Dubbel (eBook)
XLVI, 1938 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-642-17306-6 (ISBN)
Hinweise zur Benutzung 43
Chronik des Taschenbuchs 45
A Mathematik 46
1 Mathematik für Ingenieure 46
2 Ergänzungen zur Höheren Mathematik 46
3 Numerische Methoden 46
3.1 Numerische -- Analytische Lösung 47
3.2 Standardaufgabe der linearen Algebra 47
3.2.1 Mehrgitterverfahren 48
3.3 Interpolation, Integration 48
3.4 Rand- und Anfangswertprobleme 49
3.5 Optimierungsprobleme 49
Literatur 50
B Mechanik 53
1 Statik starrer Körper 53
1.1 Allgemeines 53
1.2 Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften mit gemeinsamem Angriffspunkt 54
1.2.1 Ebene Kräftegruppe 54
1.2.2 Räumliche Kräftegruppe 54
1.3 Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften mit verschiedenen Angriffspunkten 55
1.3.1 Kräfte in der Ebene 55
1.3.2 Kräfte im Raum 56
1.4 Gleichgewicht und Gleichgewichtsbedingungen 56
1.4.1 Kräftesystem im Raum 56
1.4.2 Kräftesystem in der Ebene 56
1.4.3 Prinzip der virtuellen Arbeiten 57
1.4.4 Arten des Gleichgewichts 57
1.4.5 Standsicherheit 58
1.5 Lagerungsarten, Freimachungsprinzip 58
1.6 Auflagerreaktionen an Körpern 58
1.6.1 Körper in der Ebene 58
1.6.2 Körper im Raum 59
1.7 Systeme starrer Körper 59
1.8 Fachwerke 60
1.8.1 Ebene Fachwerke 60
1.8.2 Räumliche Fachwerke 61
1.9 Seile und Ketten 61
1.9.1 Seil unter Eigengewicht (Kettenlinie) 62
1.9.2 Seil unter konstanter Streckenlast 62
1.9.3 Seil mit Einzellast 63
1.10 Schwerpunkt (Massenmittelpunkt) 63
1.11 Haftung und Reibung 63
1.11.1 Anwendungen zur Haftung und Gleitreibung 64
1.11.2 Schraube (Bewegungsschraube) 65
1.11.3 Rollwiderstand 66
1.11.4 Widerstand an Seilrollen 66
2 Kinematik 67
2.1 Bewegung eines Punkts 67
2.1.1 Allgemeines 67
2.1.2 Ebene Bewegung 68
2.1.3 Räumliche Bewegung 71
2.2 Bewegung starrer Körper 71
2.2.1 Translation (Parallelverschiebung, Schiebung) 71
2.2.2 Rotation (Drehbewegung, Drehung) 71
2.2.3 Allgemeine Bewegung des starren Körpers 72
3 Kinetik 76
3.1 Energetische Grundbegriffe -- Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad 76
3.1.1 Spezielle Arbeiten 76
3.2 Kinetik des Massenpunkts und des translatorisch bewegten Körpers 77
3.2.1 Dynamisches Grundgesetz von Newton (2. Newton'sches Axiom) 77
3.2.2 Arbeits- und Energiesatz 78
3.2.3 Impulssatz 78
3.2.4 Prinzip von d'Alembert und geführte Bewegungen 78
3.2.5 Impulsmomenten- (Flächen-) und Drehimpulssatz 79
3.3 Kinetik des Massenpunktsystems 79
3.3.1 Schwerpunktsatz 79
3.3.2 Arbeits- und Energiesatz 79
3.3.3 Impulssatz 80
3.3.4 Prinzip von d'Alembert und geführte Bewegungen 80
3.3.5 Impulsmomenten- und Drehimpulssatz 81
3.3.6 Lagrange'sche Gleichungen 81
3.3.7 Prinzip von Hamilton 81
3.3.8 Systeme mit veränderlicher Masse 81
3.4 Kinetik starrer Körper 82
3.4.1 Rotation eines starren Körpers um eine feste Achse 82
3.4.2 Allgemeines über Massenträgheitsmomente 83
3.4.3 Allgemeine ebene Bewegung starrer Körper 84
3.4.4 Allgemeine räumliche Bewegung 85
3.5 Kinetik der Relativbewegung 87
3.6 Stoß 87
3.6.1 Gerader zentraler Stoß 87
3.6.2 Schiefer zentraler Stoß 88
3.6.3 Exzentrischer Stoß 88
3.6.4 Drehstoß 88
4 Schwingungslehre 88
4.1 Systeme mit einem Freiheitsgrad 88
4.1.1 Freie ungedämpfte Schwingungen 88
4.1.2 Freie gedämpfte Schwingungen 90
4.1.3 Ungedämpfte erzwungene Schwingungen 91
4.1.4 Gedämpfte erzwungene Schwingungen 91
4.1.5 Kritische Drehzahl und Biegeschwingung der einfach besetzten Welle 92
4.2 Systeme mit mehreren Freiheitsgraden (Koppelschwingungen) 92
4.2.1 Freie Schwingungen mit zwei und mehr Freiheitsgraden 92
4.2.2 Erzwungene Schwingungen mit zwei und mehr Freiheitsgraden 93
4.2.3 Eigenfrequenzen ungedämpfter Systeme 93
4.2.4 Schwingungen der Kontinua 94
4.3 Nichtlineare Schwingungen 96
4.3.1 Schwinger mit nichtlinearer Federkennlinie oder Rückstellkraft 96
4.3.2 Schwingungen mit periodischen Koeffizienten (rheolineare Schwingungen) 96
5 Hydrostatik (Statik der Flüssigkeiten) 97
6 Hydro- und Aerodynamik (Strömungslehre, Dynamik der Fluide) 99
6.1 Eindimensionale Strömungen idealer Flüssigkeiten 99
6.1.1 Anwendungen der Bernoulli'schen Gleichung für den stationären Fall 100
6.1.2 Anwendung der Bernoulli'schen Gleichung für den instationären Fall 101
6.2 Eindimensionale Strömungen zäher Newton'scher Flüssigkeiten (Rohrhydraulik) 101
6.2.1 Stationäre laminare Strömung in Rohren mit Kreisquerschnitt 101
6.2.2 Stationäre turbulente Strömung in Rohren mit Kreisquerschnitt 102
6.2.3 Strömung in Leitungen mit nicht vollkreisförmigen Querschnitten 103
6.2.4 Strömungsverluste durch spezielle Rohrleitungselemente und Einbauten 103
6.2.5 Stationärer Ausfluss aus Behältern 106
6.2.6 Stationäre Strömung durch offene Gerinne 106
6.2.7 Instationäre Strömung zäher Newton'scher Flüssigkeiten 106
6.2.8 Freier Strahl 106
6.3 Eindimensionale Strömung Nicht-Newton'scher Flüssigkeiten 107
6.3.1 Berechnung von Rohrströmungen 107
6.4 Kraftwirkungen strömender inkompressibler Flüssigkeiten 107
6.4.1 Impulssatz 107
6.4.2 Anwendungen 108
6.5 Mehrdimensionale Strömung idealer Flüssigkeiten 109
6.5.1 Allgemeine Grundgleichungen 109
6.5.2 Potentialströmungen 109
6.6 Mehrdimensionale Strömung zäher Flüssigkeiten 111
6.6.1 Bewegungsgleichungen von Navier-Stokes 111
6.6.2 Einige Lösungen für kleine Reynolds'sche Zahlen (laminare Strömung) 111
6.6.3 Grenzschichttheorie 112
6.6.4 Strömungswiderstand von Körpern 112
6.6.5 Tragflügel und Schaufeln 113
6.6.6 Schaufeln und Profile im Gitterverband 116
7 Ähnlichkeitsmechanik 117
7.1 Allgemeines 117
7.2 Ähnlichkeitsgesetze (Modellgesetze) 117
7.2.1 Statische Ähnlichkeit 117
7.2.2 Dynamische Ähnlichkeit 118
7.2.3 Thermische Ähnlichkeit 119
7.2.4 Analyse der Einheiten (Dimensionsanalyse) und Pi-Theorem 119
Literatur 120
C Festigkeitslehre 121
1 Allgemeine Grundlagen 121
1.1 Spannungen und Verformungen 121
1.1.1 Spannungen 121
1.1.2 Verformungen 123
1.1.3 Formänderungsarbeit 124
1.2 Festigkeitsverhalten der Werkstoffe 124
1.3 Festigkeitshypothesen und Vergleichsspannungen 126
1.3.1 Normalspannungshypothese 126
1.3.2 Schubspannungshypothese 126
1.3.3 Gestaltänderungsenergiehypothese 126
1.3.4 Erweiterte Schubspannungshypothese 126
1.3.5 Anstrengungsverhältnis nach Bach 126
2 Beanspruchung stabförmiger Bauteile 127
2.1 Zug- und Druckbeanspruchung 127
2.1.1 Stäbe mit konstantem Querschnitt und konstanter Längskraft 127
2.1.2 Stäbe mit veränderlicher Längskraft 127
2.1.3 Stäbe mit veränderlichem Querschnitt 127
2.1.4 Stäbe mit Kerben 127
2.1.5 Stäbe unter Temperatureinfluss 128
2.2 Abscherbeanspruchung 128
2.3 Flächenpressung und Lochleibung 128
2.3.1 Ebene Flächen 128
2.3.2 Gewölbte Flächen 128
2.4 Biegebeanspruchung 129
2.4.1 Schnittlasten: Normalkraft, Querkraft, Biegemoment 129
2.4.2 Schnittlasten am geraden Träger in der Ebene 129
2.4.3 Schnittlasten an gekrümmten ebenen Trägern 130
2.4.4 Schnittlasten an räumlichen Trägern 130
2.4.5 Biegespannungen in geraden Balken 130
2.4.6 Schubspannungen und Schubmittelpunkt am geraden Träger 134
2.4.7 Biegespannungen in stark gekrümmten Trägern 137
2.4.8 Durchbiegung von Trägern 138
2.4.9 Formänderungsarbeit bei Biegung und Energiemethoden zur Berechnung von Einzeldurchbiegungen 143
2.5 Torsionsbeanspruchung 145
2.5.1 Stäbe mit Kreisquerschnitt und konstantem Durchmesser 145
2.5.2 Stäbe mit Kreisquerschnitt und veränderlichem Durchmesser 146
2.5.3 Dünnwandige Hohlquerschnitte (Bredt'sche Formeln) 146
2.5.4 Stäbe mit beliebigem Querschnitt 146
2.5.5 Wölbkrafttorsion 148
2.6 Zusammengesetzte Beanspruchung 148
2.6.1 Biegung und Längskraft 148
2.6.2 Biegung und Schub 149
2.6.3 Biegung und Torsion 149
2.6.4 Längskraft und Torsion 150
2.6.5 Schub und Torsion 150
2.6.6 Biegung mit Längskraft sowie Schub und Torsion 150
2.7 Statisch unbestimmte Systeme 150
3 Elastizitätstheorie 151
3.1 Allgemeines 151
3.2 Rotationssymmetrischer Spannungszustand 152
3.3 Ebener Spannungszustand 153
4 Beanspruchung bei Berührung zweier Körper (Hertz'sche Formeln) 154
4.1 Kugel 154
4.2 Zylinder 154
4.3 Beliebig gewölbte Fläche 154
5 Flächentragwerke 155
5.1 Platten 155
5.1.1 Rechteckplatten 155
5.1.2 Kreisplatten 156
5.1.3 Elliptische Platten 156
5.1.4 Gleichseitige Dreieckplatte 156
5.1.5 Temperaturspannungen in Platten 157
5.2 Scheiben 157
5.2.1 Kreisscheibe 157
5.2.2 Ringförmige Scheibe 157
5.2.3 Unendlich ausgedehnte Scheibe mit Bohrung 157
5.2.4 Keilförmige Scheibe unter Einzelkräften 157
5.3 Schalen 157
5.3.1 Biegeschlaffe Rotationsschalen und Membrantheorie für Innendruck 158
5.3.2 Biegesteife Schalen 158
6 Dynamische Beanspruchung umlaufender Bauteile durch Fliehkräfte 159
6.1 Umlaufender Stab 159
6.2 Umlaufender dünnwandiger Ring oder Hohlzylinder 160
6.3 Umlaufende Scheiben 160
6.3.1 Vollscheibe konstanter Dicke 160
6.3.2 Ringförmige Scheibe konstanter Dicke 160
6.3.3 Scheiben gleicher Festigkeit 160
6.3.4 Scheiben veränderlicher Dicke 161
6.3.5 Umlaufender dickwandiger Hohlzylinder 161
7 Stabilitätsprobleme 161
7.1 Knickung 161
7.1.1 Knicken im elastischen (Euler-)Bereich 161
7.1.2 Knicken im unelastischen (Tetmajer-)Bereich 162
7.1.3 Näherungsverfahren zur Knicklastberechnung 162
7.1.4 Stäbe bei Änderung des Querschnitts bzw. der Längskraft 163
7.1.5 Knicken von Ringen, Rahmen und Stabsystemen 163
7.1.6 Biegedrillknicken 163
7.2 Kippen 164
7.2.1 Träger mit Rechteckquerschnitt 164
7.2.2 Träger mit I-Querschnitt 164
7.3 Beulung 164
7.3.1 Beulen von Platten 164
7.3.2 Beulen von Schalen 166
7.3.3 Beulspannungen im unelastischen (plastischen) Bereich 166
8 Finite Berechnungsverfahren 167
8.1 Finite Elemente Methode 167
8.2 Randelemente 169
8.3 Finite Differenzen Methode 171
9 Plastizitätstheorie 172
9.1 Allgemeines 172
9.2 Anwendungen 173
9.2.1 Biegung des Rechteckbalkens 173
9.2.2 Räumlicher und ebener Spannungszustand 173
10 Festigkeitsnachweis 175
10.1 Berechnungs- und Bewertungskonzepte 175
10.2 Nennspannungskonzepte 175
10.3 Kerbgrundkonzepte 176
11 Anhang C: Diagramme und Tabellen 179
Literatur 183
D Thermodynamik 184
1 Thermodynamik. Grundbegriffe 184
1.1 Systeme, Systemgrenzen, Umgebung 184
1.2 Beschreibung des Zustands eines Systems. Thermodynamische Prozesse 184
2 Temperaturen. Gleichgewichte 185
2.1 Thermisches Gleichgewicht 185
2.2 Nullter Hauptsatz und empirische Temperatur 185
2.3 Temperaturskalen 185
2.3.1 Die Internationale Praktische Temperaturskala 186
3 Erster Hauptsatz 186
3.1 Allgemeine Formulierung 186
3.2 Die verschiedenen Energieformen 186
3.2.1 Arbeit 186
3.2.2 Innere Energie und Systemenergie 187
3.2.3 Wärme 188
3.3 Anwendung auf geschlossene Systeme 188
3.4 Anwendung auf offene Systeme 188
3.4.1 Stationäre Prozesse 188
3.4.2 Instationäre Prozesse 189
4 Zweiter Hauptsatz 189
4.1 Das Prinzip der Irreversibilität 189
4.2 Allgemeine Formulierung 190
4.3 Spezielle Formulierungen 190
4.3.1 Adiabate, geschlossene Systeme 190
4.3.2 Systeme mit Wärmezufuhr 191
5 Exergie und Anergie 191
5.1 Exergie eines geschlossenen Systems 191
5.2 Exergie eines offenen Systems 191
5.3 Exergie einer Wärme 192
5.4 Anergie 192
5.5 Exergieverluste 192
6 Stoffthermodynamik 193
6.1 Thermische Zustandsgrößen von Gasen und Dämpfen 193
6.1.1 Ideale Gase 193
6.1.2 Gaskonstante und das Gesetz von Avogadro 193
6.1.3 Reale Gase 193
6.1.4 Dämpfe 194
6.2 Kalorische Zustandsgrößen von Gasen und Dämpfen 195
6.2.1 Ideale Gase 195
6.2.2 Reale Gase und Dämpfe 195
6.3 Inkompressible Fluide 197
6.4 Feste Stoffe 197
6.4.1 Wärmedehnung 197
6.4.2 Schmelz- und Sublimationsdruckkurve 197
6.4.3 Kalorische Zustandsgrößen 197
7 Zustandsänderungen von Gasen und Dämpfen 198
7.1 Zustandsänderungen ruhender Gase und Dämpfe 198
7.2 Zustandsänderungen strömender Gase und Dämpfe 199
7.2.1 Strömung idealer Gase 199
7.2.2 Düsen- und Diffusorströmung 200
8 Thermodynamische Prozesse 200
8.1 Energiewandlung mittels Kreisprozessen 200
8.2 Carnot-Prozess 200
8.3 Wärmekraftanlagen 201
8.3.1 Ackeret-Keller-Prozess 201
8.3.2 Geschlossene Gasturbinenanlage 202
8.3.3 Dampfkraftanlage 202
8.4 Verbrennungskraftanlagen 203
8.4.1 Offene Gasturbinenanlage 203
8.4.2 Ottomotor 204
8.4.3 Dieselmotor 204
8.4.4 Brennstoffzellen 205
8.5 Kälteanlagen und Wärmepumpen 205
8.5.1 Kompressionskälteanlage 205
8.5.2 Kompressionswärmepumpe 206
8.6 Kraft-Wärme-Kopplung 206
9 Gemische 207
9.1 Gemische idealer Gase 207
9.2 Gas-Dampf-Gemische. Feuchte Luft 207
9.2.1 Mollier-Diagramm der feuchten Luft 208
9.2.2 Zustandsänderungen feuchter Luft 209
10 Verbrennung 210
10.1 Reaktionsgleichungen 210
10.2 Heizwert und Brennwert 210
10.3 Verbrennungstemperatur 211
11 Wärmeübertragung 211
11.1 Stationäre Wärmeleitung 211
11.2 Wärmeübergang und Wärmedurchgang 212
11.3 Nichtstationäre Wärmeleitung 213
11.3.1 Der halbunendliche Körper 213
11.3.2 Zwei halbunendliche Körper in thermischem Kontakt 214
11.3.3 Temperaturausgleich in einfachen Körpern 214
11.4 Wärmeübergang durch Konvektion 215
11.4.1 Wärmeübergang ohne Phasenumwandlung 215
11.4.2 Wärmeübergang beim Kondensieren und beim Sieden 217
11.5 Wärmeübertragung durch Strahlung 218
11.5.1 Gesetz von Stefan-Boltzmann 218
11.5.2 Kirchhoff'sches Gesetz 218
11.5.3 Wärmeaustausch durch Strahlung 218
11.5.4 Gasstrahlung 219
12 Anhang D: Diagramme und Tabellen 219
Literatur 234
E Werkstofftechnik 235
1 Werkstoff- und Bauteileigenschaften 235
1.1 Beanspruchungs- und Versagensarten 235
1.1.1 Belastungs- und Beanspruchungsfälle 235
1.1.2 Versagen durch mechanische Beanspruchung 236
1.1.3 Versagen durch komplexe Beanspruchungen 237
1.2 Grundlegende Konzepte für den Festigkeitsnachweis 239
1.2.1 Festigkeitshypothesen 239
1.2.2 Nenn-, Struktur- und Kerbspannungskonzept 239
1.2.3 Òrtliches Konzept 240
1.2.4 Plastisches Grenzlastkonzept 240
1.2.5 Bruchmechanikkonzepte 240
1.3 Werkstoffkennwerte für die Bauteildimensionierung 241
1.3.1 Statische Festigkeit 241
1.3.2 Schwingfestigkeit 242
1.3.3 Bruchmechanische Werkstoffkennwerte bei statischer Beanspruchung 243
1.3.4 Bruchmechanische Werkstoffkennwerte bei zyklischer Beanspruchung 245
1.4 Einflüsse auf die Werkstoffeigenschaften 246
1.4.1 Werkstoffphysikalische Grundlagen der Festigkeit und Zähigkeit metallischer Werkstoffe 246
1.4.2 Metallurgische Einflüsse 246
1.4.3 Technologische Einflüsse 247
1.4.4 Oberflächeneinflüsse 247
1.4.5 Umgebungseinflüsse 248
1.4.6 Gestalteinfluss auf statische Festigkeitseigenschaften 248
1.4.7 Gestalteinfluss auf Schwingfestigkeitseigenschaften 249
1.5 Festigkeitsnachweis von Bauteilen 250
1.5.1 Festigkeitsnachweis bei statischer Beanspruchung 250
1.5.2 Festigkeitsnachweis bei Schwingbeanspruchung mit konstanter Amplitude 251
1.5.3 Festigkeitsnachweis bei Schwingbeanspruchung mit variabler Amplitude (Betriebsfestigkeitsnachweis) 251
1.5.4 Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis unter statischer Beanspruchung 253
1.5.5 Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis unter zyklischer Beanspruchung 254
1.5.6 Festigkeitsnachweis unter Zeitstand- und Kriechermüdungsbeanspruchung 254
2 Werkstoffprüfung 257
2.1 Grundlagen 257
2.1.1 Probenentnahme 257
2.1.2 Versuchsauswertung 258
2.2 Prüfverfahren 258
2.2.1 Zugversuch 259
2.2.2 Druckversuch 259
2.2.3 Biegeversuch 260
2.2.4 Härteprüfverfahren 260
2.2.5 Kerbschlagbiegeversuch 261
2.2.6 Bruchmechanische Prüfungen 261
2.2.7 Chemische und physikalische Analysemethoden 262
2.2.8 Materialographische Untersuchungen 263
2.2.9 Technologische Prüfungen 264
2.2.10 Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung 264
2.2.11 Dauerversuche 265
3 Eigenschaften und Verwendung der Werkstoffe 266
3.1 Eisenwerkstoffe 266
3.1.1 Das Zustandsschaubild Eisen-Kohlenstoff 266
3.1.2 Stahlerzeugung 267
3.1.3 Wärmebehandlung 268
3.1.4 Stähle 272
3.1.5 Gusseisenwerkstoffe 284
3.2 Nichteisenmetalle 287
3.2.1 Kupfer und seine Legierungen 287
3.2.2 Aluminium und seine Legierungen 289
3.2.3 Magnesiumlegierungen 290
3.2.4 Titanlegierungen 291
3.2.5 Nickel und seine Legierungen 292
3.2.6 Zink und seine Legierungen 292
3.2.7 Blei 293
3.2.8 Zinn 293
3.2.9 Überzüge auf Metallen 293
3.3 Nichtmetallische anorganische Werkstoffe 295
3.3.1 Keramische Werkstoffe 295
3.3.2 Glas 297
3.3.3 Beton 298
3.3.4 Holz 299
3.4 Werkstoffauswahl 303
4 Kunststoffe 305
4.1 Einführung 305
4.2 Aufbau und Verhalten von Kunststoffen 305
4.3 Eigenschaften 306
4.4 Wichtige Thermoplaste 306
4.5 Fluorhaltige Kunststoffe 308
4.6 Duroplaste 308
4.7 Kunststoffschäume 309
4.8 Elastomere 309
4.9 Prüfung von Kunststoffen 310
4.9.1 Kennwertermittlung an Probekörpern 310
4.9.2 Prüfung von Fertigteilen 313
4.10 Verarbeiten von Kunststoffen 313
4.10.1 Urformen von Kunststoffen 313
4.10.2 Umformen von Kunststoffen 316
4.10.3 Fügen von Kunststoffen 316
4.11 Gestalten und Fertigungsgenauigkeit von Kunststoff-Formteilen 317
4.12 Nachbehandlungen 318
5 Tribologie 319
5.1 Reibung 319
5.2 Verschleiß 320
5.3 Systemanalyse von Reibungs- und Verschleißvorgängen 321
5.3.1 Funktion von Tribosystemen 321
5.3.2 Beanspruchungskollektiv 322
5.3.3 Struktur tribologischer Systeme 322
5.3.4 Tribologische Kenngrößen 322
5.3.5 Checkliste zur Erfassung der wichtigsten tribologisch relevanten Größen 323
5.4 Schmierung 323
5.5 Schmierstoffe 323
5.5.1 Schmieröle 324
5.5.2 Schmierfette 326
5.5.3 Festschmierstoffe 326
5.6 Tribotechnische Werkstoffe 326
6 Korrosion und Korrosionsschutz 327
6.1 Einleitung 327
6.2 Elektrochemische Korrosion 328
6.2.1 Allgemeine Korrosion 330
6.2.2 Lokalkorrosion und Passivität 331
6.2.3 Galvanische Korrosion 335
6.2.4 Interkristalline Korrosion 336
6.2.5 Rissphänomene 336
6.2.6 Korrosion unter Verschleißbeanspruchung 339
6.2.7 Mikrobiologisch beeinflusste Korrosion 340
6.3 Chemische Korrosion und Hochtemperaturkorrosion 340
6.3.1 Hochtemperaturkorrosion ohne mechanische Beanspruchung 341
6.3.2 Hochtemperaturkorrosion mit mechanischer Beanspruchung 342
6.4 Korrosion nichtmetallischer Werkstoffe 342
6.4.1 Korrosion von anorganischen nichtmetallischen Werkstoffen 342
6.4.2 Korrosionsartige Schädigung von organischen Werkstoffen 343
6.5 Korrosionsprüfung 344
7 Anhang E: Diagramme und Tabellen 345
F Grundlagen der Konstruktionstechnik 377
1 Grundlagen technischer Systeme und des methodischen Vorgehens 377
1.1 Technische Systeme 377
1.1.1 Energie-, Stoff- und Signalumsatz 377
1.1.2 Funktionszusammenhang 377
1.1.3 Wirkzusammenhang 378
1.1.4 Bauzusammenhang 379
1.1.5 Systemzusammenhang 379
1.1.6 Generelle Zielsetzung und Bedingungen 379
1.2 Methodisches Vorgehen 380
1.2.1 Allgemeine Arbeitsmethodik 380
1.2.2 Allgemeiner Lösungsprozess 380
1.2.3 Abstrahieren zum Erkennen der Funktionen 380
1.2.4 Suche nach Lösungsprinzipien 380
1.2.5 Beurteilen von Lösungen 383
1.3 Konstruktionsprozess 386
1.3.1 Klären der Aufgabenstellung 386
1.3.2 Konzipieren 387
1.3.3 Entwerfen 388
1.3.4 Ausarbeiten 388
1.3.5 Effektive Organisationsformen 389
1.3.6 Rapid Prototyping 390
1.3.7 Konstruktionsarten 390
1.4 Gestaltung 390
1.4.1 Grundregeln 390
1.4.2 Gestaltungsprinzipien 390
1.4.3 Gestaltungsrichtlinien 393
1.4.4 Faser-Kunststoff-Verbunde 396
1.5 Baureihen- und Baukastenentwicklung 401
1.5.1 Ähnlichkeitsbeziehungen 401
1.5.2 Dezimalgeometrische Normzahlreihen 401
1.5.3 Geometrisch ähnliche Baureihe 402
1.5.4 Halbähnliche Baureihen 402
1.5.5 Anwenden von Exponentengleichungen 403
1.5.6 Baukasten 404
1.6 Normen- und Zeichnungswesen 404
1.6.1 Normenwerk 404
1.6.2 Grundnormen 405
1.6.3 Zeichnungen und Stücklisten 408
1.6.4 Sachnummernsysteme 411
2 Anwendung für Maschinensysteme der Stoffverarbeitung 414
2.1 Aufgabe und Einordnung 414
2.2 Struktur von Verarbeitungsmaschinen 415
2.2.1 Verarbeitungssystem 415
2.2.2 Antriebs- und Steuerungssystem 417
2.2.3 Raumsystem 421
2.3 Verarbeitungsanlagen 423
3 Bio-Industrie-Design: Herausforderungen und Visionen 425
Literatur 427
G Mechanische Konstruktionselemente 428
1 Bauteilverbindungen 428
1.1 Schweißen 428
1.1.1 Schweißverfahren 428
1.1.2 Schweißbarkeit der Werkstoffe 428
1.1.3 Stoß- und Nahtarten 435
1.1.4 Darstellung der Schweißnähte 437
1.1.5 Festigkeit von Schweißverbindungen 438
1.1.6 Thermisches Abtragen 447
1.2 Löten 448
1.2.1 Vorgang 448
1.2.2 Weichlöten 448
1.2.3 Hartlöten und Schweißlöten (Fugenlöten) 448
1.2.4 Hochtemperaturlöten 449
1.3 Kleben 450
1.3.1 Anwendung und Vorgang 450
1.3.2 Klebstoffe 450
1.3.3 Tragfähigkeit 451
1.4 Reibschlussverbindungen 452
1.4.1 Formen, Anwendungen 452
1.4.2 Pressverbände 453
1.4.3 Klemmverbindungen 455
1.5 Formschlussverbindungen 456
1.5.1 Formen, Anwendungen 456
1.5.2 Stiftverbindungen 456
1.5.3 Bolzenverbindungen 457
1.5.4 Keilverbindungen 457
1.5.5 Pass- und Scheibenfeder-Verbindungen 458
1.5.6 Zahn- und Keilwellenverbindungen 459
1.5.7 Polygonwellenverbindungen 459
1.5.8 Vorgespannte Welle-Nabe-Verbindungen 459
1.5.9 Axiale Sicherungselemente 459
1.5.10 Nietverbindungen 460
1.6 Schraubenverbindungen 461
1.6.1 Aufgaben 461
1.6.2 Kenngrößen der Schraubenbewegung 461
1.6.3 Gewindearten 462
1.6.4 Schrauben- und Mutterarten 463
1.6.5 Schrauben- und Mutternwerkstoffe 464
1.6.6 Kräfte und Verformungen beim Anziehen von Schraubenverbindungen 464
1.6.7 Überlagerung von Vorspannkraft und Betriebslast 466
1.6.8 Auslegung und Dauerfestigkeitsberechnung von Schraubenverbindungen 469
1.6.9 Sicherung von Schraubenverbindungen 472
2 Federnde Verbindungen (Federn) 475
2.1 Aufgaben, Eigenschaften, Kenngrößen 475
2.1.1 Aufgaben 475
2.1.2 Federkennlinie, Federsteifigkeit, Federnachgiebigkeit 476
2.1.3 Arbeitsaufnahmefähigkeit, Nutzungsgrad, Dämpfungsvermögen, Dämpfungsfaktor 476
2.2 Metallfedern 477
2.2.1 Zug/Druck-beanspruchte Zug- oder Druckfedern 477
2.2.2 Einfache und geschichtete Blattfedern (gerade oder schwachgekrümmte, biegebeanspruchte Federn) 477
2.2.3 Spiralfedern (ebene gewundene, biegebeanspruchte Federn) und Schenkelfedern (biegebeanspruchte Schraubenfedern) 479
2.2.4 Tellerfedern (scheibenförmige, biegebeanspruchte Federn) 479
2.2.5 Drehstabfedern (gerade, drehbeanspruchte Federn) 480
2.2.6 Zylindrische Schraubendruckfedern und Schraubenzugfedern 481
2.3 Gummifedern 483
2.3.1 Der Werkstoff "Gummi" und seine Eigenschaften 483
2.3.2 Gummifederelemente 484
2.4 Federn aus Faser-Kunststoff-Verbunden 486
2.5 Gasfedern 486
2.6 Industrie-Stoßdämpfer 487
2.6.1 Anwendungsgebiete 487
2.6.2 Funktionsweise des Industrie-Stoßdämpfers 487
2.6.3 Aufbau eines Industrie-Stoßdämpfers 487
2.6.4 Berechnung und Auswahl 487
3 Kupplungen und Bremsen 488
3.1 Überblick, Aufgaben 488
3.2 Drehstarre, nicht schaltbare Kupplungen 489
3.2.1 Starre Kupplungen 489
3.2.2 Drehstarre Ausgleichskupplungen 489
3.3 Elastische, nicht schaltbare Kupplungen 491
3.3.1 Feder- und Dämpfungsverhalten 491
3.3.2 Auslegungsgesichtspunkte, Schwingungsverhalten 492
3.3.3 Bauarten 493
3.3.4 Auswahlgesichtspunkte 493
3.4 Drehnachgiebige, nicht schaltbare Kupplungen 494
3.5 Fremdgeschaltete Kupplungen 495
3.5.1 Formschlüssige Schaltkupplungen 495
3.5.2 Kraft-(Reib-)schlüssige Schaltkupplungen 496
3.5.3 Der Schaltvorgang bei reibschlüssigen Schaltkupplungen 497
3.5.4 Auslegung einer reibschlüssigen Schaltkupplung 498
3.5.5 Auswahl einer Kupplungsgröße 499
3.5.6 Allgemeine Auswahlkriterien 499
3.5.7 Bremsen 499
3.6 Selbsttätig schaltende Kupplungen 500
3.6.1 Drehmomentgeschaltete Kupplungen 500
3.6.2 Drehzahlgeschaltete Kupplungen 501
3.6.3 Richtungsgeschaltete Kupplungen (Freiläufe) 501
4 Wälzlager 503
4.1 Kennzeichen und Eigenschaften der Wälzlager 503
4.2 Bauarten der Wälzlager 503
4.2.1 Lager für rotierende Bewegungen 503
4.2.2 Linearwälzlager 507
4.3 Wälzlagerkäfige 507
4.4 Wälzlagerwerkstoffe 508
4.5 Bezeichnungen für Wälzlager 508
4.6 Konstruktive Ausführung von Lagerungen 508
4.6.1 Konstruktive Ausführung von Lagerungen 508
4.6.2 Schwimmende oder Stütz-Traglagerung und angestellte Lagerung 509
4.6.3 Lagersitze, axiale und radiale Festlegung der Lagerringe 510
4.6.4 Lagerluft 510
4.7 Wälzlagerschmierung 511
4.7.1 Allgemeines 511
4.7.2 Fettschmierung 512
4.7.3 Òlschmierung 513
4.7.4 Feststoffschmierung 513
4.8 Wälzlagerdichtungen 513
4.9 Belastbarkeit und Lebensdauer der Wälzlager 514
4.9.1 Belastbarkeit und Lebensdauer der Wälzlager 514
4.9.2 Statische bzw. dynamische Tragfähigkeit und Lebensdauerberechnung 515
4.10 Bewegungswiderstand und Referenzdrehzahlen der Wälzlager 517
5 Gleitlagerungen 519
5.1 Grundlagen 519
5.1.1 Aufgabe, Einteilung und Anwendungen 519
5.1.2 Wirkungsweise 519
5.1.3 Reibungszustände 519
5.2 Berechnung hydrodynamischer Gleitlager 520
5.2.1 Stationär belastete Radialgleitlager 520
5.2.2 Radialgleitlager im instationären Betrieb 523
5.2.3 Stationär belastete Axialgleitlager 523
5.2.4 Mehrgleitflächenlager 526
5.3 Hydrostatische Anfahrhilfen 527
5.4 Berechnung hydrostatischer Gleitlager 527
5.4.1 Hydrostatische Radialgleitlager 527
5.4.2 Hydrostatische Axialgleitlager 528
5.5 Dichtungen 529
5.6 Wartungsfreie Gleitlager 529
5.7 Konstruktive Gestaltung 529
5.7.1 Konstruktion und Schmierspaltausbildung 529
5.7.2 Lagerschmierung 530
5.7.3 Lagerkühlung 531
5.7.4 Lagerwerkstoffe 531
5.7.5 Lagerbauformen 531
6 Zugmittelgetriebe 533
6.1 Bauarten, Anwendungen 533
6.2 Flachriemengetriebe 533
6.2.1 Kräfte am Flachriemengetriebe 533
6.2.2 Beanspruchungen 534
6.2.3 Geometrische Beziehungen 534
6.2.4 Kinematik, Leistung, Wirkungsgrad 535
6.2.5 Riemenlauf und Vorspannung 536
6.2.6 Riemenwerkstoffe 537
6.2.7 Entwurfsberechnung 537
6.3 Keilriemen 538
6.3.1 Anwendungen und Eigenschaften 538
6.3.2 Typen und Bauarten von Keilriemen 538
6.3.3 Entwurfsberechnung 539
6.4 Synchronriemen (Zahnriemen) 539
6.4.1 Aufbau, Eigenschaften, Anwendung 539
6.4.2 Gestaltungshinweise 539
6.4.3 Entwurfsberechnung 540
6.5 Kettengetriebe 540
6.5.1 Bauarten, Eigenschaften, Anwendung 540
6.5.2 Gestaltungshinweise 540
6.5.3 Entwurfsberechnung 540
7 Reibradgetriebe 541
7.1 Wirkungsweise, Definitionen 541
7.2 Bauarten, Beispiele 541
7.2.1 Reibradgetriebe mit festem Übersetzungsverhältnis 542
7.2.2 Wälzgetriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung 542
7.3 Berechnungsgrundlagen 544
7.3.1 Bohrbewegung 544
7.3.2 Schlupf 544
7.3.3 Übertragbare Leistung und Wirkungsgrad 546
7.3.4 Gebräuchliche Werkstoffpaarungen 546
7.4 Hinweise für Anwendung und Betrieb 547
8 Zahnradgetriebe 548
8.1 Stirnräder -- Verzahnungsgeometrie 548
8.1.1 Verzahnungsgesetz 548
8.1.2 Übersetzung, Zähnezahlverhältnis, Momentenverhältnis 549
8.1.3 Konstruktion von Eingriffslinie und Gegenflanke 549
8.1.4 Flankenlinien und Formen der Verzahnung 549
8.1.5 Allgemeine Verzahnungsgrößen 549
8.1.6 Gleit- und Rollbewegung 551
8.1.7 Evolventenverzahnung 551
8.1.8 Sonstige Verzahnungen (außer Evolventen) und ungleichmäßig übersetzende Zahnräder 554
8.2 Verzahnungsabweichungen und -toleranzen, Flankenspiel 554
8.3 Schmierung und Kühlung 555
8.3.1 Schmierstoff und Schmierungsart 556
8.4 Werkstoffe und Wärmebehandlung -- Verzahnungsherstellung 557
8.4.1 Typische Beispiele aus verschiedenen Anwendungsgebieten 557
8.4.2 Werkstoffe und Wärmebehandlung -- Gesichtspunkte für die Auswahl 557
8.5 Tragfähigkeit von Gerad- und Schrägstirnrädern 557
8.5.1 Zahnschäden und Abhilfen 557
8.5.2 Pflichtenheft 558
8.5.3 Anhaltswerte für die Dimensionierung 559
8.5.4 Nachrechnung der Tragfähigkeit 560
8.6 Kegelräder 565
8.6.1 Geradzahn-Kegelräder 565
8.6.2 Kegelräder mit Schräg- oder Bogenverzahnung 565
8.6.3 Zahnform 565
8.6.4 Kegelrad-Geometrie 565
8.6.5 Tragfähigkeit 566
8.6.6 Lagerkräfte 567
8.6.7 Hinweise zur Konstruktion von Kegelrädern 567
8.6.8 Sondergetriebe 567
8.7 Stirnschraubräder 567
8.8 Schneckengetriebe 567
8.8.1 Zylinderschnecken-Geometrie 568
8.8.2 Auslegung 568
8.8.3 Zahnkräfte, Lagerkräfte 569
8.8.4 Geschwindigkeiten, Beanspruchungskennwerte 569
8.8.5 Reibungszahl, Wirkungsgrad 570
8.8.6 Nachrechnung der Tragfähigkeit 571
8.8.7 Gestaltung, Werkstoffe, Lagerung, Genauigkeit, Schmierung, Montage 572
8.9 Umlaufgetriebe 573
8.9.1 Kinematische Grundlagen, Bezeichnungen 573
8.9.2 Allgemeingültigkeit der Berechnungsgleichungen 574
8.9.3 Vorzeichenregeln 575
8.9.4 Drehmomente, Leistungen, Wirkungsgrade 575
8.9.5 Selbsthemmung und Teilhemmung 576
8.9.6 Konstruktive Hinweise 577
8.9.7 Auslegung einfacher Planetengetriebe 577
8.9.8 Zusammengesetzte Planetengetriebe 579
8.10 Gestaltung der Zahnradgetriebe 581
8.10.1 Bauarten 581
8.10.2 Anschluss an Motor und Arbeitsmaschine 582
8.10.3 Gestalten und Bemaßen der Zahnräder 582
8.10.4 Gestalten der Gehäuse 583
8.10.5 Lagerung 583
9 Getriebetechnik 587
9.1 Getriebesystematik 587
9.1.1 Grundlagen 587
9.1.2 Arten ebener Getriebe 588
9.2 Getriebeanalyse 590
9.2.1 Kinematische Analyse ebener Getriebe 590
9.2.2 Kinetostatische Analyse ebener Getriebe 592
9.2.3 Kinematische Analyse räumlicher Getriebe 593
9.2.4 Laufgüte der Getriebe 594
9.3 Getriebesynthese 595
9.3.1 Viergelenkgetriebe 595
9.3.2 Kurvengetriebe 596
9.4 Sondergetriebe 596
10 Anhang G: Diagramme und Tabellen 598
Literatur 615
H Fluidische Antriebe 616
1 Grundlagen der fluidischen Energieübertragung 616
1.1 Der Fließprozess 616
1.1.1 Energieübertragung durch Flüssigkeiten 616
1.1.2 Energieübertragung durch Gase 617
1.2 Hydraulikflüssigkeiten 618
1.3 Systematik 618
1.3.1 Aufbau und Funktion der Hydrogetriebe 618
1.3.2 Ordnung der Fluidgetriebe 619
2 Bauelemente hydrostatischer Getriebe 619
2.1 Verdrängermaschinen mit rotierender Welle 619
2.1.1 Zahnringmaschine Zahnradpumpen und Zahnring-(Gerotor-)pumpen 621
2.1.2 Flügelzellenpumpen 622
2.1.3 Kolbenpumpen 622
2.1.4 Andere Pumpenbauarten 623
2.1.5 Hydromotoren in Umlaufverdrängerbauart 624
2.1.6 Hydromotoren in Hubverdränger-(Kolben-)bauart 624
2.2 Verdrängermaschinen mit translatorischem (Ein- und) Ausgang 625
2.3 Hydroventile 625
2.3.1 Wegeventile 626
2.3.2 Sperrventile 627
2.3.3 Druckventile 627
2.3.4 Stromventile 627
2.3.5 Proportionalventile 628
2.3.6 Servoventile 629
2.4 Hydraulikzubehör 629
3 Aufbau und Funktion der Hydrogetriebe 629
3.1 Hydrokreise 629
3.1.1 Offener Kreislauf 629
3.1.2 Geschlossener Kreislauf 629
3.1.3 Halboffener Kreislauf 630
3.2 Funktion der Hydrogetriebe 630
3.2.1 Berechnung des stationären Betriebsverhaltens 630
3.2.2 Dynamisches Betriebsverhalten 630
3.3 Steuerung der Getriebeübersetzung 631
3.3.1 Getriebe mit Verstelleinheiten 631
3.3.2 Selbsttätig arbeitende Regler und Verstellungen an Verstellmaschinen 631
3.3.3 Stromteilgetriebe 632
4 Ausführung und Auslegung von Hydrogetrieben 632
4.1 Getriebeschaltung 632
4.2 Auslegung von Hydrokreisen 633
5 Pneumatische Antriebe 634
5.1 Bauelemente 634
5.2 Schaltung 635
6 Anhang H: Diagramme und Tabellen 636
Literatur 639
I Mechatronische Systeme 640
1 Mechatronik: Methodik und Komponenten 640
1.1 Einführung 640
1.2 Basisdisziplinen 640
1.3 Modellbildung und Entwurf 640
1.4 Komponenten mechatronischer Systeme 641
1.4.1 Sensoren 641
1.4.2 Aktoren 642
1.4.3 Prozessdatenverarbeitung und Bussysteme 643
2 Elektronische Bauelemente 645
2.1 Passive Komponenten 645
2.1.1 Aufbau elektronischer Schaltungen 645
2.1.2 Widerstände 645
2.1.3 Kapazitäten 646
2.1.4 Induktivitäten 646
2.2 Dioden 647
2.2.1 Diodenkennlinien und Daten 647
2.2.2 Schottky-Dioden 647
2.2.3 Kapazitätsdioden 647
2.2.4 Z-Dioden 647
2.2.5 Leistungsdioden 647
2.3 Transistoren 647
2.3.1 Bipolartransistoren 648
2.3.2 Feldeffekttransistoren 649
2.3.3 IGB-Transistoren 650
2.4 Thyristoren 651
2.4.1 Thyristorkennlinien und Daten 651
2.4.2 Steuerung des Thyristors 652
2.4.3 Triacs, Diacs 652
2.4.4 Abschaltbare Thyristoren 652
2.5 Operationsverstärker 652
2.6 Optoelektronische Komponenten 652
2.6.1 Optoelektronische Empfänger 653
2.6.2 Optoelektronische Sender 654
2.6.3 Optokoppler 655
3 Aufbau mechatronischer Systeme 655
3.1 Einführung 655
3.2 Beispiele mechatronischer Systeme 656
K Thermischer Apparatebau und Industrieöfen 659
1 Industrieöfen 659
1.1 Grundlagen 659
1.2 Charakterisierung 659
1.3 Spezifischer Energieverbrauch 662
1.4 Wärmerückgewinnung durch Luftvorwärmung 663
2 Drehrohröfen 665
2.1 Bauarten und Prozesse 665
2.1.1 Wirkungsweise 665
2.1.2 Materialtransport 666
2.1.3 Beheizung 667
2.1.4 Drehrohrmantel 667
2.1.5 Lagerung und Antrieb 668
2.1.6 Ofenköpfe 668
2.1.7 Sonderbauarten 668
2.1.8 Anbackungen 669
2.1.9 Historische Entwicklung 669
2.1.10 Thermische Behandlungsprozesse 669
2.2 Quertransport 670
2.2.1 Arten der Querbewegung 670
2.2.2 Rolling Motion 670
2.2.3 Segregation 671
2.3 Axialtransport 671
2.3.1 Betttiefenprofil 671
2.3.2 Mittlere Verweilzeit 672
2.4 Wärmeübergang 672
2.4.1 Gesamtmechanismus 672
2.4.2 Direkter Wärmeübergang 672
2.4.3 Regenerativer Wärmeübergang 673
2.4.4 Axiale Temperaturverläufe 673
3 Schacht-, Kupol- und Hochöfen 675
3.1 Prozesse und Funktionsweisen 675
3.2 Strömung 675
3.2.1 Druckverlust 675
3.2.2 Lückengrad 676
3.2.3 Quereinblasung 677
3.3 Wärme- und Stoffübertragung 678
3.4 Axiale Temperatur- und Massenstromprofile 678
4 Òfen für geformtes Gut 679
4.1 Betriebsweise 679
4.2 Durchlauföfen 680
4.2.1 Stoßofen 680
4.2.2 Hubbalkenofen 680
4.2.3 Tunnelwagenofen 680
4.2.4 Rollenherdofen 681
4.2.5 Konstruktive Merkmale 684
4.2.6 Verfahrenstechnische Merkmale 686
4.3 Beschreibung von Chargenöfen 687
4.4 Beheizung 688
4.4.1 Direkte Beheizung 688
4.4.2 Indirekte Beheizung 690
4.4.3 Elektrobeheizung 691
4.5 Wärmeübertragung 692
4.5.1 Strahlung in Industrieöfen 693
4.5.2 Konvektion 699
4.5.3 Wärmeübergang ins Solid 700
5 Feuerfestmaterialien 701
6 Wärmeübertrager 703
6.1 Konstante Wärmestromdichte 703
6.2 Konstante Wandtemperatur 704
6.3 Wärmeübertragung Fluid--Fluid 704
6.3.1 Temperaturverläufe 704
6.3.2 Gleiche Kapazitätsströme (Gegenstrom) 705
6.3.3 Ungleiche Kapazitätsstromverhältnisse 706
6.4 Auslegung von Wärmeübertragern 706
6.5 Kondensatoren 707
6.5.1 Grundbegriffe der Kondensation 707
6.5.2 Oberflächenkondensatoren 708
6.5.3 Luftgekühlte Kondensatoren 709
7 Konstruktionselemente von Apparaten und Rohrleitungen 709
7.1 Berechnungsgrundlagen 709
7.2 Zylindrische Mäntel und Rohre unter innerem Überdruck 710
7.3 Zylindrische Mäntel unter äußerem Überdruck 711
7.4 Ebene Böden 711
7.4.1 Wanddicke verschraubter runder ebener Böden ohne Ausschnitt 712
7.4.2 Wanddicke ebener Böden mit Ausschnitten 713
7.5 Gewölbte Böden 713
7.6 Ausschnitte 714
7.6.1 Spannungsbeanspruchte Querschnitte 714
7.6.2 Druckbeanspruchte Querschnittsflächen Ap 715
7.7 Flanschverbindungen 715
7.7.1 Schrauben 715
7.7.2 Flansche 717
7.8 Rohrleitungen 720
7.8.1 Rohrdurchmesser 720
7.8.2 Strömungsverluste 720
7.8.3 Rohrarten, Normen, Werkstoffe 720
7.8.4 Rohrverbindungen 721
7.8.5 Dehnungsausgleicher 722
7.8.6 Rohrhalterungen 723
7.9 Absperr- und Regelorgane 723
7.9.1 Allgemeines 723
7.9.2 Ventile 724
7.9.3 Schieber 725
7.9.4 Hähne (Drehschieber) 726
7.9.5 Klappen 726
7.10 Dichtungen 726
7.10.1 Berührungsdichtungen an ruhenden Flächen 727
7.10.2 Berührungsdichtungen an gleitenden Flächen 728
8 Anhang K: Diagramme und Tabellen 730
Literatur 732
L Energietechnik und Wirtschaft 733
1 Grundsätze der Energieversorgung 733
1.1 Planung und Investitionen 734
1.2 Elektrizitätswirtschaft 734
1.3 Gaswirtschaft 737
1.4 Fernwärmewirtschaft 738
1.4.1 Stand der Fernwärmeversorgung und Entwicklungsmöglichkeiten 739
2 Primärenergien 739
2.1 Definitionen 739
2.2 Feste Brennstoffe 739
2.2.1 Natürliche feste Brennstoffe 739
2.2.2 Künstliche feste Brennstoffe 740
2.2.3 Abfallbrennstoffe 740
2.2.4 Eigenschaften 740
2.2.5 Mineralische Bestandteile 740
2.3 Flüssige Brennstoffe 741
2.3.1 Zusammensetzung 741
2.3.2 Natürliche flüssige Brennstoffe 741
2.3.3 Künstliche flüssige Brennstoffe 742
2.3.4 Abfallbrennstoffe 742
2.3.5 Eigenschaften 742
2.4 Gasförmige Brennstoffe oder Brenngase 744
2.4.1 Natürliche Brenngase 744
2.4.2 Künstliche Brenngase 744
2.4.3 Eigenschaften 744
2.5 Kernbrennstoffe 745
2.5.1 Brutprozess 746
2.5.2 Brennstoffkreislauf 746
2.5.3 Endlagerung radioaktiver Abfälle 747
2.6 Regenerative Energien 747
2.6.1 Wasserenergie 747
2.6.2 Windenergie 748
2.6.3 Solarenergie 748
2.6.4 Geothermische Energie 748
2.6.5 Biogas 749
2.6.6 Biomasse 750
3 Wandlung von Primärenergie in Nutzenergie 751
3.1 Erzeugung elektrischer Energie 751
3.1.1 Wärmekraftwerke 751
3.1.2 Kernkraftwerke 756
3.1.3 Kombi-Kraftwerke 756
3.1.4 Motorkraftwerke 758
3.1.5 Brennstoffzelle 758
3.2 Kraft-Wärme-Kopplung 759
3.3 Wandlung regenerativer Energien 761
3.3.1 Wasserkraftanlagen 761
3.3.2 Windkraftanlagen 761
3.3.3 Anlagen zur Nutzung der Sonnenenergie 762
3.3.4 Wärmepumpen 764
3.3.5 Prognose Windenergie 766
4 Verteilen und Speicherung von Nutzenergie 766
4.1 Energietransport 766
4.1.1 Mineralöltransporte 766
4.1.2 Erdgastransporte 767
4.1.3 Elektrische Verbundnetze 767
4.1.4 Fernwärmetransporte 768
4.2 Energiespeicherung 769
4.2.1 Pumpspeicherwerke 769
4.2.2 Luftspeicherwerke 769
4.2.3 Dampfspeicherung 770
4.2.4 Elektrische Speicher 770
5 Feuerungen 771
5.1 Allgemeines 771
5.1.1 Verbrennungsvorgang 771
5.1.2 Kennzahlen 771
5.1.3 Druckzustände 772
5.1.4 Emissionen 772
5.2 Feuerungen für feste Brennstoffe 773
5.2.1 Rostfeuerungen 773
5.2.2 Kohlenstaubfeuerung 774
5.2.3 Wirbelschichtfeuerung 777
5.3 Feuerungen für flüssige Brennstoffe 779
5.3.1 Besondere Eigenschaften 779
5.3.2 Brenner 779
5.3.3 Gesamtanlage 780
5.4 Feuerungen für gasförmige Brennstoffe 780
5.4.1 Verbrennung und Brennereinteilung 780
5.4.2 Brennerbauarten 780
5.5 Allgemeines Feuerungszubehör 780
5.5.1 Gebläse 780
5.5.2 Schornstein 781
5.6 Umweltschutztechnologien 781
5.6.1 Rauchgasentstaubung 781
5.6.2 Rauchgasentschwefelung 782
5.6.3 Rauchgasentstickung 783
5.6.4 Entsorgung der Kraftwerksnebenprodukte 784
5.6.5 Kohlendioxidabscheidung 784
6 Dampferzeuger 785
6.1 Angaben zum System 785
6.1.1 Bauarten 785
6.1.2 Dampferzeugersysteme 785
6.1.3 Drücke 786
6.1.4 Temperaturen 786
6.1.5 Leistung 786
6.1.6 Sicherheit 786
6.2 Ausgeführte Dampferzeuger 786
6.2.1 Großwasserraumkessel 786
6.2.2 Naturumlaufkessel für fossile Brennstoffe 786
6.2.3 Zwanglaufkessel für fossile Brennstoffe 788
6.2.4 Dampferzeuger für Kernreaktoren 791
6.3 Teile und Bauelemente von Dampferzeugern 791
6.3.1 Verdampfer 791
6.3.2 Überhitzer und Zwischenüberhitzer 792
6.3.3 Speisewasservorwärmer (Eco) 793
6.3.4 Luftvorwärmer (Luvo) 793
6.3.5 Speisewasseraufbereitung 793
6.4 Wärmetechnische Berechnung 794
6.4.1 Energiebilanz und Wirkungsgrad 794
6.4.2 Ermittlung der Heizfläche 795
6.4.3 Strömungswiderstände 795
6.4.4 Festigkeitsberechnung 795
7 Kernreaktoren 796
7.1 Bauteile des Reaktors und Reaktorgebäude 796
7.2 Sicherheitstechnik von Kernreaktoren 796
7.3 Funktionsbedingungen für Kernreaktoren 797
7.3.1 Grundbegriffe der Reaktortheorie 797
7.3.2 Reaktorkern mit Reflektor 798
7.4 Bauarten von Kernreaktoren 798
7.4.1 Leichtwasserreaktoren (LWR) 798
7.4.2 Weiterentwicklung der Leichtwasserreaktortechnik 800
7.4.3 Schwerwasserreaktoren 801
7.4.4 Gasgekühlte thermische Reaktoren 801
7.4.5 Schnelle Brutreaktoren (SNR) 803
7.4.6 Kennwerte von Reaktortypen 803
8 Anhang L: Diagramme und Tabellen 803
Literatur 806
M Kälte-, Klima- und Heizungstechnik 807
1 Kältetechnik 807
1.1 Einsatzgebiete 807
1.2 Kältetechnische Verfahren 807
1.2.1 Kaltdampf-Kompressionskälteanlage 807
1.2.2 Absorptionskälteanlage 808
1.2.3 Verdunstungskühlverfahren 809
1.3 Kältetechnische Betriebsstoffe 810
1.3.1 Kältemittel 810
1.3.2 Kältemaschinen-Öle 813
1.3.3 Kühlsolen 813
1.4 Systeme und Bauteile der kältetechnischen Anlagen 814
1.4.1 Kältemittelverdichter 814
1.4.2 Verdampfer 816
1.4.3 Verflüssiger 817
1.4.4 Sonstige Bauteile 817
1.5 Direktverdampfer-Anlagen 818
1.5.1 Verflüssigersätze, Splitgeräte für Klimaanlagen 819
1.6 Kaltwassersätze 819
1.6.1 Kompressions-Kaltwassersätze 819
1.6.2 Absorptions-Kaltwassersatz 819
1.7 Rückkühlwerke 821
1.7.1 Kühlwassertemperaturen im Jahresverlauf 821
1.7.2 Wasserbehandlung 822
1.8 Freie Kühlung 822
1.8.1 Freie Kühlung durch Außenluft 822
1.8.2 Freie Kühlung durch Solekreislauf 822
1.8.3 Freie Kühlung durch Kältemittel-Pumpen-System 822
1.8.4 Freie Kühlung durch Rückkühlwerk 822
1.9 Speichersysteme 823
1.9.1 Eisspeichersysteme 823
1.9.2 Kältespeicherung in eutektischer Lösung 824
1.9.3 Kältespeicherung in Binäreis 824
1.10 Wärmepumpenanlagen 825
1.10.1 Wärmequellen 826
1.10.2 Kleinwärmepumpen 826
1.10.3 Wärmepumpen größerer Leistung 827
1.10.4 Absorptionswärmepumpen 828
1.10.5 Wärmepumpensysteme Heizbetrieb 828
1.10.6 Systeme für gleichzeitigen Kühl- und Heizbetrieb 829
1.10.7 Wärmepumpen in Heizsystemen 830
2 Klimatechnik 833
2.1 Anforderungen an das Raumklima 833
2.1.1 Raumtemperatur 833
2.1.2 Raumluftfeuchte 834
2.1.3 Raumluftgeschwindigkeit 834
2.1.4 Schadstoffgehalt 834
2.1.5 Weitere Einflussgröße 834
2.2 Auslegung von Klimadaten 835
2.2.1 Meteorologische Grundlagen 835
2.2.2 Heizlast 835
2.2.3 Kühllast 837
2.2.4 Luftbedarf 838
2.3 Luftführung und Luftdurchlässe 839
2.3.1 Luftführung 839
2.3.2 Luftdurchlässe 842
2.4 Komponenten von Lüftungs- und Klimaanlagen 844
2.4.1 Ventilator 844
2.4.2 Lufterhitzer, -kühler 846
2.4.3 Luftbefeuchter 846
2.4.4 Wärmerückgewinnung 848
2.4.5 Filter 849
2.4.6 Schalldämpfer 850
2.4.7 Luftkanalsystem 851
2.4.8 Mess- und Regelungstechnik 853
2.5 Lüftungsanlage 853
2.5.1 Einrichtungen zur freien Lüftung 853
2.5.2 Mechanische Lüftungsanlagen 854
2.6 Zentrale Raumlufttechnische Anlagen 854
2.6.1 Klassifizierung raumlufttechnischer Systeme 854
2.6.2 Nur-Luft-Anlagen 856
2.6.3 Luft-Wasser-Anlagen 858
2.7 Dezentrale Klimaanlage 862
3 Systeme und Bauteile der Heizungstechnik 864
3.1 Einzelheizung 864
3.2 Zentralheizung 865
3.2.1 Systeme 865
3.2.2 Raum-Heizkörper, -Heizflächen 865
3.2.3 Rohrnetz für Warm- und Heißwasserleitungen 867
3.2.4 Armaturen 868
3.2.5 Umwälzpumpen 869
3.2.6 Wärmeerzeugung 870
3.2.7 Heizzentrale 872
3.2.8 Wärmeverbrauchsermittlung 872
4 Anhang M: Diagramme und Tabellen 875
N Grundlagen der Verfahrenstechnik 876
1 Einführung 876
2 Mechanische Verfahrenstechnik 877
2.1 Einführung 877
2.2 Zerkleinern 878
2.2.1 Bruchphysik Zerkleinerungstechnische Stoffeigenschaften
2.2.2 Zerkleinerungsmaschinen 878
2.3 Agglomerieren/Granulieren 879
2.3.1 Bindemechanismen, Agglomeratfestigkeit 879
2.3.2 Agglomerationstechnik 880
2.4 Trennen 880
2.4.1 Abscheiden von Partikeln aus Gasen 880
2.4.2 Abscheiden von Feststoffpartikeln aus Flüssigkeiten 881
2.4.3 Klassieren in Gasen 882
2.5 Mischen von Feststoffen 882
2.6 Lagern 883
2.6.1 Fließverhalten von Schüttgütern 883
2.6.2 Dimensionierung von Silos 883
3 Thermische Verfahrenstechnik 884
3.1 Absorbieren, Rektifizieren, Flüssig-flüssig-Extrahieren 884
3.1.1 Durchsatz 884
3.1.2 Stofftrennung 885
3.2 Verdampfen und Kristallisieren 888
3.3 Adsorbieren, Trocknen, Fest-flüssig-Extrahieren 889
3.4 Membrantrennverfahren 892
4 Chemische Verfahrenstechnik 893
4.1 Einleitung 893
4.2 Stöchiometrie 893
4.3 Chemische Thermodynamik 894
4.4 Kinetik chemischer Reaktionen 895
4.5 Ideale isotherme Reaktoren 897
4.6 Reale Reaktoren 898
5 Mehrphasenströmungen 900
5.1 Einphasenströmung 900
5.2 Widerstand fester und fluider Partikel 901
5.3 Feststoff/Fluidströmung 902
5.3.1 Pneumatische Förderung 902
5.3.2 Hydraulische Förderung 905
5.3.3 Wirbelschicht 906
5.4 Gas-/Flüssigkeitsströmung 907
5.4.1 Strömungsform 907
5.4.2 Druckverlust 907
5.4.3 Filmströmung 908
6 Bioverfahrenstechnik 908
6.1 Mikroorganismen mit technischer Bedeutung 909
6.1.1 Bakterien 909
6.1.2 Pilze 909
6.1.3 Hefen 910
6.1.4 Algen 910
6.1.5 Viren 910
6.1.6 Pflanzliche und tierische Zellen (Gewebe) 910
6.2 Kultivierungsbedingungen 911
6.2.1 Wachstumsbedingungen 911
6.2.2 Phänomenologie des Wachstums 912
6.2.3 Ablauf technischer Fermentationen 913
6.3 Sterilisation 914
6.3.1 Hitzesterilisation 914
6.3.2 Sterilfiltration 916
6.4 Bioreaktoren 917
6.4.1 Oberflächenkultivierung 917
6.4.2 Submerskultivierung 917
6.4.3 Mess- und Regelungstechnik 919
6.4.4 Schaumzerstörung 920
6.4.5 Steriler Betrieb 920
6.5 Kinetik enzymatischer Reaktionen 920
6.5.1 Katalytische Wirkung der Enzyme 920
6.5.2 Michaelis-Menten-Kinetik 920
6.5.3 Transformationen der Michaelis-Menten-Gleichung 921
6.5.4 Einfluss von Temperatur, pH-Wert, Inhibitoren und Aktivatoren 921
6.6 Kinetik des mikrobiellen Wachstums 922
6.6.1 Substratlimitiertes Wachstum 922
6.6.2 Wachstumshemmung 924
6.6.3 Wachstum mit Transportlimitierung 924
6.6.4 Wachstum in kontinuierlicher Kultivierung 924
6.6.5 Fed-Batch-Kultivierung 926
6.6.6 Zellerhaltung 927
6.6.7 Filamentöses Wachstum 927
O Maschinendynamik 930
1 Kurbeltrieb, Massenkräfte und -momente, Schwungradberechnung 930
1.1 Drehkraftdiagramm von Mehrzylindermaschinen 930
1.2 Massenkräfte und Momente 932
1.2.1 Analytische Verfahren 932
1.2.2 Ausgleich der Kräfte und Momente 937
2 Schwingungen 938
2.1 Problematik der Maschinenschwingungen 938
2.2 Einige Grundbegriffe 938
2.2.1 Mechanisches Ersatzsystem 938
2.2.2 Bewegungsgleichungen, Systemmatrizen 938
2.2.3 Modale Parameter: Eigenfrequenzen, modale Dämpfungen, Eigenvektoren 939
2.2.4 Modale Analyse 940
2.2.5 Frequenzgangfunktionen mechanischer Systeme, Amplituden- und Phasengang 940
2.3 Grundaufgaben der Maschinendynamik 941
2.3.1 Direktes Problem 942
2.3.2 Eingangsproblem 942
2.3.3 Identifikationsproblem 942
2.3.4 Entwurfsproblem 942
2.3.5 Verbesserung des Schwingungszustands einer Maschine 942
2.4 Darstellung von Schwingungen im Zeit- und Frequenzbereich 943
2.4.1 Darstellung von Schwingungen im Zeitbereich 943
2.4.2 Darstellung von Schwingungen im Frequenzbereich 943
2.5 Entstehung von Maschinenschwingungen, Erregerkräfte F(t) 945
2.5.1 Freie Schwingungen (Eigenschwingungen) 945
2.5.2 Selbsterregte Schwingungen 945
2.5.3 Parametererregte Schwingungen 945
2.5.4 Erzwungene Schwingungen 945
2.6 Mechanische Ersatzsysteme, Bewegungsgleichungen 948
2.6.1 Strukturfestlegung 948
2.6.2 Parameterermittlung 949
2.6.3 Beispiele für mechanische Ersatzsysteme: Feder-Masse-Dämpfer-Modelle 949
2.6.4 Beispiele für mechanische Ersatzsysteme: Finite-Elemente-Modelle 950
2.7 Anwendungsbeispiele für Maschinenschwingungen 951
2.7.1 Drehschwinger mit zwei Drehmassen 951
2.7.2 Torsionsschwingungen einer Turbogruppe 953
2.7.3 Biegeschwingungen einer mehrstufigen Kreiselpumpe 954
3 Maschinenakustik 956
3.1 Grundbegriffe 956
3.1.1 Schall, Frequenz, Hörbereich, Schalldruck, Schalldruckpegel, Lautstärke 956
3.1.2 Schnelle, Schnellepegel, Kennimpedanz 956
3.1.3 Schallintensität, Schallintensitätspegel 957
3.1.4 Schallleistung, Schallleistungspegel 957
3.1.5 Fourierspektrum, Spektrogramm, Geräuschanalyse 957
3.1.6 Frequenzbewertung, A-, C- und Z-Bewertung 957
3.1.7 Bezugswerte, Pegelarithmetik 958
3.2 Geräuschentstehung 958
3.2.1 Direkte und indirekte Geräuschentstehung 958
3.2.2 Maschinenakustische Grundgleichung 959
3.2.3 Anregungskräfte 959
3.2.4 Körperschallfunktion 959
3.2.5 Luftschallabstrahlung 960
3.3 Möglichkeiten zur Geräuschminderung 961
3.3.1 Verminderung der Kraftanregung 961
3.3.2 Verminderung der Körperschallfunktion 962
3.3.3 Verminderung der Luftschallabstrahlung 962
3.4 Aktive Maßnahmen zur Lärm- und Schwingungsminderung 963
3.5 Numerische Verfahren zur Simulation von Luft- und Körperschall 964
3.6 Strukturintensität und Körperschallfluss 965
P Kolbenmaschinen 968
1 Allgemeine Grundlagen der Kolbenmaschinen 968
1.1 Definition und Einteilung der Kolbenmaschinen 968
1.2 Vollkommene und reale Kolbenmaschine 968
1.2.1 Die vollkommene Maschine 968
1.2.2 Die reale Maschine 969
1.3 Hubkolbenmaschinen 971
1.3.1 Triebwerksbauarten 971
1.3.2 Kinematik des Kurbeltriebs 971
1.3.3 Kräfte am Kurbeltrieb 972
1.4 Elemente der Kolbenmaschine 975
1.4.1 Kurbeltrieb 975
1.4.2 Abdichten des Arbeitsraumes 977
1.4.3 Zylinderanordnung und -zahl 978
1.4.4 Lagerung und Schmierung 978
1.4.5 Kühlung 979
2 Verdrängerpumpen 979
2.1 Bauarten und Anwendungsgebiete 979
2.2 Berechnungsgrundlagen 980
2.2.1 Förderhöhen, Geschwindigkeiten und Drücke 980
2.2.2 Förderleistung, Antriebsleistung, Gesamtwirkungsgrad 981
2.2.3 Instationäre Strömung 981
2.2.4 Kavitation 982
2.2.5 Pulsationsdämpfung 983
2.3 Verlustteilung 984
2.3.1 Betriebsverhalten der verlustfreien Verdrängerpumpe 984
2.3.2 Definition von Wirkungsgraden 984
2.3.3 Volumetrische Verluste 985
2.3.4 Mechanisch-hydraulische Verluste 985
2.3.5 Nutzliefergrad und Gesamtwirkungsgrad 985
2.4 Auslegung und Hauptabmessungen 986
2.4.1 Oszillierende Verdrängerpumpen 986
2.4.2 Rotierende Verdrängerpumpen 987
2.5 Baugruppen und konstruktive Gestaltung 988
2.5.1 Baugruppen zur Ein- und Auslasssteuerung 988
2.5.2 Verstellung und Regelung 989
2.5.3 Verwendungsbedingte Gestaltung 989
3 Kompressoren 992
3.1 Bauarten und Anwendungsgebiete 992
3.2 Grundlagen und Vergleichsprozesse 993
3.2.1 Volumenstrom, Eintrittspunkt, Austrittspunkt 993
3.2.2 Verdichtung idealer und realer Gase 993
3.2.3 Vergleichsprozesse für einstufige Verdichtung 993
3.2.4 Definition von Wirkungsgraden 995
3.2.5 Mehrstufige Verdichtung 996
3.2.6 Verdichtung feuchter Gase 996
3.3 Arbeitszyklus, Liefergrade und Druckverluste 997
3.3.1 Arbeitszyklus 997
3.3.2 Liefergrade 997
3.3.3 Druckverluste 999
3.4 Auslegung und Hauptabmessungen 1000
3.4.1 Hubkolbenverdichter 1000
3.4.2 Schraubenverdichter 1001
3.4.3 Rotationsverdichter 1002
3.4.4 Flüssigkeitsringverdichter 1002
3.4.5 Roots-Gebläse 1003
3.5 Ein- und Auslasssteuerung 1003
3.5.1 Aufbau selbsttätiger Ventile 1003
3.5.2 Ventileinbau 1004
3.5.3 Ventilauslegung 1004
3.6 Regelung und Betriebsverhalten 1006
3.6.1 Regelung 1006
3.6.2 Betriebsverhalten 1009
3.7 Bauformen und Baugruppen 1009
3.7.1 Hubkolbenverdichter 1009
3.7.2 Membranverdichter 1010
3.7.3 Schraubenverdichter 1010
3.7.4 Rotationsverdichter 1012
4 Verbrennungsmotoren 1013
4.1 Einteilung und Verwendung 1013
4.2 Arbeitsverfahren und Arbeitsprozesse 1013
4.2.1 Arbeitsverfahren 1013
4.2.2 Vergleichsprozesse 1014
4.2.3 Wirklicher Arbeitsprozess 1015
4.3 Ladungswechsel 1019
4.3.1 Kenngrößen des Ladungswechsels 1019
4.3.2 Steuerorgane für den Ladungswechsel 1020
4.3.3 Ladungswechsel des Viertaktmotors 1022
4.3.4 Ladungswechsel des Zweitaktmotors 1023
4.3.5 Aufladung von Motoren 1024
4.4 Verbrennung im Motor 1027
4.4.1 Motoren-Kraftstoffe 1027
4.4.2 Gemischbildung und Verbrennung im Ottomotor 1028
4.4.3 Gemischbildung und Verbrennung im Dieselmotor 1029
4.4.4 Hybride Verfahren für Gemischbildung und Verbrennung 1030
4.5 Verfahren zur Gemischbildung und Zündung bei Ottomotoren 1031
4.5.1 Anforderungen an Gemischbildung 1031
4.5.2 Vergaser 1031
4.5.3 Saugrohr-Benzin-Einspritzung 1032
4.5.4 Direkte Benzin-Einspritzung 1032
4.5.5 Zündausrüstung 1033
4.6 Einrichtungen zur Gemischbildung und Zündung bei Dieselmotoren 1034
4.6.1 Einspritzsysteme 1034
4.6.2 Einspritzdüse 1037
4.6.3 Start- und Zündhilfen 1038
4.7 Betriebsverhalten und Kenngrößen 1038
4.7.1 Leistung, Drehmoment und Verbrauch 1038
4.7.2 Kenngrößen 1039
4.7.3 Umweltverhalten 1039
4.7.4 Verbrennungsmotor als Antriebsaggregat 1044
4.8 Konstruktion von Motoren 1045
4.8.1 Ähnlichkeitsbeziehungen und Beanspruchung 1045
4.8.2 Motorbauarten 1047
4.8.3 Motorbauteile 1048
4.8.4 Ausgeführte Motorkonstruktionen 1051
Q Fahrzeugtechnik 1058
1 Kraftfahrzeugtechnik 1058
1.1 Definition von Kraftfahrzeugen 1058
1.2 Bedeutung von Kraftfahrzeugen 1058
1.3 Karosserie 1059
1.4 Fahrwerk 1062
1.4.1 Räder 1062
1.4.2 Radführungen 1064
1.4.3 Federung und Dämpfung 1065
1.4.4 Lenkung 1065
1.5 Antrieb und Bremsen 1067
1.5.1 Bremsen 1067
1.5.2 Fahrdynamikregelsysteme 1068
1.5.3 Energiewandlung 1070
1.5.4 Kupplung und Kennungswandler 1074
1.5.5 Achsgetriebe 1075
1.6 Ausstattungen 1078
1.6.1 Verglasung, Scheibenwischer 1078
1.6.2 Sitzanlage, Bedienelemente, Anzeigen 1078
1.6.3 Heizung und Klimatisierung 1078
1.6.4 Systeme für den Insassenschutz 1078
1.6.5 Licht und Beleuchtung 1079
1.6.6 Fahrerassistenzsysteme 1080
1.7 Elektrische Infrastruktur 1081
1.8 Eigenschaften des Gesamtfahrzeugs 1083
1.8.1 Package, Ergonomie, Mensch-Maschine-Interface 1083
1.8.2 Fahrdynamik 1083
1.8.3 Aerodynamik 1086
1.8.4 Verbrauch und CO2-Emission 1086
1.8.5 Abgasverhalten 1087
1.8.6 Geräusch 1088
1.8.7 Fahrzeugsicherheit 1088
1.8.8 Betriebsfestigkeit 1088
1.9 Typgenehmigung 1089
1.10 Entwicklungsprozesse und -methoden 1090
2 Schienenfahrzeuge 1092
2.1 Generelle Anforderungen 1092
2.1.1 Fahrzeugbegrenzungsprofil 1093
2.1.2 Fahrgastwechselzeiten 1093
2.1.3 Lebenszykluskosten LCC 1093
2.2 Fahrwerke 1094
2.2.1 Grundbegriffe der Spurführungstechnik 1094
2.2.2 Radbauarten 1095
2.2.3 Radsatz 1095
2.2.4 Rad-Schiene-Kontakt 1095
2.2.5 Fahrwerkskonstruktionen 1098
2.2.6 Neigetechnik 1101
2.3 Aufbau, Fahrzeugarten 1102
2.3.1 Rohbau 1102
2.3.2 Klimaanlage 1102
2.3.3 Türen 1103
2.3.4 Fenster 1105
2.3.5 Führerräume 1105
2.3.6 Zug-Stoßeinrichtungen 1106
2.3.7 Fahrzeugarten 1108
2.4 Antriebe 1109
2.4.1 Fahrwiderstand 1109
2.4.2 Konstruktionen 1109
2.5 Elektrische/Elektronische Ausrüstung/Diagnose 1111
2.5.1 Elektrische/Elektronische Ausrüstung/Diagnose 1111
2.5.2 Diagnosetechnik 1113
2.6 Sicherheitstechnik 1113
2.6.1 Aktive Sicherheitstechnik/Bremse, Bremsbauarten 1113
2.6.2 Passive Sicherheit 1117
2.7 Entwicklungsmethodik 1118
2.7.1 Modelle 1119
2.7.2 Fahrkomfort 1121
2.7.3 Rad-Schiene-Kräfte 1121
2.8 Zuverlässigkeitsprüfung 1121
3 Luftfahrzeuge 1123
3.1 Allgemeines 1123
3.1.1 Luftverkehr 1123
3.1.2 Anforderungen an den Luftverkehr und an Luftfahrzeuge 1124
3.1.3 Einordnung und Konstruktionsgruppen von Luftfahrzeugen 1124
3.1.4 Einordnung von Luftfahrzeugen nach Vorschriften 1125
3.2 Definitionen 1126
3.2.1 Die internationale Standardatmosphäre (ISA) 1126
3.2.2 Achsenkreuze 1128
3.2.3 Winkel 1128
3.2.4 Gewichte 1129
3.2.5 Fluggeschwindigkeiten 1130
3.2.6 Geometrische Beschreibung des Luftfahrzeuges 1130
3.2.7 Kräfte und Winkel im Flug 1134
3.2.8 Flugsteuerung 1134
3.2.9 Flugstabilitäten 1135
3.3 Grundlagen der Flugphysik 1136
3.3.1 Einführung 1136
3.3.2 Flugzeugpolare 1137
3.3.3 Flugleistungen 1138
3.4 Zelle, Struktur 1147
3.4.1 Konstruktionsphilosophien und -prinzipien 1147
3.4.2 Lasten, Lastannahmen 1147
3.4.3 Leichtbau 1148
3.4.4 Werkstoffe und Bauweisen 1150
3.4.5 Rumpf 1152
3.4.6 Tragflügel 1153
3.4.7 Wartung und Instandhaltung 1156
R Strömungsmaschinen 1158
1 Gemeinsame Grundlagen 1158
1.1 Strömungstechnik 1158
1.1.1 Einleitung und Definitionen 1158
1.1.2 Wirkungsweise 1158
1.1.3 Strömungsgesetze 1158
1.1.4 Absolute und relative Strömung 1159
1.1.5 Schaufelanordnung für Pumpen und Verdichter 1160
1.1.6 Schaufelanordnung für Turbinen 1160
1.1.7 Schaufelgitter, Stufe, Maschine, Anlage 1160
1.2 Thermodynamik 1160
1.2.1 Thermodynamische Gesetze 1160
1.2.2 Zustandsänderung 1161
1.2.3 Totaler Wirkungsgrad 1161
1.2.4 Statischer Wirkungsgrad 1162
1.2.5 Polytroper und isentroper Wirkungsgrad 1162
1.2.6 Mechanische Verluste 1162
1.3 Arbeitsfluid 1163
1.3.1 Allgemeiner Zusammenhang zwischen thermischen und kalorischen Zustandsgrößen 1163
1.3.2 Ideale Flüssigkeit 1163
1.3.3 Ideales Gas 1163
1.3.4 Reales Fluid 1164
1.3.5 Kavitation bei Flüssigkeiten 1165
1.3.6 Kondensation bei Dämpfen 1165
1.4 Schaufelgitter 1165
1.4.1 Anordnung der Schaufeln im Gitter 1165
1.4.2 Leit- und Laufgitter 1165
1.4.3 Einteilung nach Geschwindigkeits- und Druckänderung 1166
1.4.4 Reale Strömung durch Gitter 1166
1.4.5 Gitterauslegung 1167
1.4.6 Profilverluste 1168
1.4.7 Verluste an den Schaufelenden 1168
1.5 Stufen 1168
1.5.1 Zusammensetzen von Gittern zu Stufen 1168
1.5.2 Stufenkenngrößen 1169
1.5.3 Axiale Repetierstufe eines vielstufigen Verdichters 1171
1.5.4 Radiale Repetierstufe eines Verdichters 1171
1.5.5 Kenngrößen-Bereiche für Verdichterstufen 1171
1.5.6 Axiale Repetierstufe einer Turbine 1171
1.5.7 Radiale Turbinenstufe 1172
1.5.8 Kenngrößen-Bereiche für Turbinenstufen 1173
1.6 Maschine 1173
1.6.1 Beschaufelung, Ein- und Austrittsgehäuse 1173
1.6.2 Maschinenkenngrößen 1174
1.6.3 Wahl der Bauweise 1174
1.7 Betriebsverhalten und Regelmöglichkeiten 1175
1.7.1 Instabiler Betriebsbereich bei Verdichtern 1175
1.7.2 Anlagencharakteristik 1176
1.7.3 Zusammenarbeit von Maschine und Anlage 1176
1.7.4 Regelung von Verdichtern 1176
1.7.5 Regelung von Turbinen 1177
1.8 Beanspruchung und Festigkeit der wichtigsten Bauteile 1177
1.8.1 Rotierende Scheibe, rotierender Zylinder 1178
1.8.2 Durchbiegung, kritische Drehzahlen von Rotoren 1179
1.8.3 Beanspruchung der Schaufeln durch Fliehkräfte 1179
1.8.4 Beanspruchung der Schaufeln durch stationäre Strömungskräfte 1180
1.8.5 Schaufelschwingungen 1180
1.8.6 Gehäuse 1181
1.8.7 Thermische Beanspruchung 1182
2 Wasserturbinen 1183
2.1 Allgemeines 1183
2.1.1 Kennzeichen 1183
2.1.2 Wasserkraftwerke 1183
2.1.3 Wirtschaftliches 1184
2.2 Gleichdruckturbinen 1184
2.2.1 Peltonturbinen 1184
2.2.2 Ossbergerturbinen 1184
2.3 Überdruckturbinen 1184
2.3.1 Francisturbinen 1184
2.3.2 Kaplanturbinen 1186
2.3.3 Dériazturbinen 1186
2.4 Werkstoffe 1186
2.5 Kennliniendarstellungen 1187
2.6 Extreme Betriebsverhältnisse 1188
2.7 Laufwasser- und Speicherkraftwerke 1188
3 Kreiselpumpen 1189
3.1 Allgemeines 1189
3.2 Bauarten 1189
3.2.1 Laufrad 1189
3.2.2 Gehäuse 1190
3.2.3 Fluid 1191
3.2.4 Werkstoff 1191
3.2.5 Antrieb 1191
3.3 Betriebsverhalten 1191
3.3.1 Kavitation 1191
3.3.2 Kennlinien 1192
3.3.3 Anpassung der Kreiselpumpe an den Leistungsbedarf 1194
3.3.4 Achsschubausgleich 1195
3.4 Ausgeführte Pumpen 1197
3.4.1 Wasserwirtschaft 1197
3.4.2 Kraftwerkstechnik 1197
3.4.3 Verfahrenstechnik 1198
3.4.4 Andere Einsatzgebiete 1198
4 Schiffspropeller 1201
4.1 Allgemeines 1201
4.2 Schiffspropeller 1201
5 Föttinger-Getriebe 1203
5.1 Prinzip und Bauformen 1203
5.2 Auslegung 1204
5.3 Föttinger-Kupplungen 1205
5.4 Bremsen 1205
5.5 Föttinger-Wandler 1206
6 Dampfturbinen 1207
6.1 Benennungen 1207
6.2 Bauarten 1207
6.2.1 Kraftwerksturbinen 1207
6.2.2 Industrieturbinen 1211
6.2.3 Kleinturbinen 1214
6.3 Konstruktionselemente 1214
6.3.1 Gehäuse 1214
6.3.2 Ventile und Klappen 1214
6.3.3 Beschaufelung 1215
6.3.4 Wellendichtungen 1216
6.3.5 Läufer-Dreheinrichtung 1216
6.3.6 Lager 1216
6.4 Anfahren und Betrieb 1217
6.5 Regelung, Sicherheits- und Schutzeinrichtungen 1217
6.6 Berechnungsverfahren 1217
6.6.1 Allgemeines 1217
6.6.2 Auslegung von Industrieturbinen 1217
7 Turboverdichter 1218
7.1 Einteilung und Einsatzbereiche 1218
7.1.1 Ventilatoren 1218
7.1.2 Axialverdichter 1218
7.1.3 Radialverdichter 1219
7.2 Radiale Laufradbauarten 1220
7.2.1 Das geschlossene 2D-Laufrad 1220
7.2.2 Das geschlossene 3D-Laufrad 1220
7.2.3 Das offene Laufrad 1221
7.2.4 Laufradverwendung 1221
7.2.5 Laufradherstellung 1221
7.2.6 Laufradfestigkeit und Strukturdynamik 1222
7.3 Radiale Verdichterbauarten 1222
7.3.1 Einwellenverdichter 1222
7.3.2 Mehrwellen-Getriebeverdichter 1224
7.4 Regelungsarten 1224
7.4.1 Drehzahlregelung 1226
7.4.2 Saugdrosselregelung 1226
7.4.3 Eintrittsleitschaufelregelung 1227
7.4.4 Bypass-Regelung 1227
7.5 Beispiel einer Radialverdichterauslegung nach vereinfachtem Verfahren 1227
7.5.1 Betriebsbedingungen (vorgegeben) 1227
7.5.2 Gasdaten 1228
7.5.3 Volumenstrom, Laufraddurchmesser, Drehzahl 1228
7.5.4 Endtemperatur, spezifische polytrope Arbeit 1228
7.5.5 Wirkungsgrad, Stufenzahl 1229
7.5.6 Leistung 1229
8 Gasturbinen 1230
8.1 Einteilung und Verwendung 1230
8.2 Thermodynamische Grundlagen 1231
8.2.1 Idealisierte Kreisprozesse 1231
8.2.2 Reale Gasturbinenprozesse 1232
8.3 Baugruppen 1233
8.3.1 Verdichter 1233
8.3.2 Turbine 1233
8.3.3 Brennkammer 1234
8.3.4 Wärmetauscher 1236
8.4 Gasturbine im Kraftwerk 1236
8.4.1 Allgemeines und Bauweise 1236
8.4.2 Gas- und Dampf-Anlagen 1237
8.4.3 Luftspeicher-Kraftwerk 1237
8.5 Gasturbine für Verkehrsfahrzeuge 1237
8.5.1 Luftfahrt 1237
8.5.2 Schifffahrt 1238
8.5.3 Straßenfahrzeuge 1238
8.5.4 Abgasturbolader 1239
8.6 Brennstoffe 1239
8.7 Beanspruchungen und Werkstoffe 1239
8.8 Betriebsverhalten 1241
8.8.1 Ähnlichkeitskennfelder 1241
8.8.2 Teillastbetrieb 1241
8.9 Abgasemission 1241
Literatur 1242
S Fertigungsverfahren 1244
1 Übersicht über die Fertigungsverfahren 1244
1.1 Definition und Kriterien 1244
1.2 Systematik 1244
2 Urformen 1245
2.1 Einordnung des Urformens in die Fertigungsverfahren 1245
2.2 Begriffsbestimmung 1245
2.3 Das Urformen im Prozess der Herstellung von Einzelteilen 1245
2.4 Wirtschaftliche Bedeutung des Formgießens 1247
2.5 Technologischer Prozess des Formgießens 1247
2.6 Formverfahren und -ausrüstungen 1248
2.6.1 Urformwerkzeuge 1248
2.6.2 Verfahren mit verlorenen Formen 1248
2.6.3 Dauerformverfahren 1260
3 Umformen 1269
3.1 Systematik und Einführung 1269
3.2 Grundlagen der Umformtechnik 1270
3.2.1 Fließspannung 1270
3.2.2 Formänderungsgrößen 1270
3.2.3 Fließkriterien 1271
3.2.4 Fließkurve 1271
3.2.5 Anisotropie 1272
3.2.6 Formänderungsvermögen 1272
3.2.7 Grenzformänderungsdiagramm 1272
3.3 Modellvorstellungen 1273
3.4 Spannungen und Kräfte bei ausgewählten Verfahren der Umformtechnik 1274
3.4.1 Stauchen zylindrischer Körper 1274
3.4.2 Stauchen rechteckiger Körper 1275
3.4.3 Drahtziehen 1275
3.4.4 Durchdrücken 1275
3.4.5 Tiefziehen 1276
3.5 Technologie 1277
3.5.1 Streckziehen 1277
3.5.2 Tiefziehen 1278
3.5.3 Biegen 1278
3.5.4 Superplastisches Umformen von Blechen 1280
3.5.5 Stauchen 1281
3.5.6 Schmieden 1281
3.5.7 Strangpressen 1283
4 Trennen 1285
4.1 Allgemeines 1285
4.2 Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden 1285
4.2.1 Grundlagen 1285
4.2.2 Drehen 1287
4.2.3 Bohren 1291
4.2.4 Fräsen 1293
4.2.5 Sonstige Verfahren: Hobeln und Stoßen, Räumen, Sägen 1297
4.2.6 Schneidstoffe 1298
4.3 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide 1299
4.3.1 Grundlagen 1299
4.3.2 Schleifen mit rotierendem Werkzeug 1301
4.3.3 Honen 1303
4.3.4 Sonstige Verfahren: Läppen, Innendurchmesser-Trennschleifen 1304
4.4 Abtragen 1305
4.4.1 Gliederung 1305
4.4.2 Thermisches Abtragen mit Funken (Funkenerosives Abtragen) 1305
4.4.3 Lasertrennen 1307
4.4.4 Elektrochemisches Abtragen 1308
4.4.5 Chemisches Abtragen 1309
4.5 Scheren und Schneiden 1309
4.5.1 Systematik 1309
4.5.2 Technologie 1310
4.5.3 Kräfte und Arbeiten 1311
4.5.4 Werkstückeigenschaften 1312
4.5.5 Werkzeuge 1312
4.5.6 Sonderschneidverfahren 1313
5 Sonderverfahren 1315
5.1 Gewindefertigung 1315
5.1.1 Gewindedrehen 1315
5.1.2 Gewindestrehlen 1315
5.1.3 Gewindeschneiden 1316
5.1.4 Gewindebohren 1316
5.1.5 Gewindefräsen 1317
5.1.6 Gewindeschleifen 1317
5.1.7 Gewindeerodieren 1318
5.1.8 Gewindewalzen 1318
5.1.9 Gewindefurchen 1318
5.1.10 Gewindedrücken 1318
5.2 Verzahnen 1318
5.2.1 Verzahnen von Stirnrädern 1318
5.2.2 Verzahnen von Schnecken 1324
5.2.3 Verzahnen von Schneckenrädern 1325
5.2.4 Verzahnen von Kegelrädern 1326
5.3 Fertigungsverfahren der Feinwerk- und Mikrotechnik 1327
5.3.1 Einführung 1327
5.3.2 Laserstrahlverfahren 1328
5.3.3 Elektronenstrahlverfahren 1330
5.3.4 Ultraschallverfahren 1331
5.3.5 Funkenerosion und elektrochemisches Abtragen 1332
5.3.6 Herstellen planarer Strukturen 1332
5.3.7 Verfahren der Mikrotechnik 1333
5.4 Beschichten 1336
5.5 Rapid Prototyping 1337
5.5.1 Stereolithografie (SL) 1337
5.5.2 Selektives Lasersintern (SLS) 1337
5.5.3 Fused Deposition Modelling (FDM) 1338
5.5.4 Laminated Object Manufacturing (LOM) 1338
5.5.5 3D-Printing (3DP) 1338
6 Montage und Demontage 1340
6.1 Begriffe 1340
6.2 Aufgaben der Montage und Demontage 1342
6.2.1 Montage 1342
6.2.2 Demontage 1342
6.3 Durchführung der Montage und Demontage 1342
6.3.1 Montageprozess 1342
6.3.2 Demontageprozess 1343
6.3.3 Montageplanung 1345
6.3.4 Organisationsformen der Montage 1345
6.3.5 Montagesysteme 1345
6.3.6 Automatisierte Montage 1345
7 Fertigungs- und Fabrikbetrieb 1346
7.1 Management der Produktion 1346
7.2 Qualitätsmanagement 1347
7.2.1 Aufgaben 1347
7.2.2 Qualitätsmanagementsysteme (QM-Systeme) 1347
7.2.3 Excellence-Modelle 1348
7.2.4 Werkzeuge 1349
7.2.5 Methoden 1351
7.2.6 Prüfverfahren 1354
7.2.7 CAQ-Systeme 1354
7.2.8 Literatur 1355
7.3 Organisation der Produktion 1355
7.3.1 Formen der Organisation 1355
7.3.2 Bereiche der Produktion 1356
7.4 Arbeitsvorbereitung 1356
7.4.1 Arbeitsplanung 1356
7.4.2 Arbeitssteuerung 1358
7.5 Fertigungssysteme 1359
7.5.1 Das System "Fertigung" 1359
7.5.2 Einteilung von Fertigungsystemen 1359
7.5.3 Automatisierung von Handhabungsfunktionen 1361
7.5.4 Transferstraßen und automatische Fertigungslinien 1361
7.5.5 Flexible Fertigungssysteme 1362
7.5.6 Wandlungsfähige Fertigungssysteme 1362
7.6 Betriebliche Kostenrechnung 1363
7.6.1 Grundlagen der betrieblichen Kostenrechnung 1363
7.6.2 Kostenartenrechnung 1363
7.6.3 Kostenstellenrechnung und Betriebsabrechnungsbögen 1364
7.6.4 Maschinenstundensatzrechnung 1364
7.6.5 Kalkulation 1365
7.6.6 Prozesskostenrechnung/-kalkulation 1365
7.6.7 Lebenslaufkostenrechung 1365
7.7 Arbeitswissenschaftliche Grundlagen 1365
8 Anhang S: Diagramme und Tabellen 1368
T Fertigungsmittel 1370
1 Elemente der Werkzeugmaschinen 1370
1.1 Grundlagen 1370
1.1.1 Funktionsgliederung 1370
1.1.2 Mechanisches Verhalten 1370
1.2 Antriebe 1373
1.2.1 Motoren 1373
1.2.2 Getriebe 1380
1.2.3 Mechanische Vorschub-Übertragungselemente 1385
1.3 Gestelle 1390
1.3.1 Anforderungen, Bauformen 1390
1.3.2 Werkstoffe für Gestellbauteile 1391
1.3.3 Gestaltung der Gestellbauteile 1393
1.3.4 Berechnung und Optimierung 1395
1.4 Führungen 1395
1.4.1 Linearführungen 1396
1.4.2 Drehführungen 1401
2 Steuerungen 1404
2.1 Steuerungstechnische Grundlagen 1404
2.1.1 Zum Begriff Steuerung 1404
2.1.2 Informationsdarstellung 1404
2.1.3 Programmsteuerung und Funktionssteuerung 1404
2.1.4 Signaleingabe und -ausgabe 1405
2.1.5 Signalbildung 1405
2.1.6 Signalverarbeitung 1405
2.1.7 Steuerungsprogramme 1407
2.1.8 Aufbauorganisation von Steuerungen 1407
2.1.9 Aufbau von Steuerungssystemen 1407
2.1.10 Dezentralisierung durch den Einsatz industrieller Kommunikationssysteme 1408
2.1.11 Feldbusse 1409
2.1.12 Offene Steuerungssysteme 1409
2.2 Steuerungsmittel 1411
2.2.1 Mechanische Speicher und Steuerungen 1411
2.2.2 Fluidische Steuerungen 1411
2.2.3 Elektrische Steuerungen 1412
2.3 Speicherprogrammierbare Steuerungen 1412
2.3.1 Aufbau 1412
2.3.2 Arbeitsweise 1412
2.3.3 Programmierung 1413
2.4 Numerische Steuerungen 1414
2.4.1 Zum Begriff 1414
2.4.2 Bewegungssteuerungen 1414
2.4.3 NC-Programmierung 1414
2.4.4 Datenschnittstellen 1415
2.4.5 Steuerdatenverarbeitung 1416
2.4.6 Numerische Grundfunktionen 1417
2.4.7 Lageeinstellung 1417
3 Maschinen zum Scheren und Schneiden 1421
3.1 Maschinen zum Scheren 1421
3.2 Maschinen zum Schneiden 1422
3.3 Blechbearbeitungszentren 1423
4 Werkzeugmaschinen zum Umformen 1423
4.1 Kenngrößen von Pressmaschinen 1423
4.2 Weggebundene Pressmaschinen 1425
4.2.1 Bauarten 1425
4.2.2 Baugruppen 1425
4.2.3 Kinetik und Kinematik 1426
4.2.4 Anwendung, Ausführungsbeispiele 1428
4.3 Kraftgebundene Pressmaschinen 1429
4.3.1 Bauarten 1429
4.3.2 Baugruppen 1429
4.3.3 Anwendung, Ausführungsbeispiele 1430
4.4 Arbeitgebundene Pressmaschinen 1430
4.4.1 Hämmer 1430
4.4.2 Spindelpressen 1433
4.5 Arbeitssicherheit 1434
5 Spanende Werkzeugmaschinen 1435
5.1 Drehmaschinen 1435
5.1.1 Allgemeines 1435
5.1.2 Universaldrehmaschinen 1437
5.1.3 Frontdrehmaschinen 1439
5.1.4 Drehautomaten 1439
5.1.5 Großdrehmaschinen 1440
5.1.6 Sonderdrehmaschinen 1441
5.1.7 Flexible Drehbearbeitungszentren 1442
5.2 Bohrmaschinen 1444
5.2.1 Allgemeines 1444
5.2.2 Tischbohrmaschinen 1444
5.2.3 Säulenbohrmaschinen 1444
5.2.4 Ständerbohrmaschinen 1445
5.2.5 Mehrspindelbohrmaschinen 1445
5.2.6 Schwenkbohrmaschinen 1445
5.2.7 Koordinatenbohrmaschinen 1445
5.2.8 Revolverbohrmaschinen 1446
5.2.9 Feinbohrmaschinen 1446
5.2.10 Tiefbohrmaschinen 1446
5.2.11 Sonderbohrmaschinen 1446
5.3 Fräsmaschinen 1446
5.3.1 Allgemeines 1446
5.3.2 Konsolfräsmaschinen 1446
5.3.3 Bettfräsmaschinen 1447
5.3.4 Nachformfräsmaschinen 1448
5.3.5 Rundfräsmaschinen 1448
5.3.6 Universal-Werkzeugfräsmaschinen 1448
5.3.7 Waagerecht-Bohr- und -Fräsmaschinen 1448
5.3.8 Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen 1449
5.3.9 Fräsmaschinen mit Parallelkinematiken 1449
5.3.10 Sonderfräsmaschinen 1449
5.4 Bearbeitungszentren 1450
5.5 Hobel- und Stoßmaschinen 1452
5.5.1 Hobelmaschinen 1452
5.5.2 Stoßmaschinen 1452
5.6 Räummaschinen 1453
5.7 Säge- und Feilmaschinen 1454
5.7.1 Allgemeines 1454
5.7.2 Kaltkreissägemaschinen 1454
5.7.3 Bandsäge- und Bandfeilmaschinen 1454
5.7.4 Hubsäge- und Hubfeilmaschinen 1454
5.8 Schleifmaschinen 1454
5.8.1 Allgemeines 1454
5.8.2 Planschleifmaschinen 1455
5.8.3 Rundschleifmaschinen 1455
5.8.4 Schraubflächenschleifmaschinen 1457
5.8.5 Verzahnungsschleifmaschinen 1457
5.8.6 Profilschleifmaschinen 1457
5.8.7 Bandschleifmaschinen 1457
5.8.8 Entwicklungstendenzen 1458
5.9 Honmaschinen 1458
5.9.1 Langhubhonmaschinen 1458
5.9.2 Kurzhubhonmaschinen 1459
5.10 Läppmaschinen 1460
5.10.1 Allgemeines 1460
5.10.2 Einscheiben-Läppmaschinen 1460
5.10.3 Zweischeiben-Läppmaschinen 1461
5.10.4 Kugelläppmaschinen 1461
5.11 Mehrmaschinensysteme 1461
6 Schweiß- und Lötmaschinen 1463
6.1 Lichtbogenschweißmaschinen 1463
6.1.1 Bauausführungen 1464
6.2 Widerstandsschweißmaschinen 1465
6.3 Laserstrahl-Schweiß- und Löteinrichtungen 1465
6.4 Löteinrichtungen 1465
6.4.1 Mechanisiertes Hartlöten 1465
6.4.2 Ofenlöten mit Weich- und Hartloten 1466
6.4.3 Weichlöteinrichtungen in der Elektronik 1466
7 Industrieroboter 1466
7.1 Einteilung von Handhabungseinrichtungen 1466
7.2 Komponenten des Roboters 1467
7.3 Kinematisches und dynamisches Modell 1467
7.3.1 Kinematisches Modell 1467
7.3.2 Dynamisches Modell 1468
7.4 Genauigkeit, Kenngrößen, Kalibrierung 1468
7.5 Steuerungssystem eines Industrieroboters 1468
7.6 Programmierung 1469
7.6.1 Programmierverfahren 1469
7.6.2 Offline-Programmiersysteme 1470
7.7 Anwendungsgebiete und Auswahl von Industrierobotern 1471
U Fördertechnik 1473
1 Grundlagen 1473
1.1 Begriffsbestimmungen und Übersicht 1473
1.1.1 Einordnung der Fördertechnik 1473
1.1.2 Fördergüter und Fördermaschinen 1473
1.1.3 Kenngrößen des Fördervorgangs 1474
1.2 Antriebe der Fördermaschinen 1474
1.2.1 Hubwerke 1474
1.2.2 Fahrwerke 1475
1.2.3 Drehwerke 1476
1.2.4 Einzieh- und Wippwerke 1478
1.2.5 Kraftschlüssige Antriebe 1479
1.2.6 Formschlüssige Antriebe 1479
1.2.7 Antriebsmotoren und Steuerungen 1480
1.3 Tragwerke 1482
1.3.1 Tragwerksgestaltung 1482
1.3.2 Grundlagen der Tragwerksberechnung 1482
1.3.3 Lasten und Lastkombinationen 1483
1.3.4 Zu führende Einzelnachweise 1484
1.4 Charakteristische Maschinenelemente der Fördertechnik 1486
1.4.1 Ketten und Kettentriebe 1486
1.4.2 Seile und Seiltriebe 1488
1.4.3 Faserseile 1496
1.4.4 Mechanische Elemente der Antriebe 1496
1.4.5 Laufrad und Schiene (Schienenfahrwerke) 1500
2 Hebezeuge und Krane 1504
2.1 Tragmittel und Lastaufnahmemittel 1504
2.1.1 Lasthaken 1504
2.1.2 Lastaufnahmemittel für Stückgüter 1504
2.1.3 Lastaufnahmemittel für Schüttgüter 1505
2.2 Hubwerksausführungen 1506
2.2.1 Serienhebezeuge 1506
2.2.2 Einzelhebezeuge 1507
2.3 Kranarten 1508
2.3.1 Brücken- und Portalkrane 1508
2.3.2 Drehkrane 1511
2.3.3 Fahrzeugkrane 1514
2.3.4 Weitere Kranarten 1515
3 Flurförderzeuge 1516
3.1 Baugruppen 1516
3.1.1 Fahrwerk 1517
3.1.2 Fahrantrieb 1517
3.1.3 Hubgerüst 1517
3.1.4 Lastaufnahmevorrichtung 1518
3.1.5 Hubantrieb, Antrieb der Nebenfunktionen 1518
3.2 Handbetriebene Flurförderzeuge 1518
3.2.1 Karren, Handwagen und Rollwagen 1518
3.2.2 Handgabelhubwagen 1518
3.3 Motorisch betriebene Flurförderzeuge 1518
3.3.1 Niederhubwagen 1518
3.3.2 Gabelhochhubwagen 1518
3.3.3 Spreizenstapler 1519
3.3.4 Gegengewichtstapler 1519
3.3.5 Schubstapler 1519
3.3.6 Mehrwegestapler 1520
3.3.7 Querstapler 1520
3.3.8 Schmalgangstapler 1521
3.3.9 Kommissionier-Flurförderzeuge 1521
3.3.10 Wagen 1521
3.3.11 Schlepper 1521
3.3.12 Portalstapler, Portalhubwagen 1522
3.3.13 Fahrerlose Transportsysteme (FTS) 1523
4 Weitere Unstetigförderer 1523
4.1 Elektrohängebahn 1523
5 Aufzüge und Schachtförderanlagen 1523
5.1 Übersicht 1523
5.2 Aufzüge 1524
5.2.1 Hydraulikaufzüge 1524
5.2.2 Seilaufzüge 1524
5.2.3 Bemessung, Förderstrom, Steuerung 1524
5.2.4 Steuerungen 1525
5.2.5 Spezifische Sicherheitseinrichtungen 1526
5.3 Schachtförderanlagen 1527
6 Stetigförderer 1527
6.1 Berechnungsgrundlagen 1527
6.2 Stetigförderer mit Zugmittel 1528
6.2.1 Grundlagen der Berechnung 1528
6.2.2 Gurtförderer 1530
6.2.3 Becherwerke (Becherförderer) 1539
6.2.4 Kreisförderer 1542
6.2.5 Gliederbandförderer 1544
6.2.6 Kratzerförderer 1544
6.2.7 Trogkettenförderer 1545
6.3 Stetigförderer ohne Zugmittel 1546
6.3.1 Förderer mit Schnecken 1546
6.3.2 Schwingförderer 1547
6.3.3 Rollen- und Kugelbahnen 1548
6.4 Sorter 1549
6.4.1 Sortiersystem -- Sortieranlage -- Sorter 1549
6.4.2 Systematik der Verteilförderer 1550
6.4.3 Quergurtsorter 1550
6.4.4 Kippschalensorter 1551
6.4.5 Schiebeschuhsorter 1551
6.5 Weitere Stetigförderer 1551
6.5.1 Plattenbandförderer 1551
6.5.2 Schubplattformförderer 1551
6.5.3 Schuppenförderer 1552
6.5.4 Umlauf-S-Förderer 1552
6.5.5 Rutschen und Fallrohre 1552
6.6 Strömungsförderer 1553
6.6.1 Pneumatische Förderer 1553
6.6.2 Hydraulische Förderer 1554
6.6.3 Berechnungsgrundlagen 1554
7 Lager- und Systemtechnik 1555
7.1 Stückgut-Systemtechnik 1555
7.1.1 Transporteinheiten (TE) und Transporthilfsmittel (THM) 1555
7.1.2 Funktion und Subsysteme 1556
7.1.3 Theoretische Behandlung von Materialflusssystemen 1558
7.1.4 Lagereinrichtung und Lagerbedienung 1559
7.1.5 Belegungs- und Bedienstrategien 1563
7.1.6 Lagerkennzahlen 1564
7.1.7 Kommissionierung 1565
7.1.8 Steuerung automatischer Lagersysteme 1567
7.1.9 Betrieb von Lagersystemen 1569
7.2 Schüttgut-Systemtechnik 1569
7.2.1 Übersicht 1569
7.2.2 Schüttgutlager 1570
8 Automatisierung in der Materialflusstechnik 1570
8.1 Materialflusssteuerungen 1570
8.2 Sensorik 1570
8.3 Aktuatoren 1570
8.4 Identifikationssysteme 1571
8.4.1 Identifikation durch Personen und Geräte 1571
8.4.2 Optische Datenerfassung und -übertragung 1571
8.4.3 Elektronische Datenerfassung und -übertragung durch RFID 1574
8.4.4 Magnetische Datenübertragung 1576
8.4.5 Mechanische Datenübertragung 1576
8.4.6 Weiterverarbeitung der gewonnenen Daten 1576
9 Baumaschinen 1577
9.1 Einteilung und Begriffe 1577
9.2 Hochbaumaschinen 1577
9.2.1 Turmdrehkrane 1577
9.2.2 Betonmischanlagen 1577
9.2.3 Transportbetonmischer 1578
9.2.4 Betonpumpen 1579
9.2.5 Verteilermasten 1579
9.3 Erdbaumaschinen 1580
9.3.1 Bagger 1580
9.3.2 Schaufellader 1581
9.3.3 Planiermaschinen 1584
9.3.4 Transportfahrzeuge 1586
V Elektrotechnik 1587
1 Grundlagen 1587
1.1 Grundgesetze 1587
1.1.1 Feldgrößen und -gleichungen 1587
1.1.2 Elektrostatisches Feld 1587
1.1.3 Stationäres Strömungsfeld 1588
1.1.4 Stationäres magnetisches Feld 1588
1.1.5 Quasistationäres elektromagnetisches Feld 1588
1.2 Elektrische Stromkreise 1589
1.2.1 Gleichstromkreise 1589
1.2.2 Kirchhoff'sche Sätze 1589
1.2.3 Kapazitäten 1590
1.2.4 Induktionsgesetz 1591
1.2.5 Induktivitäten 1591
1.2.6 Magnetische Materialien 1591
1.2.7 Kraftwirkungen im elektromagnetischen Feld 1592
1.3 Wechselstromtechnik 1593
1.3.1 Wechselstromgrößen 1593
1.3.2 Leistung 1594
1.3.3 Drehstrom 1594
1.3.4 Schwingkreise und Filter 1596
1.4 Netzwerke 1598
1.4.1 Ausgleichsvorgänge 1598
1.4.2 Netzwerkberechnung 1600
1.5 Werkstoffe und Bauelemente 1600
1.5.1 Leiter, Halbleiter, Isolatoren 1600
1.5.2 Besondere Eigenschaften bei Leitern 1600
1.5.3 Stoffe im elektrischen Feld 1601
1.5.4 Stoffe im Magnetfeld 1602
1.5.5 Elektrolyte 1602
2 Transformatoren und Wandler 1602
2.1 Einphasentransformatoren 1602
2.1.1 Wirkungsweise und Ersatzschaltbilder 1602
2.1.2 Spannungsinduktion 1603
2.1.3 Leerlauf und Kurzschluss 1603
2.1.4 Zeigerdiagramm 1603
2.2 Messwandler 1604
2.2.1 Stromwandler 1604
2.2.2 Spannungswandler 1604
2.3 Drehstromtransformatoren 1604
3 Elektrische Maschinen 1606
3.1 Allgemeines 1606
3.1.1 Maschinenarten 1606
3.1.2 Bauformen und Achshöhen 1607
3.1.3 Schutzarten 1607
3.1.4 Elektromagnetische Ausnutzung 1608
3.1.5 Verluste und Wirkungsgrad 1608
3.1.6 Erwärmung und Kühlung 1608
3.1.7 Betriebsarten 1610
3.1.8 Schwingungen und Geräusche 1610
3.1.9 Drehfelder in Drehstrommaschinen 1610
3.2 Asynchronmaschinen 1611
3.2.1 Ausführungen 1611
3.2.2 Ersatzschaltbild und Kreisdiagramm 1611
3.2.3 Betriebskennlinien 1612
3.2.4 Einfluss der Stromverdrängung 1613
3.2.5 Einphasenmotoren 1613
3.3 Synchronmaschinen 1613
3.3.1 Ausführungen 1613
3.3.2 Betriebsverhalten 1615
3.3.3 Kurzschlussverhalten 1615
3.4 Gleichstrommaschinen 1616
3.4.1 Ausführungen 1616
3.4.2 Stationäres Betriebsverhalten 1616
3.4.3 Instationäres Betriebsverhalten 1617
3.5 Kleinmotoren 1617
3.5.1 Allgemeines 1617
3.5.2 Asynchron-Kleinmotoren 1618
3.5.3 Synchron-Kleinmotoren für Netzbetrieb 1619
3.5.4 Schrittmotoren 1619
3.5.5 Elektronisch kommutierte Motoren 1619
3.5.6 Gleichstrom-Kleinmotoren 1620
3.5.7 Universalmotoren 1620
3.6 Linearmotoren 1620
3.6.1 Gleichstromlinearmotoren 1620
3.6.2 Asynchronlinearmotoren 1620
3.6.3 Synchronlinearmotoren 1621
3.7 Torquemotoren 1622
4 Leistungselektronik 1622
4.1 Grundlagen und Bauelemente 1622
4.1.1 Allgemeines 1622
4.1.2 Ausführungen von Halbleiterventilen 1623
4.1.3 Leistungsmerkmale der Ventile 1623
4.1.4 Einteilung der Stromrichter 1625
4.2 Wechselstrom- und Drehstromsteller 1625
4.3 Netzgeführte Stromrichter 1625
4.3.1 Netzgeführte Gleich- und Wechselrichter 1625
4.3.2 Steuerkennlinien 1626
4.3.3 Umkehrstromrichter 1627
4.3.4 Netzrückwirkungen 1627
4.3.5 Direktumrichter 1628
4.4 Selbstgeführte Stromrichter 1628
4.4.1 Gleichstromsteller 1628
4.4.2 Selbstgeführte Wechselrichter und Umrichter 1628
4.4.3 Blindleistungskompensation 1630
5 Elektrische Antriebstechnik 1631
5.1 Allgemeines 1631
5.1.1 Aufgaben 1631
5.1.2 Stationärer Betrieb 1631
5.1.3 Anfahren 1632
5.1.4 Drehzahlverstellung 1632
5.1.5 Drehschwingungen 1633
5.1.6 Elektrische Bremsung 1633
5.1.7 Elektromagnetische Verträglichkeit 1634
5.2 Gleichstromantriebe 1634
5.2.1 Gleichstromantriebe mit netzgeführten Stromrichtern 1634
5.2.2 Regelung in der Antriebstechnik 1635
5.2.3 Drehzahlregelung 1636
5.3 Drehstromantriebe 1638
5.3.1 Antriebe mit Drehstromsteller 1638
5.3.2 Stromrichterkaskaden 1638
5.3.3 Stromrichtermotor 1638
5.3.4 Umrichterantriebe mit selbstgeführtem Wechselrichter 1639
5.3.5 Regelung von Drehstromantrieben 1640
6 Energieverteilung 1643
6.1 Allgemeines 1643
6.2 Kabel und Leitungen 1644
6.2.1 Leitungsnachbildung 1644
6.2.2 Kenngrößen der Leitungen 1644
6.3 Schaltgeräte 1645
6.3.1 Schaltanlagen 1645
6.3.2 Hochspannungsschaltgeräte 1645
6.3.3 Niederspannungsschaltgeräte 1645
6.4 Schutzeinrichtungen 1646
6.4.1 Kurzschlussschutz 1646
6.4.2 Schutzschalter 1646
6.4.3 Thermischer Überstromschutz 1646
6.4.4 Kurzschlussströme 1646
6.4.5 Selektiver Netzschutz 1647
6.4.6 Berührungsschutz 1648
6.5 Energiespeicherung 1648
6.5.1 Energiespeicherung 1648
6.5.2 Batterien 1648
6.5.3 Andere Energiespeicher 1649
6.6 Elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen 1650
6.6.1 Elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen 1650
6.6.2 Windenergie 1652
7 Elektrowärme 1652
7.1 Widerstandserwärmung 1652
7.2 Lichtbogenerwärmung 1653
7.2.1 Lichtbogenofen 1653
7.2.2 Lichtbogenschweißen 1654
7.3 Induktive Erwärmung 1654
7.3.1 Stromverdrängung, Eindringtiefe 1654
7.3.2 Aufwölbung und Bewegungen im Schmelzgut 1654
7.3.3 Oberflächenerwärmung 1654
7.3.4 Stromversorgung 1655
7.4 Dielektrische Erwärmung 1655
8 Anhang V: Diagramme und Tabellen 1657
Literatur 1659
W Messtechnik und Sensorik 1661
1 Grundlagen 1661
1.1 Aufgabe der Messtechnik 1661
1.2 Strukturen der Messtechnik 1661
1.2.1 Messkette 1661
1.2.2 Kenngrößen von Messgliedern 1661
1.2.3 Messabweichung von Messgliedern 1662
1.2.4 Dynamische Übertragungseigenschaften von Messgliedern 1663
1.3 Planung von Messungen 1664
1.4 Auswertung von Messungen 1664
1.4.1 Typ A -- Methode zur Ermittlung der Standardmessunsicherheit durch statistische Analyse von Messreihen 1664
1.4.2 Typ B -- Methode zur Ermittlung der Standardmessunsicherheit 1665
1.5 Ergebnisdarstellung und Dokumentation 1665
2 Messgrößen und Messverfahren 1666
2.1 Einheitensystem und Gliederung der Messgrößen der Technik 1666
2.1.1 Internationales Einheitensystem 1666
2.1.2 Gliederung der Messgrößen 1666
2.2 Sensoren und Aktoren 1666
2.2.1 Messgrößenumformung 1666
2.2.2 Zerstörungsfreie Bauteil- und Maschinendiagnostik 1666
2.3 Geometrische Messgrößen 1667
2.3.1 Längenmesstechnik 1667
2.3.2 Gewinde- und Zahnradmesstechnik 1669
2.3.3 Oberflächenmesstechnik 1670
2.3.4 Mustererkennung und Bildverarbeitung 1671
2.4 Kinematische und schwingungstechnische Messgrößen 1672
2.4.1 Wegmesstechnik 1672
2.4.2 Geschwindigkeits- und Drehzahlmesstechnik 1673
2.4.3 Beschleunigungsmesstechnik 1674
2.5 Mechanische Beanspruchungen 1674
2.5.1 Kraftmesstechnik 1674
2.5.2 Dehnungsmesstechnik 1675
2.5.3 Experimentelle Spannungsanalyse 1676
2.5.4 Druckmesstechnik 1677
2.6 Strömungstechnische Messgrößen 1678
2.6.1 Flüssigkeitsstand 1678
2.6.2 Volumen, Durchfluss, Strömungsgeschwindigkeit 1679
2.6.3 Viskosimetrie 1680
2.7 Thermische Messgrößen 1680
2.7.1 Temperaturmesstechnik 1680
2.7.2 Kalorimetrie 1681
2.8 Optische Messgrößen 1682
2.8.1 Licht- und Farbmesstechnik 1682
2.8.2 Refraktometrie 1682
2.8.3 Polarimetrie 1683
2.9 Umweltmessgrößen 1683
2.9.1 Strahlungsmesstechnik 1683
2.9.2 Akustische Messtechnik 1684
2.9.3 Klimamesstechnik 1685
2.10 Stoffmessgrößen 1685
2.10.1 Anorganisch-chemische Analytik 1685
2.10.2 Organisch-chemische Analytik 1686
2.10.3 Oberflächenanalytik 1686
3 Messsignalverarbeitung 1687
3.1 Signalarten 1687
3.2 Analoge elektrische Messtechnik 1687
3.2.1 Strom-, Spannungs- und Widerstandsmesstechnik 1688
3.2.2 Kompensatoren und Messbrücken 1688
3.2.3 Messverstärker 1689
3.2.4 Funktionsbausteine 1691
3.3 Digitale elektrische Messtechnik 1691
3.3.1 Digitale Messsignaldarstellung 1691
3.3.2 Analog-Digital-Umsetzer 1692
3.4 Rechnerunterstützte Messsignalverarbeitung 1692
4 Messwertausgabe 1694
4.1 Messwertanzeige 1694
4.1.1 Messwerke 1694
4.1.2 Digitalvoltmeter, Digitalmultimeter 1695
4.1.3 Oszilloskope 1695
4.2 Messwertregistrierung 1696
4.2.1 Schreiber 1696
4.2.2 Drucker 1696
4.2.3 Messwertspeicherung 1696
5 Anhang W: Diagramme und Tabellen 1697
Literatur 1699
X Regelungstechnik 1700
1 Grundbegriffe 1700
2 Lineare Übertragungsglieder 1702
2.1 Statisches Verhalten 1702
2.1.1 Lineare Kennlinie 1702
2.1.2 Nichtlinearitäten 1702
2.2 Dynamisches Verhalten linearer zeitinvarianter Übertragungsglieder 1702
2.2.1 Sprungantwort und Übergangsfunktion 1702
2.2.2 Frequenzgang und Ortskurve 1703
2.2.3 Differentialgleichung und Übertragungsfunktion 1704
2.3 Lineare Grundglieder 1704
2.3.1 P-Glied 1704
2.3.2 I-Glied 1704
2.3.3 D-Glied 1704
2.3.4 Tt-Glied 1704
2.3.5 T1-Glied 1705
2.3.6 T2/n-Glied 1705
2.4 Grundstrukturen des Wirkungsplans 1705
2.4.1 Reihenstruktur 1705
2.4.2 Parallelstruktur 1706
2.4.3 Kreisstruktur 1706
3 Regelstrecken 1706
3.1 Struktur und Größen des Regelkreises 1706
3.1.1 Funktionsblöcke des Regelkreises 1706
3.1.2 Größen des Regelkreises 1707
3.1.3 Stell- und Störverhalten der Strecke 1707
3.2 Regelstrecken mit Ausgleich (P-Strecken) 1708
3.2.1 P-Strecke 0. Ordnung (P-T0) 1708
3.2.2 P-Strecke 1. Ordnung (P-T1) 1708
3.2.3 P-Strecke 2. und höherer Ordnung (P-Tn) 1708
3.2.4 P-Strecke mit Totzeit P-Tt 1708
3.2.5 Strecke mit Ausgleich i-ter Ordnung und Totzeit P-Ti-Tt 1709
3.3 Regelstrecken ohne Ausgleich (I-Strecken) 1709
3.3.1 I-Strecke 0. Ordnung (I-T0) 1709
3.3.2 I-Strecke 1. Ordnung (I-T1) 1709
3.3.3 I-Strecke i-ter Ordnung und Totzeit (I-Ti-Tt) 1710
4 Regler 1710
4.1 Arten linearer Regler 1710
4.1.1 P-Anteil, P-Regler 1710
4.1.2 I-Anteil, I-Regler 1710
4.1.3 PI-Regler 1710
4.1.4 PD-Regler 1711
4.1.5 PID-Regler 1711
4.2 Technische Ausführung der Regler 1711
4.2.1 Verstärker mit Rückführung 1711
4.2.2 Rechnergestützter Regler 1711
4.2.3 Entwicklungstendenzen 1712
5 Linearer Regelkreis 1713
5.1 Führungs- und Störungsverhalten des Regelkreises 1713
5.1.1 Führungsverhalten des Regelkreises 1713
5.1.2 Störungsverhalten des Regelkreises 1713
5.2 Stabilität des Regelkreises 1714
5.3 Optimierung von Regelkreisen 1715
5.3.1 Güte der Regelung 1715
5.3.2 Einstellregeln für Regelkreise 1715
6 Spezielle Formen der Regelung 1716
6.1 Mehrschleifige Regelung 1716
6.1.1 Regelung mit Störgrößenaufschaltung 1716
6.1.2 Kaskadenregelung 1717
6.2 Zweipunkt-Regelung 1717
6.3 Adaptive Regelung 1718
Literatur 1718
Y Elektronische Datenverarbeitung 1719
1 Einführung 1719
2 Informationstechnologie 1719
2.1 Grundlagen und Begriffe 1719
2.1.1 Zahlendarstellungen und arithmetische Operationen 1720
2.1.2 Datenstrukturen und Datentypen 1721
2.1.3 Algorithmen 1722
2.1.4 Numerische Berechnungsverfahren 1722
2.1.5 Programmiermethoden 1723
2.1.6 Programmiersprachen 1725
2.1.7 Objektorientierte Programmierung 1725
2.1.8 Softwareentwicklung 1725
2.2 Digitalrechnertechnologie 1726
2.2.1 Hardwarekomponenten 1726
2.2.2 Hardwarearchitekturen 1727
2.2.3 Rechnernetze 1728
2.2.4 Client-/Serverarchitekturen 1729
2.2.5 Betriebssysteme 1729
2.3 Internet 1730
2.4 Integrationstechnologien 1730
2.5 Sicherheit 1731
2.5.1 Safety 1731
2.5.2 Security 1731
3 Virtuelle Produktentstehung 1733
3.1 Produktentstehungsprozess 1733
3.2 Basismethoden 1733
3.2.1 Geometrische Modellierung 1733
3.2.2 Featuretechnologie 1736
3.2.3 Parametrik und Zwangsbedingungen 1736
3.2.4 Wissensbasierte Modellierung 1738
3.2.5 Strukturmodellierung 1739
3.2.6 Durchgängige Erstellung von Dokumenten 1740
3.3 Systeme der rechnerunterstützten Produktentstehung 1740
3.3.1 CAA-Systeme 1740
3.3.2 CAD-Systeme 1740
3.3.3 CAE-Systeme 1740
3.3.4 CAI-Systeme 1741
3.3.5 CAM-Systeme 1741
3.3.6 CAP-Systeme 1741
3.3.7 CAPP-Systeme 1741
3.3.8 CAR-Systeme 1741
3.3.9 CAS-Systeme 1741
3.3.10 CAT-Systeme 1741
3.3.11 DMU-Systeme 1741
3.3.12 VR-/AR-Systeme 1742
3.3.13 RPT-Systeme 1742
3.3.14 TDM-/PDM-Systeme 1742
3.3.15 ERP-Systeme 1742
3.3.16 PPS-Systeme 1742
3.4 Produktdatenmanagement 1742
3.5 Kooperative Produktentwicklung 1746
3.6 Schnittstellen 1746
4 Anhang Y: Diagramme und Tabellen 1748
Literatur 1751
Z Allgemeine Tabellen 1752
Fachausdrücke 1764
Autorenporträts 1814
Sachverzeichnis 1831
Inserentenverzeichnis 1876
| Erscheint lt. Verlag | 15.9.2011 |
|---|---|
| Zusatzinfo | XLVI, 1938 S. 3000 Abb. |
| Verlagsort | Berlin |
| Sprache | deutsch |
| Themenwelt | Technik ► Bauwesen |
| Technik ► Fahrzeugbau / Schiffbau | |
| Technik ► Maschinenbau | |
| Schlagworte | dubbel.de • Energietechnik • Fertigung • Heiz- und Klimatechnik • Konstruktion • Maschinenbau • Meß- und Regelungstechnik • Verfahrenstechnik |
| ISBN-10 | 3-642-17306-3 / 3642173063 |
| ISBN-13 | 978-3-642-17306-6 / 9783642173066 |
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