Taschenbuch der Antriebstechnik

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

In der Vergangenheit wurde die Arbeitsenergie oft unter schwierigen Bedingungen vom Menschen aufgebracht. Geniale Konstrukteure änderten dies durch ihren regen Erfindergeist. Archimedes (287–212 v. Chr.) entwarf (ca. 240 v. Chr.) und baute unter anderem nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten eine mehrstufige Zahnradwinde (Bild 1.1).

Manfred Kaczmarek

2. Antriebssystem

Zusammenfassung

Antriebssystem ist der allgemeine Sammelbegriff für alle technischen Systeme, die etwas antreiben. Antriebssysteme gibt es zu verschiedenen Zwecken und in unterschiedlichen Ausführungen, die mit unterschiedlichen Energiequellen angetrieben werden können. Jedes System kann durch folgende Merkmale beschrieben werden:

• die Systemgrenze,
• die Ein- und Ausgangsgrößen,
• die Elemente.

Horst Haberhauer

3. Antriebe

Zusammenfassung

Als Antrieb wird eine konstruktive Einheit (Motor genannt) bezeichnet, die mittels Energiewandlung eine Arbeitsmaschine entweder direkt oder über ein Getriebe antreibt. Sehr häufig werden elektrische Motoren als Antriebe verwendet. Aber auch mit pneumatischen Motoren können Maschinen angetrieben werden. Während elektrische Motoren mithilfe elektrischer Energie (Stromnetz) angetrieben werden, benötigen pneumatische Motoren ein Druckluftnetz.

Horst Haberhauer

4. Kupplungen und Bremsen

Zusammenfassung

Eine Kupplung hat die Aufgabe, zwei Wellenenden miteinander zu verbinden. Da Wellen immer eine Drehbewegung und ein Drehmoment übertragen, ist dies auch die primäre Aufgabe von Kupplungen. Je nach Anwendung haben Kupplungen weitere Aufgaben zu erfüllen:

• Wellen verbinden (Drehzahl und Drehmoment übertragen),
• Wellenverlagerungen ausgleichen (axial, radial, winklig),
• Stöße und Schwingungen dämpfen,
• Energiefluss öffen und schließen (schalten),
• Drehmoment begrenzen,
• Drehmoment nur in eine Richtung übertragen.

Horst Haberhauer

5. Getriebe

Zusammenfassung

Auch heute gibt es noch viele Anwendungen, bei denen Drehmoment und Drehzahl des Motors nicht den Anforderungen der Arbeitsmaschine entsprechen. So sind zum Beispiel die Drehzahlen von kostengünstigen Asynchronmotoren von den Polzahlen und der Netzfrequenz abhängig. Auch Verbrennungsmotoren arbeiten nur in einem kleinen Drehzahl- Drehmoment-Bereich wirtschaftlich. Die Anpassung vom Motor an die Arbeitsmaschine erfolgt mit einem Getriebe. Die Aufgabe eines Getriebes ist es, eine Drehzahl und ein Drehmoment zu übertragen und zu wandeln.

Horst Haberhauer

6. Messsysteme für E-Antriebe

Zusammenfassung

Geber werden sowohl bei drehenden als auch bei linear bewegten elektrischen Maschinen und Systemen eingesetzt. Sie sollen die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit erfassen. Zum (indirekten) Positionieren ermitteln sie die Lage des Motor-Läufers oder des Primärteils bei Linearmotoren. Bei den vielen Anbietern findet man ein breites Lieferprogramm in allen Technologien und Preisklassen. Den Schluss bilden Geber zur Drehmomenterfassung von Antrieben.

Peter F. Brosch

7. Stromrichter für die Antriebstechnik

Zusammenfassung

Stromrichter werden bei elektrischen Antrieben zur Drehzahl- und/oder Drehmomentanpassung sowie zur Energieeinsparung eingesetzt. Sie sind ein wichtiger Teil der elektrischen Antriebe. Erst die großen Fortschritte in der Halbleitertechnik und bei der Software ermöglichten den hohen Entwicklungstand auch im Umfeld bei der digitalen Regelungs- und Messtechnik. So arbeiten heute z. B. aus Energiespargründen immer mehr Antriebe mit prozessangepasster variabler Drehzahl.

Peter F. Brosch

8. Energieeffizienz

Zusammenfassung

Nach Untersuchungen der EU werden etwa 2/3 der erzeugten elektrischen Energie durch elektrische Antriebe umgesetzt und davon wiederum etwa 60 % in Zentrifugalpumpen-, Lüfter- und Kompressoranlagen. Die Energie wird mit hohem Wirkungsgrad umgesetzt und nur ein verschwindend kleiner Teil als Verlustleistung „verbraucht“. Der größte Teil wird an die nachfolgenden Prozesse „durchgeleitet“.

Peter F. Brosch

9. Anwendungen

Zusammenfassung

Eine Photovoltaikanlage im Norden von Karlsruhe bildet ein neues, markantes Wahrzeichen der Stadt (Bild 9.1). Der Einsatz dreier großer Solarsegel als architektonisches Element ist bislang noch ungewöhnlich. Um eine hohe Stromausbeute zu erzielen, werden die Segel mit Getriebemotoren der Sonne nachgeführt.

Gunthart Mau

Backmatter