Antriebstechnik
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| - | + | [[Image:Catalonia_Terrassa_mNATEC_ContinuaDeFilar_Detall03.jpg|right|thumb|270px|Ausschnitt aus der Antriebseinheit einer alten Textilmaschine]] | |
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| + | Die '''Antriebstechnik''' (engl. drivetrain technology) ist eine technische Disziplin, die sich allgemein mit technischen Systemen zur Erzeugung von [[Bewegung (Physik)|Bewegung]] mittels [[Kraftübertragung]] befasst. Der Begriff Antriebstechnik leitet sich von [[Antrieb (Technik)|Antrieb]] ab, ist aber dennoch unabhängig von der Art des im [[Antriebsstrang]] verwendeten Antriebs zu verstehen, denn diese technische Disziplin beschränkt sich nicht auf die Antriebsquelle, sondern befasst sich u.a. auch mit der Versorgung der jeweiligen [[Maschine]] mit Energie und der Ansteuerung der verschiedenen Antriebselemente.<Br></Br>Sofern [[Drehgeber]] oder andere Sensoren im Antriebsstrang sowie Regler im Umfeld der Antriebe eine Rolle spielen, darüber hinaus die Verwirklichung komplexer Bewegungsabläufe als Aufgabe ansteht, kann die Allgemeine Antriebstechnik zum Projektgegenstand der [[Mechatronik]] werden. Dieses Arbeitsfeld teilt sich die Mechatronik letztendlich mit der [[Elektroantrieb|Elektrischen Antriebstechnik]] sowie (im Falle von Positioniersystemen) auch mit der Elektrohydraulik und der Elektropneumatik. | ||
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| + | == Der Antriebsstrang als Teil eines umfassenderen Systems == | ||
| + | [[Image:Engine_belts.jpg|left|thumb|350px|Antriebsstrang in einer stillgelegten alten englischen Fabrikanlage]] | ||
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| + | Antriebe sind meist nicht isoliert aufgebaut, sondern Teil einer komplexeren Anlage bzw. des [[Antriebsstrang]]s einer solchen. Dieser dient einerseits zur Übertragung von Energie mittels eines wie auch immer gearteten [[Getriebe]]s, sofern vorhanden, welches zum einen die beteiligten [[Antriebswelle]]n kraftschlüssig und /oder formschlüssig miteinander verbindet und zum anderen für die Wandlung einer Energieform oder Bewegungsform in eine andere bestimmt ist. Vom Standpunkt der Mechanik aus betrachtet, stellt das Getriebe einen [[Drehmomentwandler]] dar. Des Weiteren kann es im Antriebsstrang Kupplungen geben, die entweder für das Zusammenschließen und Lösen von Teilen des Antriebsstranges (dem sogenannten Ein- und Auskuppeln) zuständig sind, sei durch Ausgleichen einer Drehzahldifferenz, sei es durch formschlüssiges (Ein- oder Ent-)Rasten, oder aber für das Ausgleichen von Drehströßen, von Wellenfluchten oder von Wellenversatz sorgen. | ||
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| + | [[Image:Wälzfräsmaschine.jpg|thumb|Antriebsstrang einer alten Wälzfräsmaschine zur Zahnradherstellung]] | ||
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| + | Im Falle des Nichtvorhandenseins von Getriebe und Kupplung im Antriebsstrang spricht man von einem "System mit [[Direktantrieb]]". Im Antriebsstrang verbleibt dann nur noch die mechanische Verbindung der Wellenenden. (Sonderfall: Im besonderen Falle der Verwendung eines [[Radnabenmotor]]s entfällt ein Antriebsstrang gänzlich.) | ||
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| + | === Antriebsstrangkomponenten === | ||
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| + | In [[Antriebsstrang|Antriebssträngen]] kann ein Teil der Antriebsenergie auch in Form von dissipativer Reibung verloren gehen. Das ist so gut wie immer der Fall. So besitzt jedes [[Getriebe]] und jede im [[Antriebsstrang]] integrierte Komponente einen [[Wirkungsgrad]]. Entsprechend kann dem [[Antriebsstrang]] als Relation der an der Ausgangswelle abgegebenen [[Leistung (Physik)|Leistung]] <math>\mathcal{\mathit P_\mathrm{ab}}</math> gegenüber der an der Eingangswelle aufgenommenen Leistung <math>\mathcal{\mathit P_\mathrm{zu}}</math> ein Gesamtwirkungsgrad <math>\mathcal{\mathit \eta_\mathrm{gesamt}}</math> zugeordnet werden, der sich aus dem Produkt der Teilwirkungsgrade der im Antriebsstrang integrierten Einzelkomponenten zusammensetzt: | ||
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| + | :<math> | ||
| + | \eta_\mathrm{gesamt} = \frac{P_\mathrm{ab}}{P_\mathrm{zu}}= \eta_{1} \cdot \eta_{2} \cdot \ldots \cdot \eta_\mathrm{n} = \frac{P_{1_\mathrm{ab}}}{P_{1_\mathrm{zu}}} \cdot \frac{P_{2_\mathrm{ab}}}{P_{2_\mathrm{zu}}} \cdot \ldots \cdot \frac{P_\mathrm{n_\mathrm{ab}}}{P_\mathrm{n_\mathrm{zu}}} | ||
| + | </math> | ||
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| + | Typische Komponenten beziehungsweise [[Maschinenelement]]e, die im Antriebsstrang verwendet werden sind. u.a. [[Getriebe]], [[Wälzlager]], [[Gleitlager]], [[Zahnrad|Zahnräder]], [[Reibrad|Reibräder]], [[Riemen]] ([[Treibriemen]]), [[Kette (Technik)|Kette]]n, Riemenscheiben von [[Zugmitteltrieb]]en, [[Kupplung]]en, [[Arbeitsspindel]]n etc.<Br></Br>Unter gewissen Umständen können auch [[Linearsystem]]e eine Rolle spielen, etwa wenn diese über Spindeln von [[Rollengewindetrieb|Rollen-]] oder [[Kugelgewindetrieb]]en an den Antriebsstrang gekoppelt werden. (Im letzteren Fall kann der Antriebsstrang jedoch nur Teil eines Positioniersystems sein und nur eine endliche Anzahl an Umdrehungen ausführen. Ein solcher Fall unterscheidet sich signifikant von dem Anwendungsfall des (für beliebig lange Drehwege) in eine oder mehrere Drehrichtungen rotierenden Antriebsstrangs. Bei der Kopplung mit Spindeln von Rollen- oder Kugelgewindetrieben kommen in der Praxis nur kurze drehsteife Antriebsstränge zur Anwendung.) | ||
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| + | Die Maschinen, die eingangsseitig am Antriebsstrang [[Drehmoment]] bereitstellen, bezeichnet man als [[Kraftmaschine]]n, diejenigen dagegen, welche ausgangsseitig [[Drehmoment]] dem Antriebsstrang entnehmen, als [[Arbeitsmaschine]]n. | ||
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| + | == Antriebsarten == | ||
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| + | Man unterscheidet folgende Antriebsarten: | ||
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| + | * [[Manueller Antrieb]] | ||
| + | **mit der Hand | ||
| + | **mit den Füßen | ||
| + | **mit Hilfe von Tieren | ||
| + | * [[Elektroantrieb|Elektrischer Antrieb]] | ||
| + | * [[Elektromechanik|Elektromechanischer Antrieb]] | ||
| + | * [[Fluidtechnik|Fluidtechnischer Antrieb]] | ||
| + | ** [[Pneumatik|Pneumatischer Antrieb]] | ||
| + | ** [[Hydraulik|Hydraulischer Antrieb]] | ||
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| + | Bei elektrischen und elektromechanischen Antrieben erfolgt die Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie meist mittels einer [[Elektrische Maschine|elektrischen Maschine]], dem [[Elektromotor]]. Antriebe auf [[Fluid]]basis wie z. B. hydraulische oder pneumatische Systeme kommen nicht ohne eine Drehmoment-getriebene Pumpe als primäre [[Energiequelle]] zur Erzeugung des erforderlichen Betriebsdrucks aus. Ein solches Drehmoment rührt in der Regel auch von einem Motor her. Dies ist in vielen Fällen ein [[Verbrennungsmotor]], kann aber unter Umständen auch ein [[Elektromotor]] oder sonstiger Motor sein. | ||
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| + | == Beziehung der Antriebstechnik zu anderen Disziplinen == | ||
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| + | [[Image:MeritorColorHiLitesSF.jpg|right|thumb|Mechanisches Stufenschaltgetriebe, wie es in der Kraftfahrzeugtechnik zur Anwendung kommt : Gehäuseaufschnitt : Die Schnittflächen sind rot eingefärbt]] | ||
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| + | Aus dem Gesagten ergibt sich, dass die Antriebstechnik eine wichtige technische Disziplin für den [[Maschinenbau]] und dessen angrenzende Gebiete darstellt, auf deren Möglichkeiten u. a. die [[Aktuatorik]], die [[Feinwerktechnik]], die [[Medizintechnik]], die [[Kraftfahrzeugtechnik]], die [[Luftfahrttechnik]], die [[Raumfahrttechnik]], die [[Wehrtechnik]], das [[Metallurgie|Hüttenwesen]], die [[Eisenbahntechnik]], der [[Bootsbau]] und der [[Schiffbau]] und weitere technische Disziplinen zurückgreifen. Umgekehrt wird die Antriebstechnik zu einem Objekt für die [[Steuerungstechnik|Steuerungs-]], die [[Regelungstechnik]] und für die [[Automatisierungstechnik]] im weitesten Sinne. | ||
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| + | == Siehe auch == | ||
| + | {{Portal|Technik}} | ||
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| + | *[[Maschinenbau]] | ||
| + | ** [[Robotik]], [[Getriebe]] | ||
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| + | *[[Elektrotechnik]] | ||
| + | ** [[Servoantrieb]], [[Leistungselektronik]], [[Frequenzumrichter]] | ||
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| + | {{Portal|Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik}} | ||
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| + | *[[Regelungstechnik]] | ||
| + | ** [[Antriebsregler]], [[Drehzahlregler]], [[Drehzahlregelung]], [[Positionsregelung]] | ||
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| + | *[[Messtechnik]] | ||
| + | ** [[Drehzahlmesser]], [[Tachometer]], [[Abstandssensor]], [[Koordinatenmessgerät]] | ||
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| + | '''Quelle:''' Dieser Artikel basiert auf dem Artikel [http://de.wikipedia.org/wiki/Antriebstechnik Antriebstechnik] aus der freien Enzyklopädie [http://de.wikipedia.org/ Wikipedia] und steht unter der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:GNU_Free_Documentation_License GNU-Lizenz für freie Dokumentation]. In der Wikipedia ist eine [http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Antriebstechnik&action=history Liste der Autoren] verfügbar. | ||
