunikation und Kooperation

• … aktiv innerhalb einer Organisation kommunizieren und Informationen beschaffen.
• … Ergebnisse auslegen und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• … die gelernten Kenntnisse, Fertigkeiten und Kompetenzen zur Bewertung von Ergebnissen heranziehen und nach anderen Gesichtspunkten auslegen.
• … fachliche Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.
• … in der Gruppe kommunizieren und kooperieren, um adäquate Lösungen für die gestellte Aufgabe zu finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

Inhalte

a) Vorlesung:

• Grundlagen der objektorientierten Programmierung
• Erstellung graphischer Benutzungsoberflächen
• Erstellung nebenläufiger Anwendungen
• Kommunikation mit Hardware

b) Labor:

• Programmierübungen zum jeweiligen Vorlesungsstoff

Prüfung

• a) Klausur 90 Minuten (benotet) oder Studienleistung (benotet)
• b) Testat (unbenotet) für die erfolgreiche Teilnahme am Labor mit Bericht

Konstruktion 2

Voraussetzungen:
Die Lernziele der Module des 1. Studienabschnittes werden vorausgesetzt. Bestandener CAD-Test ist Voraussetzung für die Teilnahme an Konstruktionslehre 3. Für Studierende, die den CAD-Test am Ende der Blockveranstaltung vor Semesterbeginn nicht bestehen, besteht die Möglichkeit in der ersten Semesterhälfte den CAD-Test zu wiederholen.

Gesamtziele:
Studierende müssen in der Lage sein, das CAD-System ProE für die Gestaltung von Bauteilen und Baugruppen in komplexeren konstruktiven Ausarbeitungen über Solid Modelling (z.B. Getriebe) richtig einzusetzen und Maschinenelemente nach dem Stand der Technik auszulegen.

Inhalt:

Vorlesung „Maschinenelemente 2“: Funktion, Auslegung, Berechnung und Konstruktion von Zahnradgetriebe, Achsen und Wellen, Kupplungen, Schweißverbindungen, Riementrieb;

Vorlesung/Übung „Konstruktionslehre 3“: Entwurf (Hausarbeit): Konstruktion, Berechnung, Detailzeichnungen (z.B.: eines Getriebes)

Seminar „CAD 1“: Vorlesungen und Übungen

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Maschinenelemente 2: Klausur (120 Minuten) als benotete Prüfungsleistung, entspricht 4/8 der Gesamtnote.
Konstruktionslehre 3: Konstruktiver Entwurf 3, entspricht 4/8 der Gesamtnote.
CAD: Testat (unbenotet).
Zwischenprüfung: Testate während Entwurf.

Werkstofftechnik 2

Voraussetzungen:
Werkstoffe 1.

Gesamtziele:
Kennenlernen der wichtigsten im Maschinenbau verwendeten Werkstoffe und deren Eigenschaften mit dem Schwerpunkt auf Stähle. Welche Gefügeänderungen treten bei verschiedenen Wärmebehandlungen auf und wie ändern sich dadurch die Werkstoffeigenschaften? Für welche Anwendungen sind die entsprechenden Werkstoffe besonders geeignet?

Inhalt:
Ausscheidungshärtung, Stahlkunde, Stahlherstellung, Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Umwandlung der C-Stähle, Wärmebehandlungsverfahren (Normalglühen, Härten, Vergüten etc.), Unlegierte und legierte Baustähle, Vergütungsstähle, Höchstfeste Stähle, Stähle für die Randschichthärtung, Nichtrostende Stähle, Eisengusswerkstoffe, Al- und Cu-Legierungen, Faserverbundwerkstoffe.
Labor Werkstofftechnik 2 (5 Laborübungen)
1. Kaltverformung und Rekristallisation
2. Ausscheidungshärtung von Al-Legierungen
3. Schwingfestigkeitsprüfung
4. Knicken
5. Wärmebehandlung von Stählen

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Werkstofftechnik 2: Klausur (90 Minuten) als benotete Prüfungsleistung.
Labor Werkstofftechnik 2: Eingangstests und schriftliche Ausarbeitung als unbenotete Studienleistung.

Mathematik 3

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen:

• Mathematik 1, Mathematik 2
• Sicherer Umgang mit komplexen Zahlen, der Vektor- und Matrizenrechnung, Differential- und Integralrechnung

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, …

• kennen die Studierenden fortgeschrittene mathematische Beschreibungen und Lösungsverfahren zu den in Abschnitt 4 aufgeführten Themen.
• können die Studierenden in Einzelfällen komplexe Lösungsmethoden aus bekannten, einfachen Bausteinen zusammensetzen.

• können die Studierenden zufällige und mit Unsicherheiten behaftete Phänomene beschreiben, erklären und verstehen.

Inhalte

• Differenzialgleichungssysteme
• Fourierreihen
• Laplace-Transformation
• Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik

Prüfung

Klausur

Technische Mechanik 3

Voraussetzungen

verpflichtend: Zulassung zum 2. Studienabschnitt, Prüfung TM1 bestanden

empfohlen: 1. Studienabschnitt abgeschlossen

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden …
sicher Maschinen und Komponenten unter dynamischer Belastung analysieren und berechnen. Sowohl die klassischen Berechnungsmethoden wie das Newtonsche Bewegungsgesetz in der Fassung nach d’Alembert, der Impuls- und der Drallsatz als auch die Energiemethode können angewendet werden. Die durch dynamische Belastungen entstehenden Schwingungen können mathematisch beschrieben und technisch bewertet werden.

Inhalte

Kinetik des Massenpunktes, Grundgesetz der Bewegung von Newton, Prinzip von d’Alembert, Arbeit, Leistung, Arbeitssatz, Energie, Energiesatz. Kinetik von starren Körpern bei Drehung um eine feste Achse, Massenträgheitsmomente, Drallsatz. Kinematik der ebenen Bewegung starrer Körper und von Getrieben – rechnerische und grafische Methoden. Kinetik der ebenen Bewegung starrer Körper, Ermittlung der Bewegungsgleichung, Energiemethoden. Punktmassestöße, ebener Scheibenstoß. Mechanische Schwingungen, Grundbegriffe, freie und erzwungene, gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen mit einem Freiheitsgrad, freie Schwingungen von Systemen mit zwei Freiheitsgraden.

Prüfung

Klausur

Steuerungstechnik

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Angewandte Informatik 1 und 2, Elektronik

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen

• Grundlagenwissen in Steuerungstechnik vorweisen
• den Unterschied zwischen zeitkontinuierlichen und ereignisdiskreten Systemen verstehen
• den Aufbau von industriellen Steuerungssystemen (NC, SPS in Hardware und Software) verstehen
• Anforderungen und Mechanismen der Echtzeitdatenverarbeitung verstehen
• Aufbau und Unterschiede verschiedener SPS-Programmiersprachen kennen
• den Nutzen und die Methodik verschiedener Modellierungstechniken gesteuerter Systeme verstehen
• Prozesskette vom CAD zum Fräs-/Drehteil und Grundlagen der NC-Programmierung nach DIN66025/PAL kennen

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Stromlauf- und Pneumatikpläne interpretieren
• grundlegende Modellierungsverfahren für ereignisdiskrete Systeme anwenden
• SPS-Programme für niedrig bis mittelmäßig komplexe Steuerungsaufgaben schreiben
• mit SPS-Engineering-Software umgehen
• einfache NC-Programme schreiben und verstehen

Wissenschaftliche Innovation

• fortgeschrittene  Modellierungsverfahren aus der Informatik kennen und auf ihre Eignung für ereignisdiskrete Systeme beurteilen

Kommunikation und Kooperation

• aktiv innerhalb der Fachgruppe kommunizieren und Informationen austauschen, um adäquate Lösungen für die steuerungstechnische Aufgabe zu finden.
• steuerungstechnische Inhalte präsentieren und fachlich diskutieren.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• auf Basis der angefertigten Analysen und Bewertungen Entscheidungsempfehlungen auch aus gesellschaftlicher und ethischer Perspektive ableiten.
• den erarbeiteten Lösungsweg theoretisch und methodisch begründen.

• die eigenen Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung Steuerungstechnik 1:

• Steuern und Regeln, Grundlagen und Begriffe der Steuerungstechnik, Steuerungsarten, Relaissteuerungen, fluidische Steuerungen, SPS-Steuerungen, SPS-Programmiersprachen, SPS-Programmierung nach IEC 61131 und STEP7, Aufbau und Arbeitsweise von SPS-Steuerungen, Modellbildung von ereignisdiskreten Systemen: Boolesche Algebra, Schaltfolgediagramme, GRAFCET, Automatengraphen und Petrinetze, Aufbau von NC-Steuerungen, Grundlagen der NC-Programmierung nach DIN66025.

b) Labor Steuerungstechnik 1:

• Modellbildung einer Steuerungsaufgabe mit Simulink-Stateflow, SPS-Programmierung mit Step7 (TIA-Portal), SPS-Programmierung mit CoDeSys, NC-Programmierung nach DIN66025/PAL.
• Optional: Modellbildung einer Steuerungsaufgabe mit Petrinetzen

Prüfung

a) Klausur 90 Min., benotet

b) Bericht und Testat, unbenotet

Elektronik

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: Elektrotechnik, Angewandte Informatik 1 und 2

Ziele

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden…

Wissen und Verstehen

• Die Funktionsweise elektronischer Bauelemente verstehen.
• Den Aufbau und die Funktionsweise von analogen und digitalen elektronischen Schaltungen aus diesen Bauelementen verstehen
• Grundlegende Vorgehensweisen zur Analyse analoger und digitaler elektronischer Schaltungen anwenden.
• Analoge und digitale Elektronikschaltungen analytisch, grafisch und simulativ analysieren und verstehen.
• Einfache analoge und digitale Schaltungen aufbauen.
• Messungen elektrischer Signale an Elektronikschaltungen vornehmen.
• Die Bedeutung der Elektronik im Maschinenbau und der Automatisierungstechnik erkennen.

Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen

Nutzung und Transfer

• Für eine gegebene Aufgabenstellung eine analoge oder digitale elektronische Schaltung entwerfen, dimensionieren, aufbauen und in Betrieb nehmen.
• Messaufgaben an bzw. mit elektronischen Schaltungen lösen.
• Funktionsüberprüfung/Fehlersuche an elektronischen Schaltungen.
• Mikrocontroller einsetzen und programmieren.
• Elektrische Signale durch geeignete Schaltungen in einen Mikrocontroller einlesen, darin verarbeiten und durch geeignete Schaltungen wieder als elektrische Signale ausgeben.
• Simulationen neuartiger Elektronikschaltungen durchführen.

Wissenschaftliche Innovation

• Schaltungsdesign mittels Simulationstools.
• Logisches und abstraktes Denken lernen am Beispiel elektronischer Systemanalyse.

Kommunikation und Kooperation

• Aktiv in Gruppen kommunizieren und Informationen beschaffen.
• Ergebnisse aus Übungsaufgaben gemeinsam bewerten und zulässige Schlussfolgerungen ziehen.
• Elektronische Schaltungen in der Gruppe aufbauen und fachlich diskutieren.
• Lösungen für Schaltungsaufgaben in der Gruppe kommunizieren und finden.

Wissenschaftliches Selbstverständnis/ Professionalität

• Eine eigenständig entworfene Elektronikschaltung theoretisch und methodisch begründen.
• Eigenständige Inbetriebnahme elektronischer Komponenten
• Eigene Fähigkeiten im Gruppenvergleich reflektieren und einschätzen.

Inhalte

a) Vorlesung:

• Halbleiterbauelemente, Dioden, Thyristoren, Transistoren, Operationsverstärker, jeweils mit Grundschaltungen und Anwendungen, Grundlagen der Leistungselektronik, Pulsweitenmodulation (PWM), Simulationstool LTSPICE,
• Digitalelektronik, Boolesche Algebra, Schaltnetze, Schaltwerke, Flip-Flops, Speicherbausteine, programmierbare Logikbausteine, AD- und DA-Wandler, einfache Controller.

b) Labor:

• Messungen elektrischer Signale an Elektronikschaltungen, AD- und DA-Wandler, Operationsverstärker, Digitalelektronik, Mikrocontrollerprogrammierung.

Prüfung

• a) Vorlesung: Klausur 90 Minuten (benotet)
• b) Labor: Bericht und Abschlusstestat unbenotet

Technische Mechanik 4

Thermofluiddynamik 1

Abschlussarbeit

Voraussetzungen

verpflichtend: Module der Semester 1 bis Semester 5 (Praktisches Studiensemester)

empfohlen: Module des Semester 6

Ziele

In der Abschlussarbeit zeigen die Studierenden, dass sie in der Lage sind, innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums eine umfangreiche, herausfordernde, aktuelle Aufgabenstellungen ihres Studienfachs oder aus einem angrenzenden Fachgebieten sowohl in ihren fachlichen Einzelheiten als auch in den kompetenzübergreifenden gesellschaftlichen und/oder ethischen Zusammenhängen zu begreifen, mit ingenieurwissenschaftlichen und fachpraktischen Methoden selbstständig zu bearbeiten, die Ergebnisse in einer klar gegliederten, schriftlichen Abhandlung unter Einhaltung der Regel des wissenschaftlichen Schreibens darzustellen und in geeigneter Form mündlich zu präsentieren und im Rahmen einer Diskussion mit Fachleuten zu verteidigen (Kolloquium).

Inhalte

a), b): Das zweiteilige Modul Abschlussarbeit besteht aus einer schriftlichen Ausarbeitung (Bachelorarbeit) und einer Präsentation mit anschließender Diskussion/Verteidigung (Kolloquium). Gegenstand der beiden Modulteile ist die Lösung einer ingenieurwissenschaftlichen Aufgabenstellung, die in der Regel von den Studierenden selbst vorgeschlagen und vom Erstbetreuer der jeweiligen Abschlussarbeit unter Beachtung der Vorgaben der Studien- und Prüfungsordnung festgelegt wird.

c) Im Focus der "Wissenschaftliche Vertiefung" steht die Vermittlung theoretischer Grundlagen für selbständiges wissenschaftliches Arbeiten unter Anleitung im Bereich Maschinenbau und in angrenzenden Fachgebieten. Beispielhafte Inhalte des Moduls sind die Vermittlung von:

• Was ist Wissenschaft?
• Theorie und Theoriebildung
• Überblick über Forschungsmethoden
• Gütekriterien der Wissenschaft
• Wissenschaftliche Erkenntnisse sinnvoll nutzen (Bezugssystem, Stand der Forschung/Technik)
• Aufbau und Gliederung einer wissenschaftlichen Arbeit
• Projektplanung eines Forschungs- und/oder Entwicklungsprojektes
• Art und Weise der Kooperation mit Betreuern und Beteiligten

Prüfung

a) Schriftliche Ausarbeitung – Bachelorarbeit (benotet)

b) Mündliche Prüfungsleistung (30 Minuten) (benotet)

c) Mündliche Prüfungsleistung (30 Minuten) (benotet)

Softskills

Voraussetzungen

verpflichtend: keine

empfohlen: keine

Ziele
Sensibilisierung für ethische und soziale Probleme der beruflichen Praxis, Ethik-relevante Fragestellungen erkennen (Verantwortung), Elemente gelingender Kommunikation anwenden, Anleitung zur Weitergabe technisch-organisatorischer Zusammenhänge. Technologische und soziologische Weiterbildung in aktuellen Zeitfragen.

Inhalt

• Industriekolloquium: Industrienahe weiterbildende Vorträge aktueller technischer oder wirtschaftlicher Fragestellungen.
• Tutorium: Didaktik der Technik. Übungsbetreuung.
• Begleitveranstaltung zum praktischen Studiensemester: Gesprächsführung, Kommunikation und Konfliktmanagement, Ethik in der Technik, Gruppenübungen.
• Seminar Kommunikation und Ethik: Präsentationstechnik, aktuelle Themen zu technischer Ethik, Technikfolgenabschätzung, nachhaltige Entwicklung.

Prüfung

• Industriekolloquium: Bericht als unbenotete Studienleistung
• Tutorium: Protokoll, Testat entsprechend der „Regelung für Tutorium“
• Begleitveranstaltung zum praktischen Studiensemester: Blockveranstaltung, Referat     
• Seminar Kommunikation und Ethik: Bericht als unbenotete Studienleistung, Referat