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Die Geschichte des Auto­mo­bils und des Fahrrads: Erfin­dungen

1.808 Wörter / ~10 Seiten sternsternsternstern_0.2stern_0.3 Autorin Jan Z. im Jul. 2015
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Handout
Physik

Universität, Schule

Universität Regensburg - UR

Note, Lehrer, Jahr

keine Note, 2014

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Jan Z. ©
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sternsternsternstern_0.2stern_0.3
ID# 48929







  1. Die Geschichte des Automobils


  1. Was versteht man unter dem Begriff Automobil?

„Der Begriff "Automobil" ist etymologisch abgeleitet aus der Vorsilbe "auto"(=altgriechisch für "selbst")und dem lateinischen Adverb "mobilis", was "unbeständig" aber auch "beweglich"bedeutet.“ 1 Somit versteht man darunter grundsätzlich ein Gefährt, das sich aus eigener Kraft fortbewegen kann. Heutzutage ist die Bedeutung dieses Begriffes meist auf einen fahrbaren Untersatz beschränkt, welcher mindestens vier Räder aufweist und mit einer eigenen Energiequelle angetrieben wird.

Gleichbedeutend wird in diesem Zusammenhang auch die Kurzform "Auto" oder "Kraftfahrzeug" verwendet.2


  1. Geschichte des Automobils – Wie alles begann: Entwicklungen zum heutigen Automobil in sechs Epochen:

Prinzipiell kann man die Entwicklungen, die zur heutigen Erscheinungsform des Automobils beigetragen haben, in sechs Abschnitte gliedern. AlsBeginn der Geschichte des Automobils können dabei die Ideen über zukünftige Möglichkeiten in Bezug auf Mobilität gesehen werden, zudem werden in diesem ersten Abschnitt auch Segel- und Muskelkraftwagen konstruiert. 3

Die zweite Epoche ist geprägt von der Entwicklung der Dampfmaschine, durch welche im 19. Jahrhundert sowohl Lokomotiven wie auch Straßenmaschinen angetrieben wurden. Zu den bedeutendsten Entwicklern der Dampfmaschine zählen u.a. Isaac Newton (1643-1727) und James Watt (1736-1819).4

Im Rahmen der dritten Epoche wurden dann schließlich die ersten Verbrennungsmotoren entwickelt, welche mit Petroleum oder ähnlichen Stoffen angetrieben wurden, jedoch noch keine Verdichtung besaßen. Die zu dieser Zeit entstehenden Erfindungen können unter dem Begriff „atmosphärische Maschinen“5 zusammengefasst werden. Betrachtet man die Geschichte dieser, so ist als erstes eine bedeutende Erfindung von Denis Papin aus dem Jahre 1674 anzuführen.

Er konstruierte eine Maschine, bei welcher der Druck von explodierendem Schießpulver einen Kolben emportrieb. Der Nachteil jener bestand jedoch darin, dass diese nur einen geringen Wirkungsgrad besaß und zudem die weitere Verwendung von Schießpulver zu gefährlich erschien. Auf der Suche nach einer sichereren Alternative gelang es Isaac de Rivaz 1804 einen mechanischer Wagen mit Explosionsmotor zu bauen, für welchen er 1807 das erste Kraftfahrzeugpatent der Welt erhielt.

Daraufhin präzisierte er seine Erfindung, indem er 1813 einen größeren mechanischen Straßenwagen konstruierte und zum Laufen brauchte. Die bedeutendsten Weiterentwicklungen gegen Ende der dritten Phase stellen sicherlich die Erfindungen von Barsanti / Matteucci (Motor mit Ventilsteuerung u. Wasserkühlung der beiden Zylinder, 1856) und Etienne Lenoir (erster wirklich betriebsfähiger Gasmotor (Patent: 1860), welcher 1863 in ein kleines Fahrzeug eingebaut wurde).6

In der vierten Epoche wird infolgedessen nun der Verbrennungsmotor mit einer Verdichtung des Treibstoffes in Form des Kolbenmotors erfunden. Zunächst kam es hierbei zum Bau eines im Viertakt laufenden Motors durch Christian Reithmann im Jahr 1872. Nikolaus August Otto hatte jedoch schon vor Reithmann einen Viertaktmotor konstruiert und zum Laufen gebracht. Sein erster Versuchsmotor wurde im März 1861 fertiggestellt, in welchen schließlich auch noch ein eigener Verdichtung.....[Volltext lesen]

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  • 1863 baute er seine erste Gaskraftmaschine.

  • Ein Jahr später entwickelte er diesen Vorläufermotor weiter und gelangte bald zu einer verbesserten Version.

  • In der Pariser Weltausstellung gewann Otto die Goldmedaille im Jahre 1867 für seine Erfindung.

  • Einsatz: PKWs, Motoräder


    Funktionsweise:

    • Die chemische Energie eines Benzin-Luftgemisches wird durch gezielte Verbrennung im Zylinder in Bewegungsenergie des Kolbens umgewandelt. Der Wirkungsgrad beträgt zwischen 20-30%. Die Verbrennung verläuft explosionsartig d.h. sehr schnell.

    • Man bezeichnet jede halbe Drehung der Kurbelwelle als einen Takt. Daraus ergeben sich beim Viertaktmotor vier verschiedene Takte:


    Dieselmotor


    Geschichtlicher Hintergrund:

    • Erfinder: Rudolf Diesel (*1858 in Paris +1913 unbekannt)

    • 1897 gelang es Rudolf Diesel einen Motor mit hohen Wirkungsgrad und Selbstentzündung zu erbauen.

    • Erst 1924, 11 Jahre nach seinem Tod, ging der erste LKW-Dieselmotor in Serie.

    • 1936 wurde der erste PKW-Dieselmotor gebaut.

    • Dieselmotoren arbeiten mit einem wesentlich höheren Druck als Ottomotoren. daher robuster und folglich schwerer als Ottomotoren.

    • Einsatz: LKWs, PKWs


    Viertakt-Ottomotor


    Dieselmotor


    • I. d. R. günstiger als Dieselmotoren

    • Verbrauchsunterschied erst bei Vielfahrern spürbar

      Vorteile:

    • Geringes Leistungsgewicht (kg/kW

    • Sportlicheres Fahren (z.B. bei Motorräder)

    • Geringer Kraftstoffverbrauch, durch Direkteinspritzung

    • Großer Drehmoment, vor allem im unteren Drehzahlbereich

    Funktion und .....

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    • 1818 von Karl Drais in Deutschland erfunden, weshalb es auch „Draisine“ genannt wurde

    • Erstes Fahrzeug mit zwei Rädern und Lenkung, das mit Muskelkraft betrieben wurde

    • Räder und Lenkung vom damaligen Fuhrwerk und der Sattel vom Pferd übernommen, das Material war Holz

      Abb. 1

    • Bewegungsablauf: mit den Füßen nacheinander vom Boden abstoßen

    • Es war dem Fußgänger und sogar der Postkutsche in der Geschwindigkeit überlegen, man erreichte Spitzengeschwindigkeiten von 10 bis 20 km/h

  • Schwierigkeiten:

    • gleichzeitig mit den Füßen für den Antrieb zu sorgen und die Balance zu halten

    • Straßen und Wege waren damals viel weniger befestigt als heute

  • Fand Nachahmer in ganz Europa

  • Eher für den Bereich Spiel und Sport englischer Name „hobby-horse“


    1. Das „Vélocipède“13

    • 1839 baut der schottische Schmied Kirkpatrick Macmillan das erste Fahrrad mit Pedalen (kompliziertes Gestänge treibt das Hinterrad an)

    • 1861 führt der Franzose Ernest Michaux den Tretkurbelantrieb, der von der Nähmaschine übernommen wurde, ein, sodass sich die Pedale mit dem Vorderrad drehen

    • In Frankreich entstand dann die erste serienmäßige Produktion dieser „Vélocipède“ (kurz: Velo) genannten .....

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    • 1878 baut Thomas Shergold das erste Sicherheitsfahrrad

    • Vorstufe des modernen Fahrrads - mithilfe einer Fahrradkette und der Zahnräder wurde die Kraft von den Tretkurbeln auf das Hinterrad übertragen, nicht mehr auf das Vorderrad

    • Vorderrad wird wieder kleiner, es wird genau so groß wie das Hinterrad

    • Das Vorderrad wurde nun zum Lenken genutzt und die Kraftübertragung auf die Straße erfolgte über das Hinterrad

    • Trennung von Antrieb und Lenkung das Rad ließ sich sehr viel besser kontrollieren, die Sitzposition war wieder zwischen Vorder- und Hinterrad

  • Geschwindigkeitsmäßig dem Hochrad überlegen


    1. Das „moderne Fahrrad“16

    • 1885 entwickelt John Kemp Starley das Rover-Rad, das zum Prototyp des modernen Fahrrads wird

      Abb. 4

    • Kennzeichen, die bis heute blieben: gleich große Räder, sinnvolle Anordnung der Bedienungselemente

    • 1888 erfand John Boyd Dunlop den Luftreifen, durch den die Fahrt bequemer wurde und der Rollwiderstand verringert wurde


    1. Weitere Erfindungen rund um das „moderne Fahrrad“17

    • 1900 erfindet die Firma Fichtel und Sachs eine Freilaufnabe mit Rücktrittbremse, die sich nach .....

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    Abb. 3: (zuletzt aufgerufen am: 13.11.14)

    Abb. 4: (zuletzt aufgerufen am: 13.11.14)

    Abb. 5: (zuletzt aufgerufen am:

    13.11.14)

    Abb. 6: aufgerufen am: 13.11.14)


    1 Homepage des Deutschen Patent- und Markenamtes zum Thema Automobil:

    2 Vgl. ebd.

    3 Vgl. Frankenberg, Richard / Matteucci Marco: Geschichte des Automobils. Stuttgart 1973. S. 9

    4 Vgl. ebd. S. 10

    5 Ebd. S. 9

    6 Vgl. ebd. S. 13-15


    7 Ebd. S.17

    8 Vgl. ebd. 16-17

    9 Vgl. ebd. S. 9

    10 Ebd. S. 27

    11 Vgl.

    12 Vgl. Merki, Christoph Maria: Verkehrsgeschichte und Mobilität. Ulmer, Stuttgart 2008. S.48f.

    13 Vgl.

    14 Vgl. Merki, Christoph Maria: Verkehrsgeschichte und Mobilität. Ulmer, Stuttgart 2008. S.49f.

    15Vgl.

    16 Vgl.

    17 Vgl. .....

    Quellen & Links

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