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
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
Die Grundlagen im Maschinenbau bilden folgende Gebiete:
Strömungsmechanik: Fluidstatik • Fluiddynamik • Ähnlichkeitsmechanik • Stromfadentheorie • Potentialströmung
Werkstofftechnik: Korn • Diffusion • Legierung • Eisen-Kohlenstoff-Diagramm • Korrosion • Verschleiß • Tribologie • Werkstoffprüfung
Konstruktionslehre: Technisches Zeichnen • Toleranzen • Passung • Maschinenelemente
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, Werkzeugmaschinen, 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
Die Fördertechnik befasst sich mit dem Bewegen von Gütern oder Personen über begrenzte Entfernungen, etwa innerhalb einer Fabrik.
Anlagentechnik:
Komponententechnik: Antrieb • Getriebe • Bremse • Hebezeug
Systemtechnik:
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:
Wälzlager: Wälzlager Kugellager • Tonnenlager • Nadellager • Zylinderrollenlager
Getriebe: Riemengetriebe • Kettengetriebe • Zahnradgetriebe
Dichtungen:
Zahnräder: Stirnrad • Kegelrad • Evolventenverzahnung
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:
Arbeitsmaschinen: Pumpen (Kolbenpumpen, Kreiselpumpen) • Verdichter (Kolbenverdichter, Kreiselverdichter) • Werkzeugmaschinen
Die Fahrzeugtechnik befasst sich mit den verschiedenen Fahrzeugen.
Kraftfahrzeugtechnik: Fahrzeugbau • Fahrdynamik
Schiffstechnik: Schiffbau • Elektrische Energieversorgung • Schiffsrumpf
Luftfahrttechnik: Flugphysik • Avionik • Flugzeugbau
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 Wasserrad, oft auch Mühlrad genannt, ist eine Wasserkraftmaschine, die die potentielle oder kinetische Energie des Wassers nutzt, um Wassermühlen aller Art, Generatoren von kleinen Wasserkraftwerken oder Wasserschöpfwerke anzutreiben.
Die Erfindung des Wasserrades durch griechische Ingenieure im 4./3. Jahrhundert v. Chr. stellte einen Meilenstein in der Entwicklung der Technik dar, da durch die Nutzung der Wasserkraft mechanische Energie nutzbar gemacht werden konnte. Zu Anfang dienten Wasserräder der Bewässerung in der Landwirtschaft, als Schöpfrad zum Heben von Wasser. Solche Schöpfräder sind seit vor der Zeitenwende in den hellenistischen Staaten und im Römischen Reich, später auch in Indien und China verbreitet.
Bei Le Locle im Schweizer Kanton Neuenburg (NE) befinden sich Europas einzige unterirdische Mühlen, die Höhlenmühlen von Le Locle. In einer mehrstöckigen Höhle wurden im 16. Jahrhundert in einen Wasserfall Wasserräder eingebaut, um eine Getreidemühle und Dresch- und Sägemühlen anzutreiben.
Das Wasserrad hat im Zuge der Stromerzeugung auf Basis von erneuerbaren Energien eine Renaissance erfahren. Wasserräder zeichnen sich durch eine kostengünstige Realisierung in bestehenden Kanälen (z. B. Bewässerungskanälen) aus, wobei die baulichen und technischen Größenbegrenzungen von Wasserrädern (Fallhöhe max. ≈8–10 m, Durchfluss max. ≈10 m³/s) den Einsatz im Bereich der Klein- und Kleinstwasserkraft vorgeben.
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