Maschine

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Eine Maschinen (μηχανη griech. mechané: Gerüst, Vorrichtung, List) ist ein technisches Gerät, das Energie transportieren oder von einem Träger auf einen zweiten umlädt und dabei einen bestimmten Zweck erfüllt. Neben den einfachen Maschinen sind im Verlauf der industriellen Entwicklung immer komplexere entstanden, die aus sehr vielen Maschinenelementen zusammengesetzt sind und Energie über mehrere Träger umladen.

einfache Maschinen

Die einfachsten Maschinen sind rein mechanische Geräte, die Energie von einem Impuls- oder Drehimpulsstrom auf einen zweiten umladen:

  • Seil: transportiert Energie zusammen mit dem Impuls. Der Impuls strömt gegen die Bezugsrichtung (Zug). Die Energie wird mit dem Impuls (positive Geschwindigkeit) oder in Gegenrichtung (negative Geschwindigkeit) transportiert.
  • Pendelstütze: transportiert wie das Seil Energie zusammen mit dem Impuls. Der Impuls kann im Gegensatz zum Seil auch in Bezugsrichtung fliessen.
  • Keil: überträgt Energie von einem Impulsstrom auf einen zweiten. Wird oft im Leerlauf betrieben und erzeugt dann mit Hilfe des primären Stromes einen zweiten, der bedeutend stärker ist, ohne dabei Energie umzusetzen.
  • Hebel: lädt Energie von einem Impulsstrom auf einen zweiten um. Lässt sich nicht kontinuierlich betreiben;
  • Umlenkrolle: lädt wie der Hebel Energie von einem Impulsstrom auf einen zweiten um. Kann kontinuierlich betrieben werden, sorgt aber dafür, dass beide Impulsströme gleich stark sind;
  • Flaschenzug: überträgt die Energie von einem Impulsstrom auf einen zweiten. Lässt sich ein Stück weit kontinuierlich betreiben und verändert die Stärke der beiden Impulsströme;
  • Riemenscheibe: lädt die Energie von einem Impulsstrom (im Riemen) auf einen Drehimpulsstrom (in der Welle) oder umgekehrt um. Im ersten Fall spricht man von einem getriebenen, im zweiten von einer treibenden Riemenscheibe;
  • Riementrieb: überträgt die Energie von einem Drehimpulsstrom auf einen zweiten. Die beiden Drehimpulsströme fliessen in entgegen gesetzte Richtung;
  • Zahnradgetriebe (zwei Räder): lädt die Energie von einem Drehimpulsstrom auf einen zweiten um. Die beiden Drehimpulsströme fliessen in die gleiche Richtung;
  • Planetengetriebe: Verknüpft drei Drehimpulsströme. Die Energie wird je nach Betriebsart verschieden auf die drei Drehimpulsströme verteilt;
  • Atwoodsche Fallmaschine: dient dem Nachweis der Fallbeschleunigung.

Motoren

Ein Motor ist eine Maschine, die Energie von einem nicht mechanischen Energieträger auf den Impuls- oder Drehimpulsstrom umlädt:

  • Elektromotor: überträgt die Energie vom elektrischen Stromkreis auf einen Drehimpulsstromkreis;
  • Linearmotor: lädt die Energie vom elektrischen Stromkreis auf den Impulsstromkreis um;
  • Hydraulikmotor: überträgt die Energie von einem hydraulischen Kreis auf den Drehimpulsstromkreis;
  • Dampfmaschine: lädt die von der Entropie freigesetzte Energie zuerst auf einen Impuls-Wechselstrom und danach auf einen Drehimpulsstrom um;
  • Verbrennungsmotor: Produziert in einem chemischen Prozess Entropie und überträgt die von dieser Grösse frei gesetzte Energie auf einen Drehimpulsstromkreis (die Energie wird zuerst auf einen wechselnden Impulsstrom aufgeladen und erst in der Kurbelwelle auf den Drehimpulsstrom umgeladen);