Management Summary
Einleitung
« Zu früh geboren, um das Weltall zu erkunden und zu spät, um die Erde zu entdecken.» Und trotzdem leben wir in einer Zeit, die vom Wandel geprägt ist und erleben eine Entwicklung, die spannender nicht sein könnte. Der technologische Fortschritt ist auf dem Vormarsch. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich nun aber nicht mit den politischen und philosophischen Abhandlungen.
Im Zusammenhang mit der Weiterbildung als Techniker HF Maschinenbau an der TEKO, wurde eine Diplomarbeit erarbeitet. Als die ersten Informationen von der TEKO zur Diplomarbeit vermittelt wurden, wurde ein pendenter Auftrag gesucht, um ein innovatives Thema erarbeiten zu können. Daher befasst sich die hier vorliegende Arbeit mit der Entwicklung und Konzeptausarbeitung eines verstellbaren Motorradparklifts.
Dieses Thema wurde gewählt, weil es ein spannendes Projekt ist und einen sinnvollen Nutzen hat. Zudem hat es den Vorteil, dass von der Planung bis hin zur Konstruktion und deren Berechnungen alles erarbeitet werden kann. So fiel mein Entschluss für meine Diplomarbeit auf das Thema Motorradparklift, welches zudem so gut wie alle in der Ausbildung behandelten Fachgebiete abdeckt. Es umfasst unter anderem: Statik, Physik, Festigkeitslehre, Elektro- und Antriebstechnik und Maschinenelemente.
Im Laufe dieser Arbeit soll für einen derartigen Motorradparklift anhand der Markanalyse eine Lösung gewählt und auf deren Festigkeit hin geprüft werden. Die Festigkeitsüberprüfung erfolgt mit dem Werk «Technische Mechanik» von Alfred Böge. Einzelteile, die durch die Berechnungen dimensioniert worden sind, sollen in einem CAD gezeichnet und in einer Baugruppe aufgebaut werden. Der Schwerpunkt dieser Arbeit soll auf der Konstruktion und Festigkeitsüberprüfung liegen.
Ziel der Arbeit
Aufgabe der vorliegenden Arbeit ist die Konstruktion eines verstellbaren Motorradparkliftsystem. Es wird gefordert, dass die Konstruktion den Belastungen des Motorrads standhält und von einer Person bedient werden kann. Die Dimensionen des Prototypens sollen für mehr Platz in der Garage sorgen. Daher ist ein möglichst schlankes Profil anzustreben. Es ist vorgesehen, möglichst mit Normteilen und Einkaufsteilen zu arbeiten. Eine mindeste oder maximale Hubhöhe des Motorradparklifts ist nicht vorgesehen. Nach der Wahl einer Lösung wird die Konstruktion auf ihre Festigkeit untersucht werden. Darauf wird ein 3D-Modell erstellt. Zuletzt wird überprüft, ob der entwickelte Prototyp den Ansprüchen gerecht wird. Mit den Nachberechnungen sollen die konstruierten Dimensionen nochmals auf ihre Festigkeit bzw. auf das Überschreiten oder Unterschreiten des Sicherheitsfaktors überprüft werden. Im Verlauf dieser Arbeit soll parallel zum Entwurf eine Dokumentation geführt werden.
Methodik
o Nach Konstruktionsprozess (VDI-Richtlinie 2221,2222 und 2225)
Inhalt der Arbeit
Zuerst wurden Informationen eingeholt und die Ausgangslage wurde nochmals kurz erläutert. Die betroffenen Module und deren Schnittstellen wurden untersucht. Im Weiteren wird die Zielsetzung erläutert, sowie die Marktsituation analysiert bzw. eine Recherche bestehender Motorradparklifte durchgeführt. Die Anforderungsliste schreibt Bedingungen vor, die während des Projekts berücksichtigt werden müssen. Auch die Risikoanalyse gehört zu den Anforderungen, die aus dem Prototyp sichergestellt und analysiert werden müssen. Um eine termingerechte Abgabe zu garantieren, sowie einen Überblick über den gesamten Projektverlauf zu geben, ist eine überlegte Planung vorteilhaft. Um den Rahmen dieser Arbeit abstecken zu können, wurde ein Pflichtenheft als Spiegelbild vom Lastenheft formuliert. Das Pflichtenheft ist ein wichtiger Bestandteil einer erfolgreichen Projektarbeit, um Missverständnisse zwischen Arbeitgeber und Arbeitnehmer zu minimieren.
Anschliessend ging es an die Erarbeitung von Konzeptvorschlägen. Um sich von bereits gebildeten Vorstellungen lösen zu können, wurde die Aufgabe des Motorradparklifts abstrahiert. Daraus konnte distanzierter eine Blackbox erstellt werden, welche nun als Grundlage für die Funktionsstruktur dient. Die Funktionsstruktur wurde in einen morphologischen Kasten übersetzt.
Ab diesem Moment wurden konkrete Vorschläge zur Lösung der Teilprobleme ermittelt. Aus all diesen Teillösungen wurden vier Konzepte für den Motorradparklift erarbeitet. Erst wurden diese vier Konzepte mittels einer Auswahlmatrix quantitativ verglichen. Anschliessend wurden die Konzepte zusätzlich qualitativ betrachtet und mit einer sogenannte Nutzwertanalyse für eine Lösungsvariante entschieden.
Zuerst wurde ungefähre Dimensionen des Motorradparklifts gezeichnet. Für den Festigkeitsnachweis wurden darauf ausführliche Berechnungen zu den Komponenten der gewählten Lösungsvariante gemacht. Danach wurde dieses Konzept am CAD für die Unterbaugruppe rechnerisch ausgelegt und konstruiert. Nach Erledigen dieser Arbeiten wurde kontrolliert, ob noch Optimierungen möglich seien. Als nächstes werden Fertigungs- und Montagezeichnungen des Motorradparklifts erstellt.
Damit der Motorradparklift auch funktioniert, wurde ein elektrischer Schemaplan erstellt. Zudem wurde ein grobes Modell der Aufteilung und Zusammenstellung im Elektrokasten dargestellt.
Letztlich werden das Literaturverzeichnung und die Selbständigkeitserklärung, wie auch diverse Anhänge aufgeführt.
Bildmaterial
Lösungsvorschlag
Die hier vorliegende Lösung soll Probleme wie Platzmangel beseitigen. Weiter kann das Motorrad ein- und ausparkiert werden ohne das Auto zu versetzen. Ausgelegt wurde der Motorradparklift für Motorräder bis zu 300 kg und einer Länge von 2'000 mm. Zudem verfügt dieses Liftsystem über eine maximale Hubhöhe von 1'500 mm.
Schlusswort
Nun am Ende meiner Diplomarbeit kann ich auf das Geleistete zurückblicken. Die Bearbeitung des Themas hat mir sehr Spass gemacht und mich ebenso auch gefordert. Während der Arbeit konnte ich das erworbene Wissen aus verschiedensten Studienfächern anwenden. Besonders im Bereich der Statik sowie der Elektrotechnik. Die beim Projektstart vereinbarten Projektgrenzen konnte ich einhalten und in ihrem Umfang bearbeiten. Ich bin mit dem erstellten Konzept sehr zufrieden und von der Funktion überzeugt.
Die CAD Modell erfolgten im Autodesk Inventor 2021. Dies hat mich sehr gefordert, da ich kein gelernter Konstrukteur bin und einiges Wissen nicht hatte. Jedoch lernte ich viel durch Probieren oder Lernvideos. Daher gab es oft mühsame Momente, da ich zum Teil lange herumexperimentieren musste. Besonders gefordert hat mich die Herangehensweise an dieses Projekt. Denn die Ausgangslage hatte viele offene Punkte, deren Ermittlung auch Teil der Arbeit war. So war es nicht besonders einfach, das Projekt zu planen. Denn einzelne nötige Arbeiten ergaben sich aus der Bearbeitung vorhergehender Projektschritte. Zudem war es eine grosse Challenger, das nötige Knowhow, das es für solch einen Motorradparklift braucht, zu sammeln, um dies schlussendlich auch konstruieren zu können. Dies hat das Projekt gleichzeitig auch sehr interessant gemacht, da es keine standardisierte Herangehensweise erlaubte. Falls ich ein weiteres Mal ein Projekt dieser Art bearbeiten würde, wäre ich in der Lage, die Projektschritte besser abzuschätzen und die Zeitplanung ein wenig genauer vorzunehmen. Das Vorgehen würde ich aber so beibehalten.
Zum Schluss meiner Diplomarbeit kann ich auf eine intensive und anstrengende Zeit zurückblicken, welche mich nun mit Stolz und Freude belohnt.
