Portal:Maschinenbau
Diese Seite dient als Übersicht über die verschiedenen Themenbereiche des Maschinenbaus, seine Geschichte, seiner Vernetzung und seiner Entwicklung. Darüber hinaus bietet das Portal eine Möglichkeit zur Mitarbeit an maschinenbauverwandten Themen.
ÜbersichtBearbeiten
Der Maschinenbau ist eine klassische Ingenieurdisziplin. Die Arbeitsgebiete des Maschinenbaus erstrecken sich auf Forschung und Entwicklung, Konstruktion und Produktion von Maschinen im weiteren Sinne. Der Industriezweig Maschinenbau entstand aus dem Handwerk der Metallbearbeitung durch Mühlenbauer, Schmiede und Schlosser. Die Ingenieurdisziplin Maschinenbau bildete sich durch systematischen wissenschaftlichen Bezug auf die klassische Physik, insbesondere auf die klassische Mechanik, heraus.
Bis zum 21. Jahrhundert hat der Maschinenbau erheblich an Komplexität gewonnen und lässt sich in viele Fachrichtungen, die durch eine hohe Vernetzung untereinander gekennzeichnet sind, unterteilen. Dazu gehören die Technische Mechanik, Thermodynamik, Strömungsmechanik und Werkstoffwissenschaft. Konstruktionslehre und Fertigungstechnik befassen sich mit Konstruktion bzw. Produktion. Weitere Gebiete sind die Mess- und Regelungstechnik sowie die Antriebstechnik und Fahrzeugtechnik. mehr
Geschichte des MaschinenbausBearbeiten
Der Maschinenbau als institutionalisierte Wissenschaft entstand im Laufe der Industrialisierung. Manche theoretischen und praktischen Erkenntnisse sind allerdings viel älter: Erste Vorläufer der Fertigungstechnik sind so alt wie die Menschheit. Wichtige Meilensteine waren dabei neben vielen weiteren die Kupferzeit, in der das Schmelzen, Schmieden und Gießen (Metall) entdeckt wurden, die Mechanik der Antike mit ihren richtungsweisenden Erfindungen, die Entwicklung einfacher Maschinen in der Renaissance, der Bau der ersten Dampfmaschine durch Thomas Newcomen zu Beginn des 18. Jahrhunderts, die Entwicklung des Maschinenbaus als akademische Fach- und Forschungsrichtung an Polytechnischen Schulen und Technischen Universitäten, die Entwicklung von Verbrennungsmotoren bis hin zur Digitalisierung und der Industrie 4.0. mehr
GrundlagenBearbeiten
Die Grundlagen im Maschinenbau bilden folgende Gebiete:
- Statik: Kräftesystem • Lager • Schnittkraft • Schwerpunkt • Fachwerk • Haftung • Reibung
- Festigkeitslehre: Festigkeit • Mechanische Spannung • Elastizitätsmodul • Biegung • Knickung • Abscheren • Torsion
- Dynamik: Kinematik • Kinetik • Schwingung • Maschinendynamik
- Grundbegriffe: Temperatur • Druck • Volumen • Wärmekapazität • Wärme • Mechanische Arbeit • Innere Energie • Entropie
- Zustandsänderungen: Isochor • Isobar • Isotherm • Isentrop • Polytrop
- Kreisprozesse: Carnot-Prozess • Otto-Prozess • Diesel-Prozess • Clausius-Rankine-Prozess
- Wärmeübertragung: Wärmeleitung • Wärmestrahlung • Konvektion
Strömungsmechanik: Fluidstatik • Fluiddynamik • Ähnlichkeitsmechanik • Stromfadentheorie • Potentialströmung
Werkstofftechnik: Korn • Diffusion • Legierung • Eisen-Kohlenstoff-Diagramm • Korrosion • Verschleiß • Tribologie • Werkstoffprüfung
- Metalle
- Kunststoffe: Elastomere • Duroplaste • Thermoplaste
- Keramik • Glas • Holz
- Metallgitter: Gitterfehler • Elementarzelle • Kaltverfestigung
Konstruktionslehre: Technisches Zeichnen • Toleranzen • Passung • Maschinenelemente
FertigungsverfahrenBearbeiten
In der Fertigungstechnik geht es um die Herstellung von Bauteilen mit geometrisch definierter Gestalt. Von besonderer Bedeutung sind die Fertigungsverfahren sowie folgende Gebiete:
Fertigungsplanung und -steuerung • Fertigungsmesstechnik • Fertigungsmittel (Werkzeuge, Werkzeugmaschine, Messmittel, Prüfmittel,Vorrichtungen) • Fertigungstyp • Qualitätsmanagement • Computerintegrierte Fertigung (CIM)
Die hier genannten Artikel bilden nur eine kleine Auswahl der im Maschinenbau genutzten Fertigungsverfahren ab. Alle Artikel zu Fertigungsverfahren finden sich in der Kategorie:Fertigungsverfahren.
Urformen: Gießen • Formgießen • Stranggießen • Druckgießen • Sintern • 3D-Druck • additive Fertigungsverfahren
Umformen: Walzen • Freiformen • Gesenkformen • Tiefziehen • Kragenziehen • Innenhochdruckumformen • Biegen
Trennen: Zerteilen • Zerspanen (Bohren • Drehen • Fräsen • Hobeln • Honen • Läppen • Räumen • Reiben • Sägen • Schleifen • Stoßen • Strahlspanen) • Funkenerodieren • Elektrochemisches Abtragen • Thermisches Trennen • Laserschneiden
Fügen: An- und Einpressen • Clinchen • Kleben • Löten • Nieten • Schweißen • Textiles Fügen • Verschrauben
Beschichten: Auftragschweißen • Emaillieren • Flammenbeschichten • Galvanisieren • Lackieren • Phosphatieren • Schmelztauchen • Spritzen • Sputtern • Verzinken
Stoffeigenschaftsändern: Anlassen • Auslagern • Glühen • Härten • Vergüten mehr
FördertechnikBearbeiten
Die Fördertechnik befasst sich mit dem Bewegen von Gütern oder Personen über begrenzte Entfernungen, etwa innerhalb einer Fabrik.
Anlagentechnik:
- Stetigförderer: Rollenförderer • Pneumatischer Förderer • Rutschförderer • Becherwerke • Bandförderer • Schneckenförderer • Kettenförderer • Kreisförderer
- Unstetigförderer: Krane • Hängebahnen • Regalförderzeuge • Flurfördergerät • Gabelhubwagen • Fahrerloses Transportsystem • Aufzug
- Rangiertechnische Anlagen (RTE) • Rangiertechnik • Gleisbremsen • Wagenförder- und Beidrücktechnik
Komponententechnik: Antrieb • Getriebe • Bremse • Hebezeug
Systemtechnik:
MaschinenelementeBearbeiten
Maschinenelemente sind Bauteile, die in gleicher oder zumindest ähnlicher Form in technischen Gebilden enthalten sind.
Achse • Welle • Kupplung • Bremse
Verbindungselemente: Niet • Schraube • Bolzen • Stift • Sicherungselemente (Sicherungsring, Splint, Achshalter) • Schweißverbindung • Klebverbindung • Lötverbindung • Passfeder
Federn:
- Zug- oder druckbeanspruchte Federn: Zugstab • Ringfeder
- Biegebeanspruchte Federn: Blattfeder • Drehfeder • Spiralfeder • Tellerfeder
- Torsionsbeanspruchte Federn: Drehstabfeder • Schraubenfeder
Wälzlager: Wälzlager Kugellager • Tonnenlager • Nadellager • Zylinderrollenlager
Getriebe: Riemengetriebe • Kettengetriebe • Zahnradgetriebe
Dichtungen:
- Statische Dichtungen (zwischen Ruhenden Teilen): Muffendichtung • Flachdichtung • Formdichtung • FIP-Dichtung • CIP-Dichtung • O-Ring • Delta-Ring • Keilring • Linsendichtung • Faltenbalg • Membran
- Dynamische Dichtungen (zwischen bewegten Teilen):
- Berührende Dichtungen: Wellendichtring • Filzring • Nilos-Ring • V-Ring • Gleitring • Stopfbuchse • Nutring • Manschette • Kompaktdichtring • Kolbenring • PTFE-Ring
- Berührungslose Dichtungen: Spaltdichtung • Rillendichtung • Labyrinthdichtung
Zahnräder: Stirnrad • Kegelrad • Evolventenverzahnung
Arbeits- und KraftmaschinenBearbeiten
Kraftmaschinen erzeugen aus elektrischer, thermischer oder sonstiger Energie, mechanische Antriebsenergie. Arbeitsmaschinen nutzen sie um mechanische Arbeit zu verrichten. Wichtige theoretische Grundlagen sind – je nach Maschine – die Thermodynamik, die Strömungsmechanik und die Elektrotechnik.
Kraftmaschinen:
- Wärmekraftmaschinen: Dampfmaschine • Dampfturbine • Verbrennungskraftmaschinen (Ottomotor • Dieselmotor • Gasturbine)
- Wasserkraftmaschinen: Wasserrad • Wasserturbinen • Wassermotor • Wasserkraftschnecke
- Windkraftmaschinen: Windkraftanlage • Windmühle
- Elektromotoren
Arbeitsmaschinen: Pumpen (Kolbenpumpen, Kreiselpumpen) • Verdichter (Kolbenverdichter, Kreiselverdichter) • Werkzeugmaschinen
FahrzeugtechnikBearbeiten
Die Fahrzeugtechnik befasst sich mit den verschiedenen Fahrzeugen.
Kraftfahrzeugtechnik: Fahrzeugbau • Fahrdynamik
- Kraftfahrzeuge: Kraftrad • Personenkraftwagen • Lastkraftwagen • Kraftomnibus
- Aufbau: Karosserie • Fahrzeuginnenraum • Scheibenwischer
- Fahrwerk: Rad • Radaufhängung (Federung, Stoßdämpfer) • Lenkung • Bremse
- Antrieb: Motor (Dieselmotor, Ottomotor) • Kupplung • Getriebe • Triebstrang • Allradantrieb • Achsantrieb • Differentialgetriebe
- Fahrzeugelektronik: Beleuchtung • Bordnetz • Fahrzeugbatterie • Lichtmaschine • Zündanlage • Fahrerassistenzsystem
- Schienenfahrzeuge: Lokomotive • Waggon • Draisine
- Fahrwerk: Spurführungstechnik • Eisenbahnrad • Radsatz • Neigetechnik
- Aufbau: Rohbau • Klimaanlage • Türen • Fenster • Führerraum
Schiffstechnik: Schiffbau • Elektrische Energieversorgung • Schiffsrumpf
- Schiffs- und Bootstypen: Rettungsboot • Schnellboot • Segelboot • U-Boot • Yacht • Frachtschiff • Segelschiff • Katamaran • Trimaran • Luftkissenfahrzeug
- Schiffsantrieb: Schiffsmaschine • Segel • Schiffsschraube • Schaufelrad
Luftfahrttechnik: Flugphysik • Avionik • Flugzeugbau
- Luftfahrzeuge: Hubschrauber • Flugzeug • Ballon • Luftschiff
- Flugtriebwerke: Turboprop • Turbofan • Turbojet • Staustrahltriebwerk • Wellenleistungstriebwerk • Propeller • Raketentriebwerk • Rotor
- Flugzeugrumpf: Druckkabine • Cockpit • Flugsteuerung • Flugnavigationsgerät
- Flugzeugzelle: Tragwerk • Leitwerk • Steuerwerk • Fahrwerk
VerfahrenstechnikBearbeiten
Die Verfahrenstechnik befasst sich mit der Umwandlung von Stoffen.
Mechanische Verfahrenstechnik: Zerkleinern • Agglomerieren • Granulieren • Trennen • Mischen • Lagern
Thermische Verfahrenstechnik: Absorbieren • Rektifizieren • Extrahieren • Verdampfen • Kristallisieren • Adsorbieren • Trocknen • Membrantrennverfahren
Chemische Verfahrenstechnik: Chemische Reaktionstechnik
Apparatetechnik: Apparatebau • Rohrleitung • Flansch • Druckbehälter • Reaktor • Gaswäscher • Ventil • Dichtung • Absorber • Destillator • Kolonne • Brüdenkondensator • Ofen • Wärmeübertrager • Kondensator
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Es kann auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz eingespeist werden. Sie nutzt dafür das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung.
Als Antrieb für den Stromerzeuger können Verbrennungsmotoren, d. h. Diesel-, Pflanzenöl- oder Gasmotoren, aber auch Gasturbinen oder Stirlingmotoren verwendet werden.
Übliche BHKW-Module haben elektrische Leistungen zwischen einem Kilowatt (kW) und einigen zehn Megawatt (MW). Unter 50 kW spricht man auch von Mini-Kraft-Wärme-Kopplung (Mini-KWK), unter 10 kW von Mikro-KWK. Mini- und Mikro-KWK werden in Wohn- und Geschäftsquartieren, Krankenhäusern, Schwimmbädern und Mehrfamilienhäusern, aber auch in Betrieben und im Siedlungsbau verwendet.
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