Reibung

Es gibt vier grundlegende, einfache Maschinen: Seil und Stange, Rolle, Hebel, Schiefe Ebene. Jede aufwendigere Maschine ist eine Kombination von einfachen Maschinen. Die Berechnung einfacher Maschinen erlaubt einen Einblick in die Welt der Technischen Mechanik.

Der Fahrradantrieb bietet auf engem Raum eine Fülle von Möglichkeiten, das Rechnen mit Kräften und Drehmomenten zu üben.

In einem vorangegangenen Beitrag wurde das Gleichgewicht von drei an einem Bauteil angreifenden Kräften behandelt. Dies vertiefen wir am Beispiel einer Backenbremse.

Aus den zahllosen technischen Beispielen, in denen Reibung vorkommt, greifen wir heraus: Seilbahn, Schraubverbindung, Fahrrad, einen Material-Förderkübel. Diese Beispiele werden durchgerechnet.

Die Reibung ist ein in der Mechanik durchgängig anzutreffendes Phänomen. Die Reibung wirkt zwischen Gleitflächen in Lagern, Kupplungen, Führungen, Gewinden usw.

Das Hebelsystem in Aktenordnern ist ein anschauliches Beispiel für eine einfache Mechanik. Sie sollte man sich im N+T-Unterricht nicht entgehen lassen. Hier mit Vorschlägen für ein Arbeitsblatt.

Eine ausgeklügelte Bremseinrichtung sorgt dafür, dass Bügelbretter nicht ungewollt zusammenklappen sondern in der gewünschten Arbeitshöhe festgestellt werden können. Das Bügelbrett ist ein Fall für den N+T-Unterricht. Anschauliche Skizzen des tec.LEHRERFREUNDS erleichtern dem Lehrer und den Schülern das Leben.

Wir lösen verschiedene Aufgabenvarianten aus dem Themenkreis »Mechanische Leistung«.

Das Schalten unter Last erfordert eine feinfühlige Abstimmung zwischen der Kupplung, die gerade einen Gang löst, und der, die den neuen Gang kraftschlüssig macht. Diese Abstimmung wird als Modulation bezeichnet.

In Radladern werden unterschiedliche Fahrantriebs­systeme eingesetzt. Der hydrostatische Fahrantrieb hat sich bei den unteren Lader-Größen durchgesetzt, der hydrodynamische bei Großladern. Beide Systeme sind mit Lastschalt­getrieben ausgerüstet. Wir nehmen ein solches Getriebe unter die Lupe.

Der Beitrag »Elektrische Leistung (1)« beinhaltet so viel Stoff, dass man sich ihm am besten mit Beispielrechnungen nähert.

In allen mechanischen Geräten spielt die Reibung eine wichtige Rolle. In der Regel möchte man sie unbedingt vermeiden, weil sie den Wirkungsgrad verringert. Andererseits gibt es Systeme, die ohne Reibung nicht funktionieren würden: Kupplungen und Bremsen beispielweise.

Wohl eine der wichtigsten mathematischen Größen in der Technik ist der Wirkungsgrad. Er sagt etwas darüber aus, wie gut oder wie schlecht ein Maschinensystem die ihm zugeführte Energie ausnützt. Rechnungsbeispiele verdeutlichen die Theorie.

Beim Wälzlager überträgt der Lagerzapfen Kräfte über Lagerringe und Wälzkörper (Kugeln, Rollen, Nadeln) auf das Lagergehäuse. Gegenüber der gleitenden Reibung bei Gleitlagern zeichnen sich Wälzlager durch die wesentlich geringere Rollreibung aus.

Pkw sind mit der Einscheiben-Schaltkupplung als Standardkupplung ausgestattet. In diesem Beitrag wird sie beschrieben und mit einer Zeichenaufgabe vertieft.