Allgemeinbildung Technik für Dummies E-Book

Wilfried Schlagenhauf

• Herausgeber: Wiley-VCH GmbH
• Kategorie: Lebensstil
• Serie: ...für Dummies
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2020

Seitenzahl: 515

Beschreibung

Ob Smartphone, Auto oder Kühlschrank - unser Alltag spielt sich in einer technisch geprägten Welt ab. In diesem Buch begleitet Wilfried Schlagenhauf Sie durch die faszinierende Welt der technischen Kultur. Nach der Lektüre dieses Buches werden Sie über manches technische Phänomen besser Bescheid wissen, die zugrundeliegenden Konstruktions- und Funktionsprinzipien kennen und technische Lösungen als clevere Antworten auf menschliche Bedürfnisse verstehen. Und es wird Ihnen leichter fallen, technische Produkte auszuwählen, zu bewerten und Kaufentscheidungen zu treffen. Spezielles Vorwissen naturwissenschaftlicher oder mathematischer Art brauchen Sie dazu nicht, versprochen! Lassen Sie sich technik-begeistern!

Leseprobe

Allgemeinbildung Technik für Dummies

Schummelseite

ZEHN MERKMALE DER TECHNIK

Ausgangspunkt für jedes technische Handeln ist ein Bedürfnis, ein Wunsch, ein Interesse, ein Problem.Technisches Handeln erfordert Bewertungen und Entscheidungen.Technikbezogenes Handeln umfasst Zielsetzung, Information und Ausführung.Technisierung bedeutet, Teile von Handlungen an technische Systeme abzugeben.Technik ist immer auch soziale Praxis und Kommunikationsmedium.Technik ist ebenso wie Sprache ein fundamentaler Teil menschlicher Kultur.Technik kann nicht angemessen als angewandte Naturwissenschaft bezeichnet werden.Technikherstellung und -verwendung stehen in Wechselwirkung.Technische Systeme setzen Stoff, Energie und Information um.Technische Gegenstände sind strukturiert und vernetzt.

HAUPTGRUPPEN DER FERTIGUNGSVERFAHREN

Urformen – Beispiel: GießenUmformen – Beispiel: BiegenTrennen – Beispiel: SägenFügen – Beispiel: SchraubenBeschichten – Beispiel: LackierenStoffeigenschaften ändern – Beispiel: Härten

TECHNISCHE SYSTEME UND IHRE FUNKTIONSEINHEITEN

Antriebseinheit – Beispiel: ElektromotorÜbertragungseinheit – Beispiel: GetriebeArbeitseinheit – Beispiel: BügeleisensohleSteuer- und Regelungseinheit – Beispiel: HeizkörperthermostatStütz- und Trägereinheit – Beispiel: FahrzeugkarosserieSchutzeinheit – Beispiel: Blitzableiter

HAUPTBAUGRUPPEN VON KRAFTFAHRZEUGEN

Fahrgestell und KarosserieAntrieb: Motor und KraftübertragungFahrwerk: Radaufhängung, Federung, Stoßdämpfung, Bremsen, Lenkung

Allgemeinbildung Technik für Dummies

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

1. Auflage 2021

© 2021 WILEY-VCH GmbH

Wiley, the Wiley logo, Für Dummies, the Dummies Man logo, and related trademarks and trade dress are trademarks or registered trademarks of John Wiley & Sons, Inc. and/or its affiliates, in the United States and other countries. Used by permission.

Wiley, die Bezeichnung »Für Dummies«, das Dummies-Mann-Logo und darauf bezogene Gestaltungen sind Marken oder eingetragene Marken von John Wiley & Sons, Inc., USA, Deutschland und in anderen Ländern.

Das vorliegende Werk wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren und Verlag für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie eventuelle Druckfehler keine Haftung.

Coverfoto: © destina / stock.adobe.com

Lektorat: Tobias Schwaibold, Rösrath

Korrektur: Frauke Wilkens, München

Druck und Bindung

Print ISBN: 978-3-527-71497-1

ePub ISBN: 978-3-527-81601-9

Über den Autor

Wilfried Schlagenhauf begann seine berufliche Laufbahn als Realschullehrer mit den Fächern Technik und Englisch. Er ist diplomierter und promovierter Erziehungswissenschaftler und Technikdidaktiker. Seit 2001 hat er Professuren für Technik und ihre Didaktik in Heidelberg und Freiburg inne. Er ist Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Technische Bildung und vertritt dort das Referat »Grundsatzfragen«. Viele Jahre war er im Fachbeirat »Technische Bildung« des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) aktiv und wirkte bei der Entwicklung nationaler Bildungsstandards für Technische Bildung mit. Als wissenschaftlicher Berater begleitete er die Arbeit der Bildungsplankommission »Technik/Naturwissenschaft und Technik« in Baden-Württemberg und ist als Gutachter bei nationalen und internationalen Projekten tätig.

Danksagung des Autors

Viele Menschen haben meine Arbeit an diesem Buch unterstützt. Besonders erwähnen möchte ich meine Kollegen Prof. Dr. Andy Richter, Dr. Andreas Marx und Dipl.-Ing. Enno Schüder, denen ich wertvolle Hinweise und tatkräftige Unterstützung verdanke. Dipl-Päd.Rolf Behringer, Tom Bothe, Timo Kerber, Felix Nell und Alexander Kulvelis haben mir mit Materialien und wertvollen Hinweisen zu speziellen Fragen geholfen – dafür vielen Dank! Ganz herzlich bedanken möchte ich mich auch bei Manuel Haselhofer, dessen differenzierte Rückmeldungen mir immer wieder Klarheit verschafft und Mut gemacht haben. Mein besonderer Dank geht an Tobias Schwaibold, der mich mit seiner großen Erfahrung als Lektor bei allen Fragen und Problemen schnell und wirksam unterstützt und mich während der ganzen Zeit hervorragend beraten und betreut hat.

Inhaltsverzeichnis

Cover

Über den Autor

Danksagung des Autors

Einführung

Konventionen in diesem Buch

Törichte Annahmen über den Leser

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Symbole, die in diesem Buch verwendet werden

Wie es weitergeht

Teil I: Die technische Welt verstehen

Kapitel 1: Leinen los – Aufbruch ins Reich der Technik

Kapitel 2: Was Technik mit Allgemeinbildung zu tun hat

Teil II: Produkte – wie sie gemacht werden und woraus sie bestehen

Kapitel 3: Planen und Konstruieren

Die grundsätzliche Methodik der Produktentwicklung

Erster Schritt: Planen

Nächster Schritt: Konzipieren

Dritter Schritt: Entwerfen und Ausarbeiten

Kapitel 4: Werk-Stoff – woraus Produkte bestehen

Stoffarten in der Technik

Metalle

Nichtmetalle

Kapitel 5: Schadstoffe – Gefahrstoffe

Asbest – die Karriere eines gefährlichen Naturstoffs

PCB, oje, oje!

Was diese Beispiele zeigen …

Exkurs: Wissenschaftliche Technikbewertung

Kapitel 6: Sachen machen – vom Plan zum Produkt

Gießen – ein Urformverfahren

Umformen – eine besondere Re‐form!

Trennung ist nicht immer schlecht!

Technik, die verbindet – das Fügen

Beschichten

Stoffeigenschaften ändern

Geprüft und für gut befunden

Teil III: Was Maschinen und Verkehrsmittel können

Kapitel 7: Energie und Maschine

Die Antriebsmaschine – Mechanisierung von Kraft und Arbeit

Maschinenübersicht – zurück zur Ordnung

Arbeitsmaschinen – Werkzeugmaschinen

Kapitel 8: Fahren und Transportieren

Das Fahrrad – Vor-fahr der Fahrzeugentwicklung

Rad und Schiene – Bahn frei!

Mit Magnetkraft fahren – vom Transrapid und anderen schwebenden Verfahren

Das Automobil – ein »Selbstbeweger« verändert die Welt

Teil IV: Elektrisierende Informationen

Kapitel 9: Elektrotechnik

Crashkurs Elektrotechnik

Einbruch! Eine Alarmanlage muss her!

Kapitel 10: Elektronik – weil sie mehr kann!

Einige elementare Halbleiterbauelemente

Ein Transistor als Schalter in einer Lichtschranke

Leise, lauter – der Transistor als Verstärker

Mikrofon und Lautsprecher – vom Schall zum Strom und wieder zurück

Kapitel 11: D-I-G-I-T-A-L ist revolutionär!

Digitale und analoge Signale: Grundlegende Unterschiede

Digitalisierung: Technikentwicklung mit gesellschaftlichen Folgen

Digitaltechnik – eine neue Dimension von Möglichkeiten

»Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser!«

Wie Intelligenz künstlich wird

Teil V: Unser Alltag – Technik, wohin das Auge reicht

Kapitel 12: Kühl, warm oder trocken – wie Sie es gerne hätten!

Kühlen mit Dampf – der Kompressorkühlschrank

Heizen mit der Wärmepumpe

Trocknen ohne Wäscheleine

Kapitel 13: Da sind Sie platt: Das Bügeleisen

Das Bügeleisen als Kommunikationsmedium

Wie das Eisen bügelt

Und wer hat's erfunden?

Aufbau und Funktion des Dampfbügeleisens

Gut temperiert ist halb gebügelt

Die Sohle – auch eine Materialfrage

Kapitel 14: »Es saugt und bläst der Heinzelmann …«

Schmutz – ein besonderer Stoff

Wie der Staubsauger in die Haushalte kam

Was im Staubsauger drin ist und wie er funktioniert

Kapitel 15: Gesunde und schöne Zähne

Aufbau der elektrischen Zahnbürste

Kontaktloses Aufladen

Kapitel 16: Haben Sie das Zeug zum Spielen?

Was im fliegenden Ball eingebaut sein muss

Viel Elektronik für ein so kleines Teil

Warum die Kugel fliegt

Kapitel 17: Ein Korb voller praktischer Techniktipps

Holen Sie alles aus Ihrer Waschmaschine raus – vor allem saubere Wäsche

Ganz schön schneidig

Nach fest kommt lose: Schraubverbindungen lösen

Kleine Schäden an der Autokarosserie heilen

Ich will rein! Abgebrochenen Schlüssel aus dem Schloss entfernen

Energiespartipps in zwei Teilen

Drei spezielle Tipps zum Schluss

Teil VI: Der Top-Ten-Teil

Kapitel 18: Der Technikbegriff und zehn Merkmale der Technik

Verschiedene Technikbegriffe

Zehn Merkmale der Technik

Kapitel 19: Ein Rundgang durch mein Technikpanoptikum

Raum 1: Stoffumformung

Raum 2: Stoffumwandlung

Raum 3: Stofftransport

Raum 4: Stoffspeicherung

Raum 5: Energieumformung

Raum 6: Energieumwandlung

Raum 7: Energietransport

Raum 8: Energiespeicherung

Raum 9: Informationsumformung

Raum 10: Informationsumwandlung

Raum 11: Informationstransport

Raum 12: Informationsspeicherung

Stichwortverzeichnis

End User License Agreement

Tabellenverzeichnis

Kapitel 6

Tabelle 6.1: Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580

Kapitel 7

Tabelle 7.1: Einteilung von Maschinen

Tabelle 7.2: Funktionseinheiten von Maschinen

Kapitel 11

Tabelle 11.1: Die ersten 20 Dezimal- und Binärzahlen

Tabelle 11.2: Funktionstabelle für die Zwei-aus-drei-Schaltung

Tabelle 11.3: Steuerprogramm für die Pflanzenbewässerung

Kapitel 18

Tabelle 18.1: Matrix zur Ordnung technischer Sachsysteme

Kapitel 19

Tabelle 19.1: Eine Matrix als Checkliste

Illustrationsverzeichnis

Kapitel 3

Abbildung 3.1: Woran denken Sie, wenn Sie das Wort »Korkenzieher« hören?

Abbildung 3.2: Die verschiedenen Wirkflächen des Flaschenträgers

Abbildung 3.3: Gestaltungsideen für den Flaschenträger

Abbildung 3.4: Der Flaschenträger in der zweidimensionalen Dreitafelprojektion

Abbildung 3.5: Eine dreidimensionale CAD-Zeichnung des Flaschenträgers

Kapitel 4

Abbildung 4.1: Übersicht der Werkstoffe

Abbildung 4.2: Metallparade

Abbildung 4.3: Verschiedene Profilformen

Abbildung 4.4: Ein Baumstamm im Querschnitt (© rades/

stock.adobe.com

)

Abbildung 4.5: Holzstruktur als Röhrchenbündel

Abbildung 4.6: Verschiedene Holzwerkstoffe

Abbildung 4.7: Zahnräder aus unterschiedlichem Material

Kapitel 6

Abbildung 6.1: Hier wurde der Kunststoff eingespritzt.

Abbildung 6.2: Ein Schmuckstück aus Silber wird gegossen.

Abbildung 6.3: Spannungs‐Dehnungs‐Diagramm

Abbildung 6.4: Der Walzvorgang

Abbildung 6.5: Kunststoffbecher und Metallbecher – Thermoformen und Tiefziehe...

Abbildung 6.6: Winkel am Schneidkeil

Abbildung 6.7: Das Gebiss der Beißzange

Abbildung 6.8: Verschiedene spanende Werkzeuge

Abbildung 6.9: Skizze eines Handhobels

Abbildung 6.10: Die Fuchsschwanzsäge arbeitet auf Stoß.

Abbildung 6.11: Japanische Zugsäge

Abbildung 6.12: Ein Satz alter geschmiedeter Löffelbohrer

Abbildung 6.13: Die Spitze eines Spiralbohrers

Abbildung 6.14: Wie der Spiralbohrer einen Span herausschält

Abbildung 6.15: Das Drehen in schematischer Darstellung

Abbildung 6.16: Handgeführtes und maschinengeführtes Drehen im Vergleich (Que...

Abbildung 6.17: Moderne Drehmaschine mit Computersteuerung (© Alterfalter/sto...

Abbildung 6.18: Schleifpapier, einmal sehr grob (oben) und einmal sehr fein (...

Abbildung 6.19: Wie ist der Steckbaustein mit der Grundplatte verbunden?

Abbildung 6.20: Das Prinzip des Nietens und einige Beispiele für Nieten

Abbildung 6.21: Eine Schraubverbindung der Größe M12

Abbildung 6.22: Eine gut gestaltete Klebeverbindung hält besser!

Abbildung 6.23: Eine schöne Schweißnaht!

Abbildung 6.24: Härtetest für hartes und weiches Löten

Abbildung 6.25: Verkupfern eines Nagels durch Galvanisieren

Abbildung 6.26: Nagel mit verkupferter Hälfte

Abbildung 6.27: Eine Handvoll Nägel (links) muss sich im Biegetest (rechts) b...

Abbildung 6.28: Ein Nagel wird auf Glühtemperatur gebracht.

Abbildung 6.29: Anlassfarben an einer Messerklinge

Abbildung 6.30: Prüfverfahren schön geordnet

Abbildung 6.31: Der Messschieber ist ein wahres Multitalent!

Abbildung 6.32: Einen Messschieber ablesen – einschließlich Nonius

Abbildung 6.33Abbildung 6.33: Wenn Sie sich das Messen richtig einfach machen...

Abbildung 6.34: Die Bügelmessschraube zeigt auch Tausendstel Millimeter.

Abbildung 6.35: Die Fühlerlehre mit einem Anwendungsbeispiel

Kapitel 7

Abbildung 7.1: Aufrichtung des Vatikanischen Obelisken im Jahre 1586 (Quelle:

com

...

Abbildung 7.2: Oberschlächtiges Wasserrad (© Greg Meland /

stock.adobe.com

)

Abbildung 7.3: Klopfsäge (Kingenhofsäge bei Hinterzarten im Schwarzwald; Baujahr ...

Abbildung 7.4: Schubkurbelgetriebe mit Zylinder, Kolben, Pleuelstange und Kurbelw...

Abbildung 7.5: Modell einer Dampfmaschine (ohne Dampferzeuger)

Abbildung 7.6: Schematischer Elektromotor

Abbildung 7.7: Ein selbst gebauter Elektromotor

Abbildung 7.8: Tischbohrmaschine mit entfernter Getriebeabdeckung

Abbildung 7.9: Tischbohrmaschine durchleuchtet

Abbildung 7.10: Elektrische Stichsägemaschine

Abbildung 7.11: Mit der Elektrostichsäge in die Kurve

Abbildung 7.12: Stichsägemaschine offen

Abbildung 7.13: Stichsäge – weitere Innereien

Abbildung 7.14: Klein auf groß – das Drehmoment nimmt zu.

Abbildung 7.15: Verschiedene Schutzelemente der Stichsäge

Abbildung 7.16: Typenschild dieser Elektrostichsäge

Kapitel 8

Abbildung 8.1: Skizze zur Drehschemellenkung

Abbildung 8.2: Das Laufrad von Karl Freiherr von Drais

Abbildung 8.3: Kräfteverlauf am Drahtspeichenrad

Abbildung 8.4: Radeln durch die Zeiten der Fahrradentwicklung (© Thomas Zipfel)

Abbildung 8.5: Alte Modelleisenbahn mit Lokomotive V 200 035

Abbildung 8.6: Regionalzug auf der Höllentalbahn bei Freiburg

Abbildung 8.7: Eisenbahnräder auf der Schiene

Abbildung 8.8: Magnetschwebebahn in Shanghai (© romas_ph/

stock.adobe.com

)

Abbildung 8.9: Tragen, Antreiben und Führen der Transrapid-Magnetschwebebahn

Abbildung 8.10: Autogesichter – von freundlich bis aggressiv (© KaYann, algre, ca...

Abbildung 8.11: Modellhafte Darstellung des Viertakt-Ottomotors

Abbildung 8.12: Motor (mit Nebenaggregaten) und der Weg der Kraft zu den Rädern

Abbildung 8.13: Ein Schwingungsdämpfer in der Innenschau

Abbildung 8.14: Doppelquerlenker-Radaufhängung

Abbildung 8.15: Achsschenkellenkung an einem Modelltraktor

Abbildung 8.16: Prinzip der Achsschenkellenkung

Abbildung 8.17: Diagramm zur Energiedichte verschiedener Speicher

Kapitel 9

Abbildung 9.1: Netzgerät mit angeschlossenem Glühlämpchen als Verbraucher

Abbildung 9.2: Parallelschaltung

Abbildung 9.3: Reihenschaltung

Abbildung 9.4: Digitales Vielfachmessgerät

Abbildung 9.5: Wie Spannung, Stromstärke und Widerstand gemessen werden.

Abbildung 9.6: Wechseltaster mit Öffner und Schließer

Abbildung 9.7: Relais – Aussehen und Schaltzeichen

Abbildung 9.8: Schaltplan der Alarmanlage

Kapitel 10

Abbildung 10.1: Transistor und Diode – Abbildung und Schaltzeichen

Abbildung 10.2: Der Transistor als Wassermodell

Abbildung 10.3: Fotowiderstand (LDR) mit Schaltzeichen

Abbildung 10.4: Schaltplan zur Lichtschranke

Abbildung 10.5: Mikrofonverstärker

Abbildung 10.6: Selbstbaumikrofon und Mikrofonkapsel

Abbildung 10.7: Lautsprecher

Kapitel 11

Abbildung 11.1: Analoges und digitales Signal

Abbildung 11.2: ODER-Verknüpfung

Abbildung 11.3: UND-Verknüpfung

Abbildung 11.4: NICHT-Verknüpfung

Abbildung 11.5: Funktionsplan für die Zwei-aus-drei-Schaltung

Abbildung 11.6: Integrierte Schaltung SN7400N

Abbildung 11.7: Löschbarer Speicherbaustein (EPROM)

Abbildung 11.8: Automatische Pflanzenbewässerung mit Mikrocontrollerboard

Abbildung 11.9: Programmablaufplan der computergesteuerten Pflanzenbewässerung

Abbildung 11.10: Regelkreis allgemein

Kapitel 12

Abbildung 12.1: Modell eines Kompressorkühlschranks

Abbildung 12.2: Schematische Darstellung des Wäschetrockners (Kondensationsprinzi...

Kapitel 13

Abbildung 13.1: Das Dampfbügeleisen und seine Bedienelemente

Abbildung 13.2: Lassen Sie uns ins Innere des Bügeleisens blicken.

Abbildung 13.4: Eine aufgesägte Bügelsohlenspitze inklusive Heizwendeldraht

Abbildung 13.5: Der Bimetallregler am Bügeleisen in Aktion

Abbildung 13.3: Bügelsohle mit Dampfkammer und Temperaturregler

Abbildung 13.6: Das Temperatur-Zeit-Diagramm eines Bügeleisens; die Schaltpunkte ...

Kapitel 14

Abbildung 14.1: Wie ein Staubsauger aufgebaut ist.

Kapitel 15

Abbildung 15.1: Das Innenleben einer Elektrozahnbürste

Abbildung 15.2: Die Kurbelschwinge: Rotation wird zu Oszillation.

Abbildung 15.3: Induktive Energieübertragung in einer Ladestation

Kapitel 16

Abbildung 16.1: Der »Flying Ball

« in Aktion

Abbildung 16.2: Fliegende Kugel ohne Gehäuse

Abbildung 16.3: Klein, aber oho: die Antriebs- und Übertragungseinheit des »Flyin...

Kapitel 17

Abbildung 17.1: Verschiedene Schärfmittel für Messer

Abbildung 17.2: Ein Küchenmesser wird durch den Messerschärfer gezogen.

Abbildung 17.3: So führen Sie das Messer über den Schleifstein.

Abbildung 17.4: Schraubenköpfe mit passendem Werkzeug

Abbildung 17.5: Das Laubsägeblatt holt den Schlüsselrest aus dem Schließzylinder.

Abbildung 17.6: Geöffnetes Heizkörperthermostatventil

Abbildung 17.7: Kommen Sie Stromfressern auf die Spur!

Abbildung 17.8: Hot Spots in einem Mikrowellenherd

Abbildung 17.9: Zwei Plüschhunde auf dem Weg in die Dunkelheit

Abbildung 17.10: Aus einer Weinflasche wird ein Trinkglas.

Kapitel 18

Abbildung 18.1: Ein Technikbegriff mit mittlerer Reichweite

Orientierungspunkte

Cover

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Einführung

Natürlich kennen Sie Technik. Sie sind von ihr umgeben und gehen tagtäglich mit vielen technischen Geräten routiniert um. In der Regel befassen wir uns jedoch erst dann näher mit Technik, wenn Probleme auftreten: Die Waschmaschine pumpt nicht mehr ab, die Gangschaltung an Ihrem Fahrrad streikt oder Ihr Computer meldet einen Virenbefall. Doch auch abseits solcher Problemfälle sind Sie sicherlich schon einmal über technische Phänomene ins Grübeln geraten:

Wie übermittelt die Fernbedienung meine Wünsche an den Fernseher?

Wie steuert meine Waschmaschine den Ablauf des Waschprogramms?

Wie kann ein Induktionsherd den Topfinhalt erhitzen, obwohl die Kochfläche kalt bleibt?

In diesem Buch finden Sie Antworten auf diese und ähnliche Fragen rund um das Thema Technik. Dass dabei nicht die Technik insgesamt behandelt werden kann, versteht sich von selbst: Zu groß ist dieses Gebiet und zu unterschiedlich die einzelnen technischen Disziplinen. Stattdessen geht die Darstellung exemplarisch vor: Anhand ausgewählter Beispiele erhalten Sie spannende Einblicke in einige besonders wichtige Technikbereiche. Dabei habe ich den Schwerpunkt auf solche technischen Systeme gelegt, an denen sich grundlegende technische Prinzipien besonders anschaulich beschreiben lassen. Auf diese Weise werden Sie bei der Lektüre erfahren, wie technische Gegenstände aufgebaut sind und wie sie funktionieren – von der elektrischen Zahnbürste über den Automotor bis zum Computer. Dabei werden die Erklärungen im Text durch zahlreiche Detailfotos und prägnante Zeichnungen unterstützt.

Doch dieses Buch bietet Ihnen noch viel mehr, nämlich einen umfangreichen Blick hinter die Kulissen der Technik! Sie werden Technik aus verschiedenen Perspektiven betrachten und dabei auch die menschlichen Motive und Entscheidungen kennenlernen, auf welche die Entwicklung der einzelnen technischen Produkte letztlich zurückzuführen ist. Sie werden also nicht nur verstehen, wie die Technik ist, sondern auch, warum sie so ist, wie sie ist. Ich bin überzeugt, dass die damit einhergehenden Einsichten dazu führen werden, dass Sie die technische Welt um sich herum mit völlig anderen Augen sehen werden.

Konventionen in diesem Buch

Damit Sie sich in diesem Buch gut zurechtfinden, halte ich mich an folgende Konventionen:

Neue Begriffe sind

kursiv

gesetzt.

Fettdruck

zeigt Ihnen an, dass etwas inhaltlich hervorgehoben werden soll.

Manchmal finden Sie Hintergrundinformationen, die interessant, aber für das Verständnis des Buches nicht unbedingt erforderlich sind, in einem grau hinterlegten Kasten.

Um die Lesbarkeit zu erleichtern, habe ich zumeist auf die gleichzeitige Verwendung männlicher und weiblicher Sprachformen verzichtet. Sämtliche Personenbezeichnungen gelten gleichwohl für beiderlei Geschlecht.

Törichte Annahmen über den Leser

Beim Schreiben dieses Buches ging ich davon aus, dass Sie als Leser oder Leserin an diesen … für Dummies-Band mit ganz unterschiedlichen Voraussetzungen und Erwartungen herangehen würden. Finden Sie sich in einer der folgenden Beschreibungen wieder?

Sie interessieren sich grundsätzlich für Technik, kennen sich in einem speziellen technischen Fachbereich gut aus und würden gerne einen größeren Überblick bekommen.

Sie hatten bisher nicht allzu viel mit Technik zu tun, würden aber gerne mehr darüber erfahren. (Gleich vorweg: Sie werden überrascht sein, mit wie viel Technik Sie in Ihrem alltäglichen Leben schon immer zu tun hatten!)

Sie haben zu Technik ein distanziertes bis gespaltenes Verhältnis. Zum Beispiel sind Sie eher sprachlich-literarisch oder künstlerisch interessiert und verorten Technik in der Nähe dessen, was Sie schon in der Schule in Mathematik und den Naturwissenschaften nicht so prickelnd fanden. Schon damals dachten Sie bei sich: »Mag ja schon stimmen, aber wer will das so genau wissen?«

Sie empfinden »Allgemeinbildung« und »Technik« als begrifflichen Widerspruch und der Buchtitel macht Sie neugierig.

Sie haben im Inhaltsverzeichnis des Buches geblättert und sind jetzt an einzelnen Inhaltspunkten interessiert.

In all diesen Fällen liegen Sie aus meiner Sicht mit diesem Buch ganz und gar richtig und ich bin mir sicher, dass Sie von der besonderen Sichtweise des Buches profitieren werden.

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Insgesamt besteht dieses Buch aus sechs Teilen. Wie bei allen … für Dummies-Büchern sind die Kapitel so aufgebaut, dass Sie sie unabhängig voneinander lesen können. Zwischen den Kapiteln gibt es Querverweise zu ergänzenden Informationen an anderer Stelle. Damit Sie schnell das Allerwichtigste finden, habe ich für Sie eine Schummelseite am Anfang des Buches zusammengestellt. Außerdem gibt es ein Stichwortverzeichnis im Anhang.

In den einzelnen Teilen erwarten Sie folgende Themenbereiche:

Teil I: Die technische Welt verstehen

In diesem grundlegenden Teil wird überhaupt erst das Gelände abgesteckt, durch das Sie mit mir in diesem Buch streifen werden. Zudem erläutere ich Technik aus allgemeinbildender Perspektive.

Teil II: Produkte – wie sie gemacht werden und woraus sie bestehen

Hier erfahren Sie, wie technische Produkte »auf die Welt kommen«, das heißt aus welchen Werkstoffen sie bestehen und wie sie konstruiert und hergestellt werden. Aber auch auf den Bereich der Gefahr- und Schadstoffe können Sie hier einen Blick werfen.

Teil III: Was Maschinen und Verkehrsmittel können

Dieser Teil führt Sie in die Welt der Maschinen und zeigt Ihnen, wie es mit diesen gelingt, Energie aus der Natur für menschliche Zwecke dienstbar zu machen, sodass schwerste Lasten mühelos gehoben, Werkzeugmaschinen angetrieben und Fahrzeuge bewegt werden.

Teil IV: Elektrisierende Informationen

In diesem Teil treten Sie in die Welt der Elektrotechnik und Elektronik ein. Sie werden grundlegende elektrische Schaltungen kennenlernen, ein Verständnis dafür entwickeln, wie elektronische Bauelemente Signale verstärken, und schließlich auch das Gebiet der Digitaltechnik erkunden. Sie werden feststellen: ganz schön kompliziert, aber für Sie trotzdem verständlich!

Teil V: Unser Alltag – Technik, wohin das Auge reicht

Jeden Tag gehen wir mit vielen technischen Geräten um. Allerdings verstehen wir sie meist nur oberflächlich. Deshalb lohnt es sich für Sie, einige eher unbekannte Seiten dieser technischen Alltagswelt zu erkunden. Sie werden überrascht sein, was es dabei alles zu entdecken gibt!

Teil VI: Der Top-Ten-Teil

Nachdem Sie Technik in verschiedenen Bereichen kennengelernt haben, vertiefen Sie hier Ihren Technikbegriff und lernen zehn Merkmale kennen, durch die sich der ganze Bereich technischer Kultur auszeichnet. Schließlich lade ich Sie zu einem Streifzug durch mein persönliches Technikpanoptikum ein.

Symbole, die in diesem Buch verwendet werden

Wichtige Aussagen, Vertiefungen und zusätzliche Informationen finden Sie in diesem Buch bei den jeweiligen Symbolen.

Dieses Symbol weist Sie auf zusätzliche thematisch interessante Aspekte hin.

Dieses Symbol signalisiert eine besondere Bedeutung.

Dieses Symbol zeigt an, dass wir es hier genauer wissen wollen und deshalb tiefer bohren.

Dieses Symbol verwende ich, wenn ich Ihnen ein konkretes Beispiel für einen bestimmten Sachverhalt geben möchte.

Wie es weitergeht

Das Angebot dieses … für Dummies-Buches steht Ihnen zur freien Verfügung! Bedienen Sie sich selbst an der reichlich gefüllten Techniktheke und springen Sie nach Herzenslust an diejenigen Stellen, die Sie besonders anziehen. So bauen Sie Ihr Wissensgebäude nach Ihren ganz eigenen Plänen auf. Bei Bedarf können Sie jederzeit die grundlegenden Erläuterungen zurate ziehen, die ich Ihnen im ersten Teil zusammengestellt habe. Jetzt sind Sie an der Reihe!

Teil I

Die technische Welt verstehen

IN DIESEM TEIL …

Die folgenden beiden Kapitel dienen dazu, grob das Gebiet abzustecken, das Sie in diesem Buch erkunden werden. Zudem erläutere ich Technik aus allgemeinbildender Perspektive.

Kapitel 1

Leinen los – Aufbruch ins Reich der Technik

IN DIESEM KAPITEL

Was in diesem Buch behandelt wirdEine sinnvolle Ordnung findenEin erster Überblick auf die Technikbereiche

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben einen Platz im Expeditionsteam ergattert, das sich ins sagenumwobene Reich der Technik aufmacht! Mein Name ist Prof. Schlagenhauf und meine Aufgabe als Leiter dieser Expedition besteht darin, Sie sicher durch die Gefilde der Technikwelt zu begleiten und unsere Entdeckungstour zu einem großen Erlebnis für Sie zu machen! Dabei werde ich mein Bestes tun, um Ihre Neugierde zu wecken, auch die versteckteren Ecken dieses facettenreichen Themengebiets zu erforschen.

Selbstverständlich ist dies nicht Ihr Erstkontakt mit dem Reich der Technik. Eigentlich bewegen Sie sich schon zeit Ihres Lebens darin – denn egal was Sie in unserer heutigen Welt tun: Technik begleitet Sie auf Schritt und Tritt! Allerdings durchqueren die meisten Menschen dieses Gebiet auf dem kürzesten Weg und auf geraden Trassen, von wo aus die spannenden Winkel und Buchten gar nicht zu sehen sind. Dieses Buch bietet Ihnen die Möglichkeit, genauer hinzusehen und die tieferen Zusammenhänge in der Technik zu erkunden. Dabei wird Ihnen die Technikwelt bisweilen vermutlich eher wie ein undurchsichtiger und bedrohlicher Dschungel vorkommen. Aber keine Sorge, der Urwald lichtet sich schnell und Sie werden bald überrascht sein, wie unterschiedlich sich die einzelnen Landschaften darstellen: Es gibt die lieblichen Hügel der Unterhaltungselektronik, die rasante Verkehrstechnik und die wunderbar komfortable Technik im Haushalt. Sie werden staunen, wie hoch sich die Berge technischer Genialität und Kreativität gen Himmel recken! Wie es sich für einen erfahrenen Expeditionsleiter gehört, habe ich alle Klettersteige für Sie mit Sicherungen und Haken versehen, sodass der Aufstieg problemlos gelingt und Sie danach die grandiose Aussicht über die Techniklandschaft genießen können!

Allerdings gehört zu einer vollständigen Tour durch das Technikreich auch ein Ausflug in die düsteren Seiten der Technik dazu: So führt uns unser Weg zu den Sümpfen der Fehlkonstruktionen und Billigproduktionen, wir werfen einen schaudernden Blick in die Schlucht der Schadstoffe und auch der Abgrund der Müllentsorgung bleibt uns nicht verborgen.

Spannend wird es auf jeden Fall und ich bin mir ganz sicher, dass unsere gemeinsame Tour Ihnen die Augen für die Reize der Technikwelt öffnen wird – für ihre Ästhetik, für die Vielfalt der zugrunde liegenden Ideen und für die Eleganz technischer Problemlösungen. Dabei möchte ich Sie ermutigen, jede Scheu vor Technik abzulegen und Freude daran zu entwickeln, die verschiedenen Geländeformen der Techniklandschaft für sich selbst neu zu entdecken. Das »Kartenmaterial«, das ich vom Reich der Technik für Sie erstellt (und in diesem Buch niedergelegt) habe, wird Ihnen helfen, auch bei Ihren künftigen Touren die Orientierung zu behalten.

Dieser Kartierung lege ich folgenden Technikbegriff zugrunde:

Technik umfasst die Fülle technischer Gegenstände, Produkte und Systeme, aber auch das technikbezogene Handeln des Menschen, insbesondere bei der Herstellung und Verwendung.

Eine vertiefte Klärung des Technikbegriffs finden Sie in Kapitel 18.

Da die Technik ein riesiges Gebiet und der Umfang dieses Buches begrenzt ist, stellt sich für mich als Expeditionsleiter die Frage, wie die technischen Phänomene in diesem … für Dummies-Buch so geordnet werden können, dass Sie beim Lesen nicht in einer Flut von Details untergehen, sondern vielmehr die für Ihren Überblick wirklich wichtigen Dinge präsentiert bekommen. Doch wie bestimmt sich dieses Wichtigkeitskriterium?

Soll ich Ihnen Technik an modernen oder besonders aktuellen Beispielen vor Augen führen? Angesichts der hohen Geschwindigkeit, mit der technische Innovationen eingeführt werden und wieder verschwinden, hätte dies eine ausgeprägte inhaltliche Kurzlebigkeit des Buches zur Folge.

Sollen wir uns vor allem mit besonders spektakulärer Technik befassen, also mit der besonders großen, rasend schnellen oder gefährlichen Technik? Das erscheint reizvoll, aber dann müsste ich Ihnen die Genialität und Kreativität vorenthalten, die häufig gerade in den eher unscheinbaren technischen Dingen steckt.

Wie lässt sich das »Warum« und »Wozu« der Technik sinnvoll miteinbeziehen, ohne welche das im Buchtitel formulierte Ziel der allgemeinbildenden

Behandlung der Technik verfehlt würde?

Letztlich habe ich mich für eine Routenplanung entschieden, die das, was mich – und hoffentlich auch Sie – an der Technik fasziniert, am besten zum Vorschein bringt: Ich wähle für Sie prägnante technische Phänomene aus, anhand derer Sie nicht nur die allgemeinen Grundzüge der Technik gut erkennen, sondern die auch den Frage- und Problemhorizont deutlich machen, aus dem heraus sie entstanden sind. Ich bin sicher, dass es da vieles gibt, was Sie überraschen wird!

Im Rahmen dieser Herangehensweise an die Technik warten folgende spannende Technikbereiche auf Sie:

Von der Idee zum fertigen Produkt – technische Konstruktion und Fertigung

Wir verfolgen gemeinsam den Weg des technischen Produkts von der Idee bis zur Fertigstellung. Dabei erfahren Sie, aus welchen Werkstoffen die technischen Dinge überhaupt bestehen, wie die Entscheidungen bei der konstruktiven Gestaltung verlaufen und welche Verfahren für die Fertigung der Produkte zur Verfügung stehen.

Volle Kraft voraus – Energieund Maschinen

Wie kann durch Technik menschliche Arbeit erleichtert oder gar ersetzt werden? Wie werden Naturkräfte für menschliche Zwecke dienstbar gemacht? In diesem Themenbereich werden Sie sehen, wie dramatisch in früheren Zeiten das Heben schwerer Lasten vonstattenging, Sie tauchen in die aufregende Entwicklungsgeschichte der Dampfmaschine ein und verfolgen den hektischen Verlauf des amerikanischen »Stromkrieges« um die richtige Form der Elektrifizierung.

Aus eigenem Antrieb – Fahrzeug- und Transporttechnik

In diesem im wahrsten Sinne des Wortes »bewegenden« Technikbereich dreht sich alles um die Frage, wie wir Menschen durch Technik mobil werden. Dabei bewegen wir uns einmal quer durch die Geschichte des Transportwesens: vom Ochsenkarren über das Fahrrad zum Kraftfahrzeug und der Eisenbahn. Nicht zu vergessen natürlich die Magnetschwebebahn, bei der die Räder durch Magnetfelder ersetzt werden!

Die schillernde Welt der Elektro- und Digitaltechnik

Beim Betreten dieses Bereichs lernen Sie die ungeheuren Möglichkeiten kennen, die sich durch Elektrotechnik und Elektronik eröffnen. Sie erfahren Grundlegendes über das Prinzip der Signalverstärkung und erkunden das Gebiet der Digitaltechnik. Dabei werden Sie feststellen: ganz schön kompliziert, aber für Sie trotzdem verständlich!

Technik, wohin das Auge reicht – Alltags- und Haushaltstechnik

Wir alle verwenden tagtäglich eine Fülle technischer Geräte. Geht es Ihnen nicht auch so, dass dabei bisweilen Fragen auftauchen (Wie wird denn die elektrische Zahnbürste bloß aufgeladen?), die jedoch meist unbeantwortet bleiben? Einige der Rätsel, die die Alltagstechnik aufgibt, können wir in diesem Teil des Buches gemeinsam klären. Sie werden überrascht sein, welche raffinierten technischen Errungenschaften in diesen Geräten stecken und wie Sie diese effektiver nutzen können. Schließlich habe ich für Sie noch zehn praktische Techniktipps zusammengestellt, die dafür sorgen, dass Ihnen Ihr alltäglicher Technikumgang noch besser gelingt und Sie dabei sogar Spaß haben!

Dabei werde ich Ihnen jeden einzelnen Bereich kurz vorstellen und das ihm jeweils Charakteristische beschreiben. Anschließend gebe ich Ihnen anhand griffiger Beispiele die Möglichkeit, die zugrunde liegenden technischen Themen ausgiebig zu erkunden.

Angesichts der Vielschichtigkeit von Technik halte ich es für wichtig, unterschiedliche Blickwinkel auf die relevanten Themengebiete kennen- und schätzen zu lernen. Darum werden wir ganz am Ende dieses Buches, in Kapitel 19, abermals eine kurze Rundreise durch das Reich der Technik unternehmen, dann aber aus einer – wie ich finde – erfrischend anderen Perspektive. Sie dürfen gespannt sein!

Kapitel 2

Was Technik mit Allgemeinbildung zu tun hat

IN DIESEM KAPITEL

Technik mit den Augen der Allgemeinbildung betrachtetExemplarische Vorgehensweise dieses Buches

Was gehört alles zur Allgemeinbildung? Diese Frage haben Sie sich vielleicht auch schon einmal gestellt. Gibt es einen Grundbestand an Wissensgebieten, in denen man sich als Gebildeter einfach auskennen muss? Aus traditioneller Sicht enthält dieser »Bildungskanon« auf jeden Fall Literatur, Philosophie, Kunst und Musik. Aber wie sieht es mit Technik aus? Niemand bezweifelt, dass wir auf Technik angewiesen sind. Sie versorgt uns mit dem Notwendigen und Angenehmen. Ohne sie wäre unsere moderne Zivilisation nicht denkbar. Aber ist sie deshalb schon ein tragender Teil unserer Kultur? Mit anderen Worten: Ist sie nicht nur nützlich, sondern auch bildungswürdig? Können sich geistige Freiheit und Kreativität in der Technik entfalten?

Schon an dieser frühen Stelle des Buches bekommen Sie von mir ein entschiedenes »Ja« auf jede dieser Fragen – und zudem natürlich das Versprechen, dass ich alle diese Behauptungen ausführlich belegen werde.

Wie es sich für ein … für Dummies-Buch gehört, setzt dieser Band zwar voraus, dass Sie mehr über Technik wissen wollen, aber wahrscheinlich nicht jedes Detail. Das passt gut zur Idee der Allgemeinbildung, die ja vor allem in denjenigen Bereichen Orientierung geben will, die uns alle gemeinsam angehen und deshalb »allgemein« genannt werden können. Dadurch ermöglicht sie vernünftiges Handeln und verantwortungsbewusstes Bewerten und Entscheiden.

Es ist einleuchtend, dass Sie dafür Wissen über ausgewählte technische Systeme und Verfahren brauchen, darüber, welche Eigenschaften diese haben und wie sie funktionieren. Aber das reicht noch nicht: Sie sollten unbedingt auch hinter die Fassade schauen können und verstehen, warum die Dinge so sind, wie sie sind!

Da die technischen Systeme, wie wir sie vorfinden, ja von Menschen für bestimmte Zwecke gemacht werden, müssen diese in den Sachen steckenden Absichten möglichst auch mit geklärt und aufgedeckt werden. In dieser Sichtweise ist das technische Produkt eine von verschiedenen möglichen Lösungen für ein individuelles oder gesellschaftliches Problem. Außerdem wird deutlich, welche Interessen und Bedürfnisse zum Zeitpunkt seiner Entwicklung seitens der konkreten Akteure (Firma, Konstrukteur, Marketingabteilung …) maßgeblich waren und welche Lösungsalternativen aus welchen Gründen gerade nicht weiterverfolgt wurden. Insofern liegt der Anspruch dieses Buches – und damit auch die Herausforderung für mich als Autor – darin, Ihnen mehr zu bieten, als bloß technische Systeme darzustellen und zu erklären.

Stellen Sie sich die Produktion eines technischen Geräts als Antwort auf ein Problem beziehungsweise auf ein (vielleicht erst noch zu schaffendes) Bedürfnis vor. So betrachtet, ist es doch wesentlich sinnvoller, wenn Sie zunächst die »Fragen« identifizieren und sich erst im Anschluss die technischen Produkte genauer ansehen, oder? Schließlich sollen Sie nicht mit Antworten auf gar nicht gestellte Fragen gelangweilt werden.

Die Technik möglichst vollständig darstellen zu wollen, wäre schon deshalb nicht möglich, weil sie sich sehr schnell ändert: Die Messeneuheit von heute ist vielleicht in wenigen Jahren bereits veraltet. Darüber hinaus ist für dieses Buch die Einsicht zentral wichtig, dass sich Allgemeinbildung inhaltlich »im Medium des Allgemeinen« (Wolfgang Klafki) vollzieht. Dementsprechend möchte ich Ihre Aufmerksamkeit vor allem auf solche Sachverhalte und Phänomene lenken, in denen Sie das Prinzipielle und zeitlich Invariante der Technik erkennen können. Um es mit dem Technikdidaktiker Winfried Schmayl zu sagen: Es geht um den Horizont des Technischen, um das Ganze der Technik, was nicht besagt, es müsse die ganze Technik sein.

Auch darf ein allgemeinbildender Blick auf Technik nicht bei der Beschreibung der technischen Systeme stehen bleiben, sondern sollte auch die damit zusammenhängenden gesellschaftlichen Erscheinungen aufgreifen, denn Technik verändert Verhaltensweisen und Stile. Beispiel gefällig? Noch vor wenigen Jahrzehnten hätte man sich über einen Menschen sehr gewundert, der beim Gehen laut zu einem in der Hand gehaltenen »Brettchen« spricht – heute ist dieser Smartphone-User ein alltägliches Bild. Dementsprechend geht dieses Buch exemplarisch vor, das heißt, es werden solche technischen Phänomene und Objekte ausgewählt, an denen sich Grundzüge der Technik besonders gut zeigen lassen.

Behalten Sie aber immer im Hinterkopf, dass dieses exemplarische Prinzip doppelseitig funktioniert: Etwas ist exemplarisch für etwas (objektiv), aber auch für jemanden (subjektiv, also für Sie)!

Teil II

Produkte – wie sie gemacht werden und woraus sie bestehen

IN DIESEM TEIL …

Hier erfahren Sie, wie technische Produkte überhaupt »auf die Welt kommen«, das heißt wie sie geplant, konstruiert und hergestellt werden. Dabei bekommen Sie auch spannende Einblicke in die Welt der Werkstoffe und werfen einen Seitenblick auf deren böse Verwandtschaft – die Schadstoffe!

Kapitel 3

Planen und Konstruieren

IN DIESEM KAPITEL

Die verschiedenen Schritte der ProduktplanungErfindenTechnisches Zeichnen

Wenn Sie sich umschauen, werden Sie unweigerlich feststellen, dass Sie in einer über weite Strecken von Menschen gemachten Welt leben: Aus dem Biotop haben wir ein Technotop gemacht. Selbst dort, wo wir noch eine Naturlandschaft wahrnehmen, handelt es sich in aller Regel um eine Kulturlandschaft, deren Aussehen und Beschaffenheit zumindest zu einem wesentlichen Teil auf menschliche Entscheidungen und Eingriffe zurückgeht. In diesem und den folgenden Kapiteln möchte ich mit Ihnen zusammen der Frage nachgehen, wie die technischen Erzeugnisse, die wir um uns herum vorfinden, zustande kommen.

In diesem Kapitel wird es zuerst um die Produktentwicklung gehen, also darum, wie die konstruktive Gestalt eines technischen Gebildes festgelegt wird. So vielfältig, wie die »Möblierung« unseres Technotops ist, und so unterschiedlich, wie die technischen Gebilde sind, so sehr unterscheidet sich auch deren Gestaltungsprozess. Dass sich die Konstruktion eines 60 Tonnen schweren Antriebspropellers für ein Containerschiff grundlegend von der Entwicklung eines Computerprogramms unterscheidet – und dass diese wiederum kaum Ähnlichkeiten mit der Gestaltung eines Möbelstücks aufweist –, leuchtet Ihnen sicher ein. Doch selbst die unterschiedlichsten Produkte durchlaufen bei ihrer Entstehung notwendigerweise bestimmte Planungs-, Entwurfs- und Entscheidungsschritte. Und genau diese Schritte möchte ich Ihnen jetzt gerne vorstellen.

Die grundsätzliche Methodik der Produktentwicklung

Zur Erläuterung der verschiedenen Schritte bei der Produktentwicklung wähle ich ein sehr einfaches Beispiel als Startsituation: Angenommen, Sie lagern Getränkeflaschen (0,5-Liter-Flaschen aus Kunststoff oder Glas) im Keller und tragen diese regelmäßig zum Gebrauch ins Erdgeschoss Ihrer Wohnung – und die leeren Flaschen später wieder nach unten. Nun wollen Sie den Flaschentransport effektiver und bequemer machen und erleichtern. Sie könnten sich dafür natürlich einfach einen Flaschenträger (bisweilen auch »Beer Caddy« oder etwas peinlich »Männerhandtasche« genannt) kaufen. Doch lassen Sie uns für dieses Gedankenspiel annehmen, dass Sie technisch aktiv werden und deshalb ein solches Hilfsmittel selbst entwerfen und herstellen wollen.

Bei der Produktentwicklung setze ich nur eine schlichte Heimwerkerwerkstatt voraus. Die Klärung dieser sächlichen Voraussetzungen ist notwendig, damit Sie überhaupt die für die Gestaltung oder Fertigung des Gegenstandes notwendigen Entscheidungen treffen können.

Können Sie sich in die beschriebene Situation hineinfühlen? Nun, dann kann es mit der Konstruktionsarbeit losgehen! Diese besteht darin, den Weg von Ihrem diffusen Wunsch nach einer Tragehilfe bis hin zu einem durchdachten, mit Maßen und Materialangaben präzise (zeichnerisch, schriftlich) beschriebenen zweckerfüllenden technischen Gegenstand zurückzulegen.

Welche Schritte sind für einen solchen Produktplanungs- und -entwicklungsweg notwendig? Die folgende Ablaufstruktur, die sich an anerkannten Grundsätzen des methodischen Entwickelnsund Konstruierens orientiert, ist stark verallgemeinert und wirkt für unser schlichtes Selbstbau-Beispiel entsprechend etwas überdimensioniert:

Planen

Aufgabenstellung ermitteln

Problem klären und präzisieren

Anforderungen und Bewertungskriterien festlegen

Konzipieren

(prinzipielle Festlegung)

Haupt-, Teil- und Nebenfunktionen ermitteln

Lösungsvarianten suchen

bewerten und entscheiden

Entwerfen

(gestalterische Festlegung)

Grobentwürfe erstellen

Varianten ermitteln

Hauptentwurf erstellen

maßstäbliche zeichnerische Entwürfe erstellen

eventuell ein Modell erstellen

verbessern und optimieren

bewerten und entscheiden

Ausarbeiten

(fertigungstechnische Festlegung)

detailliertes Ausgestalten der Einzelteile

Stücklisten erstellen

einen Prototyp erstellen

bewerten und entscheiden

Fertigungsfreigabe

Lassen Sie uns die einzelnen Entwicklungsschritte im Folgenden genauer ansehen …

Erster Schritt: Planen

Das Aussehen der Planungsphase hängt ganz wesentlich davon ab, ob die Produktentwicklung von einem Auftraggeber veranlasst wird oder in eigenem Auftrag erfolgt:

Der erste Fall liegt zum Beispiel vor, wenn ein Fahrzeughersteller die Entwicklung einer neuen Klimaanlage an einen Zulieferbetrieb vergibt. Der Auftraggeber schreibt in diesem Fall die von ihm gewünschten Eigenschaften in eine

Anforderungsliste

(auch

Lastenheft

genannt). Der Auftragnehmer »antwortet« darauf mit einem

Pflichtenheft

, in dem festgehalten ist, wie und womit die Anforderungen erfüllt werden sollen. Das Projekt kann erst starten, wenn das Pflichtenheft vom Auftraggeber akzeptiert wird.

Der zweite Fall, die »Eigenbeauftragung«, ist gegeben, wenn ein Hersteller ein Produkt (zum Beispiel einen Staubsauger) für einen anonymen Markt entwickeln will. In diesem Fall geht der Hersteller von den Wünschen und Anforderungen der mutmaßlichen Zielgruppe aus und formuliert daraus die Produktentwicklungsaufgabe.

Unser Beispiel des Flaschenträgers ist natürlich noch viel einfacher: Sie entwickeln ein Produkt für einen Abnehmer, dessen Wünsche Sie ganz leicht feststellen können, nämlich für sich selbst!

Damit können Sie mit der Planung des Flaschenträgers beginnen. Zunächst müssen Sie klären, ob Sie eine solche Tragehilfe wirklich haben wollen, welche Produkte zu welchen Preisen am Markt angeboten werden und wie groß der Aufwand für eine Eigenanfertigung ist. Die folgende Anforderungsliste zeigt Ihnen, welchen Zweck die angestrebte Lösung erfüllen soll und welche Eigenschaften sie aufweisen muss:

Aufnehmen und sicheres Halten von sechs Getränkeflaschen (Wasser, Saft oder Bier bis 0,5 Liter, Kunststoff- oder Glasflaschen)

ergonomisch gutes Halten und Tragen mit sowohl leeren als auch vollen Flaschen (

Ergonomie

ist die Wissenschaft von der Anpassung der Arbeitsmittel und Arbeitsbedingungen an den Menschen)

geringes Eigengewicht

sicherer Stand (beladen/leer)

hohe Stabilität und Langlebigkeit

leichte Bedienbarkeit (Einbringen und Entnehmen des Inhalts)

gutes Aussehen und solide Verarbeitung

einfache Fertigung

geringe Herstellungskosten

geringer Platzbedarf

einfache Reinigung

umweltfreundliche Entsorgung

Ist es nicht erstaunlich, dass schon dieses einfache Produkt so viele Anforderungen erfüllen muss?

Bei einer professionellen Produktentwicklung würden Sie an dieser Stelle sogar noch umfassender und differenzierter vorgehen, indem Sie die Anforderungen nicht nur der Gebrauchsphase, sondern aller Phasen des Produktlebens einbeziehen.

Nächster Schritt: Konzipieren

Vorsicht: Bei diesem Schritt geht es noch nicht um die Anordnung und Abmessung der Produktteile oder um den Werkstoff, aus dem es schließlich hergestellt wird! Vielmehr wird in diesem Schritt zunächst die prinzipielle Lösung festgelegt.

Da wir Menschen visuelle Wesen sind, können wir kaum anders, als mit einem Stichwort gleich ein bestimmtes Bild zu verbinden. Vermutlich tauchte auch vor Ihrem inneren Auge bei der ersten Nennung des Begriffs »Flaschenträger« sofort eine bestimmte Produktgestalt auf. Der Nachteil dieser intuitiven Vorgehensweise ist klar: Sie legen sich auf eine mögliche, aber vielleicht nicht optimale Lösung fest und ignorieren die Alternativen. Wer zum Beispiel das Stichwort »Korkenzieher« hört, denkt normalerweise an das Gebilde in Abbildung 3.1, sieht aber nicht, welche grundsätzlich anderen Problemlösungen ebenfalls infrage kommen könnten.

Alternative Problemlösungen werden eher einbezogen, wenn man zunächst eine rein funktionaleBetrachtung vornimmt. »Funktional« heißt im Fall des Korkenziehers: Ein Verschluss aus elastischem Material soll (egal wie) aus dem Hals einer Flasche aus Glas entfernt werden. Dabei spielen die zu beachtenden Bedingungen und Kriterien noch keine Rolle. Im Rahmen dieser abstrakten Betrachtung fallen Ihnen vielleicht auch unkonventionelle Lösungen ein, zum Beispiel ein Überdruckkorkenzieher, bei dem durch eine Hohlnadel ein Gasdruck in die Flasche gepumpt wird, der dann den Korken herausschiebt (statt zu ziehen).

Abbildung 3.1: Woran denken Sie, wenn Sie das Wort »Korkenzieher« hören?

Unser Flaschenträger ist extrem simpel – das war ja auch der Grund für die Wahl dieses Beispiels. Entsprechend einfach fällt die Funktionsstruktur aus: Die Gesamtfunktion des Flaschenträgers lässt sich als »Stoffspeicherung« und »Stofftransport« einordnen. Sie wird durch verschiedene Teilfunktionen gewährleistet, hier das Aufnehmen und Halten von Flaschen, der gleichzeitige Transport von bis zu sechs Flaschen und das sichere Abstellen des Trägers. Von den Teilfunktionen sind die Nebenfunktionen zu unterscheiden, die nur unterstützenden oder ergänzenden Charakter haben. In unserem Beispiel könnten Sie sich zum Beispiel als Nebenfunktion wünschen, dass der Träger zusammengeklappt werden kann oder dass ein Flaschenöffner integriert ist.

Erfinden als Suche nach Wirkprinzipien

Um die gewünschten Funktionen eines Produkts tatsächlich erreichen zu können, suchen Sie am besten zuerst nach geeigneten Wirkprinzipien (physikalische oder chemische Effekte, geeignete geometrische Anordnungen). In der Auswahl und sinnvollen Anordnung von Wirkprinzipien liegt eine der wichtigsten kreativen Leistungen des Konstruierens. Wenn Sie für das Lösen einer Aufgabe sehr tief in die Ideenkiste greifen müssen, das heißt, wenn sich das Produkt nur durch einen großen Innovationsschritt realisieren lässt, dann ist echtes Erfinden gefordert. Diese Leistung kann in Form eines Patents geschützt werden. Dazu muss die Erfindung allerdings neu und in einem Gewerbe anwendbar sein. Zudem muss sie über den bekannten Stand der Technik hinausgehen.

Angenommen, eine Teilfunktion erfordert das Speichern von Energie. Dann kommen etliche Wirkprinzipien infrage: Man kann eine Metallfeder spannen, ein Schwungrad in Drehung versetzen, Luftdruck in einem Behälter speichern oder einen Akkumulator aufladen. Die technische Funktion ist also durch völlig unterschiedliche (mechanische, pneumatische oder elektrische) Effekte realisierbar. Mit Blick auf die Anforderungsliste müssen Sie nun entscheiden, welches Prinzip Sie weiterverfolgen möchten.

Aus der Verknüpfung von Wirkprinzipien entsteht eine Wirkstruktur, die dann zu prinzipiellen Lösungsvarianten konkretisiert wird. Diese Varianten müssen Sie systematisch bewerten, um die dann folgende Entscheidung rational begründen und nachvollziehbar machen zu können.

Den simplen Flaschenträger müssen wir nicht unnötig komplizieren. Trotzdem steht nun die Entscheidung an, mithilfe welchen Prinzips die Flaschen so gehalten, transportiert und abgestellt werden können, dass alle Anforderungen erfüllt werden. Dazu ist es hilfreich, die Wirkflächen zu bestimmen, also diejenigen Flächen, die im Gebrauch aktiv sind.

Typische Wirkflächen sind die Schlagfläche eines Hammers oder die Sitzfläche eines Stuhls.

Im Falle des Flaschenträgers müssen Sie Wirkflächen vorsehen, die die Flaschen in ihrer Position halten. Grundsätzlich kommt dafür jede Stelle der Flaschenoberfläche infrage, auch der Flaschenhals. Darüber hinaus muss es Wirkflächen am Trage-/Haltegriff des Flaschenträgers geben – als Schnittstelle zur menschlichen Hand. Und schließlich gibt es beim Abstellen auch Wirkflächen zum Fußboden. In der Skizze in Abbildung 3.2 sind der Griff des Trägers und die Flaschen vereinfacht dargestellt. Die Schraffuren kennzeichnen denkbare Wirkflächen, die gestrichelten Linien machen die notwendige Verknüpfung der Teile deutlich.

Abbildung 3.2: Die verschiedenen Wirkflächen des Flaschenträgers

In dieser Phase der Produktentwicklung geht es vor allem um die logische Verknüpfung der Elemente, noch nicht um die Anordnung oder Abmessung der Elemente. Hier ist Ihr Einfallsreichtum gefragt:

Soll der Träger die Flaschen am Hals fassen oder ganz aufnehmen?

Gibt es einen oder mehrere Griffe?

Wie sollen die Griffe mit dem Träger verbunden sein?

Werden die Flaschen liegend, stehend, nebeneinander oder übereinander positioniert?

Auch diese Entscheidungen dürfen Sie nur mit Blick auf die Anforderungsliste fällen. So ist das Einbringen und Entnehmen der Flaschen zwar etwas umständlich, wenn Sie jede Flasche am Hals einklipsen müssen, der Träger könnte dadurch jedoch radikal vereinfacht werden und hätte ein reduziertes Gewicht und geringere Herstellungskosten. Hierbei handelt es sich also um einen Zielkonflikt – ein Merkmal, das für Handeln in allen technischen Bereichen typisch ist. (Zu den verschiedenen Merkmalen der Technik finden Sie Näheres in Kapitel 18).

Lassen Sie uns nun annehmen, dass Sie sich dafür entscheiden, die Flaschen in einzelne Behälter zu stellen, die miteinander verbunden sind und mit einem einzigen Griff bewegt werden können. Dann haben Sie das Prinzipkonzept festgelegt und können nun zum Entwerfen, also zur kompletten Festlegung aller Produkteigenschaften, schreiten.

Sie finden diese Trennung der Entwicklungsphasen bei einem so simplen Beispiel übertrieben und praxisfern? Da haben Sie wirklich recht! Wenn es nur um dieses schlichte Produkt ginge, würde niemand so schematisch vorgehen. Tatsächlich hat diese Ablaufstruktur vor allem bei komplexen Produktentwicklungsaufgaben ihren Sinn. Da ich Ihnen aber eine idealtypische Struktur zeigen will, ist dieser Formalismus notwendig.

Dritter Schritt: Entwerfen und Ausarbeiten

Das Entwerfen eines Produkts basiert auf den Prinzipentscheidungen der eben besprochenen Konzeptphase. Nun müssen Sie die Form, den Werkstoff, die Maße und die Oberfläche, aber auch zahlreiche Fertigungs- und Montageaspekte in der sogenannten Baustruktur bestimmen.

Die Baustruktur gibt an, welcher Aufbau und welche Fertigung vorgesehen sind.

An dieser Stelle wird vom Konstrukteur ein Spagat gefordert: Er soll einerseits streng die Anforderungen einhalten, andererseits aber sein Denken von Konventionen und Vorbildern lösen, um eine eigenständige Lösung zu entwickeln, die einen möglichst guten Kompromiss im Zielkonflikt zwischen den sich teilweise widersprechenden Anforderungen zu finden. In unserem Beispiel des Flaschenträgers gibt es viele solcher Widersprüche, zum Beispiel:

Er soll möglichst leicht, aber gleichzeitig auch stabil sein.

Er soll sicher stehen, aber nur wenig Platz benötigen.

Er soll wenig kosten, aber langlebig sein.

Und dies betrifft nur die Kriterien, die sich auf den Gebrauch beziehen, da alle anderen Lebenszyklusphasen noch gar nicht bedacht wurden! Grundsätzlich sollte ein Produkt durch alle Phasen seines Lebenszyklus hindurch bezüglich folgender Aspekte optimiert werden:

Es sollte wirtschaftlich zu fertigen sein.

Es sollte leicht zu verpacken, zu lagern und zu transportieren sein.

Es sollte einfach zu montieren sein.

Es sollte – das ist ja Sinn und Zweck des Ganzen – so gut zu gebrauchen sein, wie der Nutzer das wünscht.

Es sollte möglichst wartungsfrei (oder zumindest instandhaltungsfreundlich) sein.

Es sollte nach der Nutzungsphase energie- und kostensparend recycelt oder entsorgt werden können.

Es sollte den gegebenen gesetzlichen Bestimmungen und den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen.

Haben Sie sich beim Auspacken eines Möbelstücks zur Selbstmontage auch schon einmal gefragt, wie der Hersteller es schafft, das ganze große Bücherregal in einen so schmalen Karton zu bringen? Offenbar hat da jemand bei der Festlegung der Maße sehr gründlich nachgedacht. Vielleicht dient manche Abmessung des Produkts gar nicht – wie der Endkunde annimmt – dem schönen Aussehen oder der praktischen Verwendung, sondern ist schlicht dem Umstand geschuldet, dass das Regal auf diese Weise gut in die Schachtel passt.

Sie können sich leicht ausmalen, dass die Ziele der einzelnen Lebenszyklusphasen regelmäßig in Konkurrenz zueinander stehen. Für den unter Kostendruck stehenden Hersteller oder Konstrukteur bedeutet dies nicht selten, dass günstige Produkteigenschaften, die der Kunde (mangels technischer Allgemeinbildung) beim Kauf vielleicht gar nicht erkennen und würdigen kann, zugunsten anderer Faktoren wie der kostengünstigen Fertigung vernachlässigt werden. Typisches Beispiel: Viele Haushaltsgeräte sind günstig in der Anschaffung, lassen sich aber kaum reparieren.

In Abbildung 3.3 habe ich unterschiedliche erste Gestaltungsideen für unseren Träger skizziert. (Sie haben sicherlich noch viele weitere Ideen.) Sie werden leicht feststellen, welche der sieben Entwürfe (a bis g) nicht im Einklang mit dem gewählten Prinzipkonzept stehen, wonach der Flaschenträger an einem einzigen Griff gehalten wird und jede Flasche in einen Behälter gestellt wird:

Lösung (e) muss zweihändig gehoben werden.

Lösung (g) nimmt die Flaschen nicht auf, sondern klammert sich mit den halbrunden Aussparungen am Flaschenhals fest.

Wie Sie den Träger gestalten können, hängt auch eng mit der Frage des Werkstoffes und der verfügbaren Fertigungsverfahren zusammen. So lassen manche Werkstoffe (insbesondere Kunststoffe) fast alle Formgebungen zu, während andere diesbezüglich eingeschränkt sind. Holzwerkstoffe können Sie vor allem durch trennende Verfahren bearbeiten (zum Beispiel durch Sägen, Hobeln oder Schleifen), während Sie Kunststoffe auch in Formen gießen können.

Abbildung 3.3: Gestaltungsideen für den Flaschenträger

Bedenken Sie dabei jedoch, dass nicht alles, was der Werkstoff zulässt, auch tatsächlich durchführbar ist. Ein Betrieb zum Beispiel, der nicht über Kunststofftechnologien verfügt, kann keine Konstruktion vorsehen, zu deren Herstellung ein Kunststoff-Spritzgießverfahren benötigt wird. (Außer er entscheidet sich, die Fertigung an eine Fremdfirma zu übertragen.) Da ich auch in Ihrem Fall annehme, dass Sie keine Spritzgießmaschine im Keller haben, kommt also ein aus Kunststoff hergestellter Flaschenträger nicht infrage. (Näheres zum Spritzgießverfahren erfahren Sie in Kapitel 6.)

Gleiches gilt für Drahtkonstruktionen: Ein Flaschenträger aus Edelstahl mag zwar schick, langlebig, leicht, gut zu reinigen und stabil sein, aber wenn Sie keine Drahtüberkreuzungen schweißen können, muss diese Lösung wohl oder übel entfallen.

Ich setze deshalb auf die Variante (d): Sie scheint die gestellten Kriterien zufriedenstellend zu erfüllen, ist recht einfach zu fertigen und kostet nicht viel. Ich denke an einen formstabilen Holzwerkstoff, der sich kaum verzieht, kostengünstig und leicht zu bearbeiten ist – und entscheide mich für Sperrholz. (Diesen Werkstoff stelle ich Ihnen in Kapitel 4 ausführlich vor.)

Bevor Sie alle Entwurfsentscheidungen endgültig festlegen, empfehle ich Ihnen, ein Modell zu erstellen, mit dessen Hilfe Sie manche Produkteigenschaften vorab prüfen und gegebenenfalls konstruktiv optimieren können. In unserem Fall könnten Sie zum Beispiel den Flaschenträger erst einmal aus Pappe bauen.

Sie können die Form und die Maße der Einzelteile erst dann endgültig festlegen, wenn auch die Frage geklärt ist, wie diese miteinander verbunden (Fachwort: gefügt) werden sollen. Welche Verbindungsmethoden (Fachwort: Fügeverfahren) fallen Ihnen auf Anhieb ein?

Sie könnten die Teile einfach mit Holzleim verbinden, also kleben.

Sie könnten die Teile zusammennageln.

Sie könnten die Teile zusammenschrauben.

Da ich Ihnen in diesem Kapitel nur verdeutlichen möchte, wie die Produktentwicklung vonstattengeht, können wir alle anderen infrage kommenden Fügeverfahren einfach überspringen.

Bei Ihrer Entscheidung müssen Sie zwei Dinge gegeneinander abwägen: den Arbeitsaufwand und die Belastbarkeit der fertigen Verbindung. Ich persönlich würde mich bei den Holzverbindungen des Kastens für Leimen zusammen mit Nageln entscheiden. Immerhin geht es nicht um ein Schmuckkästchen, sondern um einen robusten Flaschenträger. Nageln geht schnell und presst die frisch geleimten Seiten zusammen, sodass ich nicht umständlich zu Leimzwingen greifen oder lange warten muss. Diese Kombination aus Leim und Nägeln führt zu einer stabilen Verbindung des Kastens. Für die weniger beanspruchte Inneneinteilung reicht Leimen allein.

Der nächste Schritt besteht darin, Ihre Skizze zu einer fertigungsorientierten, das heißt normgerechten und bemaßten technischen Zeichnung weiterzuentwickeln. Solche detaillierten Fertigungszeichnungen werden heute in der Regel nicht mehr am Zeichenbrett, sondern mithilfe eines Computers angefertigt – Stichwort CAD (kurz für Computer-Aided Design, das heißt rechnerunterstütztes Entwerfen).

Abbildung 3.4: Der Flaschenträger in der zweidimensionalen Dreitafelprojektion

Die CAD-Zeichnung modelliert das Objekt entweder zweidimensional in einzelnen Ansichten (typisch ist die Dreitafelprojektion mit Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht von links) oder dreidimensional, also räumlich. In Abbildung 3.4 und Abbildung 3.5 sehen Sie die entsprechenden Entwürfe für den Flaschenträger.

Abbildung 3.5: Eine dreidimensionale CAD-Zeichnung des Flaschenträgers

Technisches Zeichnen als eine Form technikbezogener Kommunikation

In der Technik wird auf verschiedene Weise kommuniziert. Für den technischen Profi hat vor allem die Technische Zeichnung Bedeutung, eine Tatsache, die den Bauingenieur Karl Culmann (1821–81) zu dem Ausspruch motivierte, das Zeichnen sei die Sprache des Ingenieurs. (Culmann ist vor allem durch sein Verfahren bekannt geworden, mit dem man Kräfte in Bauwerken auf einfache Weise zeichnerisch ermitteln kann.)

Grundsätzlich lassen sich folgende Formen der zeichnerisch-grafischen Darstellungsmittel in der Technik unterscheiden:

Skizzen (freihändig, nicht maßstäblich)Technische Zeichnungen (maßstäblich, normgerecht), entweder als Einzelteil- oder als GesamtzeichnungenPläne, etwa Schaltpläne der Elektrotechnik (Funktionszusammenhänge werden durch Symbole dargestellt)grafische Darstellungen (Schaubilder, Diagramme)Illustrationen (intuitiv erfassbare Visualisierung, wie sie in Gebrauchsanleitungen oder Werbebroschüren verwendet werden)

Die DIN-Norm 199 bietet einen ausführlichen Überblick über die Formen der Produktdokumentation. Dafür nutzt sie das ganze Alphabet aus, von A wie »Anordnungsplan« bis Z wie »Zusammenbauzeichnung«. Da ich jedoch davon ausgehe, dass Sie eher an den Grundprinzipien interessiert sind, schlage ich Ihnen folgende einfache Ordnung vor: Sie können Kommunikationsmittel in analoge und symbolische einteilen. Was ist damit gemeint?

Eine Darstellung ist analog, wenn zwischen ihr und dem abzubildenden Objekt eine Ähnlichkeitsbeziehung besteht. Das ist natürlich bei Fotografien und Illustrationen, die technische Sachverhalte abbilden, der Fall. Auch Skizzen geben Formen und Proportionen wieder. Und Technische Zeichnungen enthalten darüber hinaus alle weiteren Informationen, die für den jeweiligen Zweck erforderlich sind. Am detailliertesten sind diejenigen technischen Zeichnungen, nach denen Teile hergestellt werden sollen. Weniger informationsreiche Zeichnungen genügen für Montage-, Reparatur- oder Gebrauchsanleitungen.Auf der anderen Seite des Spektrums gibt es symbolische Darstellungen, etwa Diagramme, Schemata oder Schaltpläne. Hier finden Sie Zeichen, deren Bedeutung im Prinzip frei vereinbart ist. Denken Sie etwa an die Verkehrszeichen, die ja letztlich auch Abläufe in der Verkehrstechnik regeln sollen.

Dass das in der Abbildung unter (a) gezeigte Zeichen Ihnen Vorfahrt einräumt, ist im Prinzip willkürlich festgelegt. Es könnte auch etwas ganz anderes bedeuten. Viele Symbole enthalten allerdings noch Anschauungsreste, also analoge Anteile. Sehen Sie sich zum Beispiel das Zeichen »Kurve« (b) in der obigen Abbildung an: Anschaulich, also analog, werden Sie durch den nach links gekrümmten Pfeil vor einer gefährlichen Linkskurve gewarnt. Symbolisch vereinbart ist hingegen die Form dieses Schildes: Denn dass ein Dreieck mit nach oben zeigender Spitze eine Gefahr signalisiert, liegt nicht in der Natur der Sache, sondern ist reine Konvention.

Testen Sie doch einfach mal Ihre Fantasie! Können Sie dem unter (c) gezeigten Symbol eine Bedeutung zuordnen? Vielleicht hilft es Ihnen, wenn ich Ihnen verrate, dass es in der Fluidtechnik (Hydraulik; Pneumatik) verwendet wird – wo es also um strömende Flüssigkeiten und Luft geht. Finden Sie nicht auch, dass das Symbol ein wenig wie ein Sieb aussieht? Gemeint ist damit letztlich ein Filter. Ebenso knifflig dürfte das Symbol unter (d) sein – ebenfalls ein Symbol aus der Fluidtechnik. Vielleicht kommen Sie der Lösung näher, wenn Sie sich die waagrechten Striche als Schläuche vorstellen! Jedenfalls handelt es sich dabei um ein sogenanntes Rückschlagventil, das den Luftstrom von links nach rechts mithilfe einer federbelasteten Kugel sperrt, ihn aber von rechts nach links durchlässt.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass es in der Technik analoge und symbolische Kommunikationsmittel gibt – und auch Mischungen dieser beiden Darstellungsformen. Anhand der Beispiele wird klar, dass symbolische Darstellungen für den Uneingeweihten kaum zu entziffern sind: Wer die vereinbarte Bedeutung nicht erlernt hat, kann sie einem Symbol eben auch nicht zuordnen.

Die Darstellung des Flaschenträgers in räumlicher (3D-)Darstellung hat den Vorteil, dass Sie sich den Körper besser vorstellen und aus verschiedenen Blickwinkeln anschauen können. Im Fall von Abbildung 3.5 habe ich die 3D-CAD-Software »SolidWorks« verwendet. Wenn Sie damit eine solche Zeichnung erstellen wollen, gestalten Sie zunächst die Einzelteile, also zum Beispiel das Bodenbrett (Positionsnummer 1) und die Seitenwand (Nummer 2) und verbinden diese Teile dann zu einer Baugruppe, also in diesem Fall zum kompletten Flaschenträger (räumliche Darstellung). Daraus können Sie dann recht einfach die fertigungsorientierte Zeichnung ableiten, also die Darstellung der einzelnen Ansichten samt Bemaßung wie in Abbildung 3.4 gezeigt.

Da das CAD-Programm bei diesem Vorgehen alle Teile »kennt«, kann es leicht auch eine Stückliste erzeugen, wie sie in Abbildung 3.4