Home About us Products Services Contact us Bookmark
:: wikimiki.org ::
Hydraulik (Technik)

Hydraulik (Technik)

Hydraulik ist in der Technik die Verwendung von Flüssigkeit zur Kraftübertragung.

Prinzip

Durch das Einleiten von unter Druck stehender Flüssigkeit in Zylinder werden die darin befindlichen Kolben und Kolbenstangen in lineare Bewegung versetzt, die für Arbeitsvorgänge und zum Antrieb von Maschinen ausgenutzt wird. Auch rotierende Antriebe können durch Flüssigkeitsdruck realisiert werden, etwa mit dem Hydraulikmotor. Hydraulische Systeme ähneln prinzipiell den Antrieben der Pneumatik, bei der Druckluft zur Kraft- und zur Signalübertragung verwendet wird, hat aber davon abweichende Eigenschaften. So wird in der Hydraulik immer ein geschlossener Kreis benötigt (Hin- und Rücklauf), während in der Pneumatik die Abluft - meist über einen Schalldämpfer - in die Umgebung abgeblasen wird. Gegenüber der Pneumatik hat die Hydraulik den Vorteil, dass wesentlich höhere Kräfte übertragen werden können und sehr gleichförmige und exakte Fahrbewegungen möglich sind, da die Verdichtung der Hydraulik-Flüssigkeit so gering ist, dass sie bei technischen Anwendungen kaum beeinträchtigend wirkt. Der Hauptvorteil dieser Antriebe, liegt in der aufgelösten Bauweise. Als Verbindung zwischen Motor und Pumpe dienen Rohr- und Schlauchleitungen, die weitgehend frei verlegbar sind. Bei mechanischen Antrieben hingegen ist es notwendig, eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe und weiter zu Differential über z.B. eine Kardanwelle oder eine Kette herzustellen. Daher ist dort die Position des Getriebes durch die Position des Motors weitgehend festgelegt. Der Nachteil der hydraulischen Antriebe liegt in ihrem geringen Wirkungsgrad, der zu einem relativ hohen Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch führt. Während ein mechanischer Antrieb einen Wirkungsgrad zwischen Motor und den Rädern von ca. 85% hat, liegt ein hydraulischer Antrieb im Extremfall nur bei ca. 30% - von 100 kW Motorleistung kommen nur 30 kW an den Rädern an.

Anwendungen

Wegen ihrer spezifischen Vor- und Nachteile werden Hydraulik-Antriebe häufig bei mobilen Arbeitsmaschinen wie Baumaschinen oder Mähdreschern verwendet. Hier erfolgt das Heben und Senken von Lasten (Gabelstapler, Bagger, Aufzüge, Fahrzeugkrane etc.) vor allem durch linear bewegliche Hydraulikzylinder Fahrzeuge werden dagegen oft mit rotierenden hydraulischen Getrieben bzw. Flüssigkeitswandlern angetrieben, beispielsweise mit so genannten Schrägachsen- und Schrägscheibenmaschinen, mit denen hohe Leistungen übertragen werden können. Das Besondere daran ist, daß die Hydraulikgetriebe die Bewegung eines unflexibel bzw. mit festgelegter Drehzahl arbeitenden Motors flexibler an die Betriebsbedingungen anpassen können, wie vor allem bei Diesellokomotiven. Weitere typische Anwendungspeispiele sind:
- Aufzüge mit geringer Hubhöhe aber hoher Zuladung
- Kfz und Motorrad: Bremsen (Bremsflüssigkeit), Servolenkung
- Flugzeug: gesamte Steuerung der Flügelklappen, sowie Ein- und Ausfahren des Fahrwerks
- Walzwerk: Regelung der Dicke des gewalzten Materials mittels sog. hydraulischen Anstellzylindern
- Gleisbremsen im Rangierbahnhof
- Landwirtschaft bei Traktoren, um Anbaugeräte zu heben und teilweise zu steuern

Steuerungen

Traktor Eine zeitlang wurden auch hydraulische Logiken verwendet. Dabei existierten auch Schaltelemente die wie Transistoren und Dioden arbeiteten und wie eine elektronische Steuerung Arbeitsabläufe kontrollieren konnten. Häufiger wurden jedoch analoge Hydraulikrechner verwendet, die abhängig von Eingabesignalen (Druck, Drehzahl, Temperatur) Steuerungsaufgaben und Regelaufgaben lösten. Im Grossserieneinsatz wurden diese Steuerungen bis Mitte der 1990er Jahre in Automatikgetrieben verwendet.

Literatur


- D. Merkle, B. Schrader, M. Thomes: Hydraulik, Grundstufe. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Esslingen 1997, ISBN 3-540-62091-5
- D. Merkle, K. Rupp, D. Scholz: Elektrohydraulik, Grundstufe. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Esslingen 1997
- Der Hydraulik Trainer: Hydraulik. Grundlagen und Komponenten Bosch Rexroth AG didactic, ISBN 3-933698-30-8 Kategorie:Technik

Hydraulik

Die Hydraulik (griechisches substantiviertes Adjektiv υδραυλική [τέχνη], idrawlikí [téchni] - die hydraulische [Technik] von altgriechisch ύδορ, hýdor - das Wasser und αυλός, aulós - das Rohr, die Flöte) ist die Lehre vom Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. Insbesondere umfasst dies die Strömungsvorgänge in offenen Gerinnen (Kanälen, Flüssen), Seen sowie Rohrleitungen, Pumpen und dem Grundwasser. Im Maschinenbau werden als Hydraulik die technischen Bestandteile von Antrieben und Kraftübertragungen, die mit Flüssigkeiten erfolgen, bezeichnet. Siehe: Hydraulik (Technik) Die Hydraulik setzt sich insbesondere mit folgenden Aspekten auseinander:
- Eigenschaften von Flüssigkeiten:
  - Dichte
  - Viskosität
  - Elastizität
  - Spezifische Wärmekapazität
  - Oberflächenspannung (Kapillarwirkungen)
- Hydrostatik:
  - Druck
  - Auftrieb
- Theoretische Beschreibung der Strömungsvorgänge:
  - Betrachtung als Kinematik oder Dynamik
  - Kontinuitätsbedingung
  - Impuls
  - Bewegungsgleichung (Eulersche Bewegungsgleichung)
  - Energiegleichung und einfache Formeln zur Abflussberechnung (Bernoullische Energiegleichung)
  - Laminare Strömung
  - Turbulente Strömung
- Praktische Strömungsvorgänge:
  - Strömungen in Rohrleitungen
  - Strömungen in offenen Gerinnen wie Flüsse, Seen, Kanälen
  - Strömungen im Grundwasser (siehe auch Grundwasser, Brunnenbau) Siehe auch:
- Hydrologie, Kanalisation, Kläranlage, Grundwasser, Brunnenbau, Wasserverteilungssystem, Hochwasser
- Hydraulische Gesellschaft Kategorie:Strömungslehre ja:水理学

Flüssigkeit

Unter einer Flüssigkeit versteht man einen Stoff, welcher einer Formänderung so gut wie keinen, einer Volumenänderung hingegen einen recht großen Widerstand entgegensetzt. Flüssigkeiten sind also volumenbeständig und formunbeständig. Dieser Zustand wird flüssiger Aggregatzustand genannt. Der flüssige Zustand ist nicht allein stoffspezifisch, sondern hängt auch von äußeren Faktoren wie der Temperatur und dem Druck ab. Wechselt eine solche Flüssigkeit ihren Aggregatzustand, so spricht man von einer Phasenumwandlung, wobei der Begriff der Phase selbst einen Überbegriff zum Aggregatzustand darstellt. Mit den Gasen werden die Flüssigkeiten zu den Fluiden zusammengefasst.

Eigenschaften

Die temperaturabhängige Volumenausdehnung einer Flüssigkeit wird durch deren Volumenausdehnungskoeffizienten quantifiziert. Das Kompressionsmodul ist ein Maß für die adiabatische Volumenelastizität, das heißt für die „Zusammendrückbarkeit“ einer Flüssigkeit. Viele Eigenschaften von Flüssigkeiten lassen sich durch Molekulardynamik simulieren. In der Schwerelosigkeit beziehungsweise bei einer Abwesenheit äußerer Kräfte nehmen Flüssigkeiten aufgrund ihrer Oberflächenspannung eine kugelförmige Gestalt an. Flüssigkeiten üben auf die Wand des Gefäßes in dem sie sich befinden einen hydrostatischen Druck aus, zum Beispiel den Wasserdruck. Ruhende Flüssigkeiten sind physikalisch hauptsächlich durch diesen Druck gekennzeichnet. Übt man von außen Druck auf Flüssigkeiten aus, so verteilt sich der Druck gleichmäßig in der ganzen Flüssigkeit. Je tiefer man einen Körper in eine Flüssigkeit taucht, desto größer wird der hydrostatische Druck auf den Körper. Dieser hängt allerdings nicht nur von der Tauchtiefe, sondern auch von der Dichte der Flüssigkeit ab. In strömenden Flüssigkeiten treten zusätzliche Größen auf, welche durch die Fluiddynamik beschrieben werden. Kategorie:Strömungslehre Kategorie:Thermodynamik Kategorie: Eigenschaft ja:液体 ko:액체 ms:Cecair simple:Liquid

Zylinder (Technik)

Der Begriff Zylinder bezeichnet im technischen Bereich #eine röhrenförmige Kammer, in der sich ein Kolben bewegt, wie er in Pumpen (Kolbenpumpen), Dampfmaschinen und Kolben-Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. Ein solches Gerät kann einen oder mehrere Zylinder haben. Bei diesen Geräten wird die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens mittels eines Pleuels in eine rotierende Bewegung eines Rades oder einer Kurbelwelle umgewandelt (oder umgekehrt). Bei Verbrennungsmotoren mündet der Zylinder auf der einen Seite in das Kurbelwellengehäuse, auf der anderen Seite ist er geschlossen bzw. durch Ventile verschließbar. Bei Kolbendampfmaschinen und Gegenläufermotoren ist der Zylinder an beiden Seiten geschlossen und mit Ventilen versehen. (Siehe auch Zylinderlaufbuchse) #in der Fluidtechnik (Hydraulik, Pneumatik) eine Antriebseinheit für lineare - seltener auch rotierende - Bewegungen. Die Bewegung des Kolbens wird über die Kolbenstange oder magnetischen Kraftschluss auf die zu bewegenden Teile übertragen. Die Herausführung der Kolbenstange aus dem Druckraum muss abgedichtet sein. Zu unterscheiden sind einfachwirkende und doppeltwirkende Zylinder (Arbeit wird nur in einer Richtung bzw. in beiden Richtungen verrichtet). #ein rotierendes Teil von Maschinen, mit dem Druck auf ein Werkstück ausgeübt wird, oder das dem Werkstück durch Richtungsänderung Eigenschaften verleiht (z. B. im Kalander oder der Rotationszylinder einer Druckmaschine). Auch als Walze bezeichnet. Siehe auch: Gasdruckfeder Kategorie:Technik Kategorie:Maschinenelement

Antrieb (Technik)

In der Technik wird mit Antrieb der Mechanismus oder Vorgang bezeichnet, mit dem ein Objekt bewegt oder dessen Bewegung erzeugt wird. Die Vorrichtungen für den Antrieb eines Geräts nutzen oft mehrere unterschiedliche Wirkprinzipien, deren Träger verkoppelt sind. So wird für einen Lastkraftwagen Verbrennungsenergie in einem Dieselmotor verwendet, der nach dem Prinzip der Kolbenmaschine und des Kurbeltriebs angelegt ist und die Drehbewegung auf die Räder überträgt. Der LKW ist damit sowohl als „Verbrennungskraftgetriebenes Fahrzeug“ als auch als „Fahrzeug mit Radantrieb“ korrekt bezeichnet.

Nähere Bezeichnung einer Antriebsart:

nach der primären Energiequelle


- Muskel-Kraft
  - Fußantrieb (Treten Roller, Pedal)
- Windantrieb
- Wasserkraftantrieb
- Verbrennungskraftantrieb
- Wärmekraftantrieb
- Schwerkraftantrieb
- Sonnenlicht-Antrieb
- Elektrischer Antrieb
- Ionenantrieb
- Kernenergieantrieb
- Druckluftantrieb
- Alternative Antriebstechnik

nach dem maschinellen Umsetzungsprinzip


- Maschinenantrieb
- Motorenantrieb
- Hydraulikantrieb
- pneumatischer Antrieb
- Hybridantrieb
- Raketenantrieb
- Turbinenantrieb
- Segelantrieb
- Seilscheiben-, Treibriemen-, Reibradantrieb

nach dem Antriebsprinzip am Ende der Umsetzungskette


- Radantrieb
- Schaufelradantrieb
- Zahnradantrieb
- Gewindespindelantrieb (siehe Lineartechnik: Antriebssysteme), Zahnschneckenantrieb
- Kettenantrieb
- Propeller-, Schraubenantrieb
- Rückstoßantrieb

nach dem Ziel der Antriebsverwendung


- Leistungsantrieb (Energieübertragung, z.b. von einem Motor auf einen Generator, oder auch Fahrantrieb)
- Positionierantrieb (definierte räumliche Bewegungen)

nach der Bewegungsrichtung


- Linearantrieb (siehe Lineartechnik) Kategorie:Technik Kategorie:Antriebstechnik

Pneumatik

Pneumatik: Das Wort Pneumatik stammt vom Griechischen 'pneuma' und bedeutet soviel wie "Wind" und "Atem". Es bezeichnet den Einsatz von Druckluft in Wissenschaft und Technik. Industriell wird Druckluft als Energieträger in Deutschland seit etwa Anfang des 20. Jahrhunderts zum Antrieb von Hämmern und Bohrern angewandt, seit etwa 1960 spielt sie in der Steuerungs- und Automatisierungstechnik eine bedeutende Rolle. Druckluft (veraltet: Pressluft) wird durch Verdichten der Umgebungsluft in Kompressoren erzeugt. Sie kann zum Antrieb von Druckluftmotoren in Werkzeugen wie z.B. Drucklufthämmern zum Nieten und Druckluftschraubern verwendet werden. In der Steuerungstechnik werden hauptsächlich Linearantriebe in Form von Zylindern eingesetzt, z.B. zum Einspannen und Zuführen von Werkstücken in Bearbeitungszentren oder zum Verschluss von Verpackungen. Jede pneumatische Anlage besteht aus 3 Teilsystemen:

System zur Drucklufterzeugung

Die Drucklufterstellung und -bereitstellung erfolgt über Kompressoren. Diese Gas- und Dampfpumpen bezeichnet man auch als Verdichter. Der Luftverdichter ist eine Maschine zur Erzeugung von Druckluft (veraltet Pressluft).

System zur Druckluftverteilung

Mittels eines Rohr- und Leitungssystems wird dann die erstellte Druckluft zum Anwendungsort geliefert. Hier trifft sie, bevor sie in die Bauteile wie Wegeventile und Antriebe gelangt, in eine Wartungseinheit, wo sie gereinigt wird.

System zur Steuerung

Für die Steuerung der Druckluft finden Ventile Anwendung. Folgende Bauteilgruppen gibt es: 1. Wegeventile 2. Sperrventile 3. Druckventile 4. Stromventile 6. Sonderventile (z.B. Proportionalventile)

Anzahl der Schaltstellungen

Es gibt 2 verschiedene Anzahlen von Schaltstellungen: 2 und 3. Wobei die Ventile mit 2 Schaltstellungen bei "normalen" Wegeventilen zum Schalten von Prozessen eingesetzt werden und diese mit 3 Schaltstellungen als Ventile mit Stoppfunktion, also quasi als Not-Aus, eingesetzt werden. (siehe 2. Sperrventil)

Anzahl der Anschlüsse

Die Anzahl der Anschlüsse variiert zwischen zwei und sieben Anschlüssen. Bei 2/2-Wegeventilen findet nur ein normaler durchlass von A nach B statt (fachmännisch ausgedrückt von P (=Druckluftanschluss) nach A (= Arbeitsanschluss)). Bei 3/2-Wegeventilen beispielsweise ist neben den zwei oben genannten Anschlüssen noch ein Entlüftungsanschluss verfügbar, der in der Lage ist die Schläuche oder auch das ganze System zu entlüften. Diese 3/2-Wegeventile finden Anwendung z.B. bei der Steuerung von Einfachwirkenden Zylindern aber auch zum "freischalten" von "neuen Wegen" des pneumatischen Systems. Bei fünf Anschlüssen findet man einen Druckluftanschluss (P), zwei Arbeitsanschlüsse (A und B) und zwei Entlüftungsanschlüsse (R und S). Die 2 Arbeitsanschlüsse werden zum Beispiel benötigt um einen Doppeltwirkenden Zylinder zu steuern, wobei einer den Zylinder auf der einen Seite Druckluft gibt (dass er ausfährt) und ihn auf der anderen Seite entlüftet (dass dieser ausfahren kann). Vier Anschlüsse findet man (logischerweise) bei 4/2-Wegeventilen. Die Funktionsweise ist die gleiche wie bei den 5/2-Wegeventilen, jedoch wurden die zwei Entlüfungsanschlüsse durch eine bauteilinterne Bohrung verbunden (Ein Druckluftanschluss + zwei Arbeitsanschlüsse + ein Entlüftungsanschluss macht vier Anschlüsse) Anmerkung: Das P für den Druckluftanschluss steht für "Pressure" (="Druck") und das R beim Entlüfungsanschluss steht für "Reset" (="Rücksetzen"). Nach neuen DIN-Normen wird jetzt der Druckluftanschluss P mit "1", der Arbeitsanschluss A mit "2" bzw. "4", der Entlüftungsanschluss R und S mit "3" bzw. "5" gekennzeichnet.

Betätigungsart

In der Pneumatik finden verschiedene Betätigungsarten Anwendung. Einzuteilen sind diese in mechanische, elektronische, pneumatische und manuelle Betätigungen. Mechanische Betätigungen sind Stößel, Federn, Rolle, Rollenhebel. Mechanische Betätigungen werden von der Maschine selbst betätigt. Fährt zum Beispiel der Kolben eines Zylinders gegen den Stößel eines Ventils, so wird das Ventil (mechanisch) betätigt. Elektronische Betätigungen sind z.B. Taster, sie funktionieren durch elektrische Energie. Wird ein Stromimpuls von einem Taster ausgesendet so trifft dieser auf einen im elektrisch betätigten Ventil auf einen Elektromagneten, die Welle im Ventil - welches Wege sperrt und öffnet - anzieht und somit einen Weg für die Luft öffnet und einen anderen verschließt. Pneumatische Betätigung: Das Ventil wird hierbei durch die Druckluft betätigt. Zum Beispiel wird durch die manuelle Betätigung eines Ventils der Arbeitsanschluss desselben geöffnet und der Druck gelangt zu einem weiteren Ventil, das durch die Pressluft betätigt wird. Die eben beschriebene Welle wird hierbei durch Druckluft in die gewünschte Position gepresst. Das beschriebene Beispiel wird auch als "Fernsteuerung" bezeichnet. Manuelle Betätigungen sind Taster, Druckknöpfe, Hebel und Pedale. Diese werden mit Muskelkraft betätigt. Wird ein Hebel betätigt, so wird die in "elektronische Betätigungen" angesprochene Welle in die gewünschte Richtung verschoben und somit eine andere Schaltstellung eingenommen. Neben der bereits erklärten Form der Fernsteuerung, können Ventile auch noch vorgesteuert werden. Zunächst das Anwendungsbeispiel: Mit einer kleinen Schaltkraft soll ein großer Volumenstrom freigeschaltet werden. Wenn die Kraft der z.B. pneumatischen Betätigung nicht ausreichen würde um ein Ventil zum Schalten zu bringen (wie es zum beispiel bei einem pneumatischen Sensor der Fall ist) muss diese kleine Schaltkraft eine große Schaltkraft ansteuern, die in der Lage ist das Ventil zu steuern.

Das Sperrventil

Diese Ventile lassen die Luft nur in eine Richtung durch, dies geschieht durch Rückschlagventile und auch durch Ventile mit Sperr-Funktion. Um die Anwendung und auch Bedeutung dieser Ventile klar zu machen möchte ich nun einige alltägliche Beispiele beschreiben. 1. Rückschlagventil: das Rückschlagventil ist unerlässlich bei der Zufuhr von Luft. Bläst man zum Beispiel einen Schwimmring auf, so würde die zugeführte Luft beim Einatmen der Luft entweichen. Das gleiche ist auch beim Aufpumpen eines Autoreifens unerlässlich, denn durch dieses Ventil wird ein Austreten der Luft verhindert. Ein weiteres Beispiel ist die Gasflasche. Hat man die Austrittsmenge des Gases zu sehr gedrosselt und man zündet dieses Gas an, so reicht die Menge des Gases nicht aus die Flamme "am Leben zu erhalten". So ist diese bestrebt sich mehr Gas zu holen und das heiße bzw. schon brennende Gas dringt in die Gasflasche ein und das gesamte Gas in der Gasflasche entzündet sich. Jetzt wo die Bedeutung des Rückschlagventils erkenntlich ist, möchte ich nun die Funktionsweise des Ventils erklären. Diese ist sehr einfach. Das Ventil besteht aus einem Trichter und aus einer Kugel. Kommt Druck von der Seite aus der dies erwünscht ist (z.B. Hineinpumpen der Luft in einen Reifen), so drückt es die Kugel aus dem Trichter heraus und die Luft kann ungehindet durch das Bauteil strömen. Kommt jedoch Luftdruck von der Seite, wo es unerwünscht ist, dann bewirkt der Luftdruck, dass die Kugel in den Trichter gepresst wird, somit kommt keine Luft durch dieses Bauteil. Eine 2. Gattung der Sperrventile sind die Ventile mit Stopp-Funktion. Diese Ventile sind normale Wegeventile, die 3 Schaltstellungen haben, 2 Arbeitsstellungen und eine Sperrmittelstellung, die durch Federn an beiden Seiten bei Nichtbetätigung des Ventils immer eingenommen wird. Es gibt verschiedene Arten von Ventilen mit Stopp-Funktion, einige lassen in Mittelstellung keine Luft durch (Notaus), andere garantieren ein Entweichen der Luft, dass z.B. der Doppelt Wirkende Zylinder noch entlüftet wird.

Das Stromregelventil

Stromregelventile beeinflussen die Durchflussmenge der Druckluft durch das Ventil. Ein Vertreter dieser Gruppe sind die Drosselventile. Sie beeinflussen den Volumenstrom. Anwendungen von Stromventilen sind, wenn man realisieren will, dass der Zylinder langsam ausfahren soll (das Drosselventil sorgt dafür, dass sich der Kolbenraum nur langsam mit Druckluft füllt), aber auch bei zeitverzögerten Schalthandlungen (durch das Drosselventil füllt sich ein großer Luftraum, auch als pneumatischer Speicher bekannt, - je nach Einstellung des Ventils - etwas bzw. arg langsamer als ohne Drosselung. Erst wenn sich im pneumatischen Speicher ein ausreichend hoher Druck angesammelt hat, wird das Ventil, welches zeitverzögert ist, (pneumatisch) betätigt).

Das Druckventil

Druckventile, wie das 3/2-Wegeventil mit druckabhängiger Umschaltung und das Folgeventil (Druckzuschaltventil), öffnen erst nach Erreichen eines bestimmten Drucks, den die pneumatische Betätigung ausübt. Dies wird realisiert durch eine einstellbare Feder, welche härter bzw. weicher eingestellt werden kann. Dies erfolgt indem man die Feder weiter zusammenpresst oder sich entspannen lässt. Logischerweise kann eine Feder, die schon etwas zusammengepresst ist, nur mit viel Kraft weiter zusammengepresst werden. Somit muss die pneumatische Betätigung genug Druck aufbringen, um das Ventil zum Schalten zu bringen.

System zur Arbeitsverrichtung (Antriebe oder Aktorik)


- Der Zylinder für geradlinige Bewegungen (z.B. zum Spannen)
- Der Zylinder mit Getriebe für Schwenkbewegungen
- Der Druckluftmotor für rotierende Bewegungen

Literatur


- P. Croser, F. Ebel: Pneumatik, Grundstufe. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Esslingen 2003, ISBN 3-540-00022-4
- G. Prede, D. Scholz: Elektropneumatik, Grundstufe. Festo Didactic GmbH & Co. KG. Esslingen 2001, ISBN 3-540-41446-0 Kategorie:Gastechnik

Schalldämpfer

Ein Schalldämpfer ist eine Vorrichtung, welche die Intensität von Schallwellen verringern soll. Der geläufigste Schalldämpfer ist der in einem Kraftfahrzeug, der das Auspuffgeräusch verringert. Weniger bekannt ist der Einsatz in Rohrleitungen und Medienführungen der Gebäudetechnik Es gibt verschiedene Bauarten von Schalldämpfern die mit verschiedenen Strategien die Schallintensität verringern. In der Regel werden Absorptionsdämpfer oder Interferenzdämpfer eingesetzt.

Schalldämpfer bei Verbrennungsmotoren

Die Schalldämpfer in einer Abgasanlage dienen der Reduzierung des enormen Abgasgeräuschs. Sie sind in der Regel einem eventuell vorhandenen Katalysator nachgeschaltet.

Absorptionsschalldämpfer

Ein Absorptionsschalldämpfer enthält poröses Material (im Regelfall Steinwolle oder Glaswolle), die den Schall absorbiert, das heißt durch Reibung in Wärme umwandelt. Der Effekt der Absorption wird durch die Mehrfachreflexion verstärkt. Es ist eine Reduzierung des Abgaslärms um 50 dB (A) möglich, was einer Verringerung des Schalldrucks um den Faktor 300 entspricht. Bei der Absorption werden im Schalldämpfer hauptsächlich die oberen Frequenzen gedämpft.

Reflektionsschalldämpfer

Der Schalldämpfer enthält mehrere (typischerweise vier) Kammern, um das Prinzip der Reflexion zu nutzen. Beim mehrfachen Durchlaufen der Innenräume kommt es zu einer Mittelung der Schallamplitude, was ein Entfernen der Schalldruckspitzen zur Folge hat. Reflektionen werden in einem Schalldämpfer auch durch Querschnittserweiterung oder -verengung erzeugt. Bei der Reflektion werden im Schalldämpfer hauptsächlich die unteren Frequenzen gedämpft. Im Regelfall sind in einer Abgasanlage beide Verfahren kombiniert. Entweder als getrennte Schalldämpfer (Mittel- und Endschalldämpfer) oder in einem kombinierten einzigen Schalldämpfer. So kann man ein möglichst breites Frequenzspektrum abdecken.

Schalldämpfer bei Waffen

Ebenfalls gibt es Schalldämpfer für Handfeuerwaffen. Diese werden auf das Ende des Laufs aufgeschraubt oder sind wie bei manchen Waffen (z.B. MP5SD oder das AWS) fest in den Lauf integriert. Die Aufgabe des Schalldämpfers ist, den Mündungsknall zu dämpfen, der durch die verbrannten Pulvergase entsteht. Dazu besitzt der Schalldämpfer eine oder mehrere Kammern, in die die Pulvergase einströmen, wenn das Geschoss den Lauf verlässt. Im einfachsten Fall besteht ein Schalldämpfer aus einem zylindrischen Rohr, das oben und unten von einer Scheibe verschlossen ist. In der Mitte von Boden- und Deckelscheibe befindet sich ein Loch, das etwas größer als der Durchmesser des Projektils ist -- ein Schalldämpfer muss also auf das jeweilige Kaliber der Waffe abgestimmt sein. In der Praxis haben Schalldämpfer zusätzlich mehrere Scheiben im Inneren des Zylinders, die aus weichem Kunststoff sind und stets eine Kaliber-große oder etwas größere Bohrung in der Mitte besitzen. Verlässt das Geschoss den Lauf, strömen die Pulvergase (Treibgase) seitlich am Geschoss vorbei in die erste Kammer des Schalldämpfers. Beim Durchfliegen der Kunststoffscheiben im Schalldämpfer werden die Pulvergase immer wieder "abgefischt" und können sich in der jeweiligen Kammer des Schalldämpfers nur langsam ausbreiten, bis sie durch die kleine Öffnung in die nächste Kammer einströmen. Auf diese Weise werden die Pulvergase stark abgebremst und verlassen nur sehr langsam die Mündung des Schalldämpfers, so dass durch die Gase keine Druckwelle erzeugt wird, die sich in einem Knall äußert. Die Anordnung der Kammern und die Entspannung der Gase über zusätzliche Bohrungen oder Schlitze ist das Geheimnis beim Bau eines guten Schalldämpfers. Zudem funktioniert der gleiche Schalldämpfer bei schnell oder langsam abbrennenden Pulvern unterschiedlich gut, hinzu kommt noch die Pulvermenge, die bei jedem Schuss zu Gas verbrennt. Eine sorgsame Munitionsauswahl ist daher für jeden Schalldämpfer obligatorisch, damit er optimal wirken kann. Entgegen der landläufigen Meinung kann ein Schalldämpfer das Geschoss nicht wirksam abbremsen. Ein Überschall-Geschoss erzeugt also nach wie vor beim Verlassen der Mündung eine Schockwelle, die als Geschossknall deutlich hörbar ist. Man kann den Überschallknall aber nicht gut orten, ausserdem unterdrückt der Schalldämper das Mündungsfeuer weswegen er auch teilweise für Überschallmunition verwendet wird. Einen weiteren Vorteil durch die Verwendung des Schalldämpfers bemerkt man erst in der Nacht, weil der Schütze nicht selber durch sein eigenes Mündungsfeuer geblendet wird und sofort wieder ein neues Ziel ausmachen kann. Für die schalldämpfende Verwendung mit Schalldämpfern eignen sich daher spezielle Unterschall-Geschosse besser, so genannte "Sub-Sonic", die eine maximale Mündungsgeschwindigkeit von 330 m/s besitzen. Der Einsatz von Sub-Sonic-Munition hat jedoch eine stark veränderte Flugbahn des Geschosses zur Folge, so dass die Visierung der Waffe darauf eingestellt sein bzw. der Schütze den Haltepunkt verändern muss. Weiterhin sinkt mit der Geschwindigkeit auch die Mündungsenergie des Geschosses, was negative Auswirkungen auf die Durchschlagkraft hat. Deshalb werden bei dieser Munition meist schwerere Geschosse verwendet. Schalldämpfer werden meist bei Spezialeinheiten von Militär oder Polizei sowie zur Jagd in bewohntem Gebiet (Parkjäger, Stadtjäger) eingesetzt. Ihr Erwerb und Besitz ist in Deutschland keineswegs verboten, sondern bedarf lediglich wie ein wesentliches Teil jeder Schusswaffe (WaffG Neu, Anlage 1, Ziffer 1.3 in Verbindung mit §4 und §10 Abs. 1) oder ein Wechselsystem auch einer Erwerbserlaubnis bzw. eines Eintrags in der Waffenbesitzkarte des Schützen, sofern die Waffe mehr als 7,5J hat. Da Schalldämpfer den Schusswaffen als wesentliches Teil gleichgestellt sind, sind Schalldämfer für so genannte "freie" Waffen ebenfalls frei verfügbar ab 18 auch ohne Waffenbesitzkarte. Diese Schalldämpfer müssen aber genau so wie freie Waffen eine Zulassung der PTB haben.

siehe auch


- Schallabsorption
- Schalldämpfung Kategorie:Akustik Kategorie:Handfeuerwaffe Kategorie:Abgasanlage (Verbrennungsmotor)

Verdichtung

Verdichtung oder auch Kompression ist ein Vorgang, bei dem die Dichte eines Objekts, insbesondere eines Gases, erhöht, beziehungsweise dessen Volumen vermindert wird. Die Thermodynamik unterscheidet zudem, auf welche Art die Verdichtung von Statten geht. Es wird zwischen isobarer (gleichbleibender Druck), isothermer (gleichbleibende Temperatur) und adiabatischer (kein Wärmeübertrag) Kompression unterschieden. Im Bereich der Sprachphilosophie bedeutet "Verdichtung" (Definition) die Zurückführung einer (reichen) Aussage auf eine (reichere) kürzere und (den Sachverhalt) treffende Aussage. Im Bereich des Motorsports wird es als Synonym bzw. umgangssprachlich für das Verdichtungsverhältnis verwendet. Im Bauwesen werden Walzen, Rüttelplatten, Rüttelflaschen, Explosionsstampfer usw. genutzt um einen tragfähigen Untergrund zu erhalten. In der Ökologie, Forst- und Landwirtschaft ist die Bodenverdichtung von großer Bedeutung. Siehe auch: Kompressionsmodul, thermische Zustandsgleichung Kategorie:Thermodynamik

Flüssigkeit

Unter einer Flüssigkeit versteht man einen Stoff, welcher einer Formänderung so gut wie keinen, einer Volumenänderung hingegen einen recht großen Widerstand entgegensetzt. Flüssigkeiten sind also volumenbeständig und formunbeständig. Dieser Zustand wird flüssiger Aggregatzustand genannt. Der flüssige Zustand ist nicht allein stoffspezifisch, sondern hängt auch von äußeren Faktoren wie der Temperatur und dem Druck ab. Wechselt eine solche Flüssigkeit ihren Aggregatzustand, so spricht man von einer Phasenumwandlung, wobei der Begriff der Phase selbst einen Überbegriff zum Aggregatzustand darstellt. Mit den Gasen werden die Flüssigkeiten zu den Fluiden zusammengefasst.

Eigenschaften

Die temperaturabhängige Volumenausdehnung einer Flüssigkeit wird durch deren Volumenausdehnungskoeffizienten quantifiziert. Das Kompressionsmodul ist ein Maß für die adiabatische Volumenelastizität, das heißt für die „Zusammendrückbarkeit“ einer Flüssigkeit. Viele Eigenschaften von Flüssigkeiten lassen sich durch Molekulardynamik simulieren. In der Schwerelosigkeit beziehungsweise bei einer Abwesenheit äußerer Kräfte nehmen Flüssigkeiten aufgrund ihrer Oberflächenspannung eine kugelförmige Gestalt an. Flüssigkeiten üben auf die Wand des Gefäßes in dem sie sich befinden einen hydrostatischen Druck aus, zum Beispiel den Wasserdruck. Ruhende Flüssigkeiten sind physikalisch hauptsächlich durch diesen Druck gekennzeichnet. Übt man von außen Druck auf Flüssigkeiten aus, so verteilt sich der Druck gleichmäßig in der ganzen Flüssigkeit. Je tiefer man einen Körper in eine Flüssigkeit taucht, desto größer wird der hydrostatische Druck auf den Körper. Dieser hängt allerdings nicht nur von der Tauchtiefe, sondern auch von der Dichte der Flüssigkeit ab. In strömenden Flüssigkeiten treten zusätzliche Größen auf, welche durch die Fluiddynamik beschrieben werden. Kategorie:Strömungslehre Kategorie:Thermodynamik Kategorie: Eigenschaft ja:液体 ko:액체 ms:Cecair simple:Liquid

Rohrleitung

Eine Rohrleitung ist die Zusammenstellung von Rohren, Formstücken, Armaturen, Dichtungen, Verbindungselementen wie Flansche, Fittinge, Verschraubungen, Muffen, Schweiß-, Lötnähten und Preßverbindungen zu einer für den Transport von Fluiden nutzbaren Einheit. Im weiteren Sinne gehören auch noch Pumpen und Rohrunterstützungen zu dieser Zusammenstellung. Diese Einzelteile unterliegen häufig der Normung. So ist es möglich, eine Rohrleitung wie aus einem Baukasten zusammenstellen zu können. Rohrleitungen werden in der Nennweite von wenigen Millimetern bis zu einigen Metern ausgeführt und können im Falle einer Pipeline die Länge von Tausenden von Kilometern erreichen. Die Nenndruckstufen können bis zu einigen hundert bar erreichen. Die Wahl der Werkstoffe einer Rohrleitung richtet sich nach statischen und dynamischen Belastungen (z.B.: Nenndruckstufe, Verkehrslasten, Erddrücke, Drücke von innen oder außen, Druckstoß), mechanischen Beanspruchungen (beispielsweise Fließgeschwindigkeiten, Geschiebestoffe), korrosiver Beanspruchung sowie Art und Temperatur des zu transportierenden Fluids. Je nach Temperatur des zu transportierenden Fluides oder Umgebungstemperatur kann eine Wärmeisolierung, Kälteisolierung oder eine Rohrbegleitheizung oder -kühlung der Rohrleitung erforderlich sein. Sinnvolle Kombinationen aus diesen Parametern werden Rohrleitungsklasse genannt und unterliegen ebenfalls der Normung. Bei der Konstruktion, Planung und dem Bau von Rohrleitungen in Großanlagen wie Kraftwerken, Raffinerien und Produktionsstätten der chemischen Industrie laufen die einzelnen Planungsschritte mit der Erstellung der folgenden Planungsmittel ab: chemischen Industrie
- Das Grundfließbild
- Das Verfahrensfließbild
- Das Rohrleitungs- und Instrumentierungsfließbild
- Der Aufstellungs- und der Rohrleitungsplan
- Die Rohrleitungsisometrie mit den zugehörigen Stücklisten
- Weitere Prüfpläne und Qualitätssicherungspläne Mit Hilfe dieser Planungsunterlagen ist es möglich, ein von Rohrleitungen bestimmtes Gebilde wie beispielsweise ein Großkraftwerk zu planen und zu bauen.

Rohrleitungen aus Kunststoffen

In den vergangen Jahren haben Rohrleitungen aus Kunststoffen zunehmend an Bedeutung gewonnen. Sie sind mittlerweile mit 54 % Marktanteil und einem Volumen von 2.500.000 Tonnen/Jahr die wichtigsten Werkstoffe für Rohrsysteme in Europa. Am häufigsten werden Systeme aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC) in den Bereichen Wasserversorung, Gasversorgung, Abwasserentsorgung und Industrierohrleitungen eingesetzt. Auch für die kommenden Jahre wird für Rohrsysteme aus Kunststoff ein kontinuierliches Wachstum erwartet, dass sich vor allem für PE auf die Sanierung von bestehenden Wasserversorgungsleitugen und für PVC und PP auf den Abwasserbereich stützt. siehe z.B. auch Polyethylenrohr

Feststoffe

Rohrleitungen für Feststoffe (z.B. Granulate, Mehl, Stäube) werden oftmals als Schurre bezeichnet. Man findet sie zum Beispiel in der Zementindustrie oder in Mühlen für Getreide. Sie zeichnen sich durch große Radien bei Richtungsänderungen aus, die zugehörigen Rohrbögen sind oftmals aus einem besonders verschleißfesten Material bis hin zu künstlichem Basalt ausgeführt.

Siehe auch


- Strömungen in Rohrleitungen
- Schlauchleitung
- Schlauch
- Dichtung
- Molchtechnik Kategorie:Fluidelement Kategorie:Kanalisation Kategorie:Rohr

Schlauchleitung

In der Analogie zur Rohrleitung besteht eine Schlauchleitung aus Schläuchen, Armaturen, Dichtungen, Verbindungselementen wie Flansche, Verschraubungen und speziellen Schlauchkupplungen. Die Nennweite von Schlauchleitungen kann von wenigen mm bis zur Spezialanwendung Kompensator mit einigen m reichen. Die Druckstufen der Schlauchleitungen variieren ebenso wie bei den Rohrleitungen. Eine Kombination der einzelnen Elemente einer Schlauchleitung nennt man auch Schlauchleitungsklasse. Kategorie:Fluidelement

Antrieb (Technik)

In der Technik wird mit Antrieb der Mechanismus oder Vorgang bezeichnet, mit dem ein Objekt bewegt oder dessen Bewegung erzeugt wird. Die Vorrichtungen für den Antrieb eines Geräts nutzen oft mehrere unterschiedliche Wirkprinzipien, deren Träger verkoppelt sind. So wird für einen Lastkraftwagen Verbrennungsenergie in einem Dieselmotor verwendet, der nach dem Prinzip der Kolbenmaschine und des Kurbeltriebs angelegt ist und die Drehbewegung auf die Räder überträgt. Der LKW ist damit sowohl als „Verbrennungskraftgetriebenes Fahrzeug“ als auch als „Fahrzeug mit Radantrieb“ korrekt bezeichnet.

Nähere Bezeichnung einer Antriebsart:

nach der primären Energiequelle


- Muskel-Kraft
  - Fußantrieb (Treten Roller, Pedal)
- Windantrieb
- Wasserkraftantrieb
- Verbrennungskraftantrieb
- Wärmekraftantrieb
- Schwerkraftantrieb
- Sonnenlicht-Antrieb
- Elektrischer Antrieb
- Ionenantrieb
- Kernenergieantrieb
- Druckluftantrieb
- Alternative Antriebstechnik

nach dem maschinellen Umsetzungsprinzip


- Maschinenantrieb
- Motorenantrieb
- Hydraulikantrieb
- pneumatischer Antrieb
- Hybridantrieb
- Raketenantrieb
- Turbinenantrieb
- Segelantrieb
- Seilscheiben-, Treibriemen-, Reibradantrieb

nach dem Antriebsprinzip am Ende der Umsetzungskette


- Radantrieb
- Schaufelradantrieb
- Zahnradantrieb
- Gewindespindelantrieb (siehe Lineartechnik: Antriebssysteme), Zahnschneckenantrieb
- Kettenantrieb
- Propeller-, Schraubenantrieb
- Rückstoßantrieb

nach dem Ziel der Antriebsverwendung


- Leistungsantrieb (Energieübertragung, z.b. von einem Motor auf einen Generator, oder auch Fahrantrieb)
- Positionierantrieb (definierte räumliche Bewegungen)

nach der Bewegungsrichtung


- Linearantrieb (siehe Lineartechnik) Kategorie:Technik Kategorie:Antriebstechnik

Differentialgetriebe

Bei einem Kraftfahrzeug, dem häufigsten Einsatzgebiet, ist ein Differential (oder auch Ausgleichsgetriebe) ein Getriebe zwischen den angetriebenen Rädern. Da die Räder einer Achse beim Fahren in einer Kurve unterschiedlich lange Wege zurücklegen, dürfen sie nicht starr miteinander verbunden werden. Das Differential (erste Zeichnungen fertigte Leonardo da Vinci) besteht aus einem großen Tellerrad, einem Triebling und Kegelrädern. Der Triebling sitzt am Ende der Welle vom Getriebe, die meist eine Kardanwelle ist. Am Tellerrad ist die Glocke mit zwei oder drei Kegelrädern befestigt. Bei Geradeausfahrt wird so die Drehung gleichmäßig auf beide Räder aufgeteilt. Wird ein Rad angehalten, so dreht sich das andere doppelt so schnell. Genauso wirkt es umgekehrt. Dreht ein Rad durch, so bleibt das andere stehen. Um das z.B. bei Schnee zu verhindern, gibt es eine manuell schaltbare oder automatische Differentialsperre. Bei den automatischen Sperren gibt es solche, die zu 100% sperren (d.h. beide Räder drehen gleich schnell) oder nur z.B. 70% (d.h. ein Rad erhält 70% des Drehmoments, das andere 30%). Eine Sonderbauform ist das Withworthdifferential, das automatisch eine 30% zu 70% Drehzahl-Drehmomentenaufteilung ermöglicht. Besonders bei manuellen Sperren muss man darauf achten, dass man im gesperrten Zustand nur geradeaus fahren darf. Ein Lenkeinschlag kann entweder bei rutschigem Untergrund unwirksam bleiben oder bei wieder trockenen Untergrund kann es aufgrund der sich aufbauenden mechanischen Spannungen zu stark erhöhtem Verschleiß des Differentials und der Reifen kommen. Bei Fahrzeugen, bei denen alle Räder angetrieben sind (Allradantrieb), ist dieser Ausgleich auch zwischen Vorder- und Hinterachse notwendig. In diesem Fall spricht man von einem Längs- oder Zentraldifferential.

Allgemeine Beschreibung

Ein Differentialgetriebe ist ein spezielles Planetengetriebe (auch als Drei-Wellen-Getriebe bekannt). Solche Planetengetriebe werden über ihre Standübersetzung i_0 charakterisiert. Die Standübersetzung wird ermittelt, indem man den Planetenträger (im Falle des Achsdifferentials ist das der Differentialkorb = Gehäuse) festhält.

Achsdifferential

Wird das Differential als Achsdifferential verwendet, dann sorgt es für den Ausgleich zwischen zwei Rädern. In diesem Falle ist die Standübersetzung stets i_0 = -1, d.h. wenn man den Differentialkorb (=Gehäuse des Differentials) festhält (z.B. Gang einlegen) und am linken Rad dreht, dann dreht sich das rechte Rad mit der gleichen Drehzahl, aber in entgegengesetzter Richtung.

Zentraldifferential/Verteilergetriebe/Längsdifferential

Zentraldifferentiale werden bei mehr als einer angetriebenen Achse benötigt, um die Leistung des Motors zwischen den Achsen aufzuteilen. Zentraldifferentiale können wie Achsdifferentiale beschaffen sein, so dass sie ebenfalls eine Standübersetzung von i_0 = -1 haben, man spricht dann von einer Momentenaufteilung von 50:50 zwischen den Achsen. Es ist aber auch möglich, dass Zentraldifferentiale andere Standübersetzungen haben, dann kann die Hinterachse mehr Antriebsmoment auf die Straße bringen, als die Vorderachse - beim Beschleunigen und in Steigungen ein großer Vorteil. Eine mögliche Verteilung wäre z.B. 35:65, d.h. wenn die Vorderachse 35% des Antriebsmomentes bekommt, dann kann die Hinterachse bis zu 65% übertragen. Zentraldifferentiale werden gelegentlich als Stufenplanetensatz gebaut, falls sie aus baulichen Gründen nicht über den Steg angetrieben werden können.

abstrakte Beschreibung

Planetengetriebe Getriebe mit mindestens 3 Wellen, wobei zwischen den Drehzahlen der N Wellen ein mathematischer Zusammenhang besteht wie folgt: \alpha_1 \cdot \omega_1 + \alpha_2 \cdot \omega_2 .... + \alpha_N \cdot \omega_N = 0 Die Parameter \alpha_1 ... \alpha_N sind durch die Bauart des Getriebes festgelegt, die Variablen \omega_1 ... \omega_N bezeichnen die Drehzahlen der Wellen. Ein Differenzialgetriebe kann also mehrere Drehzahlen addieren und subtrahieren und jeweils mit einem Vorfaktor versehen.

Siehe auch

Details zu Sperrdifferentialen und Differentialsperren

Weblinks


- [http://www.arstechnica.de/auto/differential/index.html www.ArsTechnica.de] Sperrdifferentiale, Animationen, Beschreibungen verschiedener Differentialausführungen
- [http://static.howstuffworks.com/flash/differential.swf www.howstuffworks.com] Animation des offenen Differentials Kategorie:Getriebelehre Kategorie:Kraftfahrzeugtechnik

Kardanwelle

Eine Kardanwelle ist eine Sonderform der Gelenkwelle und wird zur Übertragung einer Drehbewegung genutzt. Der Begriff Kardanwelle geht zurück auf den Arzt und Mathematiker Gerolamo Cardano. Die Kardanwelle besteht in der Regel aus einer Hohlwelle, die die Strecke zwischen Drehmomenterzeugung und dem Ort, an dem das Drehmoment benötigt wird, verbindet. An den Enden wird die Kardanwelle oft mit Kreuzgelenken angeschlossen. Die Vorteile einer Kardanwelle gegenüber einer Antriebskette sind der geringe Wartungsaufwand und das geringe Spiel. Zudem können während der Drehung beide Wellen-Enden ihren Abstand ändern. So ändert sich z.B. die Lage des mit der Antriebsachse bewegten Differentials zum Getriebe durch die Federung des Fahrzeuges. Diese Längenänderung wird mit einem Schiebestück ermöglicht. Nachteilig wirken sich aber das höhere Gewicht und die höheren Kosten aus. Für geringe Drehmomente können statt Kreuzgelenken auch elastische Scheiben verwendet werden, die als Kardanscheiben oder Hardyscheiben bezeichnet werden. Diese Art ist einfacher herzustellen im Vergleich zum Kardangelenk und somit kostengünstiger. Sie wird auch in der Fahrzeugtechnik verwendet. Neben vielen Anwendungen in stationären Maschinen wird eine Gelenkwelle beim Traktor zum Antrieb von Nebenaggregaten wie Mähmaschine, Sämaschine oder anderem verwendet, da diese Aggregate teils beweglich am Traktor befestigt werden und ihre Lage ändern können. Siehe auch: Kardanantrieb Kategorie:Fahrzeugtechnik Kategorie:Welle (Technik)

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad ist allgemein das Verhältnis von Nutzen zu Aufwand, bei einer Maschine beispielsweise das Verhältnis von abgegebener zu zugeführter Leistung. Bei Wärmeerzeugern ist stets zwischen Wirkungsgrad und Nutzungsgrad zu unterscheiden. Der Nutzungsgrad ist kein Verhältnis von Leistungen, sondern das Verhältnis von Wärmemengen (Wärmemenge bzw. Arbeit = Leistung x Zeit). Der Wirkungsgrad wird mit η (Eta) bezeichnet und hat einen Wert zwischen 0 und < 1 oder, in Prozenten ausgedrückt, zwischen 0 und < 100%. Die ungenutzte Energie wird umgangssprachlich auch als Energieverlust bezeichnet.

Wirkungsgrad, Wertebereich

Der theoretisch mögliche Wert von 1 bzw. 100 % kann in der Praxis nicht erreicht werden, weil bei allen Vorgängen Energie durch Wärme oder Reibung in thermische Energie umgewandelt wird. Ein Wirkungsgrad größer als 1 entspräche einem Perpetuum Mobile erster Art, was gegen den Energieerhaltungssatz verstoßen würde. Bei Wärmekraftmaschinen ist als Carnot-Prozess der ideale Wirkungsgrad der Quotient aus der Differenz zwischen höchster Temperatur und niedrigster Temperatur und der höchsten Temperatur im gesamten Prozess. Die Temperaturangaben sind dabei in Kelvin zu machen.

Gesamtwirkungsgrad

Arbeiten mehrere Maschinen hintereinander, so werden deren einzelne Wirkungsgrade zum Gesamtwirkungsgrad der Anlage multipliziert. Beispiel:
- Kraftwerk 40 % (0,4),
- Transformator am Kraftwerk 95 % (0,95)
- Transformator in der Nähe des Verbrauchers 95 % (0,95)
- Elektromotor im Haushalt 80 % (0,8) Gesamtwirkungsgrad: 0,4 x 0,95 x 0,95 x 0,8 = 0,2888 oder 28,88%

Wärme-Wirkungsgrade

Thermischer Wirkungsgrad/Prozesswirkungsgrad

Der thermische Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von der gewonnen technischen Leistung zum zugeführten Wärmestrom in einer Wärmekraftmaschine, z. B. einer Wärmepumpe an: : \eta_ = \frac mit \eta_ als dem thermischen Wirkungsgrad, P_ der gewonnen technischen Leistung und \dot dem zugeführten Wärmestrom. Der thermische Wirkungsgrad wird als Bewertungsmaß für die Effektivität des Prozesses benutzt, daher wird er auch Prozesswirkungsgrad genannt.

Anlagenwirkungsgrad

Wird die bei einem thermischen Umwandlungsprozess frei werdende Abwärme weiter genutzt, zum Beispiel zur Luftvorwärmung, Ölvorwärmung oder Fernheizung, wie es bei Blockheizkraftwerken der Fall ist (siehe Tab. unten), so vergrößert sich der Wirkungsgrad der Anlage, da ein Teil der eigentlich für den Prozess verlorengegangen Wärme trotzdem genutzt werden kann. Den sich daraus ergebenen Wirkungsgrad nennt man Anlagenwirkungsgrad um ihn von dem eigentlichen, niedrigeren thermischen Wirkungsgrad (Prozesswirkungsgrad) zu unterscheiden. Anlagenwirkungsgrade sind mit Wärmetauschern relativ einfach zu verbessern, während die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades häufig nur mit erheblichen Mühen und Forschungsaufwand verbunden ist.

Feuerungstechnischer Wirkungsgrad

Der feuerungstechnische Wirkungsgrad gibt die Nutzung der aus der Verbrennung eines Brennstoffes entstehenden Wärme an. Er berücksichtigt lediglich den Wärmeverlust durch Aufheizen der Abgase und Umgebungsluft des Feuers. Eine Bewertung der energetischen Effizienz eines Wärmeerzeugers allein mit Hilfe des gemessenen Abgasverlustes ist möglich, wenn außer dem Abgasverlust nur marginale weitere Verluste vorhanden sind, was in der Hausheizung der Fall ist. Er bestimmt sich aus der Differenz von 100 % und dem Abgasverlust, der die in dem Abgas verbleibende Wärmemenge bezogen auf die Temperatur der die Feuerstelle umgebenden Luft angibt. Eine Abkühlung unter die Temperatur der Umgebungsluft wird dabei als nicht möglich angesetzt. Der Abgasverlust ist von der Zusammensetzung des Abgases abhängig, vor allem dem Luftanteil, da in der Verbrennungswärme die Erwärmung der Verbrennungsluft auf die Flammtemperatur enthalten ist. Als 100%-Wert wird traditionell der Heizwert (auch "unterer Heizwert" genannt) angesetzt, der definitionsgemäß die evtl. anfallende Kondensationswärme des Abgases nicht berücksichtigt. Aufgrund der in den letzten Jahre zunehmenden Verbreitung der Brennwerttechnik ist diese Betrachtungsweise jedoch nicht mehr zeitgemäß. Moderne Anlagen steigern den Wirkungsgrad durch Absenken der Abgas-Temperaturen und durch Rückgewinnung der Kondensationswärme von Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen. Sie nutzen den Brennwert eines Brennstoffes, während in alten Anlagen nur der Heizwert genutzt werden konnte. Es werden hohe Anforderungen an die Kamin-Anlage gestellt. Die Abgase müssen teilweise aktiv (z. B. Ventilator) abtransportiert werden, da sie nicht mehr warm genug sind, um selbst aufzusteigen. Der Schornstein ist korrosiven Angriffen durch Wasser ausgesetzt. Es bildet sich Teer, der aufgefangen und in die Verbrennung zurück geführt werden muß.

Wirkungsgrade größer 100 %

Wirkungrade von über 100 % können sich aus Berechnungen ergeben, die nicht alle Energieanteile berücksichtigen. Ein Beispiel sind Brennwertkessel, bei denen teilweise heizwertbezogene Wirkungsgrade von über 100 % angegeben werden. Dabei wird unter "aufgewendete Energie" der Heizwert des Brennstoffes angesetzt. Der Heizwert berechnet sich jedoch aus der insgesamt frei werdenden Wärme abzüglich der Verdampfungswärme für das bei der Verbrennung entstehende Wasser. Der Heizwert beinhaltet also nur einen Teil der gesamten Brennstoffenergie. Im Unterschied zum "konventionellen" Heizkessel wird beim Brennwertkessel das Abgas soweit abgekühlt, dass das bei der Verbrennung verdampfte Wasser kondensiert. Die dabei frei werdende Kondensationswärme kommt der Nutzenergie zugute. Wird der Wirkungsgrad nicht auf Basis des Heizwertes sondern auf Basis des Brennwertes des Brennstoffes berechnet, wird im Idealfall ein Wirkungsgrad von maximal 100 % erreicht. Ähnliches gilt für Wärmepumpen. Auch bei ihnen können Wirkungsgrade von über 100 % angegeben werden (handelsübliche Systeme liegen bei 200 bis 600%). Um diese irreführende Angabe zu vermeiden wird jedoch statt des Wirkungsgrades die Leistungszahl (ε) als Maß für die Effizienz verwendet. Ursache für die eigentlich unmöglich hohen Wirkungsgrade ist auch hier die Vorgehensweise bei der Berechnung. Die Wärmepumpe fördert die Wärmeenergie aus der Umwelt und bringt sie auf das gewünschte Temperaturniveau. Dieser Teil der Energie wird jedoch in der Berechnung nicht unter Aufwand einbezogen. Die insgesamt bereitgestellte Wärmeleistung ist daher größer als die elektrisch aufgenommene Leistung.

Beispiele

Bemerkungen: : (a) bei Volllast bis zu 30%, bei Teillast, (Auto, bei ca. 100 km/h) unter 10%. : (b) Teillastwerte bitte einfügen. : (1) Gesamtwirkungsgrad, d. h. auch einschließlich Energie, die zur Bereitstellung der Reaktionsmoleküle erforderlich ist. : (2) Energie der geförderten Kohle, die zur Verbrennung zur Verfügung steht. : (3) Ein Lagerfeuer setzt den Heizwert des Brennstoffs mit hohem Wirkungsgrad in Wärme um (Unterscheidung zwischen Brenn- und Heizwert beachten). Aber nur ein geringer Teil der Wärme erhitzt einen Topf, der über dem Feuer hängt. Der größte Teil erwärmt die umgebende Luft. : (4) Dies gilt für alle Wärmekraftwerke, also für Kohle, Erdgas, Erdöl und Kernenergie (siehe Carnot-Wärmekraftmaschine). : (5) Der hohe Wert gilt nur dann, wenn die Wärme z. B. für Fernheizung auch genutzt wird. : (6) Gas- Dampf- bzw. Wasserturbinen besitzen einen Wirkungsgrad über 95%. Es ist die Bereitstellung der Prozessmittel (strömendes Gas, Wasser) aus (4), und die Umform- und Leitungsverluste, die den Wirkungsgrad bis zur Steckdose auf unter 30 % begrenzen. : (7) Bei fast allen Fahrraddynamos ist der Wirkungsgrad bei ca 20 % anzutreffen, besonders effektive Dynamos mit Reiberädchen erreichen 25-30%. 60 % lassen sich nur durch alternative Bauarten im optimalen Geschwindigkeitsbereich erreichen. : (8) Anders als bei Bühnenlautsprechern ist bei Heim-Lautsprechern und Studio-Monitoren die klangneutrale Wiedergabe wichtiger als "lauter" Wirkungsgrad. : (9) ohne Leitungsverluste Beispiele für den Wirkungsgrad von Lichtquellen siehe: Lichtausbeute.

Siehe auch


- Energieeinsparung
- Erntefaktor von Kraftwerken

Weblinks


- [http://www.energie-fakten.de/html/wirkungsgrad-kohle-kkw.html Warum ist der elektrische Wirkungsgrad von Kernkraftwerken in der Regel niedriger als der von Kohlekraftwerken?] Kategorie:Ingenieurwissenschaft Kategorie:Thermodynamik

Baumaschine

Eine Baumaschine ist ein motorbetriebenes Gerät, das im Bauhaupt- und Baunebengewerbe eingesetzt wird.
- Bagger (je nach Fahrwerk: Radbagger oder Raupenbagger)
  - Abbruchbagger
  - Longfrontbagger
  - Baggerlader
  - Löffelbagger
  - Ladeschaufelbagger
  - Seilbagger
  - Schrapper
- Betonmischer
  - Fahrmischer
- Betonpumpe
  - Beton-Verteilermast
  - Betonpumpe, fahrbar
  - Betonpumpe, stationär
  - Fahrmischer-Betonpumpe
- Bodenstabilisierer
- Deckenfertiger
- Erdbohrer (Baumaschine)
- Förderband
- Grader
- Kran
  - Teleskopkran
  - Turmdrehkran
  - Autokran
- Lader
  - Baggerlader
  - Laderaupe
    - Deltalader
  - Radlader
- Muldenkipper
- Pflasterverlegemaschine
- Planierraupe
- Schürfkübelraupe
- Mäkler
  - Teleskopmäkler
  - Starrmäkler
- Ramme
  - Dampframme
  - Dieselbär
  - Fallramme
  - Vibrationsramme
- Rohrleger
- Schürfzug
- Straßenfertiger
- Straßenfräse
  - Kaltfräse
- Schweißraupe
- Teleskoplader
- Tunnelbohrmaschine
- Verdichter
- Verrohrungsgerät
- Walze
  - Gummiradwalze
  - Vibrationswalze
  - Walzenzug

Weblinks


- http://www.lkw-stefan.de - Über 10000 Bilder von Baumaschinen aller Art - Infos und Technische Daten
- http://www.die-trucker-seite.info/gallery/baumaschinen - Viele Baumaschinenbilder mit Suchfunktion Kategorie:Bauausführung

Gabelstapler

Ein Gabelstapler ist ein Flurfördergerät für den innerbetrieblichen Transport. Die ersten Gabelstapler wurden von dem Schraubenhersteller Eugene Clark im Jahre 1917 zum innerbetrieblichen Transport hergestellt. Gabelstapler sind insbesondere für den Transport von Paletten ausgelegt. Wesentliches Element des Gabelstaplers ist seine Hubeinheit, welche aus einem Hubmast und einem Gabelträger besteht. Der Gabelträger trägt zwei in ihrem Abstand verstellbare stählerne Zinken, die meistens von einer Hydraulik vertikal und in Sonderfällen auch horizontal bewegt werden kann. Die beiden Zinken nennt man Gabel. Sie gaben dem Gabelstapler seinen Namen. Folgende Arten von Hubmasten können unterschieden werden: Standard, Duplex, Triplex, HiLo und Quad. Für Sonderanwendungen kann ein Gabelstapler mit sog. Anbaugeräten ausgestattet werden. Gängige Anbaugeräte sind neben Seitenschieber und Zinkenversteller auch sog. Papierollen- und Faßklammern. Beim Einsatz von Anbaugeräten reduziert sich in der Regel die sog. Resttragfähigkeit. Diese Reduzierung wird durch die Vergrößerung des sog. Lastschwerpunktabstandes herbeigeführt. Mittels eines am Gabelstapler fest angebrachten Resttragfähigkeitsdiagramms läßt sich die max. zu hebende Last als Funktion der Hubhöhe ablesen. Gabelstapler werden durch einen Bediener gesteuert. Der Antrieb eines Gabelstaplers kann verbrennungsmotorisch oder elektromotorisch erfolgen. Bei den verbrennungsmotorischen Antrieben lassen sich Treibgas-, Diesel- und Erdgasantriebe unterteilen; weiterhin kann hier zwischen hydrodynamischen Antrieben, i.a. auch als Wandler bezeichnet und hydrostatischen Antrieben unterschieden werden. Elektromotorische Antriebe lassen sich in Gleichstrom- und Drehstromantriebe unterteilen. Gabelstapler verwenden eine Hecklenkung mit sehr großem Lenkeinschlag. In der Regel ist der Wendekreis etwa so groß wie die Fahrzeuglänge. Es werden Gabelstapler mit drei oder vier Rädern gebaut. Bei einer dreirädrigen Ausführung ist das Einzelrad hinten. Die gebräuchlichsten Hublasten liegt zwischen 1 t und 8 t. Hubhöhen bis zu 6 m sind üblich. Es sind jedoch auch weit größere Fahrzeuge erhältlich. Gabelstapler, auch Gegengewichtsstapler genannt, sind im Gegensatz zu Radarmstaplern freitragende Flurförderzeuge: Sie nehmen somit die Last außerhalb der Lastunterstützung auf und unterliegen dem Hebelgesetz, wobei der Drehpunkt des Hebels die Mitte der Vorderachse ist und der Lastarm von Mitte Vorderachse bis zum Mittelpunkt der (angenommenen) quadratischen und gleichmäßig verteilten Last reicht. Wichtig ist in der Praxis der Teil des Lastarms, der sich Lastschwerpunktabstand nennt. Dies ist der Abstand von der Gabelferse bis zum Schwerpunkt der Last. Der Lastschwerpunktabstand ist wichtig zur Klassifizierung der Stapler nach Tragfähigkeiten. Denn bei jeder Tragfähigkeitsangabe muss man wissen, für welchen Lastschwerpunktabstand (LSP) diese Tragfähigkeit gilt. Der LSP ist durch internationale Normen festgelegt. Das Angebot auf dem Markt beinhaltet Stapler mit Tragfähigkeiten bis zu 90.000 kg. Alle Stapler müssen den Standsicherheitsbestimmungen entsprechen, das heißt Stapler unter 50.000 kg Tragfähigkeit müssen auf einer neigbaren Plattform oder einer festen Rampe einer Reihe von Kipptests unterzogen worden sein. Bei Geräten über 50.000 kg Tragfähigkeit ist die Standsicherheit rechnerisch zu ermitteln. Stapler sind Flurförderzeuge, das heißt, sie bewegen sich frei auf dem Flur (Fahrwegen) und sind nicht schienengebunden. Dementsprechend sind Stapler mit Rädern versehen, die ein relativ weiches und geräuschloses Fahren möglich machen, das heißt, dass die Räder entweder elastik-, vollgummi- oder luftbereift sind. Stapler können elektrisch oder verbrennungsmotorisch angetrieben sein. Angeboten werden batterieelektrische und netzelektrische (seltener) Antriebe; Benzin, Treib- oder Erdgas, Diesel und auch Dieselelektro- und Treibgaselektro-Antrieb sind möglich. Die Betätigung der Arbeitsfunktion erfolgt hydraulisch, das gilt für das Heben, Senken, Neigen und gegebenenfalls auch für die Hilfskraftlenkung und die hydraulischen Anbaugeräte. Zum Heben der Last sind Hubmaste erforderlich, die überwiegend in teleskopierender Form angeboten werden. Am häufigsten auf dem Markt ist der einfach teleskopierende oder Simplexmast anzutreffen. Für hohes Stapeln bei kleiner Bauhöhe sind Zweistufen, Dreistufen oder gar Vierstufenmaste möglich. Die genormten Hubhöhen sind in den europäischen Normen für Stapler bis 10.000 kg Tragfähigkeit mit 3.300 mm festgelegt, für höhere Tragfähigkeiten gilt die Norm-Hubhöhe 5.000 mm. Größere Hubhöhen sind möglich; dann ist jedoch aus Gründen der Standsicherheit in den meisten Fällen die Einschränkung der Tragfähigkeit erforderlich. Wegen der besseren Sicht nach vorn haben sich Freisichtmaste weitgehend durchgesetzt, da bei diesen keine wesentliche Sichtbehinderung nach vorn durch Hydraulikzylinder und Hubketten vorhanden ist. Die Hubgerüste der Stapler sind nach vorn und nach hinten neigbar. Die Vorwärtsneigung ermöglicht besseres Aufnehmen und Absetzen der Last; die Rückwärtsneigung verhindert beim Fahren das Abrutschen der Last von der Gabel. Da Stapler flächen- und raumsparend sein sollen, sind sie kompakt gebaut, um die Arbeitsgangbreite klein zu halten. Stapler sind als Geh- und Fahrersitzgeräte, seltener als Hand- und Standgeräte im Einsatz. Eine besonders imposante Variante der Gegengewichtsstapler ist der Geländestapler, auch Grossreifenstapler genannt.Hier steht die Geländegängigkeit durch hohe Bodenfreiheit, Niederdruckreifen, hohe Traktion, äußerst robuste Bauweise bei Chassis, Hubgerüst und Lenkachse, starke Motorisierung, in der Regel Dieselmotoren, bei Spitzenmodellen hydrostatisches Getriebe und hohe Standsicherheit bei guter Steigfähigkeit im Vordergrund. Ein bekannter Vertreter dieser Staplerart ist z. Bsp. der Ranger Geländestapler aus Österreich. Zum Teil haben diese Stapler Allradantrieb. Geländestapler werden auch außerbetrieblich in schwerem Terrain eingesetzt, z. Bsp. in Forstwirtschaft, Holzindustrie, Bergwerken, Recyclingindustrie, Schwerindustrie, im Anlagenbau und in Betonwerken, Ziegeleien usw. Eine weitere Spezialvariante ist der Seitenstapler. Die Last wird mit dem seitlich angeordnetem, ausfahrbarem Hubgerüst aufgenommem und führ den Transport auf dem Tisch abgesetzt. Seitenstapler sind für den innerbetrieblichen Transport besonders langer Lasten gedacht. Neben dem klassischen Dieselmotor wird beim Seitenstapler heute auch immer mehr der Elektroantrieb eingesetzt.

Siehe auch


- Radlader
- Carl von Linde, Gründer Fa. Linde AG
- Staplerfahrer Klaus (Film)
- Friedrich Jungheinrich, Gründer Fa. Jungheinrich Gabelstapler (1899-1968) Kategorie:Nutzfahrzeug ja:フォークリフト

Aufzug

Der Ausdruck Aufzug bezeichnet # eine Anlage zum Befördern von Waren und/oder Personen, siehe Aufzugsanlage. # einen Aufmarsch # in der Umgangssprache eine besondere Kleidung # im Drama einen Abschnitt, siehe: Akt # beim Turnen eine bestimmte Übung: Aufzug (Turnen) # Antriebseinrichtung im Uhrwerk # Beim Buchdruck die Aufspannung auf dem Druckzylinder oder der Druckplatte # Sichtbare Erhebung einer Festung über dem Horizont: Fachbegriffe Festungsbau

Fahrzeugkran

Fahrzeugkrane sind mobile Auslegerkrane auf einem Rad- oder Kettenfahrwerk.

Einsatz

Einsatzgebiete

Fahrzeugkrane sind unentbehrliche Helfer für die Bauwirtschaft und den Schwertransport. Sie kommen dann zum Einsatz, wenn keine stationären Krane vor Ort verfügbar sind oder diese nicht verwendet werden können. Die Einsatzgebiete von Fahrzeugkranen sind:
- die Montage von Betonfertigteilen und Stahlkonstruktionen, zum Beispiel der Bau von Funktürmen und Freileitungsmasten
- Hochbau
- Brückenbau
- Aufbau von Windenergieanlagen
- Großbaustellen, z.B. bei der Montage von Containerterminals
- Aufbau verfahrenstechnischer Anlagen, z.B. bei der Montage von Großtankbehältern
- Rettung von Personen oder Bergung von verunfallten Schienen- oder Straßenfahrzeugen.

Einsatzplanung

Um unvorhergesehene Probleme und gefährliche Improvisationen des Kranführers zu vermeiden, sind alle benötigten Informationen über den Anfahrweg, über die Erkundung der Einsatzbedingungen vor Ort, über die Hubkoordinaten des Lastentransports, den Eigenschaften und Anschlagmöglichkeiten der Last zu beschaffen. Diese Angaben dienen als wichtige Grundlage für einen sicheren und reibungslosen Einsatzablauf. In Abhängigkeit vom Gewicht der Last, der benötigten Hubhöhe und Ausladung sowie den örtlichen Gegebenheiten am Einsatzort und der Art des Kraneinsatzes wird der geeignete Kran ausgewählt. Bei Kraneinsätzen im innerstädtischen Bereich ist vorher abzuklären, ob eine Straßenteil- oder Straßenvollsperrung erforderlich ist. Dem Kranführer ist mitzuteilen, ob besondere Anschlag- oder Lastaufnahmemittel benötigt werden, ob ein Einweiser, evtl. mit Sprechfunk, erforderlich ist und ob zusätzliches Material zur Unterbauung des Kranes mitzuführen ist. Unter Beachtung der Maße von Durchfahrtshöhen- und breiten sowie den höchszulässigen Fahrbahn- und Brückenbelastungen ist die Fahrtstrecke festzulegen. Am vorgesehenen Standplatz des Kranes sind die Bodenverhältnisse zu prüfen, und ob im Umfeld befindliche Bauwerke oder Bäume bzw. elektrische Freileitungen notwendige Kranbewegungen behindern. Zur Prüfung der Durchführbarkeit der Kranarbeiten ist daher eine vorherige Besichtigung des Einsatzortes oft unumgänglich. Letztlich ist auch die Frage zu klären, ob die Wettervorhersage die bevorstehenden Kranarbeiten zulässt. Windenergie

Fahrzeugkranführer

Als unentbehrliche Hilfe für die Bauwirtschaft und den Schwertransport bedienen Autokranführer mobile Krane mit Millionenwerten und arbeiten vor allem für Kranbetreiber und Bauunternehmen. Die Einsatzgebiete sind vielseitig, sie kommen überwiegend bei der Montage von Betonfertigteilen und der Errichtung von Stahlkonstruktionen, insbesondere beim Hochbau und beim Brückenbau zum Einsatz. Daneben werden Autokranfahrer auch eingesetzt für Bergungsarbeiten, schwierige Verladearbeiten für den Schwertransport oder bei der Montage großer Turmdrehkrane. Häufig handelt es sich dabei aber um relativ kurze, rasch wechselnde Einsätze mitunter auch im schwierigem Gelände oder in Fabrikhallen. Autokranführer müssen an den verschiedensten Einsatzorten bei ständig wechselnden einsatzmäßigen Gegebenheiten den Standplatz des Autokranes sorgfältig auswählen. Am Einsatzort haben sie zu entscheiden, ob sie den Kranauftrag ausführen können oder nicht, denn auf ihnen lastet fast die gesamte Verantwortung auch für die im Umfeld arbeitenden Menschen und die dort befindlichen Sachwerte. Der Autokranführer muss am Aufstellungsort des Kranes meist selber die Beurteilung des Untergrundes vornehmen bzw. abschätzen, woraus er die nötigen Maßnahmen zu einer stabilen Unterbauung für eine kippsichere Aufstellung ableitet. Die präzise Lastförderung - auch mit großen Ausladungen und Auslegerverlängerungen - fordert von den Autokranführern ständig volle Konzentration und viel Fingerspitzengefühl. Der sichere und reibungslose Autokraneinsatz setzt vom Autokranführer umfassende Kenntnisse und laufende Übung voraus, um das Aufstellen und Aufrüsten des Kranes sowie den Lastentransport mit dem Kran auch bei beengten Baustellenverhältnissen sicher durchführen zu können. Aufgrund der umfangreichen Aufgaben der Autokranführer, den auftretenden Gefahren im Kranbetrieb und der meist schwierigen Lastförderung im Kraneinsatz ist deshalb eine Kranführerschulung zwingend erforderlich, da bei unsachgemäßer Bedienung Menschen und Sachwerte gefährdet werden und schwere Unfälle entstehen können. Zusätzlich ist eine eingehende Unterweisung auf den entsprechenden Krantyp vom Kranbetreiber bzw. vom Hersteller vorzunehmen. Der künftige bzw. der junge Autokranführer sollte erst bei verschiedenen, zunächst einfachen Kraneinsätzen unter Anleitung eines eines erfahrenen Autokranführers an die berufsübliche Tätigkeit herangeführt werden. Dabei liegt auch die Auswahl geeigneter Anschlag- und Lastaufnahmemittel im Verantwortungsbereich des Autokranführers. Für die Straßenfahrt muss der Autokranführer die einschlägigen Vorschriften des Straßenverkehrsrechts beachten. Im Kraneinsatz sind die Betriebsvorschriften für Krane der Berufsgenossenschaft und die Anweisungen des Kranherstellers einzuhalten. Darüber hinaus gehören auch Wartung, Pflege und das Beseitigen einfacher Störungen des Kranes zu den Aufgaben des Autokranführers. In Deutschland gibt es bis jetzt noch kein Berufsbild für eine Kranführer-Ausbildung und daher auch keine geregelte Ausbildug für diesen Beruf. Verschiedene Bildungseinrichtungen bieten Lehrgänge zur Erlangung grundlegender Kenntnisse und Fertigkeiten an. Unternehmer erwarten von angehenden Autokranführern oft berufspraktische Vorkenntnisse im Umgang mit Autokranen und eine umsichtige Arbeitsweise sowie die Eigenschaft, zuverlässig und verantwortungsbewusst handeln. In Österreich ist eine Ausbildung mit einer Prüfung nach dem Arbeitnehmerschutzgesetz erforderlich. Die Ausbildungszeit beträgt um die 33 Stunden. Ausbildungen und Prüfungen dürfen vom Wirtschaftsministerium befugte Institute aber auch Ziviltechniker abnehmen und jeweils die Kranscheine ausstellen. Nach dieser Prüfung hat man die Erlaubnis, mit allen Fahrzeugkränen zu arbeiten. Für Baukräne ist eine kürzere Ergänzungsausbildung notwendig. Besonders gefordert sind Kranführer bei Einsatzorganisationen, wie bei der Feuerwehr. Dürfen sich normalerweise keine Personen unter schwebenden Teilen des Kranes aufhalten, so ist bei Menschenrettungen oft notwendig, dass Teile über eingeklemmten oder verschütteten Personen weggehoben werden müssen. Im Gegensatz zu anderen Einsätzen trägt hier nicht der Einsatzleiter die Verantwortung sondern der Kranführer, ähnlich einem Fahrzeuglenker selbst. Gerade bei den Freiwilligen Feuerwehren, die oft nicht über die Einsatzzahlen, wie ein professioneller Kranführer verfügt, muss die notwendige vermehrt mit Übungen und Spezialausbildungen wettgemacht werden.

Technik

Gleislose Fahrzeugkrane werden gegliedert in
- Autokrane,
- Mobilkrane und
- Raupenkrane. Alle drei Arten sind Krane mit Gittermastausleger oder hydraulisch ausfahrbarem Teleskopausleger und bestehen aus einem Unter- und einem Oberwagen. Die Definition der Begriffe Mobilkran und Autokran ist im allgemeinen Sprachgebrauch nicht eindeutig festgelegt, da die Unterschiede bedingt durch die stetige technische Weiterentwicklung derartiger Krane kaum noch voneinander abzugrenzen sind. Autokrane haben bis zu zehn Achsen und unterliegen als Räderfahrzeuge den gesetzlichen Vorschriften der Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO). Aufgrund der zulässigen Achslast von 12t/Achse auf öffentlichen Straßen können Autokrane ab ca. 50 Tonnen max. Traglast nur einen Teil des Gesamtballastes mitführen. Die restlichen Gegengewichtsteile müssen getrennt auf Transportfahrzeuge verladen werden. Die überwiegende Anzahl heutiger Fahrzeugkrane sind kompakt gebaute, straßen- und geländegängige Autokrane, sog. AT-Krane (All Terrain). Sie haben bis zu neun Achsen, die alle hydropneumatisch gefedert und für den Kranbetrieb hydraulisch blockierbar sind. Die Mehrzahl der Achsen werden angetrieben und gelenkt. Die unabhängige Lenkbarkeit der Hinterachsen zu den Vorderachsen ermöglicht kleine Wenderadien und seitliches Verfahren zum Einfachen Manövrieren des Kranes auf engem Raum. Durch die großvolumige Einzelbereifung mit Sonderprofil ist die Übertragung großer Vorschubkräfte möglich und eine hohe Bodenfreiheit gegeben. Sperrbare Längs- und Querdifferentiale bewirken zusammen mit der hydropneumatischen Achsfederung eine gute Traktion im schwierigen Gelände. Der Antrieb der Räder erfolgt durch einen Dieselmotor über Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler oder automatische Wandler-Lastschaltgetriebe. Von dort überträgt ein Verteilergetriebe mit Geländestufe die Antriebskraft über Gelenkwellen zu den Achsantrieben. Der hoch beanspruchte Fahrzeugrahmen des Unterwagens ist eine verwindungs- und biegesteife Kastenkonstruktion, in dem die Stütztunnel für die hydraulisch ausfahrbaren Abstützträger eingeschweißt sind. Im Kranbetrieb werden die in den Drehkranz vom Oberwagen eingeleiteten Kräfte und Momente vom Fahrzeugrahmen in die Abstützung abgeleitet. Die Abstützträger mit den angebauten Stützzylindern vergrößern erheblich die Standfläche, wodurch hohe Tragfähigkeiten bei ausreichender Standsicherheit erreicht werden. Zur Erhöhung der Standfestigkeit sind am hinteren Ende des drehbaren Kranaufbaus, dem Oberwagen, Ballastplatten aus Stahlguß montiert. Die Menge des Gegengewichtes am Oberwagenrahmen kann durch verschiedene Ballastvarianten an die einsatzbedingte erforderliche Traglast angepaßt werden. Entsprechend dem jeweiligen Rüstzustand ist die zulässige Traglast von der Ausladung und Auslegerlänge abhängig. Die maximale Traglast ist begrenzt durch die Standsicherheit und die Festigkeit der Bauteile, wie Ausleger, Drehkranz und Fahrzeugrahmen. Die Baugruppen für die Hauptfunktionen des Kranes, wie Hubwerk, Drehwerk, Wippwerk und das Auslegersystem sind auf dem Oberwagen untergebracht. Tragende Schweißkonstruktion des Oberwagens ist die Dehbühne; sie ist in ihrer Funktion ein Aufrichterahmen für den Ausleger und Lagerbock für Ausleger und Wippzylinder. Sie überträgt im Kranbetrieb große Kräfte aus dem Ausleger über den Drehkranz in den Fahrzeugrahmen. Am hinteren Ende der Drehbühne ist der Windenrahmen angeordnet und der Ballast angebracht. Häufig kann ein zweites Hubwerk für den Zweihakenbetrieb oder zum Verstellen einer wippbaren Gitterspitze bei großen Fahrzeugkranen am Drehbühnenende angebolzt werden. Der Oberwagenrahmen dient auch der Aufnahme der Kranführerkabine, der Oberwagenhydraulik und eines zweiten Dieselmotors zum Antrieb der Hydraukikpumpen im Oberwagen bei Kranen ab ca. 60...80 Tonnen Tragfähigkeit. Alle Kranfunktionen werden aufgrund der einfachen stufenlosen Regelung und der geringen Störanfälligkeit durch hydraulische Antriebe ausgeführt. Das von den Hydraulikpumpen erzeugte Drucköl wird über Leitungen den jeweiligen Hydromotoren und Hydraulikzylindern zugeführt. Die Betätigung der hydraulischen Antriebe für die einzelnen Kranbewegungen erfolgt über elektrisch angesteuerte Proportionalventile. Ein Lastmomentbegrenzer verhindert ein Überlasten des Kranes. Dieser schaltet unter den Kriterien der Kippgefahr und der Festigkeit von Bauteilen alle lastmomentvergrößernden Kranbewegungen ab, wenn die die höchstzulässige Belastung überschritten wird. Elektronische Anzeigen unterstützen die Tätigkeit des Kranführers, indem ihm alle relevanten Krandaten angezeigt und Grenzzustände rechtzeitig signalisiert werden. Der sehr hohe technische Entwicklungsstand heutiger Fahrzeugkrane und die besonderen Einsatzbedingungen stellen hohe Anforderungen an das Bedienungspersonal, den Mobil- und Autokranführer.

Gittermastkran

Hydraulikpumpe Gittermastkrane können durch die Vielfalt der Auslegersysteme, die sich zu verschiedenen Höhen aufbauen lassen, den unterschiedlichsten Hubaufgaben angepasst werden. Gittermastkrane werden vor allem dort eingesetzt, wo Teleskopkrane nicht mehr die geforderten Traglasten erreichen.

Teleskopkran

Teleskopkrane sind schnell am Einsatzort und sind geeignet für relativ kurze, rasch wechselnde Einsätze, Hebearbeiten aller Art und für Spezialfälle. Sie werden in Baureihen bis zu Traglasten von 1000 Tonnen gebaut und erreichen mit angebauten Spitzenauslegern Hubhöhen von weit über 100 Metern und können Lasten von mehreren hundert Tonnen bewegen. Ihr Vorteil sind kürzere Rüstzeiten, der geringe Platz- und Personalbedarf beim Aufrüstvorgang und dass Lasten meist teleskopiert (Ein- und Ausfahren des Teleskops) werden können. Die Bedienung der hydraulischen Antriebe zur Steuerung der einzelnen Kranbewegungen erfolgt über elektronisch angesteuerte Proportionalventile, wodurch drei bis vier Kranbewegungen gleichzeitig feinfühlig ausführbar sind. Der Teleskopausleger ist das Herzstück und das bestimmende Merkmal des Teleskop-Fahrzeugkranes. Der Teleskopausleger ist eine hydraulisch teleskopierbare Stahlkonstruktion; er besteht aus dem Auslegergrundkörper und meist drei bis fünf ineinander gelagerten Teleskopstufen in geschweißter Vollwandkastenkonstruktion aus hochfestem Feinkornbaustahl. Das ovale Auslegerprofil moderner Fahrzeugkrane ermöglicht hervoragende Tragfähigkeiten und reduziert im Vergleich zu bisherigen Ouerschnittsprofilen das Auslegereigengewicht. Die Teleskopstufen gleiten beim Aus- und Einfahren auf geschmierten Polyamid-Gleitbacken und sind meist auch unter Teillast ausschiebbar. Sie werden vom eingebauten Teleskopiersystem durch lange innenliegende einstufige und/oder doppelstufige Hydraulikzylinder entweder gleichzeitig oder nacheinander aus- und eingeschoben. Die Hydraulikzylinder besonders bei kleinen und auch bei mittleren Teleskopkranen können mit bewährten Ein- oder Zweifach-Seilzügen zum Ausschieben der oberen Teleskopstufen kombiniert werden, um das Gewicht des Auslegers und den Auslegerschwerpunkt niedrig zu halten. Abhängig von der Anzahl der Teleskopstufen ist die Art, Anzahl und Anordnung der Hydraulikzylinder im hohlen Innenraum des Auslegers je nach Krantyp und Hersteller unterschiedlich. Bei großen Teleskopkranen werden die Teleskopstufen nach dem Ausfahren zur Entlastung der Teleskopierzylinder formschlüssig miteinander verriegelt (ab ca. 130 t bis 160 t max. Traglast). Die Bauart vieler Teleskopierwerke erfordert zudem eine Verriegelung der Teleskopstufen miteinander, sie erfolgt bei älteren Auslegersystemen von außen an den Kragenblechen der einzelnen Auslegersektionen über pneumatische oder hydraulische Verbolzungszylinder. Bei heutigen Teleskopkranen (siehe Abbildung), die voll austeleskopiert Auslegerlängen bis zu 84 Metern erreichen, schiebt elektronisch gesteuert nur ein im Grundkörper des Auslegers montierter einstufiger Hydraulikzylinder mit Verriegelungskopf alle Teleskopstufen nacheinander aus. Die Teleskopstufen werden von innen über Druckfeder vorgespannte Auslegerbolzen miteinander verbolzt und benötigen keine Energiezufuhr. Der Verriegelungskopf im Bereich des Auslegerfußpunktes verriegelt beidseitig im Fußstück der auszuschiebenden Teleskopstufe und entbolzt sie unmittelbar danach aus der nächstgrößeren Auslegersektion. Nachdem jeweils eine Teleskopstufe austeleskopiert ist, wird diese verbolzt. Der Verriegelungskopf wird dann entriegelt und der Teleskopierzylinder zurückgefahren. Die nächste Teleskopstufe kann ausgefahren werden. Die Teleskopiermechanik ist so aufgebaut, dass zwangsgekoppelt eine Teleskopstufe erst dann entbolzt werden kann, wenn der Teleskopierzylinder mit der Teleskopstufe verriegelt ist und umgekehrt, die Teleskopstufen werden also bei jedem Ver- und Entbolzen immer vom Teleskopierzylinder gehalten. Die Teleskopstufen haben bis zu vier Positionen für die Verbolzung mit dem nächstgrößeren Teleskopteil, womit zahlreiche Ausfahrzustände des Auslegers ermöglicht werden. Nach der Vorgabe der gewünschten Auslegerlänge beim Einstellen des Rüstzustandes in den Lastmomentbegrenzer können die Teleskopstufen in optimaler Ausfahrfolge und -länge, vollautomatisch austeleskopiert werden. Herkömmliche Teleskopiersysteme haben gegenüber dem Einzylinder-Teleskopiersystem besonders bei langen Auslegern ein höheres Eigengewicht. Das Auslegerfußstück ist in den beiden Seitenschildern des Oberwagenrahmens gelagert. Durch ein oder zwei Wippzylinder kann der Teleskopausleger bis zu einem Winkel von 77-83 Grad aufgerichtet werden. Um eine größere Hubhöhe oder Ausladung zu erreichen, können Teleskopausleger mit einer starren oder wippbaren Gittermastspitze verlängert werden. Um der elastischen Durchbiegung des Teleskopauslegers entgegenzuwirken, werden oft die Teleskopausleger großer Teleskopkrane zur Steigerung der Traglast und der Arbeitspräzision bei langen Auslegern und weiten Ausladungen abgespannt. Die Teleskopauslegerabspannung besteht im wesentlichen aus einer Abspannwinde, dem Abspannbock, den Abspannstangen und dem Abspannseil.

Raupenkran

Raupenkrane werden z. B. eingesetzt um eine angehobene Last verfahren zu können, was Fahrzeugkrane auf Rädern nur bedingt bei ebenen und tragfähigen Untergrund mit geringerer Last können. Sie kommen hauptsächlich bei großen Montagen im Hochbau und Anlagenbau, aber auch beim Bau von Windkraftanlagen zum Einsatz. Raupenkrane sind schwer, langsam und nicht verkehrsfähig; die Rüstzeiten sind dementsprechend lang. Für den Transport zum Einsatzort sind mehrere Lastkraftwagen und Tieflader oder Schwertransportfahrzeuge erforderlich. Aufgrund der großen Aufstandsfläche der Raupenkette zeichnet sich das Raupenfahrwerk durch eine verhältnismäßig geringe Bodenpressung aus, welche das Verfahren unter Last erleichtert. Der Antrieb des Raupenfahrwerks erfolgt hydrostatisch. Die Raupen sind gegenläufig zueinander steuerbar, wodurch das Großgerät auch auf kleinstem Raum um die eigene Achse drehen kann. Für den Transport zur Baustelle können die Raupenschiffe abgebolzt werden und getrennt zum Einsatzort transportiert werden. Der Kranaufbau ist oft gleich wie bei Gittermastautokranen. Die Antriebsleistung kommt von einem Dieselmotor im Oberwagen, welcher über ein Pumpenverteilergetriebe sämtliche Winden, das Drehwerk und das Fahrwerk antreibt. Raupenkrane kommen dann vorwiegend zum Einsatz, wenn aufgrund fehlender Baustellenstraßen und schwierigem Gelände die Bodenverhältnisse für Autokrane ungünstig sind, z.B. beim Aufbau von Windkraftanlagen. Raupenkrane kommen vorzugsweise auch bei hohen Anforderungen an die Traglast, Hubhöhe und Reichweite zum Einsatz, z.B. bei schweren Kranarbeiten im Kraftwerks- und Industriebau.

Feuerwehrkran

Dieselmotor Ein Feuerwehrkran ist ein für die Belange der Feuerwehr ausgerüsteter Autokran. Diese Kranwagen sollen überall in möglichst kurzer Zeit vor Ort einsatzbereit sein, jedoch können sich oft nur große Gemeinden diese teueren Sonderfahrzeuge leisten. Der Feuerwehrkran rückt meistens in Kombination mit dem Rüstzug aus, um z.B. umgekippte Lkw oder Waggons wieder aufzurichten oder schwere Hindernisse zu heben. Die Beladung eines Feuerwehrkrans unterscheidet sich kaum von der eines normalen Autokrans, die Gerätekästen am Fahrzeug sind jedoch sehr umfangreich auf die Belange der Feuerwehr ausgestattet. Feuerwehrkrane verfügen sowohl über gelbe, als auch über blaue Rundumkennleuchten (Sondersignalanlage). Am Fahrzeugheck sind die Kranwagen meist mit einer Bergewinde und einer Abschleppeinrichtung ausgestattet. Meist fährt noch ein Kranbegleitfahrzeug mit, das notwendige Mannschaft und zusätzliche Anschlagmittel mitführt. In Österreich werden die Feuerwehrkräne auf Grund der hohen Kosten oft von den Landesfeuerwehrverbänden angeschafft und bestimmten Feuerwehren zugeteilt, die dann für das notwendige Personal und die Erhaltung aufkommen müssen. In Niederösterreich beispielsweise sind sechs 49 t Kräne über das Bundesland verteilt. In andere Bundesländern, wie auch in Deutschland werden mit Kranverleihern Verträge zur Vefügbarkeit von großen Kränen abgeschlossen.

Siehe auch


- Schienenkran
- Schwimmkran Kategorie:Bauausführung Kategorie:Nutzfahrzeug Kategorie:Feuerwehrfahrzeug

Hydraulikzylinder

Der Hydraulikzylinder, auch hydraulischer Linearmotor genannt, ist ein hydraulischer Verbraucher. Er gehört in die Gruppe der Zylinder (Technik). Er ist das wichtigste Arbeitselement in der Hydraulik. In ihm wird die Energie aus der Hydraulikflüssigkeit), die von einem hydraulischen Druckspeicher oder einem Hydraulikpumpe geliefert wird, in eine einfach steuerbare, geradlinig wirkende Kraft umgesetzt. Hydraulikzylinder gibt es in unzähligen Bauformen, deren Kolben- und Stangendurchmesser heute genormt sind. Man unterscheidet: Differentialzylindern Ein Differentialzylinder besitzt nur auf einer Seite der Kolbenfläche eine Kolbenstange. Bild:Differentialzylinder.jpg Gleichgangzylindern Ein Gleichgangzylinder besitzt auf beiden Seiten der Kolbenfläche eine Kolbenstange. Das Volumen des ein- und ausströmenden Hydrauliköl ist deshalb immer gleich groß. Bild:Gleichgangzylinder.jpg Plungerzylinder Ein Plungerzylinder besitzt keinen eigentlichen Kolben, die Kolbenstange dient als Kolben. Der Zylinder ist einfachwirkend (Fährt hydraulisch aus, durch Fremdkraft ein). z.B. Hebebühne Bild:Plungerzylinder.jpg Teleskopzylinder besteht aus mehreren ineinander gebauten Zylindern. Wird in einfachwirkender Bauform (häufig) und in doppeltwirkender Bauform (seltener) gebaut. Bild:Teleskopzylinder.jpg Kategorie:Antriebstechnik Kategorie:Fluidtechnik Kategorie:Fluidelement

Schrägachsenmaschine

Schrägachsenmaschine(n) sind Geräte welche in der Hydraulik als Axialkolbenpumpe zur Umsetzung mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydraulische Energie (Volumenstrom, Druck) oder als Axialkolbenmotor zur Umsetzung von hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl) eingesetzt werden. Pumpen und Motoren sind im Aufbau ähnlich. Bild:Schrägachsenmaschine.jpg Prinzipieller Aufbau Siehe auch Axialkolbenmaschine Kategorie:Fluidelement Kategorie:Fluidtechnik

Schrägscheibenmaschine

Schrägscheibenmaschine(n) sind Geräte welche in der Hydraulik als Axialkolbenpumpe zur Umsetzung mechanischer Energie (Drehmoment, Drehzahl) in hydraulische Energie (Volumenstrom, Druck) oder als Axialkolbenmotor zur Umsetzung von hydraulischer Energie (Volumenstrom, Druck) in mechanische Energie (Drehmoment, Drehzahl) eingesetzt werden. Pumpen und Motoren sind im Aufbau ähnlich. Bild:Schrägscheibenmaschine.jpg Prinzipieller Aufbau Siehe auch Axialkolbenmaschine Kategorie:Fluidelement Kategorie:Fluidtechnik

Aufzugsanlage

Eine Aufzugsanlage, kurz Aufzug oder Lift genannt, ist eine Anlage, mit der Personen, Fahrzeuge oder Waren in einer beweglichen Kabine, einem Fahrkorb oder auf einer Plattform in vertikaler Richtung zwischen zwei oder mehreren Ebenen transportiert werden können. Der bewegliche Teil wird dabei auf senkrecht verlaufenden Schienen geführt. Plattform Plattform

Antriebsarten

Seilaufzug

Plattform Beim Seilaufzug hängt die Kabine an Tragseilen. Die älteste Form des Seilaufzugs war der Trommelaufzug, bei dem die Seile auf einer Trommel aufgewickelt wurden, ähnlich einer Angelschnur. Die Seile sind mit dem einen Ende fest an der Trommel befestigt. Die ersten Trommelaufzüge wurden in der Mitte des 19. Jahrhunderts gebaut und von Dampfmaschinen angetrieben. Da die Länge der Seile durch die Größe der Trommel begrenzt ist und sich der Trommelaufzug daher nicht für große Förderhöhen eignet, wurde er zunehmend vom Treibscheibenaufzug verdrängt. Beim Treibscheibenaufzug werden die Tragseile, die am einen Ende die Kabine und am anderen Ende ein Gegengewicht tragen, über eine angetriebene Rolle (Treibscheibe) geführt. Die Seile sind nicht an der Treibscheibe befestigt, sondern werden durch die Reibung gehalten und bewegt. Außerdem besitzt die Treibscheibe V-förmige Rillen, in die die Seile durch die Zugspannung gepresst werden. Der Vorteil des Treibscheibenaufzugs besteht darin, dass beliebig lange Tragseile verwendet werden können und er sich somit auch für die höchsten Hochhäuser eignet.
Das Treibscheibenprinzip wurde erstmals 1877 vom deutschen Bauingenieur Friedrich Koepe eingesetzt. Man unterscheidet verschiedene Aufhängungsarten:
Bei der 1:1-Aufhängung ist die Kabine direkt an den Seilenden befestigt. Bei der 2:1-Aufhängung sind die Seilenden an der Decke ( Schachtkopf ) des Aufzugsschachts befestigt, während Kabine und Gegengewicht je mittels einer Umlenkrolle an den Seilen hängen. So wird ein einfacher Flaschenzug erzeugt, mit dem die doppelte Nutzlast (bei halber Geschwindigkeit) gehoben werden kann.

Hydraulischer Aufzug

Bei hydraulischen Aufzügen wird die Kabine durch einen, oder mehrere, Hydraulikkolben bewegt, der gewöhnlich am