Antriebstechnik

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(Der Antriebsstrang als Teil eines umfassenderen Systems)
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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.
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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[[Image:antriebstechnik_3.jpg|thumb|Antriebsstrang einer alten Wälzfräsmaschine zur Zahnradherstellung]]
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.)
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 ===
=== 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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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]] [[Datei:antriebstechnik_6.png]] gegenüber der an der Eingangswelle aufgenommenen Leistung [[Datei:antriebstechnik_7.png]] ein Gesamtwirkungsgrad [[Datei:antriebstechnik_8.png]] zugeordnet werden, der sich aus dem Produkt der Teilwirkungsgrade der im Antriebsstrang integrierten Einzelkomponenten zusammensetzt:
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:<math>
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[[Datei:antriebstechnik_4.png]]
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\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}}}
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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.)   
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.)   

Version vom 7. Februar 2011, 13:35 Uhr

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