Vertiefung Technik at Bergische Universität Wuppertal

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Sie kennen den Technikbegriff nach Ropohl 2009.

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Sie wissen wie Verkehr definiert werden kann und welche technischen Einrichtungen zur Verkehrstechnik gehören.

 

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Sie kennen Verkehrsmittel, Verkehrsanlagen und Verkehrssicherungsanlagen zum Straßenverkehr.

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Sie kennen die Geschichte des Fahrrads und können diese anhand der acht Entwicklungsschritte von der Laufmaschine bis zum Hightechprodukt mit eigenen Worten wiedergeben.

 

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Sie kennen den Unterschied zwischen Verkehrssicherheit und Betriebssicherheit.

 

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Sie wissen wie Bionik definiert wird.

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Sie kennen die zwei Vorgehensweisen der Bionik.

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Sie können die 8 Schritte der Prozessbeschreibung für die Problemlösung nennen und erläutern.

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Sie wissen welche Bestandteile zum Überbau bzw. Unterbau einer Brücke gehören.


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Sie kennen die drei am weitesten verbreiteten Typen von Brückenkonstruktionen und können diese unterscheiden.´

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Sie können die Baustoffe von Brücken früher und heute benennen.


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Sie können Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Kragsteinbogenbrücken und Keilsteinbogenbrücken benennen.

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Vertiefung Technik

Sie kennen den Technikbegriff nach Ropohl 2009.

Technik umfasst (a) die Menge der nutzenorientierten, künstlichen, gegenständlichen Gebilde (Artefakte oder Sachsysteme), (b) die Menge menschlicher Handlungen und Einrichtungen, in denen Sachsysteme entstehen und (c) die Menge menschlicher Handlungen, in denen Sachsysteme verwendet werden

Vertiefung Technik

Sie wissen wie Verkehr definiert werden kann und welche technischen Einrichtungen zur Verkehrstechnik gehören.

 

Verkehr ist die Ortsveränderung von Personen, Gütern und Nachrichten unter Benutzung besonderer technischer und organisatorischer Einrichtungen

Dazu gehören Verkehrsmittel, Verkehrsanlagen und Verkehrssicherungsanlagen. Die technischen Einrichtungen werden als Verkehrstechnik zusammengefasst.

Vertiefung Technik

Sie kennen Verkehrsmittel, Verkehrsanlagen und Verkehrssicherungsanlagen zum Straßenverkehr.

Straßenverkehr:
Verkehrsmittel: Lastkraftwagen, Busse, Fahrrad, Personenkraftwagen
Verkehrsanlagen: Straßen, Autobahn, Brücken, Tunnel
Verkerhssicherungsanlagen: Verkehrszeichen, Ampelanlagen, Verkehrsleiteinrichtungen

Vertiefung Technik

Sie kennen die Geschichte des Fahrrads und können diese anhand der acht Entwicklungsschritte von der Laufmaschine bis zum Hightechprodukt mit eigenen Worten wiedergeben.

 

  • Draisinne
  • Tretkrubelrad
  • Hochrad
  • Kangaroo - Übergang vom Hochrad zum Sicherheitsrad
  • Rover - Safety - Bicycle — Sicherheitsrad — Niederrad mit Kreuzrahmen ( Rover)
  • Trapezrahmen/ Diamantrahmen
  • klapprad
  • Hightechprodukt

Vertiefung Technik

Sie kennen den Unterschied zwischen Verkehrssicherheit und Betriebssicherheit.

 

Zur Verkehrssicherheit gehören alle Einrichtungen am Fahrzeug, die eine Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer verhindert, ein sicheres Beherrschen des Fahrzeugs ermöglichen und es für andere Verkehrsteilnehmer erkennbar erscheinen lassen


Zur Verkehrssicherheit zählen nach STVZO: Vorderbremse, Hinterradbremse, Klingel, Scheinwerfer (weiß), Frontreflektor (weiß), Schlussleuchte (rot), Rückstrahler (rot), 2 Speichenreflektoren je Rad (gelb), Pedalreflektoren (gelb)




Die Betriebssicherheit ist die Mängelfreiheit des eigenen Fahrzeugs, so dass das Fahrtziel sicher erreicht werden kann.


Zur Betriebssicherheit zählen: stabilere Rahmen, leichtgängige und Spielereien Lenkung, ausreichende Spannung der Speichen, Bereifung mit ausreichendem Profil und Luftdruck, feste Lenker- und Sattelbefestigungen, richtige Höheneinstellung von Sattel und Lenker, 

Kettentrieb mit nur geringen Spiel und Zahnverschleiß, Befestigung der Tretkurbel ohne herausstechende Keile


Vertiefung Technik

Sie wissen wie Bionik definiert wird.

Wanieck:

Bionik ist die „interdisziplinäre Zusammenarbeit von Biologie und Technik mit dem Ziel, durch Abstraktion, Übertragung und Anwendung von Erkenntnissen, die an biologischen Vorbildern gewonnen werden, technische Fragestellungen zu lösen


Vertiefung Technik

Sie kennen die zwei Vorgehensweisen der Bionik.

Lösungsbasierter Ansatz/ Bottom-Up

Der Ausgangspunkt des Leistungsbasierten Ansatzes ist die Biologie mit ihrer Grundlagenforschung. Das bedeutet, dass eine zufällige Beobachtung am Anfang steht. Diese Beobachtung wird untersucht und analysiert. Nachdem die Beobachtung nachvollzogen wird, wird diese als Vorlage genutzt und technisch umgesetzt.

Also animiert die Natur zur technischen Verwendung an.


Problemgetriebener Ansatz/ Top-Down

Der Ausgangspunkt des Problemgetriebenen Ansatzes ist ein Problem oder eine Fragestellung. Daraufhin wird dann aktiv nach einer Vorlage der Natur gesucht. Für diesen Ansatz werden Acht Schritte verfolgt.

1. Problemanalyse

Um zu wissen welches konkrete Ziel verfolgt wird ist es wichtig das Problem zunächst neutral zu analysieren. Hierzu muss das Problem verstanden werden und die Ist-Soll-Situation erfasst werden. Dieser Schritt bringt eine lösungsneutrale Problembeschreibung und eine Beschreibung des Ziel als Funktion hervor.

2. Problemabstraktion

Dieser Schritt hat das Ziel die Problembeschreibung abzuleiten, sodass sich diese im die Biologie übersetzen lässt. Das bedeutet, dass das Problem so formuliert werden muss, dass nach biologischen Vorbildern gesucht werden kann.

3. Übertragung in die Biologie

Um in der Biologie Vorbilder suchen zu können ist es notwendig in diesem Schritt ein Suchziel zu formulieren sodass die Recherche erfolgen kann. Dabei ist es wichtig die Sprache der Biologie zu verwenden und Fragen an die Natur zu formulieren.

4. Suche biologischer Vorbilder

Mithilfe von Fachliteratur und Datenbanken sowie Suchmaschinen werden nur potentielle Vorbilder gesucht. Somit hat dieser Schritt den Zweck Biologische Vorbilder mir ähnlicher Funktion unter ähnlichen Randbedingungen wie die angestrebte technische Lösung zu finden. Im besten falle sogar mehrere Vorbilder.

5. Auswahl geeigneter Vorbilder

Durch Analogien soll hier meist unter mithilfe von Biologen um das Vorbild zu verstehen eine Auswahl geeigneter biologischer Vorbilder gefunden werden.

6. Abstraktion der Biologie 

Bei diesem Schritt werden biologische Funktionen wieder in den technischen Kontext übersetzt. Eine Beschreibung des biologischen Phänomens liegt als ein physikalisch-chemisches Funktionsprinzip vor.

7. Übertragung in die Technik

Hier werden erste Lösungskonzepte entwickelt und bereits auch erste Ideen und weitere Optimierungen gefunden. Dabei wird auch die Machbarkeit und Umsetzbarkeit des Lösungskonzeptes berücksichtig

8. Anwendung und Tests

Zuletzt wird das Lösungskonzept umgesetzt, geprüft und verbessert. Hierbei wird auch Nachhaltigkeit und Produktion überprüft sowie das Marketing gestellt.

Vertiefung Technik

Sie können die 8 Schritte der Prozessbeschreibung für die Problemlösung nennen und erläutern.

1. Problemanalyse

Um zu wissen welches konkrete Ziel verfolgt wird ist es wichtig das Problem zunächst neutral zu analysieren. Hierzu muss das Problem verstanden werden und die Ist-Soll-Situation erfasst werden. Dieser Schritt bringt eine lösungsneutrale Problembeschreibung und eine Beschreibung des Ziel als Funktion hervor.

2. Problemabstraktion

Dieser Schritt hat das Ziel die Problembeschreibung abzuleiten, sodass sich diese im die Biologie übersetzen lässt. Das bedeutet, dass das Problem so formuliert werden muss, dass nach biologischen Vorbildern gesucht werden kann.

3. Übertragung in die Biologie

Um in der Biologie Vorbilder suchen zu können ist es notwendig in diesem Schritt ein Suchziel zu formulieren sodass die Recherche erfolgen kann. Dabei ist es wichtig die Sprache der Biologie zu verwenden und Fragen an die Natur zu formulieren.

4. Suche biologischer Vorbilder

Mithilfe von Fachliteratur und Datenbanken sowie Suchmaschinen werden nur potentielle Vorbilder gesucht. Somit hat dieser Schritt den Zweck Biologische Vorbilder mir ähnlicher Funktion unter ähnlichen Randbedingungen wie die angestrebte technische Lösung zu finden. Im besten falle sogar mehrere Vorbilder.

5. Auswahl geeigneter Vorbilder

Durch Analogien soll hier meist unter mithilfe von Biologen um das Vorbild zu verstehen eine Auswahl geeigneter biologischer Vorbilder gefunden werden.

6. Abstraktion der Biologie 

Bei diesem Schritt werden biologische Funktionen wieder in den technischen Kontext übersetzt. Eine Beschreibung des biologischen Phänomens liegt als ein physikalisch-chemisches Funktionsprinzip vor.

7. Übertragung in die Technik

Hier werden erste Lösungskonzepte entwickelt und bereits auch erste Ideen und weitere Optimierungen gefunden. Dabei wird auch die Machbarkeit und Umsetzbarkeit des Lösungskonzeptes berücksichtig

8. Anwendung und Tests

Zuletzt wird das Lösungskonzept umgesetzt, geprüft und verbessert. Hierbei wird auch Nachhaltigkeit und Produktion überprüft sowie das Marketing gestellt.

Vertiefung Technik

Sie wissen welche Bestandteile zum Überbau bzw. Unterbau einer Brücke gehören.


  • Überbau umfasst: die Fahrbahn, die darunter befindlichen Hauptträger, Geländer bzw. Schutz- und Leitplanken, Auffahrten
  • —>wird durch Unterbau gestützt

  • Unterbau: trägt lasten über Lager, Widerlagern, Pfeiler und Fundamente auf den Baugrund ab

Vertiefung Technik

Sie kennen die drei am weitesten verbreiteten Typen von Brückenkonstruktionen und können diese unterscheiden.´

  • Balkenbrücken —> älteste Bauform
  • Bogenbrücken —> Kragstein & Keilstein
  • Hängebrücken

Vertiefung Technik


Sie können die Baustoffe von Brücken früher und heute benennen.


Früher:
- Holz, Stein oder später Gusseisen

Heute:
- Stahl, Szahlbeton oder Spannbeton

Vertiefung Technik

Sie können Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Kragsteinbogenbrücken und Keilsteinbogenbrücken benennen.

Keilsteinbogenbrücke

Keil- bzw. trapezförmige Mauersteine mit gleichmäßig dicken Mörtelfuge oder

Quaderförmige Steine und keilförmige Mörtelfugen

Wird als echter Bogen bezeichnet

Fugen zwischen keilförmigen Steinen zum

Kreismittelpunkt gerichtet

Größere Spannweite

Lehrgerüst erforderlich




Kragsteinbogenbrücke

Quaderförmige Steine mit Auskragungen

Wird als falscher Bogen bezeichnet

Waagerechte Schichtverlauf

Geringere Spannweite

Kein Lehrgerüst erforderlich

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