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40 innovativen Grundprinzipien

unterlagen technische widersprüche

40 innovative grundprinzipien

IGP 1. Prinzip der Zerlegung bzw. Segmentierung:

Das Objekt ist in unabhängige, gleiche Teile zu zerlegen.
Das Objekt ist zerlegbar auszuführen.
Der Grad der Zerlegung des Objektes ist zu erhöhen.

Problem: Erhöhung der Seetüchtigkeit und Unsinkbarkeit von Booten
Lösung: Katamaran bzw. Polymaran, d. h. Boot mit mehreren Schwimmkörpern

IGP 2. Prinzip der Abtrennung:

Vom Objekt ist das "störende" Teil, die "störende" Eigenschaft, abzutrennen.
Im Unterschied zum vorhergehenden Verfahren, in dem es um die Zerlegung des Objektes in gleiche Teile ging, wird hier vorgeschlagen, das Objekt in unterschiedliche Teile zu zerlegen.

Problem: Erhöhung der Flugsicherheit auf Flughäfen durch Fernhaltung von Vogelschwärmen
Lösung: Künstlich erzeugte, von den Vogelkörpern "abgetrennte" Vogelschwarmschreie schrecken andere Vögel ab.

IGP 3. Prinzip der örtlichen Qualität:

Von der homogenen Struktur des Objektes oder des umgebenden Mediums ist zu einer

inhomogenen Struktur überzugehen.
Jedes Teil des Objektes soll sich unter solchen Bedingungen befinden, die seiner Arbeit am zuträglichsten sind.

Problem: Verbesserung der Bodenstruktur während des Pflügens.
Lösung: Zusatzfurchenpflug mit strukturell differenziert ausgeführten Pflugscharen mit unterschiedlicher Pflugtiefe.

IGP 4. Prinzip der Asymmetrie:

Von der symmetrischen Form des Objektes ist zur asymmetrischen überzugehen.
Der Grad der Asymmetrie ist zu erhöhen, wenn das Objekt bereits asymmetrisch ist.

Problem: Blendenfreie Ausleuchtung der Fahrbahn bei Gegenverkehr.
Lösung: Asymmetrische Einstellung der Scheinwerfer.

IGP 5. Prinzip der Kopplung:

Gleichartige oder zur Koordinierung bestimmte Systeme oder Operationen sind zu koppeln.

Problem: Effektivierung des Material- und Montageaufwandes bei der Ausführung von Betonmischern.
Lösung: Koppeln von Riemenscheibe und Mischtrommel durch direkte Strukturierung des Trommelmantels zur Aufnahme des Riemens.

IGP 6. Prinzip der Universalität:

Das Objekt erfüllt mehrere unterschiedliche Funktionen, wodurch weitere gesonderte Objekte überflüssig werden.

Problem: Materialeinsparung bei Schreibblöcken.
Lösung: Gesondertes Linienblatt entfällt, da es auf der Rückseite des Deckblattes abgebildet wird.
 
oder
 
Problem: Herstellung von Softeis.
Lösung: Trommelgefrierer mit umlaufendem metallischen Stützband, das gleichzeitig Transport- und Kühlaufgaben wahrnimmt.

IGP 7. Prinzip der "Steckpuppe" (Matrjoschka):

Ein Objekt ist im Inneren eines anderen untergebracht, das sich wiederum im Inneren eines dritten befindet usw. Ein Objekt durchläuft oder füllt den Hohlraum eines anderen Objektes.

Problem: Verringerung des Platzbedarfs bei Autoantennen.
Lösung: Teleskopartige Segmentröhren unterschiedlichen Durchmessers werden ineinander geschoben.

IGP 8. Prinzip der Gegenmasse:

Die Masse des Objektes ist durch Kopplung mit einem anderen Objekt, das Tragkraft besitzt, zu kompensieren.
Die Masse des Objektes ist durch Wechselwirkung mit einem Medium zu kompensieren.

Problem: Reduzierung schwerer körperlicher Arbeit beim Einhängen von Blechformen für die Eisblockherstellung.
Lösung: Formbleche werden über Flaschenzug mit Gegengewicht verbunden. Durch Einbringen von Heißdampf in die Blechformen werden die Randschichten der Eisblöcke geschmolzen. Die Blechformen heben sich dadurch im richtigen Zeitpunkt "von selbst" ab,

IGP 9. Prinzip der vorgezogenen Gegenwirkung:

Wenn gemäß den Bedingungen der Aufgabe eine bestimmte Wirkung erzielt werden soll, muß zuvor die Gegenwirkung erzeugt werden.

Problem: Verstopfung der Bohrungen von Streuseleinrichtungen für Karlsbader Oblaten.
Lösung: Bohrungen werden durch gegeneinander bewegliche Kämme ersetzt, die unter Vorspannung stehen. Sie reinigen sich durch die Streuselauftragsbewegung der vorbeilaufenden Trommelstäbe "von selbst".

IGP 10. Prinzip der vorgezogenen Wirkung:

Die erforderliche Wirkung ist vorher zu erzielen (vollständig oder auch teilweise).
Die Objekte sind vorher so aufzustellen bzw. einzusetzen, daß sie ohne Zeitverlust für ihr Herbeischaffen vom geeignetsten Ort aus wirken können.

Problem: Schnelles Öffnen von Verpackungen.
Lösung: Einbringen von Aufreißfäden in lokalisierte Verpackungsteile.

IGP 11. Prinzip des "vorher untergelegten Kissens" (Prävention):

Eine relativ geringe Zuverlässigkeit des Objektes wird durch vorher bereitgestellte Hilfsmittel ausgeglichen.

Problem: Diebstahlsvermeidung von beweglichen Gütern.
Lösung: Vorheriges Einbringen von Signalträgern, die bei versuchtem Diebstahl ein Signal auslösen.

IGP 12. Prinzip des Äquipotenzials:

Die Arbeitsbedingungen sind so zu verändern, daß das Objekt mit konstantem Energiepotenzial arbeiten kann, z. B. nicht angehoben oder herabgelassen werden muß.

Problem: Hoher Energieaufwand für das Heben und Senken des Kolbens bei Verbrennungsmotoren.
Lösung: Wankelmotor mit konstantem Energiepotenzial des Drehkolbens.

IGP 13. Prinzip der Funktionsumkehr:

Statt der Wirkung, die durch die Bedingungen der Aufgabe vorgeschrieben wird, ist die umgekehrte Wirkung zu erzielen.
Der bewegliche Teil des Objektes oder des umgebenden Mediums ist unbeweglich, und der unbewegliche ist beweglich zu gestalten.
Das Objekt ist "auf den Kopf zu stellen" bzw. umzukehren.

Problem: Bequeme und schnelle Überwindung langer Treppen in Kaufhäusern.
Lösung: Rolltreppe mit stehenden Menschen anstelle feststehender Treppe mit gehenden Menschen.

IGP 14. Prinzip der Kugelähnlichkeit:

Von geradlinigen Konturen ist zu gekrümmten, von ebenen Flächen ist zu sphärischen überzugehen.
Zu verwenden sind Rollen, Kugeln, Spiralen.
Von der geradlinigen Bewegung ist zur Rotation überzugehen.

Problem: Kopfverletzungen bei seitlichen Auto-Auffahrunfällen.
Lösung: Kopfschutz für PKW-Fahrer, der nicht nur nach hinten wirkt, sondern der aus einer sphärischen Nackenstütze besteht.

IGP 15. Prinzip der Dynamisierung:

Die Kennwerte des Objektes (oder des umgebenden Mediums) müssen sich so verändern, daß sie in jeder Arbeitsetappe optimal sind (Anpassung).
Das Objekt ist in Teile zu zerlegen, die sich zueinander verstellen oder verschieben lassen.
Falls das Objekt insgesamt unbeweglich ist, ist es beweglich (verstellbar) zu gestalten.

Problem: Erreichung hoher Fluggeschwindigkeiten durch Verringerung der Luftreibeverluste bzw. guter Sichtverhältnisse beim Landen.
Lösung: Schwenkbare Flügel bzw. Rumpfspitze bei Überschallflugzeugen.

IGP 16. Prinzip der partiellen oder überschüssigen Wirkung:

Wenn 100 % des erforderlichen Effekts schwer zu erzielen sind, muß "ein bißchen weniger" oder "ein bißchen mehr" erzielt werden.

Problem: Sicheres Verschließen von Arzneimittelampullen durch Zuschmelzen der Kapillaren.
Lösung: Anstatt mit minimalem Wärmeangebot zu schmelzen, um das Arzneimittel vor Überhitzung zu schützen, wird Wärmeüberschuß eingebracht und gleichzeitig durch ein Wasserbad wieder abgeführt.

IGP 17. Prinzip des Übergangs zu höheren Dimensionen:

Schwierigkeiten, die aus der Bindung der Bewegung eines Objektes an eine Linie resultieren, werden beseitigt, wenn das Objekt die Möglichkeit erhält, sich in zwei Dimensionen, d. h. in einer Ebene, zu bewegen. Analog werden auch die Schwierigkeiten, die mit der Bewegung von Objekten auf einer Ebene verbunden sind, beim Übergang zum dreidimensionalen Raum beseitigt.
Statt Anordnung in nur einer Ebene werden Objekte in mehreren Ebenen angeordnet.
Das Objekt ist geneigt aufzustellen.
Die Rückseite des gegebenen Objektes ist auszunutzen.

Problem: Verringerung der Flächenausnutzung vor Kläranlagen.
Lösung: Schachtförmige Tiefkläranlagen, bei der im Gegenstrom Luft durch Klärgut geblasen wird. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff bewirkt eine schnelle Zerlegung der organischen Bestandteile.

IGP 18. Prinzip der Ausnutzung mechanischer Schwingungen:

Das Objekt ist in Schwingungen zu versetzen.
Falls eine solche Bewegung bereits vorliegt, ist ihre Frequenz zu erhöhen, bis hin zur Ultaschallfrequenz.
Die Eigenfrequenz ist auszunutzen.
Anstelle von mechanischen Vibratoren sind Piezovibratoren anzuwenden.
Auszunutzen sind Ultraschallschwingungen in Verbindung mit elektromagnetischen Feldern.

Problem: Kraftaufwendung beim Umgraben mit herkömmlichen Spaten.
Lösung: Vibrationsspaten, der durch Eigengewicht in den Boden dringt.

IGP 19. Prinzip der periodischen Wirkung:

Von der kontinuierlichen Wirkung ist zur periodischen (Impulswirkung) überzugehen.
Wenn die Wirkung bereits periodisch erfolgt, ist die Periodizität zu verändern.
Die Pausen zwischen den Impulsen sind für eine andere Wirkung auszunutzen.

Problem: Bohren von Löchern in harte Betonwände.
Lösung: Übergang vom Bohren mit traditionellen Bohrmaschinen zum impulsförmigen Bohren mit Schlagbohrhämmern.

IGP 20. Prinzip der Kontinuität der Wirkprozesse:

Die Funktion soll kontinuierlich erfolgen (alle Teile des Objektes sollen ständig mit gleichmäßiger Belastung arbeiten).
Leerläufe und Unterbrechungen sind auszuschalten.

Problem: Effektives Verputzen großer Wandflächen.
Lösung: Mechanische Wandputzvorrichtung mit kontinuierlicher Mörtelzuführung und Abrolleinrichtung zum Auftragen und Verdichten des Putzes an der Wand.

IGP 21. Prinzip des Durcheilens:

Der Prozeß oder einzelne seiner Etappen, z. B. schädliche oder gefährliche, sind mit hoher Geschwindigkeit zu durchlaufen.

Problem: Schmerzempfinden bei der Gewebeentnahme mit dem Skalpell.
Lösung: Punktierung mit Instrument, das mit hoher Geschwindigkeit und dadurch schmerzfrei in die lokalisierte Gewebestelle eindringt sowie Teile davon entnimmt.

IGP 22. Prinzip der Umwandlung von Schädlichem in Nützliches:

Schädliche Faktoren – insbesondere die schädliche Einwirkung des Mediums – sind für die Erzielung eines positiven Effektes zu nutzen.
Ein schädlicher Faktor ist durch Überlagerung mit anderen schädlichen Faktoren zu beseitigen.
Ein schädlicher Faktor ist bis zu einem solchen Grade zu verstärken, daß er aufhört, schädlich zu sein.

Problem: Unkrautbekämpfung auf Ackerkulturen ohne Schädigung der Nutzpflanzen.
Lösung: Unkrautpflanzen schaden durch ihr schnelleren Wachstum der Kulturpflanzen. Dieser Schaden wird durch die Entwicklung von Kontaktierungseinrichtungen, die nur die Unkrautpflanzen benetzen, in einen Nutzen verwandelt.

IGP 23. Prinzip der Rückkopplung:

Es ist eine Rückkopplung einzuführen.
Falls eine Rückkopplung vorhanden ist, ist sie zu verändern.

Problem: Ausformen von gehärteten Eiskremstücken.
Lösung: Eiskremstücke wirken aufgrund der Volumenschwellung bei Abkühlen auf die Gefrierform. Durch ihre trapezförmige Gestaltung werden rückkoppelnde Kräfte zur Selbstausformung der Eiskremstücke erzeugt.

IGP 24. Prinzip des "Vermittlers":

Es ist ein Zwischenobjekt zu benutzen, das die Wirkung überträgt, weitergibt oder auf sich nimmt.
Zeitweilig ist an das Objekt ein anderes leicht zu entfernendes Objekt anzuschließen.

Problem: Herstellung von Stahlbeton, bei dem die Bewehrung durch elektrothermische Ausdehnung gespannt wird, wodurch jedoch die Bewehrung durch Gefügeveränderung ihre Festigkeit verliert.
Lösung: Einführung eines robusten Drahtes als Vermittler in Reihe mit dem bisherigen, der stark erhitzt und in diesem Zustand mit der Bewehrung verbunden wird. Bei Abkühlung wird der Vermittler-Draht wieder kürzer und dehnt dabei die Bewehrung, ohne selbst an Festigkeit zu verlieren.

IGP 25. Prinzip der Selbstbedienung:

Das Objekt soll sich selbst bedienen sowie Hilfs- und Reparaturmaßnahmen selbst ausführen.
Abprodukte, z. B. Energie und Stoff sind zu nutzen.

Problem: Hoher Aufwand bei der Schmierung von Lagern.
Lösung: Sinnvolle Nutzung von Nebenwirkungen. Selbstzuführung von Schmierfett, wenn Lagertemperatur einen Grenzwert überschreitet.

IGP 26. Prinzip des Kopierens:

Anstelle eines unzugänglichen, komplizierten, kostspieligen, schlecht handhabbaren oder zerbrechlichen Objektes sind vereinfachte und billige Kopien zu benutzen.
Das Objekt oder das System von Objekten ist durch seine optischen Kopien (Abbildungen) zu ersetzen.

Problem: Hoher Arbeitsaufwand bei Schlagholzvermessung.
Lösung: Fotografische Vermessung – Querschnitt des Holzstapels wird vor Ort fotografiert und an geeigneter Stelle ausgewertet.

IGP 27. Prinzip der billigen Kurzlebigkeit anstelle teurer Langlebigkeit:

Das teure Objekt ist durch ein Sortiment billiger Objekte zu ersetzen, wobei auf einige Qualitätseigenschaften, z. B. Langlebigkeit, verzichtet wird.

Problem: Hoher Sterilisierungs- und Fertigungsaufwand bei medizinischen Spritzen.
Lösung: Nutzung billiger Einwegspritzen.

IGP 28. Prinzip des Ersatzes mechanischer Wirkprinzipien:

Elektrische, magnetische bzw. elektromagnetische Felder sind für eine Wechselwirkung mit dem Objekt auszunutzen.
Von unbeweglichen Feldern ist zu bewegten Feldern, von konstanten zu veränderlichen, von strukturlosen zu strukturierten Felder überzugehen.
Die Felder sind in Kombination mit Ferromangetteilchen zu benutzen.

Problem: Aufwendige mechanische Bearbeitung komplizierter Metallfäden.
Lösung: Übergang zu feldförmig wirkender elektroerosiver Bearbeitung.

IGP 29. Prinzip der Anwendung von Pneumo- und Hydrokonstruktionen:

Anstatt der schweren Teile des Objektes sind gasförmige oder flüssige zu benutzen, wie aufgeblasene oder mit Flüssigkeit gefüllte Teile, Luftkissen, hydrostatische oder hydroreaktive Teile.

Problem: Vereinzeln von krummen Oblatenblättern.
Lösung: Sanfter pneumatischer Unterdruck führt zum ebenen Anlegen an einen beweglichen Vereinzelungsschieber.

IGP 30. Prinzip der Anwendung biegsamer Hüllen und dünner Folien:

Anstelle der üblichen Konstruktionen sind biegsame Hüllen und dünne Folien zu benutzen.
Das Objekt ist mit Hilfe biegsamer Hüllen und dünner Folie vom umgebenden Medium zu isolieren.

Problem: Korrosionsschutz von Metallketten.
Lösung: Schaffung von geschlossenen elastischen PVC-Überzügen.

IGP 31. Prinzip der Verwendung poröser Werkstoffe:

Das Objekt ist porös auszuführen, oder es sind zusätzlich poröse Elemente (Einsatzstücke, Überzüge usw.) zu benutzen.
Wenn das Objekt bereits porös ausgeführt ist, sind die Poren mit einem geeigneten Stoff zu füllen.

Problem: Notlaufschmierung von Lagern.
Lösung: Gestaltung von porösen Lagerwerkstoffen zur Schmierfettaufnahme und –abgabe.

IGP 32. Prinzip der Farbveränderung:

Die Farbe des Objektes oder des umgebenden Mediums ist zu verändern.
Der Grad der Durchsichtigkeit des Objektes oder des umgebenden Mediums ist zu verändern.
Zur Beobachtung schlecht sichtbarer Objekte oder Prozesse sind färbende Zuschläge zu nutzen.
Wenn solche Zustände bereits angewandt werden, sind Leuchtstoffe zu verwenden.

Problem: Verletzungsgefahr durch Zirkelspitzen bei Schulreißzeugen.
Lösung: Gestaltung eines flächigen und durchsichtigen Kunststoff-Segments mit Mikrospitzen und Kennzeichnung der Zirkelmittelpunktfixierung durch Fadenkreuz.

IGP 33. Prinzip der Gleichartigkeit bzw. Homogenität:

Objekte, die mit dem gegebenen Objekt zusammenwirken, müssen aus demselben Werkstoff oder einem Werkstoff mit annähernd gleichen Eigenschaften gefertigt sein.

Problem: Durchmischung von flüssigem Stahl und Schlacke mit nichttemperaturbeständigen mechanischen Rührern.
Lösung: Aufbringung eines nichtschmelzenden Schlackeüberzugs auf dem traditionellen Rührer.

IGP 34. Prinzip der Beseitigung und Regenerierung von Teilen:

Teil eines Objektes, das seinen Zweck erfüllt hat oder unbrauchbar geworden ist, wird beseitigt (aufgelöst, verdampft o. ä.) oder unmittelbar im Arbeitsgang umgewandelt.
Verbrauchte Teile eines Objektes werden unmittelbar im Arbeitsgang wieder hergestellt.

Problem: Einsatz von kostenaufwendigem und recyclingunfreundlichem Aluminiumfoliengeschirr in Reisezügen.
Lösung: Ablösung durch Biogeschirr aus Stärkegemisch, das sich nach Gebrauch "von selbst" rückstandsfrei abbaut.

IGP 35. Prinzip der Veränderung des Aggregatzustandes:

Hierzu gehören nicht nur einfache Übergänge, z. B. vom festen in den flüssigen Zustand, sondern auch die Übergänge in "Pseudo- oder Quasizustände", z. B. die Quasiflüssigkeit und in Zwischenzustände, z. B. die Verwendung elastisch fester Körper.

Problem: Kavitationserosion durch hohe Geschwindigkeiten von Schnellbooten.
Lösung: Durch Änderung des Aggregatzustandes wird an Stellen, die der Kavitationserosion ausgesetzt sind, ständig zwischen Metall und Wasser als dritter Stoff eine dünne Schutzschicht aus Eis angefroren.

IGP 36. Prinzip der Anwendung von Phasenübergängen:

Die bei Phasenübergängen auftretenden Erscheinungen sind auszunutzen, z. B. Volumenveränderung, Wärmeentwicklung oder -absorption usw.

Problem: Wärmerückgewinnung aus der Abluft von Rinderställen.
Lösung: Einsatz von Wärmerohren, deren innere Flüssigkeit unter eigenem Dampfdruck eine extrem hohe Wärmeleitgeschwindigkeit aufweist.

IGP 37. Prinzip der Anwendung von Wärmedehnung:

Die Wärmedehnung oder -verdichtung von Werkstoffen ist auszunutzen.
Es sind mehrere Werkstoffe mit unterschiedlicher Wärmedehnungszahl zu benutzen.

Problem: Krafterzeugung zur Herstellung künstlicher Diamanten durch aufwendige mechanische Umformpresse.
Lösung: Induktive Erwärmung eines Stahlstempels erzeugt durch Wärmeausdehnung auf einfache Weise Drückkräfte, die zur Diamantenherstellung genutzt werden.

IGP 38. Prinzip der Anwendung starker Oxidationsmittel:

Die normale atmosphärische Luft ist durch aktivierte zu ersetzen.
Die aktivierte Luft ist durch Sauerstoff zu ersetzen.
Die Luft oder der Sauerstoff ist der Einwirkung ionisierender Strahlung auszusetzen.
Es ist ozonierter Sauerstoff zu benutzen.
Ozonierter oder ionisierter Sauerstoff ist durch Ozon zu ersetzen.

Problem: Korrosionsschutz von Stählen.
Lösung: Verhinderung starker Korrosion durch die gewünschte Ausbildung einer Rost-Schutzschicht bei korrosionsträgen Stählen.

IGP 39. Prinzip der Verwendung eines inerten Mediums:

Das übliche Medium ist durch ein reaktionsträgeres zu ersehtzen.
Der Prozeß ist im Vakuum durchzuführen.

Problem: Leichte Entflammbarkeit von Kleidungsstücken bei Arbeiten in der Umgebung offener Flammen.
Lösung: Keramisierung von Geweben für die Herstellung von Feuerschutzkleidung.

IGP 40. Prinzip der Anwendung zusammengesetzter Stoffe:

Von gleichen Stoffen ist zu zusammengesetzten Stoffen überzugehen.

Problem: Ausnutzung vorhandener Wärmewirkung zur Auslösung von zuverlässigen Brandmeldungen in geschlossenen Räumen.
Lösung: Einsatz von Bimetallstäben die unter Ausnutzung der Wärmewirkung Schaltvorgänge zur Brandmeldung und -bekämpfung auslösen.

Einige TRIZ-Entwickler gehen davon aus, daß heute möglicherweise 44 Verfahrensprinzipien ausgemacht werden können.

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