Der Hebel

Mit einem Hebel kann man mit wenig Aufwand viel Kraft erzeugen. Hebel wandeln Kräfte um, deshalb ist der Hebel ein Kraftwandler.

• Es gibt gerade, gebogene und winklige Hebel.
• Der Hebel besteht aus einem festen (=starren) Körper und einem Drehpunkt. 
  Beispiel: Wippe für Kinder. Es gibt 1-seitige und 2-seitige Hebel.
• Beim Hebel unterscheidet man Kraftarm und Lastarm.
• Kraftarm: geht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Kraft.
  Lastarm: geht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Last.
• Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn gilt: Kraft mal Kraftarm = Last mal Lastarm

 

Die Rolle

Man unterscheidet die feste Rolle und die lose Rolle.

Feste Rolle	Lose Rolle
Drehpunkt ist fest	Drehpunkt ist beweglich (=lose)
Eine feste Rolle wirkt wie 2-seitiger Hebel mit gleichlangen Armen.	Die Last wird vom Seil getragen, das um die Rolle läuft. Die Last verteilt sich auf beide Seilstücke.
Eine feste Rolle lenkt die Kraft um: Sie verändert nur die Richtung, nicht die Größe der Kraft.	Das freie Seilstück trägt nur die halbe Last. Eine lose Rolle halbiert die Kraft.
Beispiel: Falzmaschinen, Transportanlagen	Beispiel: In Lackiermaschinen halten lose Rollen die Spannung konstantgleichbleibend, beständig an der Materialbahn.

Rollen-Flaschenzug

Der Rollen-Flaschenzug besteht aus mehreren festen und losen Rollen, über die das Seil läuft. Wenn man berechnen will, wie groß die Kraft am freien Ende des Seils ist, muss man die Last durch die Anzahl der Tragseile des Flaschenzugs teilen.

Der Keil

Keile sind die Grundform für Werkzeuge zum Schneiden und Trennen. Die beiden Wangen des Keils bilden den Keilwinkel. Bei Schneidwerkzeugen ist die Größe des Keilwinkels abgestimmt auf die Härte des Werkstoffs, den man schneidet.

Das heißt:

• Der Keilwinkel ist zu groß , dann kann man den Werkstoff schlecht schneiden.
• Der Keilwinkel ist zu klein ist, dann kann die Schneide des Werkzeugs abbrechen.

Schneidemaschine:

Die Messerschneiden der Schneidemaschine haben eine Keilform. Der Keilwinkel heißt hier Messerwinkel. Die Größe des Messerwinkels ist abhängig vom Material.

• Für weiche Bedruckstoffe wie Saugpost ist ein Messerwinkel von 19⁰  gut.
• Für Manilakarton ist ein Messerwinkel von 24⁰  am besten.

In der Praxis schneidet man sehr unterschiedliche Materialien. Deshalb verwendet man meistens einen mittleren Messerwinkel von 22⁰ .

 

Man unterscheidet 4 Schnitt-Arten, je nach der Bewegung des Messers:

• Parallel-Senkrechtschnitt      
• Parallel-Schrägschnitt
• Schwing-Senkrechtschnitt
• Schwing-Schrägschnitt

Parallel-Senkrechtschnitt

M = Messer, S = Stapel, T = Tisch

• Die Messerschneide bleibt parallel zur Stapel-Oberfläche.
• Die Schneide schneidet senkrecht durch den Stapel.
• Der Schneiddruck muss hoch sein.
• Die Stoßbelastung der Maschine ist groß.
• Verwendung: Gummi, Kork, Dämmplatten, Papier, Kunststoffen, Textilien stanzen

Parallel-Schrägschnitt    

• Die Messerschneide bleibt parallel zur Stapel-Oberfläche.
• Die Schneide schneidet schräg durch den Stapel.
• Der Schneiddruck hängt ab von Stapelhöhe, Stapelgröße, Papierfestigkeit.
• Die Stoßbelastung der Maschine ist groß.
• Das Messer wirkt als Keil und auch als Säge mit sehr kleinen Zähnen.
• Der Druck des Pressbalkens auf den Stapel muss hoch sein, damit sich der Stapel nicht verschiebt.
• Verwendung: Papier und Karton schneiden

Schwing-Senkrechtschnitt

• Das Messer ist schräg zur Stapel-Oberfläche.
• Bei der Abwärts-Bewegung trifft das Messer zuerst auf eine Kante des Stapels.
  Die Schrägstellung wird kleiner.
  Unten ist die Schneide parallel zur Tisch-Oberfläche.
• Verwendung: sehr elastisches Metall schneiden

Schwing-Schrägschnitt

• Das Messer ist schräg zur Stapel-Oberfläche.
• Die Schneide macht eine Weg-Kurve. Das Messer trifft nicht mit einem Schlag auf den Stapel, sondern in einer kurvenartigen Bahn. Das Messer schneidet beim Schwingen von links nach rechts, weg von der normalen Seitenanlage. Unten ist die Schneide parallel zur Tisch-Oberfläche.
• Grund für die Kurve:
  Die beiden Schrägführungen des Messers liegen nicht genau parallel zueinander.
• Das Messer wirkt als Keil und auch als Säge mit sehr kleinen Zähnen.
• Vorteile:
  Der Schnitt braucht weniger Kraft als der Parallel-Senkrechtschnitt.
  Der Schnitt geht leichter.
  Es gibt weniger Materialstau.
  Das Messer wird geschont.

 

Bei manchen Schnellschneidern kann man auswählen, welchen Schnitt man einstellt:
Parallel-Senkrechtschnitt oder Parallel-Schrägschnitt.

Schrauben, Muttern, Gewinde

Schrauben verwendet man für feste und bewegliche Verbindungen. Jede Schraube hat ein Gewinde im Schrauben-Schaft. Durch das Gewinde sitzt die Schraube fest.

Das Gewinde hat die Form einer Linie. Die Gewinde-Gänge haben unterschiedliche Formen: Sie können spitz, flach, rund, wie ein Trapez oder wie eine Säge sein.

Beispiel Rund-Gewinde:  Sockel der Glühlampe.

Rechtsgängige Gewinde sind am häufigsten. Beim Einschrauben dreht man eine rechtsgängige Schraube im Uhrzeigersinn, also nach rechts.

Linksgängige Gewinde sind für Verbindungen, die sich bei Belastung von selbst lösen würden, z.B. Kreissägen, Spannschlösser, Kupplungen, Schleifscheiben, Kurbeln.

Hauptgruppen von Schrauben:

• Befestigungsschrauben
• Bewegungsschrauben.

Auch mit Stiften und Keilen kann man Sachen miteinander verbinden.

Bewegungsschrauben

Bewegungsschrauben übertragen und übersetzen Bewegungen. Bewegungsschrauben müssen oft eine große Belastung aushalten, deshalb haben sie oft Flachgewinde oder Trapezgewinde.

Beispiele:

• Bücherpressen
• Drucker-Handpressen (Schraube aus Holz = Spindel erzeugt den Anpressdruck)
• Einfache Schneidemaschinen. Hier wird der Pressbalken mit einer Schraube bewegt, an der ein Handrad ist.

Bewegungsschrauben heben und senken Stapeltische. Sie stellen Regulierhebel und Zeiger ein.
 

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Übung