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2022 | Buch

Revolutionäre Patente

Von James Watt, Nikola Tesla bis Elon Musk

verfasst von: Thomas Heinz Meitinger

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Vergleicht man das Leben, das Denken und die Schriften der alten Römer oder Griechen mit dem heutigen Leben, wird man keine wesentlichen Unterschiede in der Klarheit der Gedanken oder der Eloquenz der Erzählweise feststellen können. Vergleicht man jedoch die Technologien der alten Römer mit den heute bekannten Technologien, erkennt man, dass auf dem technischen Gebiet gewaltige Fortschritte geschaffen wurden. Entscheidende technische Fortschritte sind immer mit berühmten Erfindern und Wissenschaftlern verbunden. Diese prägen ihre Zeit und das Leben der nachfolgenden Generationen. Auf wichtigen technischen Durchbrüchen werden oft industrielle Imperien errichtet.

Dieses Buch zeigt die technischen Aufgaben, denen sich die Erfinder gegenüber sahen, ihre Erfindungen und was aus diesen Erfindungen entstand. Das Buch soll Faszination für Technik vermitteln und zur wirtschaftlichen Realisierung eigener Erfindungen ermuntern, die zumeist durch das Anmelden der Erfindung zum Patent beginnt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Grundlagen des Patentrechts
Zusammenfassung
In diesem Buch werden die Erfindungen berühmter Erfinder und Wissenschaftler vor dem Hintergrund der zugehörigen Patentdokumente vorgestellt. Die Grundlagen des Patentrechts, insbesondere bezüglich des Aufbaus eines Patentdokuments, werden in diesem Kapitel beschrieben, um das Verständnis der Patentdokumente zu erleichtern.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 2. Dampfmaschine
Zusammenfassung
Die Entwicklung der Dampfmaschine bereitete den Boden der industriellen Revolution. Eine Dampfmaschine weist eine Dampferzeugung auf, die zum Antrieb eines beweglichen Kolbens in einem Zylinder führt, wodurch Arbeit verrichtet werden kann. Typischerweise wird die Hin- und Herbewegung des Kolbens durch ein Schwungrad in einen rotatorischen Antrieb umgewandelt.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 3. Verbrennungsmotoren
Zusammenfassung
Ein Verbrennungsmotor wandelt einen Kraftstoff in mechanische Arbeit um. Hierzu weist der Verbrennungsmotor eine Brennkammer auf, in der der Kraftstoff mit Luft verbrannt wird. Durch die Wärmeausdehnung des heißen Gases durch die Verbrennung wird ein beweglicher Kolben in der Brennkammer angetrieben, der die mechanische Arbeit verrichtet. Verbrennungsmotoren treiben Automobile, Motorräder, Schiffe und Flugzeuge an. Verbrennungsmotoren sind im Wesentlichen Ottomotoren, Dieselmotoren und Wankelmotoren.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 4. Elektromotoren

Ein Elektromotor wandelt elektrische Leistung in mechanische Leistung um. Ein Elektromotor weist eine stromdurchflossene Spule auf, die ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld wirkt mit einem zweiten derart zusammen, dass durch Anziehungs- und Abstoßungskräfte eine mechanische Rotationsbewegung entsteht.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 5. Fahrrad
Zusammenfassung
Ein Fahrrad ist ein zweirädriges, einspuriges Fahrzeug, das durch das Treten von Pedalen angetrieben wird. Ein Vorgänger des Fahrrads war die Draisine oder Laufmaschine, die ein zweirädriges, einspuriges Fahrzeug ohne Pedale war. Das Hochrad hatte zwei Räder unterschiedlicher Durchmesser, wobei der Fahrer über dem größeren, hinteren Rad saß, das einen dreifachen Durchmesser des Vorderrads aufwies. Durch die hohe Position des Fahrers ergaben sich regelmäßig schwere Stürze. Es werden die Erfindungen des Bowdenzugs, der Innenbacken-Trommelbremse und des Klappfahrrads beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 6. Automobil
Zusammenfassung
Ein Automobil ist ein mehrspuriges Fahrzeug, das von einem Motor angetrieben wird. Das Automobil dient insbesondere der Beförderung von Personen und Gütern. Zum Fahren eines Automobils ist üblicherweise eine Fahrerlaubnis erforderlich. Es werden unter anderem die Erfindungen der Scheibenwischanlage, der Innenbackenbremse, des Tachometers, des Stoßdämpfers, des Airbags, des Dreipunkt-Sicherheitsgurts, der Parkuhr, des Navigationsgeräts, der Elektronischen Stabilitätskontrolle, des autonomen Fahrens und der Straßenbahn vorgestellt.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 7. Elektrotechnik
Zusammenfassung
Die Elektrotechnik befasst sich mit der Entwicklung von Vorrichtungen und Verfahren, die mit elektrischer Energie betrieben werden. Die verschiedenen Bereiche der Elektrotechnik sind die Steuer-, Mess-, Regelungs-, Nachrichten- und Rechnertechnik, die technische Informatik und die Energietechnik. Es wird unter anderem die Entwicklung des bipolaren Transistors, des Feldeffekttransistors und des Operationsverstärkers beschrieben. Außerdem wird die Anwendung des dynamoelektrischen Prinzips bei Generatoren, die Erfindungen der integrierten Schaltkreise, des Totmannschalters, der Erdbebenmaschine und des Marx-Generators präsentiert.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 8. Informationstechnik

Mit Informationstechnik wird die elektronische Datenverarbeitung gemeint, die eine Hard- und Software-Infrastruktur voraussetzt. Die Informationstechnik umfasst die Bereiche der Mikroelektronik und der Softwaretechnik. Es wird die Erfindung des Computers durch Konrad Zuse und die Entwicklung der Datenträger mit den Lochkarten, dem Tonbandgerät, der Chipkarte und dem USB-Stick beschrieben.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 9. Nachrichtenübertragung
Zusammenfassung
Mit der Nachrichtenübertragung werden Fragen, Informationen und Anweisungen über eine räumliche Distanz transportiert. Es werden Töne oder Bilder mit einem Sender übermittelt, die von einem Empfänger in das ursprüngliche Format gewandelt werden. In diesem Kapitel werden die Erfindungen des Telefons, der drahtlosen Energieübertragung, der Glasfaser, des Faxgeräts und der Fernsehfernbedienung beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 10. Kameratechnik
Zusammenfassung
Mit einer Kamera werden Bilder festgehalten und zur Wiedergabe vorbereitet. In diesem Kapitel wird insbesondere die Entwicklung der Digitalkamera vorgestellt. Außerdem wird die Erfindung der Fotokabine beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 11. Film
Zusammenfassung
Film ist die Darstellung bewegter Bilder. Es wird die Erfindung der Filmpioniere Lumière mit ihrem ersten praxistauglichen Aufnahme- und Abspielgerät beschrieben. Außerdem wird August Musger mit seiner Erfindung der Zeitlupe und einer geeigneten Vorrichtung zur Erstellung von Zeitlupenaufnahmen vorgestellt.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 12. Batterietechnik
Zusammenfassung
Eine Batterie dient der Speicherung elektrischer Energie. Eine Batterie basiert auf elektrochemischen Prozessen und unterscheidet sich dadurch von einem Kondensator, der elektrische Energie durch elektrische Felder speichert. Der große Vorteil der Batterie gegenüber einem Kondensator ist die konstante Klemmenspannung. Es wird die Erfindung der Trockenbatterie von Carl Gassner und die Entwicklung einer Batterie ohne Laschen durch ein Unternehmen von Elon Musk beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 13. Messtechnik
Zusammenfassung
Die Messtechnik befasst sich mit Verfahren zur Messung physikalischer Größen wie Temperatur, Länge, Masse, Kraft, Druck, elektrische Stromstärke oder Zeit. Es wird die Erfindung des Echolots und des Dehnmessstreifens beschrieben.
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Kapitel 14. Uhren

Eine Uhr dient der Bestimmung des aktuellen Zeitpunkts und der Angabe zukünftiger Zeiträume. In diesem Kapitel wird die Automatikuhr beschrieben, deren Feder nicht „aufgezogen“ werden muss, sondern die durch Bewegungen des Trägers gespannt wird. Außerdem wird die Quarzuhr vorgestellt, die den piezoelektrischen Effekt nutzt, um eine hohe Ganggenauigkeit zu gewährleisten.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 15. Medizin
Zusammenfassung
In der Medizin werden naturwissenschaftliche Prinzipien angewandt, um gesundheitliche Probleme zu lösen. Die Medizintechnik wird von Ingenieuren und Ärzten betrieben und führt zu einer Verbesserung der Diagnostik und Therapie kranker Menschen. In diesem Kapitel wird die Erfindung des Röntgengeräts, des Beatmungsgeräts und des künstlichen Herzens vorgestellt. Außerdem werden Elon Musks Bemühungen, eine Gehirn-Computer-Schnittstelle zu entwickeln, vorgestellt.
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Kapitel 16. Maschinenbau

Der Maschinenbau beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion von Maschinen und Anlagen. In diesem Kapitel werden wichtige Erfindungen des Maschinenbaus beschrieben, und zwar die Herstellung nahtloser Stahlrohre durch die Gebrüder Mannesmann, der erste rostfreie Stahl und die Glasblasmaschine. Außerdem werden die Entwicklungen des Simmerrings und der Kettensäge vorgestellt.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 17. Luftfahrt
Zusammenfassung
Die Luftfahrt oder der Luftverkehr ist die Nutzung des Luftraums zum Transport von Personen und Gütern. Es werden die Anfänge der Luftfahrt mit den Zeppelinen vorgestellt. Außerdem werden die Erfindungen des Hubschraubers und des Strahltriebwerks beschrieben. Zusätzlich werden einzelne Aspekte wie die Funknavigation und die Entwicklung des Fallschirms präsentiert.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 18. Raumfahrt
Zusammenfassung
Die Raumfahrt umfasst Reisen in den Weltraum, wobei der Weltraum je nach Definition zwischen 80 km und 100 km von der Erdoberfläche beginnt. Es wird die kontinuierliche Entwicklung der Weltraumraketen von Goddard, Oberth bis zu Wernher von Braun vorgestellt.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 19. Beleuchtung
Zusammenfassung
Eine Beleuchtung erfolgt mit einer künstlichen Lichtquelle, um Objekte sichtbar zu machen. Alternativ kann mit einer Beleuchtung ein Energietransport erfolgen. Die Beleuchtungstechnik umfasst Verfahren und Vorrichtungen, um Licht zu erzeugen bzw. die Lichtverhältnisse zu beeinflussen. In diesem Kapitel wird die Erfindung der Glühbirne, des Hochleistungsscheinwerfers, der Leuchtstofflampe, des Lasers und der Taschenlampe beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 20. Anzeigetechnik
Zusammenfassung
Mit einer Anzeige können Informationen optisch dargestellt werden. Es wird der Flüssigkristallbildschirm und die organische Leuchtdiode OLED beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 21. Mikroskopie

Durch die technischen Vorrichtungen der Mikroskopie werden Dinge und Lebewesen sichtbar, die mit unbewaffnetem Auge unsichtbar blieben. Es wird in diesem Kapitel insbesondere das Elektronen- und das Rastertunnelmikroskop beschrieben.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 22. Schreibgeräte

Schreibgeräte dienen dem Setzen von Schriftzeichen auf ein Papier. Es wird die Erfindung des Füllfederhalters und des Kugelschreibers beschrieben.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 23. Bürotechnik

Die Bürotechnik umfasst sämtliche Vorrichtungen und Verfahren, die der Erhöhung der Effizienz von Bürotätigkeiten dienen. Es wird das Trockenkopierverfahren von Chester Floyd Carlson und der Briefmarkenautomat des Willy Abel beschrieben.

Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 24. Gebäudetechnik
Zusammenfassung
Die Gebäudetechnik umfasst sämtliche technischen Installationen eines Gebäudes. Es werden insbesondere die Erfindungen des Fahrstuhls, der Rolltreppe, des Kühlschranks und der elektrisch beheizbaren Sauna präsentiert. Außerdem wird die Erfindung des Dübels zur Befestigung loser Gegenstände an einer Wand und der Fluoreszenzkollektor als eine Form der Gewinnung von Solarenergie beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 25. Bergbau
Zusammenfassung
Der Bergbau dient der Exploration und Gewinnung von Bodenschätzen. Es wird die revolutionäre Treibscheibenförderung von Carl Friedrich Koepe und die Erfindung des Dynamits von Alfred Nobel vorgestellt.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 26. Unterhaltung
Zusammenfassung
Die Unterhaltung hat das Ziel, einem Publikum eine schöne und spannende Zeit zu bereiten. Es werden die Erfindung der Achterbahn, des Grammophons und des Spielzeug-Metallbaukastens beschrieben. Außerdem werden die Eisbearbeitungsmaschine zur Erstellung von Kunsteisbahnen und die Erfindung der Schneekanone für künstlich erzeugten Schnee präsentiert.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 27. Lebensmittel
Zusammenfassung
Lebensmittel dienen der Ernährung des menschlichen Körpers. In diesem Kapitel wird der Teebeutel und dessen Herstellung und die Erfindung des Kaffeefilters beschrieben. Außerdem werden die Erfindungen der Thermoskanne und des Dosenöffners präsentiert.
Thomas Heinz Meitinger
Kapitel 28. Hygiene
Zusammenfassung
Die Hygiene dient der Gesunderhaltung des menschlichen Körpers durch Vermeidung von Krankheiten und Infektionen. Es werden die Erfindungen der Rasiermaschine und der Matratzenreinigung beschrieben.
Thomas Heinz Meitinger
Metadaten
Titel
Revolutionäre Patente
verfasst von
Thomas Heinz Meitinger
Copyright-Jahr
2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-65710-2
Print ISBN
978-3-662-65709-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-65710-2

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