Konstruktionswettbewerb 2022

Aufgabenstellung 2022

Ziel der diesjährigen Übung zur Konstruktionsmethodik ist es, eine Maschine zu entwickeln, die in der Lage ist eine „Pick and Place“-Aufgabe zu erfüllen - oder umgangssprachlich „Stuttgarter Volksfest – O'zapft isch“

Folgende Einschränkungen müssen beachtet werden

  • Das Startgewicht der Maschine darf maximal 1500 g betragen
  • Beim Start dürfen die Abmessungen der Maschine einen Würfel mit einer Kantenlänge von 400 mm nicht überschreiten.
  • Zulässige Energiequellen sind das Eigengewicht der Maschine und 8 Batterien vom Typ R6 oder LR6.
  • Die Spielbahn ist nicht ideal eben und darf von der Maschine nicht verlassen werden.
  • Der Start der Maschine erfolgt durch eine einzige Person. Im Anschluss muss die Maschine die Aufgabe selbständig und ohne Eingriff einer bedienenden Person ausführen.
  • Die Maschine muss nach dem Ende der Spielzeit direkt abgeschaltet werden.
  • Gegenstände und Personen dürfen von der Maschine nicht beschädigt werden!

In der Abbildung sind die Grundabmaße der Spielbahn eingezeichnet. Beide Spielfelder sind dabei identisch aufgebaut. Sie bestehen aus einem Tisch (grün), einem Tresen (rot) und dem Fass mit Zapfhahn.

Aufbau der Zapfanlage
Die Zapfanlage besteht aus einem handelsüblichen 5 Liter Fass, bei dem der Deckel und der Boden entfernt wurden. Anstelle des Boden ist ein Trichter mit einem Durchmesser von 150 mm eingelassen. Über ein DN32 HT-Bogen mit einem Winkel von 45° und einem sich anschließenden HT-Rohr mit einer Länge von ca. 175 mm wird das Medium in Richtung „Zapfhahn“ geleitet. Die genaue Position des Zapfhahns ist der Abbildung zu entnehmen.

Der Zapfhahn besteht aus einem feststehenden Bauteil, in dem das Rohr endet, und einem beweglichen für die Dosierung. Hierfür wird eine Klappe verwendet, die im unbetätigten Zustand durch eine Feder zurückgestellt wird. Dabei wird für den maximalen Öffnungswinkel von ca. 57° eine Kraft von 8 N benötigt. In der Abbildung ist der Aufbau des Zapfhahns ohne Feder abgebildet.

Spielfeld
Das Spielfeld ist nicht ideal eben und mit einer 100 mm hohen Bande umgeben

Bierkrüge
Bei den Krügen handelt es sich um handelsübliche 540 ml Gläser aus Kunststoff.

Bier
Linsenförmiges Kunststoffgranulat aus POM mit einem Durchmesser von ca. 3-4 mm und einer Länge von ca. 5-6 mm

Ablauf des Wettbewerbs

  • Es findet zuerst ein Qualifikationslauf statt, danach wird im K.O. - System weiter gespielt.
  • Die Startreihenfolge der Maschinen wird ausgelost.
  • An jeder Maschine muss für das Publikum gut erkennbar die Nummer der teilnehmenden Gruppe als Startnummer in lesbarer, schwarzer Schrift auf weißem Grund angebracht sein.
  • Die Vorbereitungszeit am Spielfeld vor dem Start beträgt maximal 2 Minuten.
  • Die bewusste oder fahrlässige Beschädigung von Gegenständen, Maschinen oder Personen führt zur sofortigen Disqualifikation der Maschine.

Qualifikationslauf

  • Beim Start des Qualifikationslaufs befinden sich die leeren Gläser innerhalb der Markierungen auf dem Tisch.
  • Im Qualifikationslauf ist es entscheidend, innerhalb von 3 Minuten möglichst viele leere Gläser vom Tisch auf den Tresen zu bringen.
  • Das Team platziert dazu seine Maschine im Bereich zwischen Tresen und Tisch.
  • Sobald alle Gläser vom Tisch auf den Tresen platziert sind, wird die Zeit gestoppt.
  • In Abhängigkeit der Schnelligkeit und Menge der platzierten Gläser auf dem Tresen, erhalten die Maschinen bessere Ausgangspositionen für die KO-Runde.

Finallauf

  • Beim Start des Finallaufs stehen die Gläser innerhalb der Markierungen auf dem Tresen.
  • Im Finallauf treten zwei Teams über 3 Minuten Spielzeit gegeneinander an. Beide Bahnen sind dabei identisch aufgebaut. Ziel ist es, die Bierkrüge am Fass mit „Bier“ zu füllen und auf den Tisch abzustellen.
  • Jedes Team platziert seine Maschine dazu im Bereich zwischen Tisch und Tresen. Die Fässer sind dabei so angeordnet, dass beide Teams die gleichen Voraussetzungen haben.
  • Sobald alle Gläser mit „Bier“ gefüllt auf den definierten Positionen auf dem Tisch abgestellt sind, stoppt die Zeit für die Maschine.
  • Gewinner ist die Maschine, die beim Produkt aus Summe der Füllmenge der Gläser auf dem Tisch und deren Anzahl den höheren Wert hat. Bei Gleichstand gewinnt die schnellere Maschine.

Ein besonderer Dank gilt den folgenden Firmen, die den Wettbewerb teilweise schon seit vielen Jahren unterstützen:

Termin und Ort

Der Wettbewerb findet am Tag der Wissenschaft an der Universität Stuttgart am 25. Juni 2022 um 14 Uhr im Hörsaal V 7.02 (Pfaffenwaldring 7) statt.

Zum Seitenanfang