Haberhauer / Kaczmarek Taschenbuch der Antriebstechnik
1. Auflage 2014
ISBN: 978-3-446-43426-4
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
E-Book, Deutsch, 429 Seiten
ISBN: 978-3-446-43426-4
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Das "Taschenbuch der Antriebstechnik" beschreibt die wichtigsten antriebstechnischen Komponenten und ihr Verhalten beim Anfahren und im Betrieb einer Anlage. Da es eine Vielzahl von verschiedenen Maschinen und Anlagen gibt, sind auch deren Antriebssysteme unterschiedlich aufgebaut und kombiniert.
Außer den "klassischen" Maschinen und Anlagen werden auch spezielle Themen der Antriebstechnik in den einzelnen Kapiteln behandelt.
Des Weiteren werden im Buch die antriebstechnischen Berechnungen und eine umfangreiche Beispielsammlung von antriebstechnischen Situationen aufgeführt und erläutert. Berechnungen und Beispiele werden durch Skizzen und Bilder zusätzlich ergänzt.
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1;Vorwort;8
2;Inhaltsverzeichnis;10
3;1 Einleitung;18
3.1;1.1 Historie;18
3.2;1.2 Antriebstechnik heute;21
3.2.1;1.2.1 Elektrische Antriebstechnik;21
3.2.2;1.2.2 Hydraulische Antriebe;24
3.2.3;1.2.3 Pneumatische Antriebe;25
3.2.4;1.2.4 Resümee zur Antriebsauslegung;25
4;2Antriebssystem;27
4.1;2.1 Definition;27
4.2;2.2 Aufgaben;29
4.3;2.3 Arbeitsmaschinen;30
4.4;2.4 Bewegungsgleichungen;31
4.4.1;2.4.1 Kenngrößen des Bewegungsablaufes;31
4.4.2;2.4.2 Kräfte, Momente und Leistung;32
4.4.3;2.4.3 Beschleunigungskräfte und -momente;33
4.4.4;2.4.4 Anlaufzeit;34
5;3Antriebe;36
5.1;3.1 Elektrische Antriebe;36
5.1.1;3.1.1 Gleichstrommotor;41
5.1.1.1;3.1.1.1 Übersicht;41
5.1.1.2;3.1.1.2 Gleichstrommaschine;42
5.1.1.3;3.1.1.3 Arbeitsprinzip und Aufbau;43
5.1.1.4;3.1.1.4 Vorteile des Motors;44
5.1.1.5;3.1.1.5 Betriebskennlinien;44
5.1.1.6;3.1.1.6 Kleinantriebe;46
5.1.2;3.1.2 Synchronmotor;47
5.1.2.1;3.1.2.1 Übersicht;47
5.1.2.2;3.1.2.2 Aufbau und Funktionsweise;48
5.1.2.3;3.1.2.3 Betriebsverhalten;49
5.1.2.4;3.1.2.4 Bürstenlose Gleichstrommaschine;52
5.1.3;3.1.3 Asynchronmotor;53
5.1.3.1;3.1.3.1 Übersicht;53
5.1.3.2;3.1.3.2 Aufbau und Funktionsweise;54
5.1.3.3;3.1.3.3 Einphasen-Asynchronmaschine;58
5.1.4;3.1.4 Schrittmotor;58
5.1.4.1;3.1.4.1 Übersicht;58
5.1.4.2;3.1.4.2 Ausführungen;59
5.1.4.3;3.1.4.3 Betriebsarten;61
5.1.4.4;3.1.4.4 Betriebskennlinien;62
5.1.5;3.1.5 Direktantriebe;63
5.1.5.1;3.1.5.1 Übersicht;63
5.1.5.2;3.1.5.2 Drehende Direktantriebe;64
5.1.5.3;3.1.5.3 Direkte Linearantriebe;65
5.1.5.4;3.1.5.4 Direktantriebe für sehr kleine Wege;69
5.2;3.2 Pneumatische Antriebe;70
5.2.1;3.2.1 Übersicht;70
5.2.1.1;3.2.1.1 Vorteile von pneumatischen Antrieben;72
5.2.1.2;3.2.1.2 Nachteile von pneumatischen Antrieben;73
5.2.1.3;3.2.1.3 Drucklufterzeugung, Verteilung und Aufbereitung;74
5.2.1.4;3.2.1.4 Ventile und Ventilinseln;74
5.2.1.5;3.2.1.5 Sensorik;75
5.2.2;3.2.2 Pneumatische Rotationsantriebe;76
5.2.3;3.2.3 Schwenkantrieb;77
5.2.4;3.2.4 Zylinderantrieb;78
5.2.5;3.2.5 Pneumatischer Muskel;80
5.2.6;3.2.6 Bewegungssteuerung von pneumatischen Antrieben;81
5.2.6.1;3.2.6.1 Schaltpneumatik;81
5.2.6.2;3.2.6.2 Servopneumatik;82
5.3;3.3 Hydromotor;84
5.3.1;3.3.1 Pumpe – Motor;84
5.3.1.1;3.3.1.1 Hydrostatische Leistungsübertragung;84
5.3.1.2;3.3.1.2 Verdrängerprinzipien;85
5.3.1.3;3.3.1.3 Hydrosystem;88
5.3.2;3.3.2 Schwenkmotor;90
5.3.3;3.3.3 Hydrozylinder;92
6;4Kupplungen und Bremsen;96
6.1;4.1 Starre Kupplungen;98
6.1.1;4.1.1 Kraftschlüssige Kupplungen;99
6.1.1.1;4.1.1.1 Scheibenkupplung;99
6.1.1.2;4.1.1.2 Spannelementkupplung;100
6.1.1.3;4.1.1.3 Schalenkupplung;101
6.1.2;4.1.2 Formschlüssige Kupplungen;102
6.1.2.1;4.1.2.1 Schalenkupplung;102
6.1.2.2;4.1.2.2 Stirnverzahnung;103
6.2;4.2 Ausgleichskupplungen;104
6.2.1;4.2.1 Bogenzahnkupplung;106
6.2.1.1;4.2.1.1 Besonderheiten der Bogenzahnkupplung;107
6.2.1.2;4.2.1.2 Eigenschaften der Bogenzahnkupplung;109
6.2.1.3;4.2.1.3 Varianten der Bogenzahnkupplung;109
6.2.2;4.2.2 Kreuzscheibenkupplung (Oldham-Kupplung);110
6.2.2.1;4.2.2.1 Kinematik der Kreuzscheibenkupplung;111
6.2.2.2;4.2.2.2 Eigenschaften der Kreuzscheibenkupplung;112
6.2.3;4.2.3 Ringspann-Ausgleichskupplung;112
6.2.4;4.2.4 Gelenke und Gelenkwellen;113
6.2.4.1;4.2.4.1 Kreuzgelenk;114
6.2.4.2;4.2.4.2 Doppelkreuzgelenk;116
6.2.4.3;4.2.4.3 Gleichlaufgelenke;117
6.2.4.4;4.2.4.4 Gleichlauf-Festgelenke;117
6.2.4.5;4.2.4.5 Gleichlauf-Verschiebegelenke;119
6.2.5;4.2.5 Parallelkurbelkupplung;120
6.2.5.1;4.2.5.1 Kinematik der Parallelkurbelkupplung;120
6.2.5.2;4.2.5.2 Eigenschaften der Parallelkurbelkupplung;121
6.3;4.3 Elastische Kupplungen;122
6.3.1;4.3.1 Metallelastische Kupplungen;129
6.3.1.1;4.3.1.1 Eigenschaften metallelastischer Kupplungen;130
6.3.1.2;4.3.1.2 Beispiele für metallelastische Kupplungen;130
6.3.2;4.3.2 Elastomerkupplungen;133
6.3.2.1;4.3.2.1 Eigenschaften von Elastomerkupplungen;134
6.3.2.2;4.3.2.2 Werkstoffe für Elastomerkupplungen;134
6.3.2.3;4.3.2.3 Beispiele für Elastomerkupplungen;135
6.3.2.4;4.3.2.4 Hinweise für die Auswahl von Elastomerkupplungen;139
6.3.3;4.3.3 Luftfederkupplung;140
6.4;4.4 Formschlüssige Schaltkupplungen;141
6.4.1;4.4.1 Ziehkeilkupplungen;142
6.4.2;4.4.2 Klauenkupplungen;143
6.4.3;4.4.3 Zahnkupplungen;145
6.5;4.5 Kraftschlüssige Schaltkupplungen;148
6.5.1;4.5.1 Backen- und Bandkupplungen;155
6.5.2;4.5.2 Kegelkupplungen;157
6.5.3;4.5.3 Einscheibenkupplungen;159
6.5.4;4.5.4 Lamellenkupplungen;161
6.6;4.6 Überlastkupplungen;163
6.6.1;4.6.1 Entwicklung der Überlastkupplungstechnik;163
6.6.2;4.6.2 Wirkungsweise von Überlastkupplungen (Sicherheitskupplungen);164
6.6.3;4.6.3 Bauformen;165
6.6.3.1;4.6.3.1 Rutschkupplung;165
6.6.3.2;4.6.3.2 Brechbolzenkupplung;167
6.6.3.3;4.6.3.3 Überlastkupplung (mechanische Sicherheitskupplung);169
6.6.3.4;4.6.3.4 Durchrastkupplung (Kugelrastkupplung);169
6.6.3.5;4.6.3.5 Winkelsynchronkupplung (Wiedereinrastung nach 360°);171
6.6.3.6;4.6.3.6 Gesperrte Kupplung;171
6.6.3.7;4.6.3.7 Freischaltende Kupplung;171
6.6.3.8;4.6.3.8 Auslegung von Überlastkupplungen;173
6.6.3.9;4.6.3.9 Permanentmagnetkupplung;173
6.6.3.10;4.6.3.10 Synchronkupplung;174
6.6.3.11;4.6.3.11 Hysteresekupplung;174
6.7;4.7 Anlaufkupplungen;176
6.7.1;4.7.1 Fliehkraftkupplungen;177
6.7.1.1;4.7.1.1 Fliehkörperkupplungen;178
6.7.1.2;4.7.1.2 Füllkörperkupplungen;181
6.7.2;4.7.2 Hydrodynamische Kupplungen und Bremsen;182
6.7.2.1;4.7.2.1 Übertragungsverhalten hydrodynamischer Kupplungen;184
6.7.2.2;4.7.2.2 Hydrodynamische Kupplung als Anfahr- und Sicherheitskupplung;186
6.7.2.3;4.7.2.3 Hydrodynamische Bremse;190
6.8;4.8 Freilaufkupplungen;191
6.8.1;4.8.1 Bauformen und Funktionsweise;192
6.8.2;4.8.2 Allgemeines Funktionskriterium für Freiläufe;194
6.8.3;4.8.3 Aufbau von Freilaufkupplungen;195
6.8.3.1;4.8.3.1 Klemmrollenfreilauf;195
6.8.3.2;4.8.3.2 Klemmkörperfreilauf;196
6.8.3.3;4.8.3.3 Arten von Anfederungen;197
6.8.4;4.8.4 Schmierung;199
6.8.5;4.8.5 Einteilung aus industrieller Sicht;199
6.8.6;4.8.6 Vor- und Nachteile verschiedener Freilaufbauformen;201
6.8.7;4.8.7 Einsatzgebiete und Anwendungsbeispiele;202
6.9;4.9 Bremsen;204
6.9.1;4.9.1 Backenbremsen;205
6.9.2;4.9.2 Scheibenbremsen;206
6.9.3;4.9.3 Lamellenbremsen;212
6.9.3.1;4.9.3.1 Funktion und Anwendung – Überblick;212
6.9.3.2;4.9.3.2 Dimensionierung von Lamellenbremsen;215
7;5Getriebe;227
7.1;5.1 Getriebe mit konstanter Übersetzung;229
7.1.1;5.1.1 Rädergetriebe;229
7.1.1.1;5.1.1.1 Stirnradgetriebe;231
7.1.1.2;5.1.1.2 Winkelgetriebe;237
7.1.1.3;5.1.1.3 Planetengetriebe;247
7.1.1.4;5.1.1.4 Exzentrische Umlaufgetriebe;262
7.1.2;5.1.2 Zugmittelgetriebe;265
7.1.2.1;5.1.2.1 Riemen;267
7.1.2.2;5.1.2.2 Dimensionierung der Riemengetriebe;270
7.1.2.3;5.1.2.3 Ketten;273
7.1.2.4;5.1.2.4 Dimensionierung der Kettengetriebe;274
7.1.3;5.1.3 Hubgetriebe;276
7.1.3.1;5.1.3.1 Spindel-Hubgetriebe;277
7.1.3.2;5.1.3.2 Zahnstangen-Hubgetriebe;289
7.1.3.3;5.1.3.3 Schubketten-Hubgetriebe;290
7.1.3.4;5.1.3.4 Zugmittel-Hubgetriebe;291
7.2;5.2 Getriebe mit veränderlicher Übersetzung;293
7.2.1;5.2.1 Rädergetriebe;293
7.2.1.1;5.2.1.1 Schalten ohne Last;297
7.2.1.2;5.2.1.2 Schalten mit Last;301
7.2.2;5.2.2 Reibradgetriebe;303
7.2.3;5.2.3 Stufenlose Getriebe mit Leistungsverzweigung;305
7.3;5.3 Fluidgetriebe;307
7.3.1;5.3.1 Hydrostatische Getriebe;307
7.3.1.1;5.3.1.1 Aufbau;307
7.3.1.2;5.3.1.2 Berechnungsgrundlagen;309
7.3.1.3;5.3.1.3 Bauformen und Anwendungsbeispiele;311
7.3.1.4;5.3.1.4 Hydrostatischer Fahrantrieb;312
7.3.2;5.3.2 Hydrodynamische Getriebe;316
7.3.2.1;5.3.2.1 Übertragungsverhalten hydrodynamischer Getriebe;317
7.3.2.2;5.3.2.2 Hydrodynamische Getriebe in mobilen Anwendungen;321
7.3.2.3;5.3.2.3 Hydrodynamische Getriebe in stationären Anwendungen;323
8;6Messsysteme für E-Antriebe;328
8.1;6.1 Einleitung;328
8.2;6.2 Messsysteme;329
8.3;6.3 Messsignale;332
8.4;6.4 Einsatz der Geber;336
8.5;6.5 Arbeitsweise;338
8.5.1;6.5.1 Tachogenerator;338
8.5.2;6.5.2 Resolver;339
8.5.3;6.5.3 Inkrementelle Impulsgeber;339
8.5.4;6.5.4 Sinus-Cosinus-Geber;340
8.5.5;6.5.5 Absolutwertgeber;341
8.5.6;6.5.6 Drehgeber auf Hall-Effekt-Basis;343
8.5.7;6.5.7 TTL-Geber;344
8.5.8;6.5.8 HTL-Geber;344
8.5.8.1;6.5.8.1 Geberausführungen;344
8.5.8.2;6.5.8.2 Signalgewinnung;346
8.6;6.6 Sondermessungen;347
9;7Stromrichter für die Antriebstechnik;350
9.1;7.1 Aufbau und Betrieb;350
9.2;7.2 Elektronische Schalter (Ventile);351
9.2.1;7.2.1 Dioden;351
9.2.2;7.2.2 Thyristoren;352
9.2.3;7.2.3 Transistoren;352
9.2.4;7.2.4 Schutz und Kühlung von Halbleiterschaltern;353
9.3;7.3 Stromrichter für Antriebe;354
9.3.1;7.3.1 Spannungseinstellung;355
9.3.2;7.3.2 Netzgeführte Stromrichter;355
9.3.3;7.3.3 Selbstgeführte Gleichstromsteller;357
9.3.4;7.3.4 Wechselstromsteller – Sanftanlaufgerät;358
9.3.5;7.3.5 Frequenzumrichter – Übersicht;360
9.3.5.1;7.3.5.1 Frequenzumrichter (Hardware);361
9.3.5.2;7.3.5.2 Wechselrichter MSR;363
9.3.5.3;7.3.5.3 Netzgleichrichter und Netzrückwirkungen;364
9.3.5.4;7.3.5.4 Energierichtung und Bremsenergie;365
9.3.5.5;7.3.5.5 Bauformen;367
9.3.5.6;7.3.5.6 Betrieb und Software;367
9.3.5.7;7.3.5.7 Steuerung des Drehfeldmotors;368
9.3.5.8;7.3.5.8 Regelung – Drehmoment;369
9.3.5.9;7.3.5.9 Integrierte Sicherheitsfunktionen;371
9.3.5.10;7.3.5.10 Automatisierungssysteme – Leitsystem;372
9.3.5.11;7.3.5.11 Motion Control;373
9.3.5.12;7.3.5.12 Was ist EMV?;373
9.3.5.13;7.3.5.13 Umrichter-Auswahl;374
9.3.5.14;7.5.3.14 Drehspannungserzeugung;374
10;8Energieeffizienz;377
10.1;8.1 Einleitung;377
10.2;8.2 Forderungen an die Antriebe;378
10.3;8.3 Sparsamer Energieeinsatz;380
10.4;8.4 Nutzung der Bremsenergie;380
10.4.1;8.4.1 Rückspeisung ins Netz;380
10.4.2;8.4.2 Energieaustausch zwischen Antrieben (DC-Schiene);381
10.4.3;8.4.3 Energiespeicherung in einem Kondensator;381
10.5;8.5 Energiesparmotoren;381
10.6;8.6 IE-Klassen;383
10.7;8.7 Geführte Rampen bei Hoch- und Bremslauf;383
10.8;8.8 Stoffmengenregelung;384
10.9;8.9 Energiesparkennlinie am Umrichter;386
10.10;8.10 Getriebe mit hohem Wirkungsgrad und Leichtlaufölen;387
10.11;8.11 Energy-Monitoring-System und Energierückgewinnung;387
10.12;8.12 Checkliste zur Energieeinsparung:;389
11;9Anwendungen;391
11.1;9.1 Solartracker-Positionierung mit Getriebemotoren;391
11.1.1;9.1.1 Einleitung;391
11.1.2;9.1.2 Mechanische Konstruktion;392
11.1.3;9.1.3 Antriebstechnik;393
11.1.4;9.1.4 Nachführung;395
11.2;9.2 Servogetriebe in der Lebensmittelbranche;396
11.2.1;9.2.1 Einleitung;396
11.2.2;9.2.2 Sauberer Schnitt mit Ultraschall;397
11.2.3;9.2.3 Anlagenkonstruktion;398
11.2.4;9.2.4 Großes Handlingsportal;399
11.2.5;9.2.5 Hygieneanforderungen;401
11.2.6;9.2.6 Umrichter mit integrierter Steuerung;402
11.3;9.3 Industriegetriebe für Turbinenschweißanlagen;403
11.3.1;9.3.1 Einleitung;403
11.3.2;9.3.2 Positionierung großer Massen;404
11.3.3;9.3.3 Leistungsstarke Antriebstechnik;406
11.3.4;9.3.4 Bequeme Anlagensteuerung;407
11.4;9.4 Hydrostatischer Antrieb;408
11.4.1;9.4.1 Leistungsverzweigung;408
11.4.2;9.4.2 Drehzahlentkoppelter Antrieb;412
11.5;9.5 Automatisierungstechnik an Druckmaschinen;414
11.5.1;9.5.1 Automationstechnik;414
11.5.1.1;9.5.1.1 Antriebstechnik;415
11.5.1.2;9.5.1.2 Steuerungstechnik;417
11.5.2;9.5.2 Elektronische Welle;418
11.5.3;9.5.3 Prozessregler;419
11.5.4;9.5.4 Trends in der Automatisierung;419
12;Sachwortverzeichnis;422
Einleitung
Antriebssystem
Antriebe
Kupplungen und Bremsen
Getriebe
Messsysteme für E-Antriebe
Stromrichter für die Antriebstechnik
Energieeffizienz
Anwendungen
