Das Fach Konstruktionslehre vermittelt die angewandten Grundlagen der Konstruktion. In ihm werden die Grundlagen aus anderen Fächern wie der Technischen Mechanik, Werkstoffkunde oder Thermodynamik zusammengeführt und angewandt, bzw. konstruktionsmethodische Grundlagen vermittelt. Insofern existieren zwei Arten der „Lehre der Konstruktion“:

  • Die "klassische Art" der Konstruktionslehre beruht darauf, dem Lernenden physikalische Grundlagen und wesentliche Maschinenelemente zu vermitteln. Dabei wird das "Wie" der Anwendung ausgespart und bleibt dem Erfindungsgeist und dem Geschick des Einzelnen ĂĽberlassen.
  • parallel hierzu gibt es als Konstruktionslehre die "Konstruktionsmethodik", wie sie seit den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts neu an einigen LehrstĂĽhlen Technischer Universitäten eingefĂĽhrt wurde. Hier wird davon ausgegangen, dass die Grundlagen der Physik, Thermodynamik, Maschinenelementekenntnis- und Auslegung bereits bekannt sind. Vielmehr richtet sich der Fokus der Methodik darauf, das mehr oder minder zufällige Ergebnis der Konstruktion durch systematisches Arbeiten auf eine begrĂĽndbare Basis zu stellen. Hierbei erhofft man sich eine bessere Messbarkeit des Konstruktionsprozesses, eine Beschleunigung desselben und vor allem fokussiert die Konstruktionsmethodik neuartige Produkte. Kritiker beklagen allerdings aufgrund der Formalisierung einen Verlust an Kreativität im Konstruktionsprozess.

Wegen des noch relativ jungen Alters der Konstruktionsmethodik variieren die Bezeichnungen und Inhalte des Faches selbst zwischen den methodisch ausgerichteten Universitäten maĂźgeblich. Auch wenn die Zugehörigkeit zu einer speziellen "Schule", wie z. B. der "Ilmenauer Schule", der "Braunschweiger Schule" oder der "Darmstädter Schule" vielen Studenten nicht bewusst ist, so lassen sich doch wesentliche Kenntnisunterschiede ausmachen.

Die Konstruktionslehre ist wichtiger Bestandteil vieler technischer Studiengänge. Beispiele hierfür sind die Vorlesung Konstruktionstechnik im Maschinenbau-Studium, dort auch als Maschinenkonstruktionslehre oder MKL bezeichnet, oder die Studiengänge Feinwerktechnik, Produktionstechnik und Fahrzeugtechnik.


Ziel und Zweck der methodischen Konstruktionslehre:

  • die Entwicklung qualitativ besserer und wirtschaftlicherer Produkte
  • die Rationalisierung und Schaffung von Voraussetzungen zur Automatisierung von Konstruktionsprozessen (CAD)
  • die Schaffung einer Lehre zur besseren und schnelleren Ausbildung von Konstrukteuren
  • die Schaffung von Regeln und Vorgehensweisen, die allgemeingĂĽltig und nicht objektgebunden sind sowie fĂĽr bestimmte Fragestellungen alle existenten Lösungen liefern


Konstruktionsmethodik soll:

  • ein problemorientiertes Vorgehen ermöglichen, das heiĂźt sie muss prinzipiell bei jeder Konstruktionstätigkeit branchenunabhängig sein
  • Erfindungs- und Erkenntnis fördernd sein, das heiĂźt sie soll das Finden von optimalen Lösungen erleichtern
  • mit Begriffen, Methoden und Erkenntnissen anderer Disziplinen verträglich sein
  • Lösungen nicht zufallsbedingt erzeugen
  • Lösungen auf verwandte Aufgaben leicht ĂĽbertragen lassen
  • geeignet sein fĂĽr den Einsatz elektronischer Datenverarbeitungsanlagen
  • lehr- und erlernbar sein
  • den Erkenntnissen der Arbeitswissenschaften entsprechen, also Arbeit erleichtern, Zeit sparen, Fehlentscheidungen vermeiden und tätige, motivierte Mitarbeit gewährleisten


Arbeitsfluss beim Konstruieren:

  • Klären der Aufgabenstellung: dient zur Informationsbeschaffung ĂĽber die Anforderungen, die an die Lösung gestellt werden, sowie ĂĽber die bestehenden Bedingungen und ihre Bedeutung. Das Ergebnis ist die informative Festlegung in einer Anforderungsliste, die stets auf den neuesten Stand gehalten werden muss.
  • Konzipieren: ist der Teil des Konstruierens, der nach Klären der Aufgabenstellung durch abstrahieren auf die wesentlichen Probleme, Aufstellen von Funktionsstrukturen und durch Suche nach geeigneten Wirkprinzipien und deren Kombination in einer Wirkstruktur die prinzipielle Lösung festlegt. Das Konzipieren ist die prinzipielle Festlegung einer Lösung. Die Darstellungsform kann z.B. ein Schaltplan, ein Flussdiagramm, eine Strich-skizze oder eine grobmaĂźstäbliche Zeichnung sein. Eine dauerhafte und erfolgreiche konstruktive Lösung entsteht durch die Wahl des zweckmäßigsten Prinzips und nicht durch die Ăśberbetonung konstruktiver Feinheiten. Die erarbeiteten Lösungsvarianten mĂĽssen bewertet werden. Man entscheidet sich aufgrund der Bewertung fĂĽr das weiter zu verfolgende Konzept. Der Konstruktionsprozess wird auf der konkreten Ebene des Entwerfens fortgesetzt.
  • Entwerfen: ist der Teil des Konstruierens, der fĂĽr ein technisches Gebilde von der prinzipiellen Lösung ausgehend die Baustruktur nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten eindeutig und vollständig erarbeitet. Das Entwerfen ist die gestalterische Festlegung einer Lösung. In vielen Fällen wird man mehrere maĂźstäbliche EntwĂĽrfe als vorläufige EntwĂĽrfe erstellen mĂĽssen, um die Vor- und Nachteile der einzelnen Varianten besser beurteilen zu können. Ein häufiger und typischer Vorgang ist es, dass nach dem Bewerten der einzelnen Varianten eine besonders favorisiert erscheint, aber durch Teillösungen der anderen, in der Gesamtheit nicht so gĂĽnstig erscheinenden Vorschläge befruchtet und verbessert werden kann. Der endgĂĽltige Gesamtentwurf stellt dann schon eine Kontrolle der Funktion, der Haltbarkeit, der räumlichen Verträglichkeit usw. dar, wobei sich die Anforderungen bezĂĽglich der Kosten nun spätestens hier als erfĂĽllbar darstellen mĂĽssen.
  • Ausarbeiten: ist der Teil des Konstruierens, der die Baustruktur eines technischen Gebildes durch endgĂĽltige Vorschriften fĂĽr Form, Bemessung und Oberflächenbeschaffenheit aller Einzelteile, Festlegen aller Werkstoffe, ĂśberprĂĽfung der Herstellmöglichkeiten sowie der endgĂĽltigen Kosten ergänzt, und die verbindlichen zeichnerischen und sonstigen Unterlagen fĂĽr seine stoffliche Verwirklichung schafft. Das Ergebnis des Ausarbeitens ist die herstellungstechnische Festlegung der Lösung.


Lehrinhalte des Fachs Konstruktionslehre im Sinne Maschinenelemente sind beispielsweise:

  • Fertigungsverfahren und die dazugehörigen Kriterien, um das WerkstĂĽck fertigungsgerecht gestalten zu können.

Lehrinhalte der Konstruktionslehre in konstruktionsmethodischem Sinne sind beispielsweise:

  • morphologische Methoden ("morphologischer Kasten")
  • Ideenfindungsmethoden wie
  • Arbeit mit Konstruktionskatalogen
  • Abstraktionswerkzeuge wie z.B.
    • allgemeine Funktionsstruktur
    • spezielle Funktionsstruktur
    • logische Funktionsstruktur
    • Getriebeschaubild
  • Methoden zur systematischen Variation
  • Aufbau und Ermittlung einer Anforderungsliste
  • Kostenabschätzungen
  • Analogiebetrachtungen
  • Gestaltungsprinzipien, wie

und weitere.

Bearbeiten Literatur zum Thema

Als das Grundlagenwerk gilt

  • Pahl, Gerhard ; Beitz, Wolfgang† ; Feldhusen, Jörg ; Grote, Karl-H. : Konstruktionslehre – Grundlagen erfolgreicher Produktentwicklung Methoden und Anwendung. 5. Aufl. Berlin : Springer, 2003 – ISBN 3-540-00319-3

sowie die

  • Richtlinie VDI 2221 : Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischere Systeme und Produkte. DĂĽsseldorf : VDI- Verlag, Mai 1993
  • Roth, Karlheinz : Konstruieren mit Konstruktionskatalogen. Bd. 1 : Konstruktionslehre. 3.Aufl. Berlin : Springer, 2000 – ISBN 3-540-67142-0
  • Rodenacker, Wolf G. : Methodisches Konstruieren. 2. Aufl. Berlin : Springer, 1976 (KonstruktionsbĂĽcher Bd. 27) – ISBN 3-540-07513-5
  • Roth, Karlheinz : Konstruieren mit Konstruktionskatalogen. Bd. 3 : Verbindungen und VerschlĂĽsse, Lösungsfindung. 2.Aufl. Berlin : Springer, 1996 – ISBN 3-540-60782-X
  • Roth, Karlheinz : Konstruieren mit Konstruktionskatalogen. Bd. 2 : Kataloge. 3.Aufl. Berlin : Springer, 2001 – ISBN 3-540-67026-2
  • Ehrlenspiel, Klaus : Integrierte Produktentwicklung – Methoden fĂĽr ProzeĂźorganisation, Produkterstellung und Konstruktion. 1. Aufl. MĂĽnchen : Hanser, 1995 – ISBN 3-446-15706-9
  • Koller, Rudolf : Konstruktionsmethode fĂĽr den Maschinen-, Geräte- und Anlagenbau. 1. Aufl. Berlin : Springer, 1976 – ISBN 3-540-07444-9
  • Hansen, Friedrich : Konstruktionswissenschaft – Grundlagen und Methoden. 1. Aufl. MĂĽnchen : Hanser, 1974 – ISBN 3-446-11957-4
  • Koller, Rudolf : Konstruktionslehre fĂĽr den Maschinenbau – Grundlagen zur Neu- und Weiterentwicklung technischer Produkte mit Beispielen. 3. Aufl. Berlin : Springer, 1994 – ISBN 3-540-57928-1

Bearbeiten Methodensammlungen und Quellen im Internet

Bearbeiten Siehe auch

TRIZ, ARIZ