Taschenbuch der Antriebstechnik

von: Horst Haberhauer, Manfred Kaczmarek

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2014

ISBN: 9783446434264

Sprache: Deutsch

429 Seiten, Download: 15396 KB

Format: PDF, auch als Online-Lesen

geeignet für:

Typ: A (einfacher Zugriff)

eBook anfordern

▸

Mehr zum Inhalt

Taschenbuch der Antriebstechnik

	Vorwort	8
	Inhaltsverzeichnis	10
	1 Einleitung	18
	1.1 Historie	18
	1.2 Antriebstechnik heute	21
	1.2.1 Elektrische Antriebstechnik	21
	1.2.2 Hydraulische Antriebe	24
	1.2.3 Pneumatische Antriebe	25
	1.2.4 Resümee zur Antriebsauslegung	25
	2 Antriebssystem	27
	2.1 Definition	27
	2.2 Aufgaben	29
	2.3 Arbeitsmaschinen	30
	2.4 Bewegungsgleichungen	31
	2.4.1 Kenngrößen des Bewegungsablaufes	31
	2.4.2 Kräfte, Momente und Leistung	32
	2.4.3 Beschleunigungskräfte und -momente	33
	2.4.4 Anlaufzeit	34
	3 Antriebe	36
	3.1 Elektrische Antriebe	36
	3.1.1 Gleichstrommotor	41
	3.1.1.1 Übersicht	41
	3.1.1.2 Gleichstrommaschine	42
	3.1.1.3 Arbeitsprinzip und Aufbau	43
	3.1.1.4 Vorteile des Motors	44
	3.1.1.5 Betriebskennlinien	44
	3.1.1.6 Kleinantriebe	46
	3.1.2 Synchronmotor	47
	3.1.2.1 Übersicht	47
	3.1.2.2 Aufbau und Funktionsweise	48
	3.1.2.3 Betriebsverhalten	49
	3.1.2.4 Bürstenlose Gleichstrommaschine	52
	3.1.3 Asynchronmotor	53
	3.1.3.1 Übersicht	53
	3.1.3.2 Aufbau und Funktionsweise	54
	3.1.3.3 Einphasen-Asynchronmaschine	58
	3.1.4 Schrittmotor	58
	3.1.4.1 Übersicht	58
	3.1.4.2 Ausführungen	59
	3.1.4.3 Betriebsarten	61
	3.1.4.4 Betriebskennlinien	62
	3.1.5 Direktantriebe	63
	3.1.5.1 Übersicht	63
	3.1.5.2 Drehende Direktantriebe	64
	3.1.5.3 Direkte Linearantriebe	65
	3.1.5.4 Direktantriebe für sehr kleine Wege	69
	3.2 Pneumatische Antriebe	70
	3.2.1 Übersicht	70
	3.2.1.1 Vorteile von pneumatischen Antrieben	72
	3.2.1.2 Nachteile von pneumatischen Antrieben	73
	3.2.1.3 Drucklufterzeugung, Verteilung und Aufbereitung	74
	3.2.1.4 Ventile und Ventilinseln	74
	3.2.1.5 Sensorik	75
	3.2.2 Pneumatische Rotationsantriebe	76
	3.2.3 Schwenkantrieb	77
	3.2.4 Zylinderantrieb	78
	3.2.5 Pneumatischer Muskel	80
	3.2.6 Bewegungssteuerung von pneumatischen Antrieben	81
	3.2.6.1 Schaltpneumatik	81
	3.2.6.2 Servopneumatik	82
	3.3 Hydromotor	84
	3.3.1 Pumpe – Motor	84
	3.3.1.1 Hydrostatische Leistungsübertragung	84
	3.3.1.2 Verdrängerprinzipien	85
	3.3.1.3 Hydrosystem	88
	3.3.2 Schwenkmotor	90
	3.3.3 Hydrozylinder	92
	4 Kupplungen und Bremsen	96
	4.1 Starre Kupplungen	98
	4.1.1 Kraftschlüssige Kupplungen	99
	4.1.1.1 Scheibenkupplung	99
	4.1.1.2 Spannelementkupplung	100
	4.1.1.3 Schalenkupplung	101
	4.1.2 Formschlüssige Kupplungen	102
	4.1.2.1 Schalenkupplung	102
	4.1.2.2 Stirnverzahnung	103
	4.2 Ausgleichskupplungen	104
	4.2.1 Bogenzahnkupplung	106
	4.2.1.1 Besonderheiten der Bogenzahnkupplung	107
	4.2.1.2 Eigenschaften der Bogenzahnkupplung	109
	4.2.1.3 Varianten der Bogenzahnkupplung	109
	4.2.2 Kreuzscheibenkupplung (Oldham-Kupplung)	110
	4.2.2.1 Kinematik der Kreuzscheibenkupplung	111
	4.2.2.2 Eigenschaften der Kreuzscheibenkupplung	112
	4.2.3 Ringspann-Ausgleichskupplung	112
	4.2.4 Gelenke und Gelenkwellen	113
	4.2.4.1 Kreuzgelenk	114
	4.2.4.2 Doppelkreuzgelenk	116
	4.2.4.3 Gleichlaufgelenke	117
	4.2.4.4 Gleichlauf-Festgelenke	117
	4.2.4.5 Gleichlauf-Verschiebegelenke	119
	4.2.5 Parallelkurbelkupplung	120
	4.2.5.1 Kinematik der Parallelkurbelkupplung	120
	4.2.5.2 Eigenschaften der Parallelkurbelkupplung	121
	4.3 Elastische Kupplungen	122
	4.3.1 Metallelastische Kupplungen	129
	4.3.1.1 Eigenschaften metallelastischer Kupplungen	130
	4.3.1.2 Beispiele für metallelastische Kupplungen	130
	4.3.2 Elastomerkupplungen	133
	4.3.2.1 Eigenschaften von Elastomerkupplungen	134
	4.3.2.2 Werkstoffe für Elastomerkupplungen	134
	4.3.2.3 Beispiele für Elastomerkupplungen	135
	4.3.2.4 Hinweise für die Auswahl von Elastomerkupplungen	139
	4.3.3 Luftfederkupplung	140
	4.4 Formschlüssige Schaltkupplungen	141
	4.4.1 Ziehkeilkupplungen	142
	4.4.2 Klauenkupplungen	143
	4.4.3 Zahnkupplungen	145
	4.5 Kraftschlüssige Schaltkupplungen	148
	4.5.1 Backen- und Bandkupplungen	155
	4.5.2 Kegelkupplungen	157
	4.5.3 Einscheibenkupplungen	159
	4.5.4 Lamellenkupplungen	161
	4.6 Überlastkupplungen	163
	4.6.1 Entwicklung der Überlastkupplungstechnik	163
	4.6.2 Wirkungsweise von Überlastkupplungen (Sicherheitskupplungen)	164
	4.6.3 Bauformen	165
	4.6.3.1 Rutschkupplung	165
	4.6.3.2 Brechbolzenkupplung	167
	4.6.3.3 Überlastkupplung (mechanische Sicherheitskupplung)	169
	4.6.3.4 Durchrastkupplung (Kugelrastkupplung)	169
	4.6.3.5 Winkelsynchronkupplung (Wiedereinrastung nach 360°)	171
	4.6.3.6 Gesperrte Kupplung	171
	4.6.3.7 Freischaltende Kupplung	171
	4.6.3.8 Auslegung von Überlastkupplungen	173
	4.6.3.9 Permanentmagnetkupplung	173
	4.6.3.10 Synchronkupplung	174
	4.6.3.11 Hysteresekupplung	174
	4.7 Anlaufkupplungen	176
	4.7.1 Fliehkraftkupplungen	177
	4.7.1.1 Fliehkörperkupplungen	178
	4.7.1.2 Füllkörperkupplungen	181
	4.7.2 Hydrodynamische Kupplungen und Bremsen	182
	4.7.2.1 Übertragungsverhalten hydrodynamischer Kupplungen	184
	4.7.2.2 Hydrodynamische Kupplung als Anfahr- und Sicherheitskupplung	186
	4.7.2.3 Hydrodynamische Bremse	190
	4.8 Freilaufkupplungen	191
	4.8.1 Bauformen und Funktionsweise	192
	4.8.2 Allgemeines Funktionskriterium für Freiläufe	194
	4.8.3 Aufbau von Freilaufkupplungen	195
	4.8.3.1 Klemmrollenfreilauf	195
	4.8.3.2 Klemmkörperfreilauf	196
	4.8.3.3 Arten von Anfederungen	197
	4.8.4 Schmierung	199
	4.8.5 Einteilung aus industrieller Sicht	199
	4.8.6 Vor- und Nachteile verschiedener Freilaufbauformen	201
	4.8.7 Einsatzgebiete und Anwendungsbeispiele	202
	4.9 Bremsen	204
	4.9.1 Backenbremsen	205
	4.9.2 Scheibenbremsen	206
	4.9.3 Lamellenbremsen	212
	4.9.3.1 Funktion und Anwendung – Überblick	212
	4.9.3.2 Dimensionierung von Lamellenbremsen	215
	5 Getriebe	227
	5.1 Getriebe mit konstanter Übersetzung	229
	5.1.1 Rädergetriebe	229
	5.1.1.1 Stirnradgetriebe	231
	5.1.1.2 Winkelgetriebe	237
	5.1.1.3 Planetengetriebe	247
	5.1.1.4 Exzentrische Umlaufgetriebe	262
	5.1.2 Zugmittelgetriebe	265
	5.1.2.1 Riemen	267
	5.1.2.2 Dimensionierung der Riemengetriebe	270
	5.1.2.3 Ketten	273
	5.1.2.4 Dimensionierung der Kettengetriebe	274
	5.1.3 Hubgetriebe	276
	5.1.3.1 Spindel-Hubgetriebe	277
	5.1.3.2 Zahnstangen-Hubgetriebe	289
	5.1.3.3 Schubketten-Hubgetriebe	290
	5.1.3.4 Zugmittel-Hubgetriebe	291
	5.2 Getriebe mit veränderlicher Übersetzung	293
	5.2.1 Rädergetriebe	293
	5.2.1.1 Schalten ohne Last	297
	5.2.1.2 Schalten mit Last	301
	5.2.2 Reibradgetriebe	303
	5.2.3 Stufenlose Getriebe mit Leistungsverzweigung	305
	5.3 Fluidgetriebe	307
	5.3.1 Hydrostatische Getriebe	307
	5.3.1.1 Aufbau	307
	5.3.1.2 Berechnungsgrundlagen	309
	5.3.1.3 Bauformen und Anwendungsbeispiele	311
	5.3.1.4 Hydrostatischer Fahrantrieb	312
	5.3.2 Hydrodynamische Getriebe	316
	5.3.2.1 Übertragungsverhalten hydrodynamischer Getriebe	317
	5.3.2.2 Hydrodynamische Getriebe in mobilen Anwendungen	321
	5.3.2.3 Hydrodynamische Getriebe in stationären Anwendungen	323
	6 Messsysteme für E-Antriebe	328
	6.1 Einleitung	328
	6.2 Messsysteme	329
	6.3 Messsignale	332
	6.4 Einsatz der Geber	336
	6.5 Arbeitsweise	338
	6.5.1 Tachogenerator	338
	6.5.2 Resolver	339
	6.5.3 Inkrementelle Impulsgeber	339
	6.5.4 Sinus-Cosinus-Geber	340
	6.5.5 Absolutwertgeber	341
	6.5.6 Drehgeber auf Hall-Effekt-Basis	343
	6.5.7 TTL-Geber	344
	6.5.8 HTL-Geber	344
	6.5.8.1 Geberausführungen	344
	6.5.8.2 Signalgewinnung	346
	6.6 Sondermessungen	347
	7 Stromrichter für die Antriebstechnik	350
	7.1 Aufbau und Betrieb	350
	7.2 Elektronische Schalter (Ventile)	351
	7.2.1 Dioden	351
	7.2.2 Thyristoren	352
	7.2.3 Transistoren	352
	7.2.4 Schutz und Kühlung von Halbleiterschaltern	353
	7.3 Stromrichter für Antriebe	354
	7.3.1 Spannungseinstellung	355
	7.3.2 Netzgeführte Stromrichter	355
	7.3.3 Selbstgeführte Gleichstromsteller	357
	7.3.4 Wechselstromsteller – Sanftanlaufgerät	358
	7.3.5 Frequenzumrichter – Übersicht	360
	7.3.5.1 Frequenzumrichter (Hardware)	361
	7.3.5.2 Wechselrichter MSR	363
	7.3.5.3 Netzgleichrichter und Netzrückwirkungen	364
	7.3.5.4 Energierichtung und Bremsenergie	365
	7.3.5.5 Bauformen	367
	7.3.5.6 Betrieb und Software	367
	7.3.5.7 Steuerung des Drehfeldmotors	368
	7.3.5.8 Regelung – Drehmoment	369
	7.3.5.9 Integrierte Sicherheitsfunktionen	371
	7.3.5.10 Automatisierungssysteme – Leitsystem	372
	7.3.5.11 Motion Control	373
	7.3.5.12 Was ist EMV?	373
	7.3.5.13 Umrichter-Auswahl	374
	7.5.3.14 Drehspannungserzeugung	374
	8 Energieeffizienz	377
	8.1 Einleitung	377
	8.2 Forderungen an die Antriebe	378
	8.3 Sparsamer Energieeinsatz	380
	8.4 Nutzung der Bremsenergie	380
	8.4.1 Rückspeisung ins Netz	380
	8.4.2 Energieaustausch zwischen Antrieben (DC-Schiene)	381
	8.4.3 Energiespeicherung in einem Kondensator	381
	8.5 Energiesparmotoren	381
	8.6 IE-Klassen	383
	8.7 Geführte Rampen bei Hoch- und Bremslauf	383
	8.8 Stoffmengenregelung	384
	8.9 Energiesparkennlinie am Umrichter	386
	8.10 Getriebe mit hohem Wirkungsgrad und Leichtlaufölen	387
	8.11 Energy-Monitoring-System und Energierückgewinnung	387
	8.12 Checkliste zur Energieeinsparung:	389
	9 Anwendungen	391
	9.1 Solartracker-Positionierung mit Getriebemotoren	391
	9.1.1 Einleitung	391
	9.1.2 Mechanische Konstruktion	392
	9.1.3 Antriebstechnik	393
	9.1.4 Nachführung	395
	9.2 Servogetriebe in der Lebensmittelbranche	396
	9.2.1 Einleitung	396
	9.2.2 Sauberer Schnitt mit Ultraschall	397
	9.2.3 Anlagenkonstruktion	398
	9.2.4 Großes Handlingsportal	399
	9.2.5 Hygieneanforderungen	401
	9.2.6 Umrichter mit integrierter Steuerung	402
	9.3 Industriegetriebe für Turbinenschweißanlagen	403
	9.3.1 Einleitung	403
	9.3.2 Positionierung großer Massen	404
	9.3.3 Leistungsstarke Antriebstechnik	406
	9.3.4 Bequeme Anlagensteuerung	407
	9.4 Hydrostatischer Antrieb	408
	9.4.1 Leistungsverzweigung	408
	9.4.2 Drehzahlentkoppelter Antrieb	412
	9.5 Automatisierungstechnik an Druckmaschinen	414
	9.5.1 Automationstechnik	414
	9.5.1.1 Antriebstechnik	415
	9.5.1.2 Steuerungstechnik	417
	9.5.2 Elektronische Welle	418
	9.5.3 Prozessregler	419
	9.5.4 Trends in der Automatisierung	419
	Sachwortverzeichnis	422

Taschenbuch der Antriebstechnik

von: Horst Haberhauer, Manfred Kaczmarek

Taschenbuch der Antriebstechnik

Kategorien

eBooks