Dieser Band in der Schriftenreihe LIST/PISCHINGER 'Die Verbrennungskraftmaschine' beschaftigt sich mit den Kraften und Momenten des Hubkolben-Verbrennungsmotors, deren Auswirkungen und den AbwehrmaBnahmen. In Verbindung mit einem weiteren Band 'Triebwerksschwingungen' sollen die von SCHROEN in seinem 1942 erschienenen Buch 'Die Dynamik der Verbrennungskraftma- schine' behandelten Themen hier nach neueren Gesichtspunkten dargestellt werden. Der bei SCHROEN nur kurz untersuchte allgemeine Teil uber die Hauptabmessungen und Kennwerte ist bereits in Band 1 'Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbren- nungskraftmaschine' ausfuhrlich dargestellt worden und bot manche Moglichkeit zu Betrachtungen uber die engere ingenieurmaBige Tatigkeit sowie deren Ausblicke in unserer Gesellschaft. Der hier vorliegende Band befaBt sich hingegen mit den mehr theoretischen Zusam- menhangen der Kraftwirkungen innerhalb und auBerhalb einer Verbrennungskraftma- schine. Dies mag in den abstrakten Ableitungen der Vorgange manchem etwas nuchtern erscheinen, bietet jedoch fUr den Leser den Vorteil eines roten Fadens, der sich durch aIle Kapitel dieses Bandes zieht und eine Leitschnur fUr den um mehr Er- kenntnis Ringenden darstellt. Neben den Kraften innerhalb des Motors und seinen Kraftwirkungen auf die Umgebung, die im Rahmen der weltweiten BemUhungen um ver- besserten Umweltschutz immer groBere Beachtung finden, gibt es natUrlich auch Zu- satzbeanspruchungen, die sich aus dem Einbau der Verbrennungskraftmaschine in einer Anlage ergeben. tiber die Anforderungen, die seitens der Anlage (des Verbrau- chers) an den Motor gestellt werden, und tiber Losungswege zu besseren Motorenan- lagen solI in einem gesonderten Band 'Schwingungen in Anlagen mit Verbrennungskraft- maschinen' berichtet werden. Der Band entstand in enger Zusammenarbeit mit Herrn Ing. grad.

Die Intralogistik umfasst die Organisation, Steuerung, DurchfA1/4hrung und Optimierung des innerbetrieblichen Materialflusses, der InformationsstrAme sowie des Warenumschlags in Industrie, Handel und Affentlichen Einrichtungen. Die Aufgaben und Bedeutung der Intralogistik wird an Praxisbeispielen erlAutert. Anerkannte Experten aus dem Kreise der Hersteller und Anwender sowie aus Forschung und Lehre beschreiben die Potentiale und die Perspektiven der Intralogistik und stellen ihre Prognosen zu den Entwicklungschancen in diesem Zukunftsmarkt zur Diskussion. Die Themen der BeitrAge decken exemplarisch die ganze Breite der Intralogistik ab, aus strategischer, aus funktionaler und aus technischer Sicht informiert das Buch A1/4ber den Stand und die Potentiale fA1/4r gestalterische KreativitAt in der Intralogistik.

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Die vorliegende Studienausgabe basiert auf der 2. Auflage des seit Jahren als Standardwerk anerkannten Handbuchs Umformtechnik. Sie fuhrt in grundlegende Verfahrensbegriffe sowie die Behandlung von Problemen der Umformtechnik und die metallkundlichen, plastizitatstheoretischen und tribologischen Grundlagen ein. Den Fliesskurven und ihrer Aufnahme ist ein eigenes Kapitel gewidmet, vertieft durch einen Abschnitt uber Fliessortkurven. Weitere Kapitel behandeln die Ermittlung von Verfahrenswerten durch Messen, die Grundlagen der Werkzeugmaschinen zum Umformen sowie die Arbeitsgenauigkeit. Besonders hervorzuheben sind die leicht fassliche Einfuhrung zum Stoff einerseits und die ausreichende Informationen zur selbstandigen Losung nicht zu spezieller Probleme andererseits. Das umfassende Literaturverzeichnis am Schluss eines jeden Kapitels erleichtert die Einarbeitung in Spezialgebiete."

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit am Institut fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universitat Stuttgart (IAT) und am Fraunhofer-Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO). Die Anregung zur wissenschaftlichen Erarbeitung des Themas geht zuruck auf ein IAO-internes Projekt zur Realisierung eines Montageintranets. Meinem Hauptberichter, Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. H.-I. Bullinger, geschaftsfuhrender Direktor des Instituts fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universitat Stuttgart (lAT) und Leiter des Fraunhofer-Instituts fur Arbeitswirtschaft und Organisation (lAO), gilt mein besonderer Dank fur die wissenschaftliche Unterstutzung und wohlwollende Foerderung der Arbeit. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. E. Westkamper, Leiter des Instituts fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart (lFF) und des Fraunhofer-Instituts fur Produktionstechnik und Automatisierung (lPA), danke ich fur die UEbernahme des Mitbetichts. Herrn Dr. Fahnrich danke ich fur die Betreuung und Foerderung des Themas. Frau Dr. Weisbecker und Henn Dipl.-Infolm. Goersch danke ich fur die eingehende Durchsicht sowie fur wertvolle Hinweise zur Arbeit. Meinen Kollegen Dipl.-Ing. S. Wilhelm und Dipl.-Infonn. E. Schuster danke ich fur die Mitarbeit bei der Realisierung des Infonnationssystems sowie fur wertvolle Diskussionen in einem produktiven Arbeitsumfeld. Ennutigung und Verstandnis erhielt ich wahrend der schwierigen Phasen in der Erstellung der Arbeit durch meine Lebensgefahrtin Evelyn Hahn.

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Tatigkeit als Doktorand am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Uni- versitat Stuttgart (ISW) unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. DrAng. A. Storr in Zusammenarbeit mit der Verfahrensentwicklung der Mercedes-Benz AG. Ihm danke ich fur die gute Betreuung, die vielen, hilfreichen Anregungen und die wertvollen fachli- chen Diskussionen. Bei Herrn Prof. DrAng. Dr. h. c. U. Heise! moechte ich mich rur sein entgegengebrachtes Interesse an dieser Arbeit und die UEbernahme des Mitberichts bedanken. Herrn Dipl.-Ing. R. Kluth und Herrn Dipl.-Ing. D. Schutzenauer moechte ich rur die freundliche Aufnahme in der Abteilung Mess, - Pruf- und Automatisierungstechnik der Verfahrensentwicklung der Mercedes-Benz AG danken. Besonders bedanken moechte ich mich bei Herrn DrAng. C. Siegel, Projektleiter des Pro- jekts "Neue Produktionssysteme", der die Anregung zu dieser Arbeit gab mit seinem Rat und seiner Erfahrung in vielen konstruktiven Gesprachen den erfolgreichen Abschluss dieser Arbeit erst moeglich machte. Auch den Herren Dipl.-Ing. U. Spahn, Dipl.-Ing. P. StadtIer, Dipl.-Ing. E. Dobler, Dipl.- lng. M. Schoenenberg, Dipl.-Ing. D. Ruoffund Dipl.-Ing. T. Brandl gilt mein besonde- rer Dank fur die sehr gute und fruchtbare Zusammenarbeit sowie die zahlreichen fachli- chen Diskussionen. Alle anderen nicht namentlich genannten Mitarbeitern des ISW sowie der Verfahrens- entwicklung der Mercedes-Benz AG danke ich fur ihr stets kollegiales Verhalten und ih- re Aufgeschlossenheit.

Der Erfolg eines Unternehmens hangt im wesentlichen von der Fahigkeit ab, innovative Produkte, die in Qualitat und Preis dem Kundenbedarf entspre- chen, schnell auf den Markt zu bringen 1111. Produktlebenszeiten und Pro- duktentwicklungszeiten haben sich in den letzten Jahren stark verkurzt. Die durchschnittliche Produktentwicklungszeit wird sich, laut einer 1996 durchge- fuhrten Studie, an der Unternehmen der Branchen Elektrotechnik und Ma- schinenbau sowie Kfz-Zulieferer teilnahmen, um ca. 30 % in den nachsten 5 Jahren vermindern. Bei einem Betrachtungszeitraum von 1990 bis 2000 ent- spricht dies, laut der Studie, einer Reduzierung von ca. 50 % /25/. Ein Schlusselfaktor fur die Optimierung von Zeit, Kosten und Qualitat ist die enge Zusammenarbeit von Produktentwicklung/-konstruktion, Montagepla- nung und Produktion bereits wahrend der Produktentwicklungsphase. Hierbei ist es erforderlich, die Produktentwicklung im Sinne des Concurrent und Si- multaneous Engineering soweit als moeglich parallel durchzufuhren 126/, 11151 um fruhzeitig alle erfolgskritischen Belange zu uberprufen. Um die Produktentwicklung zu beschleunigen und die Arbeitsvorbereitung schneller und wirtschaftlicher durchfuhren zu koennen, sind neue, innovative Planungswerkzeuge erforderlich. Die Aufgabe der Forschung liegt vor allem in der Bereitstellung des Wissens und der Werkzeuge, mit denen die Prozess- kette von der Idee bis zum produktionsreifen Produkt wirksam unterstutzt werden kann 1116/.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow danke ich sehr herzlich fur seine wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung meiner Arbeiten sowie fur die UEbernahme des Hauptberichts. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c E. Westkamper danke ich sehr herzlich fur die Bereitschaft zur UEbernahme des Mitberichts. Herrn Dr.-Ing. F. KrauB gilt mein besonderer Dank fur die grundliche Durchsicht des Manuskripts und seine wertvollen Anregungen. Die kollegiale Zusammenarbeit am Institut und den regen fachlichen Austausch habe ich sehr geschatzt. Dies gilt insbesonders fur meine "alten" Kollegen aus der Gruppe von K.-H. Wurst: Arrnin Horn, Bemd Renz, Roland Wagner, Wemer Schmid und Hans Gronbach sowie fur meine, jungen" Kollegen aus der Sensorgruppe: Peter Demei, Stephen McCorrnac und Karsten Haug. Zu Dank verpflichtet bin ich auch den vielen Studienarbeitern und Hiwis, allen voran Konstantin Baxivanelis, Tang Long Tran und Martin Schreck. Mein Dank geht nicht zuletzt auch an meine Ehefrau Birgit fur ihre Begleitung und moralische Unterstutzung.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. E. Westkamper, der mir die erfolgreiche Durchfuhrung dieser Arbeit an seinem Institut ermoeglicht hat. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. U. Heisel danke ich fur die UEbernahme des Mitberichts und die eingehende Durchsicht der Arbeit. Mein Dank gilt auch Herrn Dr.-Ing. J. Troeger fur die wertvollen Hinweise, die sich bei der Durchsicht der Arbeit und der anschliessenden Diskussion ergaben. Aus dem grossen Kreis der Kollegen am Institut, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstutzt haben, moechte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. R. D. Schraft, Herrn Dr.-Ing. M. Schweizer, Herrn Dr.-Ing. H. Dreher, Herrn Dipl.-Ing. J. C. Spingier, Herrn Dipl.-Ing. F. Visel und Herrn Dipl.-Ing. W. Haase erwahnen. Ihnen allen sowie den Studenten, die am Gelingen meiner Arbeit beteiligt waren, gilt mein herzlicher Dank. Ganz besonders danke ich meiner Frau Jutta und meiner Tochter Julia Isabel, die mit viel Verstandnis und mancherlei Verzicht zum Gelingen dieser Arbeit wesentlich beigetragen haben. Dieses Buch widme ich in grosser Dankbarkeit meinem verstorbenen Vater, der meinen Werdegang gepragt und mir diesen ermoeglicht hat.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart (IFF) und am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Mein besonderer Dank gilt den Leitern des Instituts, Herrn Univ.-Prof. Dr. h.c. mult. Dr.-Ing. H. J. Warnecke und Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. E. Westkamper, fur ihre grosszugige Unterstutzung und Foerderung, die entscheidend zur erfolgreichen Durchfuhrung meiner Arbeit beigetragen haben. Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ch. Weber, Leiter des Instituts fur Konstruktionstechnik/CAD der Universitat des Saarlandes, danke ich fur die eingehende Durchsicht der Arbeit und die wertvollen Hinweise, die sich daraus ergeben haben. Aus dem grossen Kreis der Kollegen aus dem Institut, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstutzt haben, moechte ich die Herren Dr. K. Melchior, Dipl.-Ing. Ch. Mai, Dr.-Ing. U. Lubbe, Dr.-Ing. W. Rauh und Dipl.-Ing. A. Robeck erwahnen. Ihnen allen, sowie Herrn Dipl.-Kfm. A. Knosp, der mich bei der Dokumentationserstellung unterstutzte, und Frau M. Behrend, die den Rechtschreibfehlern und den stilistischen Ungereimtheiten auf der Spur war, gilt mein besonderer Dank. Einen wichtigen Part zum Gelingen dieser Arbeit haben das Feldmaterial der Firma IEF Werner, Furtwangen, und die vielen fruchtbaren Diskussionen mit den Unternehmenspartnern der Projektgemeinschaft 6.5 des Verbundprojektes "Qualitatssicherung bei der Integration umfangreicher Systeme" beigetragen. Besonders erwahnen moechte ich in diesem Zusammenhang Herrn Dipl.-Ing. R. Werner.

Die vorliegende Arbeit entstand wah rend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar- beiter am Fraunhofer-Institut fOr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Zum Dank fOr den ROckhalt wah rend des Entstehens der Arbeit widme ich das Buch meinen Eltem Friedrich und Frieda Nolte. Herm Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Engelbert Westkamper, dem Leiter des IPA und des Insti- tuts fOr Industrielie Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) der Universitat Suttgart, danke ich besonders fOr seine wohlwoliende UnterstOtzung und Forderung, die zur DurchfOhrung und zum Erfolg dieser Arbeit beigetragen haben. Herm Prof. Dr. A. Goldschmidt danke ich fOr die Bereitschaft zur eingehenden Durch- sicht der Arbeit und die wertvolien Hinweise, die sich daraus ergaben sowie fOr die Ubemahme des Mitberichts. DarOber hinaus danke ich alien Mitarbeitem des Instituts, die mich durch ihre anre- gende und konstruktive Kritik, Diskussions- und Hilfsbereitschft zum Gelingen der Arbeit unterstOtzt haben. Mein besonderer Dank gilt den Herren Dr. K. Melchior, Dr.- Ing. Otto Baumgartner, Dr.-Ing. Pavel Svejda sowie Frau Dr.-Ing. Sabine Plischki und den Mitarbeitem der Abteilung Lackiertechnik.

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mit- arbeiter am Institiut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungs- einrichtungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem Direktor des Instituts, Herrn Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow gilt mein besonderer Dank fur seine Unterstutzung und Foerderung der zu Grunde liegenden Forschungsarbeiten sowie fur die UEbernahme des Hauptberichts. Fur die Erstellung des Mitberichts danke ich sehr herzlich Herrn Professor Dr.-Ing. habil. H. Hugel. Herrn Dr.-Ing. K.-H. Wurst danke ich in besonderem Masse fur die sorgfliltige Durch- sicht der Arbeit und seine wertvollen Vorschlaile. Das kollegiale Umfeld am Institut und die Vielzahl von Diskussionen mit meinen Kolleginnen, Kollegen und Studenten haben wesentlich zum Gelingen dieser Arbeit bei- getragen. Hierfur moechte ich mich bei allen, insbesondere den Kollegen aus der Abtei- lung 4, sehr herzlich bedanken. Ich machte mich an dieser Stelle auch bei den Mitarbeitern der mechanischen und der elektrischen Werstatt fur die gute Zusammenarbeit bedanken. Dieser Dank gilt ebenso den Damen im Sekretariat, in der Bibliothek und im technischen Buro. Mein ganz besonderer Dank gebuhrt meiner Frau Birgit, die mir wahrend der Entstehung dieser Arbeit den notwendigen Ruckhalt gegeben hat.

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwh) der Technischen Universitat Munchen. Herrn Prof. Dr. -Ing. Dr. h. c. Joachim Milberg und Herrn Prof. Dr. -Ing. Gunther Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Foerderung und grosszugige Unterstutzung meiner Arbeit. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. H. Hoffmann, dem Leiter des Lehrstuhls fur Umformtechnik und Giessereiwesen der TU Munchen der Technischen Universitat Munchen, moechte ich mich fur die UEbernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit sehr herzlich bedanken. Daruberhinaus bedanke ich mich bei allen Mitarbclterinnen und Mitarbcitern des Instituts sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich. Munchen, im Dczembcr 1998 Lothar Bauer Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 1 Einleitung 2 Ausgangssituation und Grundlagen 3 2. 1 Prozesskette zur Fertigung von Bauteilen 3 4 2. 1. 1 Konstruktion 2. 1. 2 Arbeitsvorbereitung 5 8 2. 1. 3 Fertigung 2. 2 Anlagen 9 2. 2. 1 Handhabungsgerate 9 2. 2. 2 Steuerung ll 2. 2. 3 Laseranordnung 12 14 2. 2. 4 Sensorik! Aktorik 2. 3 Randbedingungen fur die Programmierung und Bearbeitung 15 15 2. 3. 1 Einflussgroessen auf die Bearbeitung 2. 3. 2 Restriktionen und Freiraume 17 2. 3. 3 Bearbeitungsstrategien 18 2. 3. 3. 1 Anschnitt 19 2. 3. 3. 2 Bearbeitung von Ecken 19 2. 3. 3. 3 Anstellen des Bearbeitungskopfes an kritischen Konturelementen 20 2. 3. 3.

1 Urn bei weitestgehend gesattigten Markten im internationalen 1 Konkurrenzkampf bestehen zu konnen, sind GroBserienfertiger mehr und mehr gezwungen, mit ihrem Produktprogramm dem Indivi- dualismus der Kunden Rechnung zu tragen. Dies fuhrte zu einem bislang noch nicht erreichten AusmaB an Produktdiversifizierung auf allen Produktebenen. Mit der zunehmenden Vielfalt an Pro- dukten ging eine Stuckzahlsplittung einher, so daB einst typi- sche GroBserienfertiger aus wirtschaftlichen Oberlegungen her- aus heute in vielen Fertigungsbereichen mit standig kleiner werdenden Losen bedarfsgerecht fertigen mussen. Urn moglichst viele Fertigungsstufen harmonisch, ohne Variantenkomplexitat betreiben zu konnen, gehen die Empfehlungen dahin, die Varian- ten moglichst weit hinten in der Wertschopfungskette entstehen zu lassen. In der Montage, tiblicherweise der letzten Fertigungsstufe in- nerhalb der Wertschopfungskette, wirkt sich dieser Sachverhalt besonders drastisch aus. Hier herrscht heute der Organisations- typ Mehrproduktlinienfertigung2 mit der LosgroBe eins vor. Die- 3 se hohe Variantenvielfalt, mit den an einem Montagearbeits- platz variantenabhangig stark schwankenden Arbeitsinhalten, 1 Die Serienfertigung kann nach (Dolezalek 81) als ununterbrochene Ferti- gung gleicher Erzeugnisse in der fUr ein Los (optimale LosgroBe) erfor- derlichen Menge definiert werden. Dabei kann das Los ein Teil einer Serie sein, die in mehrere Fertigungslose aufgeteilt wird. Wesentlich dabei ist, daB die gesamte StUckzahl des Loses an jedem Arbeitsplatz ohne Un- terbrechung durch Einrichtearbeit gefertigt wird. Je nach StUckzahl un- terscheidet man Klein-, Mittel- und GroBserienfertigung. 2 In Anlehnung an die im englischen Sprachraum Ubliche Bezeichnung "mix- model-assembly" oder "model-mix-assembly" werden Mehrproduktmontageli- nien, welche die LosgroBe 1 bevorzugen, als Modell-Mix-Montagelinien be- zeichnet (Koether 85).