Handbuch Maschinenbau

Frontmatter

A. Mathematik

Zusammenfassung

Die in der Mathematik betrachteten Gegenstände werden oftmals durch Symbole, meistens Buchstaben, bezeichnet. Dabei kennzeichnen manche Symbole feste Dinge, zum Beispiel À das Verhältnis zwischen Umfang und Durchmesser eines beliebigen Kreises. Andere Symbole sind Veränderliche (auch Variable oder Platzhalter genannt), das heißt, sie können jeden Gegenstand einer Klasse von Gegenständen bezeichnen.

Friedrich Kemnitz, Arnfried Kemnitz

B. Naturwissenschaftliche Grundlagen

Zusammenfassung

Die Physik wird klassisch gegliedert in Mechanik, Thermodynamik (Wärmelehre), Akustik, Optik, Elektrizitätslehre, Elektrodynamik. Neuere Zweige sind Atom- und Kernphysik, Wellenmechanik, Festkörpertheorie, Geophysik, Astrophysik. Viele Gebiete gehen ineinander über.

Gert Böge, Peter Kurzweil

C. Mechanik

Zusammenfassung

Kraft ist die Ursache einer Bewegungs- oder (und) Formänderung. Man arbeitet in der Statik mit dem Gedankenbild des „starren“ Körpers, schließt also die bei jedem Körper auftretende Formänderung aus der Betrachtung aus. Jede Kraft lässt sich durch Vergleich mit der Gewichtskraft eines Wägestücks messen.

Alfred Böge, Gert Böge, Dominik Surek

D. Festigkeitslehre

Zusammenfassung

Die Festigkeitslehre ist ein Teil der Mechanik. Sie behandelt die Beanspruchungen, das sind die Spannungen und Formänderungen, die äußere Kräfte (Belastungen) in festen elastischen Körpern (Bauteilen) auslösen.

Alfred Böge, Gert Böge

E. Werkstofftechnik

Zusammenfassung

Diesen Anforderungen muss der Werkstoff mit seinen Eigenschaften im Bauteil standhalten, sein Eigenschaftsprofil d. h. die Summe aller Eigenschaften muss mit dem Anforderungsprofil im Gleichgewicht stehen. Meist ist eine Sicherheit gegen Bruch oder Verformung notwendig, sodass die Eigenschaften über den Anforderungen liegen müssen.

Wolfgang Weißbach

F. Thermodynamik

Zusammenfassung

Die Temperatur ist ein Maß für den Vorrat an (thermischer) innerer Energie eines thermodynamischen Systems. Sie ist eine physikalische Basisgröße. Mit der Temperatur verbinden sich subjektive Wahrnehmungen zur Beschreibung der Warmheit eines stofflichen Körpers (z.B. kalt, warm).

Heinz Wittig

G. Elektrotechnik

Zusammenfassung

Ursprünglicher Sitz der Elektrizität ist das Atom. Das Wasserstoffatom z.B. besteht aus einem Proton als Kern und einem Elektron, das diesen Kern auf einer bestimmten Bahn umkreist. Das Proton bezeichnet man als elektrisch positiv, – das Elektron als negativ geladen. Zwischen beiden befindet sich die „Elektrizität“ in Form eines besonderen Raumzustandes, der als elektrisches Feld bezeichnet wird. Normalerweise erscheint ein Stoff nach außen hin elektrisch neutral, weil ebenso viele positive wie negative Ladungen in ihm enthalten sind.

Gert Böge

H. Grundlagen der Mechatronik

Zusammenfassung

Der Begriff Mechatronik ist ein Kunstwort, welches durch Eindeutschung des englischen Wortes „Mechatronics“ entstanden ist. Dieses ist wiederum eine Zusammenziehung der englischen Bezeichnungen für „Mechanics“ (Maschinenbau) und „Electronics“ (Elektrotechnik). Der Begriff wurde durch einen japanischen Ingenieur 1969 geprägt und durch eine japanische Firma bis 1972 als Warenzeichen gehalten.

Werner Roddeck

I. Maschinenelemente

Zusammenfassung

Der konstruktive Entwicklungsprozess eines Produkts kann nicht losgelöst von den einzelnen Phasen betrachtet werden, die es während seines Bestehens durchläuft. Jede Phase beeinflusst mehr oder weniger die Ziele der Produktentwicklung. Diese Wechselwirkungen müssen Entwickler und Konstrukteur berücksichtigen. Zum Teil spiegeln sich diese Verbindungen in Anforderungen und Gestaltungshinweisen wider (siehe Kapitel 1.4). Im Folgenden wird der Produktlebenszyklus mit seinen einzelnen Phasen näher vorgestellt.

Alfred Böge, Wolfgang Böge, Ulrich Borutzki, Susanna Labisch, Petra Linke, Frank Weidermann

K. Fördertechnik

Zusammenfassung

Unter Fördertechnik versteht man die Technik des Fortbewegens von Gütern, und auch von Personen, in beliebiger Richtung, über begrenzte Entfernungen (VDI 2411). Die Förderung kann also senkrecht (z. B Krane, Aufzüge), waagerecht oder schräg (z. B. Förderbänder, Rolltreppen) erfolgen. Die Fördertechnik behandelt fast immer Aufgaben des innerbetrieblichen Transportes (Rollenbahnen, Gabelstapler, Förderbänder). Dabei werden bei Förderbändern im Tagebergbau bis zu 20 km Förderstrecke erreicht.

Johannes Sebulke

L. Kraft- und Arbeitsmaschinen

Zusammenfassung

Der im Dampferzeuger unter Druck stehende Dampf besitzt potentielle Energie. Dieser Dampf strömt unter Druckminderung durch düsenförmige Leiteinrichtungen, wobei die potentielle Energie des Dampfes in kinetische Energie umgesetzt wird.

Wolfgang Böge, Manfred Ristau

M. Spanlose Fertigung

Zusammenfassung

Unter Urformen versteht man das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff. Formlose Stoffe sind Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Granulate und Späne.

Wolfgang Böge, Ulrich Borutzki

N. Zerspantechnik

Zusammenfassung

Bei allen Zerspanvorgängen (Drehen, Hobeln, Fräsen, Bohren …) sind die Bewegungen Relativbewegungen zwischen Werkstück und Werkzeugschneide. Man unterteilt in Bewegungen, die unmittelbar die Spanbildung bewirken (Schnitt-, Vorschub- und resultierende Wirkbewegung) und solche, die nicht unmittelbar zur Zerspanung führen (Anstell-, Zustell- und Nachstellbewegung). Alle Bewegungen sind auf das ruhend gedachte Werkstück bezogen (Bild 1). Schnitt- und Vorschubbewegung können sich aus mehreren Komponenten zusammensetzen, z.B. die Vorschubbewegung beim Drehen eines Formstücks aus Längs- und Planvorschubbewegung.

Lutz Barfels, Alfred Böge, Wolfgang Böge

O. Werkzeugmaschinen

Zusammenfassung

Die Werkzeugmaschine (auch als Fertigungsmittel oder Fertigungseinrichtung bezeichnet) dient der Erzeugung von Werkstücken mittels Werkzeugen entsprechend der gegebenen Fertigungsaufgabe.

Werner Bahmann

P. Programmierung von Werkzeugmaschinen

Zusammenfassung

In den 1950-er Jahren wurde am Bostoner MIT (Massachusetts Institute of Technology) die Grundlage der modernen CNC-Technik gelegt. Für die spanende Herstellung von Rotorprofilen für Hubschrauber auf Basis vorab berechneter Konturverläufe wurden erstmalig Steuerungen auf Basis diskreter elektronischer Bauelemente entwickelt. Mit der Einführung integrierter elektronischer Schaltkreise (ICs) begann diese Technologie schrittweise Einzug in die Werkzeugmaschinenindustrie zu halten. Neben der Entwicklung der Hardware wurde die Programmierung und die Entwicklung von entsprechenden Programmiersprachen ein für die Akzeptanz dieser Technologie entscheidende Größe.

Rainer Ahrberg, Lutz Barfels, Jürgen Voss

Q. Steuerungstechnik

Zusammenfassung

Steuerungen werden in der Fertigungs-, Montageund Transporttechnik eingesetzt, wenn der aufgabengemäß zu beeinflussende Teil der Anlage stabil ist und nur erfassbare Störgrößen auftreten. Allgemeine Grundbegriffe zur Planung, für den Aufbau, die Prüfung und den Betrieb von technischen Steuerungen sind genormt.

Petra Linke, Werner Thrun

R. Regelungstechnik

Zusammenfassung

Die Kernaufgabe in der Regelungstechnik besteht darin, für eine bestimmte Regelungsaufgabe den geeigneten Regler auszuwählen und die Parameter anzupassen.

Berthold Heinrich

S. Betriebswirtschaft

Zusammenfassung

Unternehmen müssen sich Ziele setzen, an denen die Aktivitäten auszurichten sind. Diese Ziele sind anzustreben, wenn sich das Unternehmen langfristig im Wettbewerb behaupten will. Als traditionelle betriebswirtschaftliche Zielgröen gelten Gewinn, Produktivität und Wirtschaftlichkeit.

Jürgen Bauer, Klaus-Dieter Arndt

T. Produktionslogistik

Zusammenfassung

Die Produktionslogistik befasst sich mit der Planung und Steuerung der Waren- und Informationsflüsse im Unternehmen. Sie ist eingebettet in eine umfassende Lieferkette (Supply Chain), bestehend aus Beschaffungs-, Produktions- und Vertriebslogistik. (Bild 1).

Jürgen Bauer

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