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Mathematik/Konstruktionslehre/Maschinenkonstruktion

Ansprechpartner:

Prof. Bernd Bertsche
Prof. Hansgeorg Binz
Prof. Thomas Maier
Prof. Timo Weidl

1. Ausgangssituation

Ein wesentlicher Bestandteil für ein ganzheitliches Verständnis in der Konstruktionslehre und der Maschinenkonstruktion ist das räumliche Vorstellungsvermögen. So ist es bei ausgeprägtem räumlichem Vorstellungsvermögen möglich, aus einer zweidimensionalen Zeichnung zu erkennen, welche dreidimensionalen Bestandteile enthalten sind und wie diese als Gesamtkomplex zusammengefügt werden. Ist diese Fähigkeit jedoch nicht ausgeprägt, sind die Beschaffenheit und der Zusammenbau völlig unklar und es fehlt die Grundlage für weitere Erkenntnisstufen, wie z. B. das Zusammenwirken einzelner Bauteile oder die Berechnung konkreter Belastungszustände. Viele Studierende haben genau mit dieser Herangehensweise jedoch Probleme. Letztlich handelt es sich dabei um eine Form der Abstraktion, bei der ein dreidimensionaler Körper auf eine zweidimensionale Zeichnungsebene projiziert wird. Probleme mit dem Abstraktionsgrad tauchen nicht nur in der Konstruktionslehre und Maschinenkonstruktion auf, sondern sind auch in der Mathematik bei der Darstellung geometrischer Körper oder der Diskussion von Kurvenverläufen bekannt.

2. Ziele

Vor diesem Hintergrund ist ein fachübergreifender Ansatz notwendig, um das räumliche Vorstellungsvermögen nachhaltig zu fördern und hinsichtlich der spezifischen Aspekte in der Konstruktionslehre, Maschinenkonstruktion und Mathematik zielgerichtet zu vertiefen. Die konkreten Ziele sind ein bildliches Verständnis der zahlreichen Maschinenelemente und deren Zusammenwirken in der Konstruktionstechnik sowie ein vertieftes Verständnis geometrischer Zusammenhänge in der Mathematik. Dabei wird eine Verknüpfung der Lehrinhalte zwischen den grundständigen Lehrveranstaltungen der Höheren Mathematik, der Konstruktionslehre und der Grundzüge der Maschinenkonstruktion angestrebt.

3. Maßnahmen

Diese Zielvorstellung soll durch die Eröffnung einer neuen Zugangsebene für Studierende erreicht werden. Ein zukünftiger Projektschwerpunkt wird die Bereitstellung von Lehrinhalten in virtueller Form sein. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Visualisierung von Wirkprinzipien, der Fertigung und Montage von Maschinenelementen. Um gezielt die Entwicklung des räumlichen Vorstellungsvermögens zu unterstützen, sollen aussagekräftige Simulationen und Videos generiert und gesammelt werden. Auf diese Weise soll das ganzheitliche Verständnis ausgehend von realen Anschauungsobjekten, über Videos und Animationen bis hin zu abstrakten Projektionen gefördert werden. Die Ergebnisse werden fachübergreifend konzipiert, um sie in die Lehrveranstaltungen aller Projektpartner integrieren zu können.