• Maschinenbegriffe
  • MNWeG
  • 21.12.2022
  • Technik
Um die Lizenzinformationen zu sehen, klicken Sie bitte den gewünschten Inhalt an.

Ein­lei­tung

Der  Mensch hatte schon immer das Be­stre­ben, seine ei­ge­ne Kraft durch Hilfs­mit­tel zu un­ter­stüt­zen. Dabei mach­te er sich ein­fa­che phy­si­ka­li­sche Ge­set­ze zu­nut­ze und ver­wen­de­te ein­fa­che Werk­zeu­ge wie z.B. den Fie­del­boh­rer.



Der Fie­del­boh­rer

Der Fie­del­boh­rer ist ein his­to­ri­sches Werk­zeug zum Boh­ren. Er ist  seit dem 3. Jahr­tau­send v. Chr. be­kannt und fand bis Mitte des 19.  Jahr­hun­derts Ver­wen­dung. Die äl­tes­te Dar­stel­lung eines Fie­del­boh­rers stammt aus etwa 2650 v. Chr. und be­fin­det sich in der Grab­kam­mer des Ti in Ägyp­ten.



Die ers­ten Boh­rer die­ser Art be­stan­den aus einem bo­gen­för­mi­gen Holz­stück, des­sen Enden mit einer Sehne ver­bun­den sind. In die Sehne  wird ein Schaft ein­ge­spannt, so dass er bei Hin- und Her­be­we­gung des  Bo­gens ro­tiert. Am Kopf des Schafts ist eine Spit­ze aus Stein, Kup­fer oder Bron­ze ver­an­kert, die als Bohr­werk­zeug dient. Der Schaft sel­ber ist ver­hält­nis­mä­ßig schwer oder mit zu­sätz­li­chen run­den Ge­wich­ten be­schwert, um zum einen den Vor­schub zu ge­währ­leis­ten, zum an­de­ren durch die grö­ße­re Masse eine hö­he­re Lauf­ru­he zu er­zie­len.

Bogen und Boh­rer

Rol­len­boh­rer (A, B) mit Drill-​ oder Fie­del­bo­gen (C)

  • a – Rolle
  • b – grö­ße­rer Boh­rer
  • c – Spit­ze
  • e – Kopf­stück
Fie­del­boh­rer zum Feu­er­boh­ren

Eine Wei­ter­ent­wick­lung ist das Feu­er­boh­ren mit­hil­fe eines Fie­del­boh­rers.  

Der Fie­del­boh­rer setzt die Trans­la­ti­on der Hand in eine Ro­ta­ti­on des Stabs um und er­reicht so eine hö­he­re Ro­ta­ti­ons­ge­schwin­dig­keit.



Um den Boh­rer in der Boh­rung zu hal­ten, drückt ein Ge­gen­stück aus Holz, Kno­chen oder Stein auf das obere Ende der Spin­del. So ist es mög­lich, mehr Druck aus­zu­üben als bei der Me­tho­de nur mit den Hän­den. Damit das Ge­gen­stück nicht selbst an­fängt zu rau­chen, wird das obere Ende der Spin­del be­feuch­tet oder ge­schmiert.

Der phy­si­ka­li­sche Ma­schi­nen­be­griff

Schon in der An­ti­ke waren ein­fa­che Grund­ele­men­te der Ma­schi­nen­tech­nik be­kannt:

"Die Mäch­ti­gen Fünf"

  1. Die schie­fe Ebene
  2. Der Keil
  3. Die Schrau­be
  4. Der Hebel
  5. Das Rad und die Rolle

Mit den „Mäch­ti­gen Fünf“ wur­den schon vor Tau­sen­den von Jah­ren Groß­pro­jek­te wie die Py­ra­mi­den und Tem­pel­bau­ten rea­li­siert.



Die Mus­kel­kraft von Skla­ven, spä­ter wur­den Tiere zur Hilfe ge­nom­men, konn­te so um ein Viel­fa­ches ver­stärkt wer­den. Es wur­den z.B. Müh­len und Las­ten­auf­zü­ge mit  Um­lenk­rol­len kon­stru­iert (Rad), Was­ser den Berg nach oben trans­por­tiert (Schrau­be), ton­nen­schwe­re Stei­ne auf Rol­len in die Höhe ge­schafft (schie­fe Ebene) und Holz und Stein ge­spal­ten und be­ar­bei­tet (Keil und Hebel).



Erst mit der Er­fin­dung der Dampf­ma­schi­ne stan­den dem Men­schen noch grö­ße­re und über­all ein­setz­ba­re Kräf­te zur Ver­fü­gung (z.B. Dampf­lok).

Die sehr ein­fa­chen phy­si­ka­li­schen „Ma­schi­nen“ sind heute noch in vie­len Ma­schi­nen vor­han­den.

Die Mäch­ti­gen Fünf

Der klas­si­sche Ma­schi­nen­be­griff

Die Kraft von Men­schen und Tie­ren wurde durch die 3. tech­ni­sche Re­vo­lu­ti­on (Dampf­ma­schi­ne) wei­test­ge­hend er­setzt.



Der "phy­si­ka­li­sche Ma­schi­nen­be­griff" pass­te nicht mehr auf die neuen Ei­gen­schaf­ten und wurde durch den "klas­si­schen Ma­schi­nen­be­griff" er­gänzt.

De­fi­ni­ti­on

Eine Ma­schi­ne ist eine mit einem an­de­ren An­triebs­sys­tem als der un­mit­tel­bar ein­ge­setz­ten mensch­li­chen oder tie­ri­schen Kraft aus­ge­stat­te­te oder dafür vor­ge­se­he­ne Ge­samt­heit mit­ein­an­der ver­bun­de­ner Teile oder Vor­rich­tun­gen, die zwangs­läu­fi­ge Be­we­gun­gen aus­füh­ren und da­durch nütz­li­che Ar­beit ver­rich­tet.

Der all­ge­mei­ne Auf­bau einer Ma­schi­ne be­steht aus meh­re­ren Tei­len, die je­weils be­stimm­te Auf­ga­ben er­fül­len:



  • Träger-​ und Ge­häu­se­teil



  • Schalt-​, Steuer-​ und Re­gel­teil



  • Si­cher­heits­vor­rich­tung



  • Ar­beits­teil



  • Antriebs-​, En­er­gie­teil



  • Über­tra­gungs­teil

Der ky­per­ne­ti­sche Ma­schi­nen­be­griff

Durch den tech­ni­schen Fort­schritt und die schnel­le Ent­wick­lung in der Elek­tro­nik ent­stan­den Ma­schi­nen, die nicht mehr dem "klas­si­schen  Ma­schi­nen­be­griff" zu­zu­ord­nen waren, z.B. Com­pu­ter, Te­le­fo­ne, Laser und Schweiß­ge­rä­te.





Für alle Ein­gangs­grö­ßen, die Stof­fe, In­for­ma­tio­nen und En­er­gien be­ar­bei­ten, wur­den dem ky­per­ne­ti­schen Ma­schi­nen­be­griff zu­ge­ord­net.

x