Dubbel — Taschenbuch für den Maschinenbau

Frontmatter

A. Mathematik

Zusammenfassung

Die Menge ist als eine Gesamtheit von verschiedenen Objekten mit gemeinsamen Eigenschaften erklärt. Die grundlegende Beziehung zwischen Mengen M und ihren Elementen m ist die Relation des Enthaltenseins mit dem Symbol ∈: m ∈ M m ist Element von M, m ∉ M m ist nicht Element von M.

U. Jarecki, H. -J. Schulz

B. Mechanik

Zusammenfassung

Statik ist die Lehre vom Gleichgewicht am starren Körper oder an Systemen von starren Körpern. Gleichgewicht herrscht, wenn sich ein Gebilde in Ruhe oder in gleichfdrmiger geradliniger Bewegung befindet. Starre Körper im Sinne der Statik sind Gebilde, deren Deformationen so klein sind, daß die Kraftangriffspunkte vernachlässigbar kleine Verschiebungen erfahren.

G. Rumpel, H. D. Sondershausen

C. Festigkeitslehre

Zusammenfassung

Die Festigkeitslehre soll Spannungen und Verformungen in einem Bauteil ermitteln und nachweisen, daß sie mit ausreichender Sicherheit gegen Versagen des Bauteils aufgenommen werden. Ein Versagen kann in unzulässig großen Verformungen oder Dehnungen, im Auftreten eines Bruchs oder im Instabilwerden (z.B. Knicken oder Beulen) des Bauteils bestehen. Die hierfür maßgebenden Werkstoflkennwerte sind abhängig vom Spannungszustand (ein-, zwei- oder dreiachsig), von den Spannungsarten (Zug-, Druck-, Schubspannungen), vom Belastungszustand (statisch oder dynamisch), von der Betriebstemperatur sowie von der Größe und der Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils.

G. Rumpel, H. D. Sondershausen

D. Thermodynamik

Zusammenfassung

Die Thermodynamik ist als Teilgebiet der Physik eine allgemeine Energielehre. Sie befaßt sich mit den verschiedenen Erscheinungsformen der Energie und deren Umwandlung ineinander. Sie stellt die allgemeinen Gesetze bereit, die jeder Energieumwandlung zugrunde liegen.

K. Stephan

E. Werkstofftechnik

Materials technology

Zusammenfassung

Eine funktionsgerechte Werkstoffauswahl basiert auf einer umfassenden rechnerischen oder experimentellen Beanspruchungsanalyse (s. C2 bis 9) und einem Vergleich mit geeigneten Werkstoffkennwerten, die häufig unter idealisierten Bedingungen ermittelt werden. Die in der Praxis auftretenden Betriebsbeanspruchungen umfassen mechanische, mechanisch-thermische, mechanisch-chemische sowie tribologische Beanspruchungen, die entweder einzeln oder kombiniert auftreten können.

A. Burr, K.-H. Habig, G. Harsch, K. H. Kloos

F. Grundlagen der Konstruktionstechnik

Fundamentals of engineering design

Zusammenfassung

Technische Gebilde (Anlagen, Apparate, Maschinen, Geräte, Baugruppen, Einzelteile) sind künstliche und konkrete Systeme, die aus einer Ge samtheit geordneter und aufgrund ihrer Eigenschaften miteinander durch Beziehungen verknüpfter Elemente bestehen. Ein System ist dadurch gekennzeichnet, daß es von seiner Umgebung abgegrenzt ist, wobei die Verbindungen zur Umgebung die Eingangs- und Ausgangsgrößen — von der Systemgrenze geschnitten werden. Ein System läßt sich in Teilsysteme untergliedern. Je nach Zweck können solche Systemunterteilungen nach unterschiedlichen Gesichtspunkten mehr oder weniger weit getrieben werden.

G. Pahl

G. Mechanische Konstruktionselemente

Zusammenfassung

Beim Verbindungsschweißen werden die Teile durch Schweißnähte am Schweißstoß zum Schweißteil zusammengefügt. Mehrere Schweißteile ergeben die Schweißgruppe und mehrere Schweißgruppen die Schweißkonstruktion. Damit ist das Schweißen zu einem die Gestaltung bestimmenden Fertigungsverfahren geworden. Durch Auftragschweißen können verschlissene Flächen von Werkstücken neu aufgetragen, Oberflächen weniger verschleißfester Werkstoffe mit Schichten aus Verschleißwerkstoffen gepanzert (Schweißpanzern), korrosiv unbeständige Trägerwerkstoffe mit korrosionsbeständigen Werkstoffen „plattiert“ (Schweißplattieren) oder zwischen nichtartgleichen Werkstoffen durch den Auftragwerkstoff eine beanspruchungsgerechte Bindung erzielt werden (Puffern). Neben Metallen lassen sich auch Kunststoffe durch Schweißen miteinander verbinden.

W. Beitz, K. -A. Ebert, K. Ehrlenspiel, B. -R. Höhn, H. Kerle, K. -H. Küttner, H. Mertens, H. W. Müller, H. Peeken, J. Ruge, H. Winter, H. Wösle

H. Fluidische Antriebe

Zusammenfassung

Die spez. Energie eines strömenden Fluids (Flüssigkeit oder Gas) wird durch die Bernoulligleichung beschrieben:

$$ \mathop Y\nolimits_f = E/\dot m = h + \frac{{\mathop u\nolimits^2 }}{2} + gz + \int {\frac{{\partial u}}{{\partial t}}} \cdot ds$$

Für den stationären Strömungszustand gilt die Kontinuitätsgleichung

$$ \dot m = const = \rho Au $$

R. Röper

I. Elektronische Konstruktionskomponenten

Zusammenfassung

Ein elektrischer Widerstand R stellt ein bestimmtes Verhältnis zwischen elektrischer Spannung U, die am Widerstand anliegt, und elektrischem Strom I, der durch diesen Widerstand hindurchfließt, her. Es gilt (im Idealfall) das Ohmsche Gesetz (s. V 1): I = U/R.

H.-J. Gevatter

K. Komponenten des thermischen Apparatebaus

Zusammenfassung

Wärmeübertrager sind Apparate, die Wärme in Richtung eines Temperaturgefälles zwischen zwei oder mehr fluiden Stoffströmen übertragen. Sie dienen der gezielten Zustandsänderung diese Fluide (Kühlen, Erwärmen, Ändern des Aggregatzustands und/oder sonstiger physikalischer Eigenschaften) und helfen Prozesse wirtschaftlich werden zu lassen (Abwärmenutzung). Unterscheidungsmerkmale sind:

H. Gelbe

L. Energietechnik

Zusammenfassung

Eine florierende Wirtschaft ist von einer preisgünstigen, vor allem aber kontinuierlichen und sicheren Energieversorgung abhängig. Die Energiewirtschaft umfaßt alle technischen und wirtschaftlichen Maßnahmen der Primärenergieerschließung und -gewinnung, deren Umwandlung, Transport und Verteilung bis hin zur Energieanwendung beim Endverbraucher. Der Energiebedarf ist mit der Entwicklung der Bevölkerung verknüpft und beeinflußt ihren sozialen Fortschritt. In den letzten 50 Jahren war das Wachstum des Energieverbrauchs und des Bruttosozialprodukts in etwa gleich groß. Eine Entkopplung wird besonders in den Industrieländern angestrebt. Der Weltenergiebedarf betrug 1993 rd. 11,5 Mrd. t SKE (Steinkohleneinheiten). Bei einer Weltbevölkerung von 5,3 Mrd. Menschen liegt der derzeitige Energieverbrauch pro Jahr bei 2,17t SKE/Kopf (exakt 17 666 kWh/Kopf). Der Primärenergieverbrauch der Bundesrepublik ist durch die wirtschaftlichen Veränderungen auf 481 Mio t SKE (spez. 6t SKE/Kopf) zurückgegangen und damit auch die CO₂-Emissionen auf 11,4 t/Kopf. Für Gesamt-Berlin gelten folgende Zahlen 3,95t SKE/Kopf bzw. 8,9 t CO₂/Einwohner.

A. Mareske

M. Klimatechnik

Zusammenfassung

Die Aufgabe der Klimatisierung ist einerseits die ständige Außenlufterneuerung in geschlossenen Räumen, andererseits die Begrenzung bzw. Kontrolle der Stoff- und thermischen Lasten im Raum.

C. Böttcher, T. Rákóczy

N. Grundlagen der Verfahrenstechnik

Zusammenfassung

Verfahrenstechnik ist Stoffwandlungstechnik. Sie befaßt sich mit der industriellen Umwandlung von Ausgangsstoffen in einer Folge von physikalischen, chemischen oder biologischen Prozessen zu verkaufsfähigen Zwischen- oder Endprodukten. Sie hat ihren Ursprung in der chemischen Industrie, wobei die Ingenieure insbesondere die Aufgabe hatten, die vom Chemiker in Laborversuchen erarbeiteten Ergebnisse in den technischen Produktionsmaßstab zu übertragen. Diese (Maschinenbau-)Ingenieure waren dafür verantwortlich, daß die Vorstellungen der Chemiker, Physiker und Biologen interdisziplinär verbunden wurden. Aus ihrer Tätigkeit hat sich eine eigenständige Ingenieurwissenschaft, die Verfahrenstechnik entwickelt. Hier war es zunächst der Apparatebau, der Forderungen an die Entwicklung neuer Fertigungsverfahren und neuer Werkstoffe stellte. Besonders erfolgreich wurden die Kenntnisse des Maschinenbaus bei der Entwicklung der Hochdruckverfahren, z.B. der Ammoniak- und der Methanolsynthese umgesetzt.

M. Bohnet, A. Mersmann, J. Schwedes

O. Maschinendynamik

Zusammenfassung

Die vom Medium am Kolben und von den Massen der Triebwerksteile erzeugten Kräfte und Momente dienen zur Berechnung der Maschine einschließlich Triebwerk (s. G 10.3), der Gleichförmigkeit ihres Gangs, der Drehschwingungen [1] der Kurbelwelle (s. O2), der Massenwirkungen in der Umgebung und von Resonanzerscheinungen [2].

D. Föller, K. H. Küttner, R. Nordmann

P. Kolbenmaschinen

Zusammenfassung

Die Grundlage der Kolbenmaschine bildet ein periodisch veränderlicher Arbeitsraum, der mit einem gasförmigen oder flüssigen Stoff gefüllt ist. Sein Druck steigt bei der Kompression und fällt bei der Expansion in wechselnder Folge. Dazwischen findet das Ansaugen und Ausschieben — der Ladungswechsel — des verarbeiteten Stoffes statt. Bei den Kraftmaschinen — Verbrennungsmotoren und Dampfmaschinen — überwiegt die abgegebene Einström- und Expansionsarbeit, bei den Arbeitsmaschinen — Verdichter und Pumpen — die aufgenommene Ausschub- und Kompressionsarbeit. Die kennzeichnende geometrische Größe ist herbei das Hubvolumen V _h, die vom Verdränger bewirkte Änderung des Arbeitsraums, während einer Periode oder eines Taktes. Der Verdränger (Bild 1) kann eine hin- und hergehende, schwingende oder rotierende Bewegung ausführen und der Stoff in radialer oder axialer Richtung fließen (s. H 2 Bild 1). Hierbei ist aber gegenüber der Kreiselmaschine die Beschleunigung des Stoffs im Arbeitsraum vernachlässigbar klein.

K.-H. Küttner, K. Mollenhauer

Q. Kraftfahrzeugtechnik

Zusammenfassung

Landfahrzeuge, durch maschinellen Antrieb automobil und nicht an Gleise gebunden, dienen als Teil eines Verkehrssystems dem Transport von Menschen und Gütern. Sie werden Kraftfahrzeuge genannt. Die Antriebsmaschine ist fast ausschließlich ein Hubkolben-Verbrennungsmotor. An leichten Fahrzeugen werden Viertakt-Otto- und Dieselmotoren nebeneinander, an schweren Nutzfahrzeugen fast ausschließlich Dieselmotoren eingesetzt. Zweitaktmotoren gibt es in nennenswerter Zahl nur an Krafträdern. Rotationskolbenmotoren (Bauart Wankel, s. P4.8.2), Gasturbinen, Elektro- und Hybridantriebe sind sehr selten.

R. Weber

R. Strömungsmaschinen

Zusammenfassung

In Strömungsmaschinen wird von einem mit Schaufeln bestückten Läufer oder Rotor an ein kontinuierlich strömendes Fluid entweder Arbeit übertragen und ihm dadurch Energie zugeführt: an der Welle der angetriebenen Arbeitsmaschine ist mechanische Leistung aufzuwenden; oder es wird dem Fluid Energie entzogen und in mechanische Arbeit umgewandelt: die treibende Kraftmaschine gibt Leistung an der Welle ab.

L. Busse, G. Dibelius, N. Gašparović, H. Klepper, K. Lüdtke, H. Siekmann

S. Fertigungsverfahren

Zusammenfassung

Fertigen ist Herstellen von Werkstücken geometrisch bestimmter Gestalt (Kienzle).

K. Herfurth, L. Kiesewetter, J. Ladwig, G. Mauer, W. Reuter, G. Seliger, K. Siegert, H. K. Tönshoff, G. Spur, H.-J. Warnecke, M. Weck

T. Fertigungsmittel

Zusammenfassung

Fertigungsanlagen werden in Anlehnung an DIN 8590 eingeteilt. Teilsysteme sind Werkzeugmaschinen, die nach DIN 69651 als„... mechanisierte und mehr oder weniger automatisierte Fertigungseinrichtungen, die durch relative Bewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück eine vorgegebene Form oder Veränderung am Werkstück erzengen“ definiert werden. Einzelmaschinen und Mehrmaschinensysteme bestehen aus einem bzw. mehreren Maschinengrundsystemen sowie weiteren Funktions- und Hilfssystemen.

B. Behr, E. Dannenmann, L. Dorn, G. Pritschow, K. Siegert, G. Spur, M. Weck, T. Werle

U. Fördertechnik

Zusammenfassung

Terminology definitions Fördertechnik befaßt sich mit dem Fortbewegen von Gütern und Personen zwischen zwei in begrenzter Entfernung zueinander liegenden Orten unter Einsatz von För dermitteln, wie Kran, Stapler, Gurtförderer, Elektrohängebahn, Aufzug, Fahrtreppe [1]. Der Transport von Gütern und Personen über große Entfernungen gehört zur Verkehrstechnik. Verkehrsmittel sind Lkw, Bahn, Schiff, Flugzeug. Mit dem Transport von Flüssigkeiten und Gasen durch Rohrleitungen befaßt sich die Verfahrenstechnik.

M. Hager, R. Jünemann, W. Poppy, D. Severin

V. Elektrotechnik

Zusammenfassung

Die Elektrotechnik umfaßt die Gesamtheit der technischen Anwendungen, in denen die Wirkungen des elektrischen Stroms und die Eigenschaften elektrischer und magnetischer Felder ausgenutzt werden. Ihre Verfahren und Produkte unterliegen der laufenden Weiterentwicklung und durchdringen zunehmend alle Bereiche des öffentlichen und privaten Lebens. Die Einteilung der Elektrotechnik in Bereiche, bei der verschiedene Varianten in Gebrauch sind, kann in folgender Weise erfolgen:

• Die elektrische Energietechnik befaßt sich mit der Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Anwendung elektrischer Energie;
• die Informationstechnik ist die Technik der Übertragung, Vermittlung, Speicherung und Verarbeitung von Text, Bild, Sprache und Daten;
• die allgemeine Elektrotechnik umfaßt mit den theoretischen Grundlagen und der Meß-, Regelungs- und Automatisierungstechnik jene Fachgebiete, die in den vorgenannten Bereichen zur Anwendung kommen;
• Halbleitertechnik und Mikroelektronik befassen sich mit Entwurf und Technologie diskreter und integrierter Schaltungen; es sind dies die Fachgebiete, die derzeit die höchsten Innovationsraten aufweisen.

M. Stiebler

W. Meßtechnik

Zusammenfassung

Aufgabe der Meßtechnik ist die experimentelle Bestimmung quantitativ erfaßbarer Größen in Wissenschaft und Technik. Für die Ingenieurwissenschaften liefert die Meßund Prüftechnik Unterlagen zur Optimierung der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Bauteilen und technischen Systemen sowie zur Beurteilung der Eigenschaften, Funktion, Qualität und Zuverlässigkeit technischer Produkte.

H. Czichos

X. Regelungstechnik

Zusammenfassung

Die Regelungstechnik behandelt Ursache-Wirkung-Beziehungen in technischen Systemen, besonders das Finden zweckgerichteter Beziehungen. Die Änderung x _a der Ausgangsgröße infolge einer Änderung x _e der Eingangsgröße kennzeichnet die Ursache-Wirkung-Beziehung eines Übertragungsglieds Ü (Bild l a). Bei Reihenstrukturen ist die Ausgangsgröße eines Glieds zugleich die Eingangsgröße des folgenden Glieds (Bild l b).

B. Jäger

Y. Elektronische Datenverarbeitung

Zusammenfassung

Daten sind Werte, speziell auch Zahlenwerte, der Merkmale von Objekten, Ereignissen, Prozessen und Abläufen. Sie werden durch Zeichen oder kontinuierliche Funktionen dargestellt (DIN 44300). Zeichen sind z.B. Buchstaben und Ziffern. Funktionen sind mathematische Vorschriften über Werte in einem Wertebereich. Zu einem Einzeldatum gehört immer die Kenntnis über seine Interpretation, z.B. „SCHWARZ“ als Personenname oder Haarfarbe, „100“ als Zahlenwert hundert im Dezimalzahlensystem oder vier im Dualzahlensystem.

H. Grabowski

Z. Allgemeine Tabellen

K. H. Küttner

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