1 Mechatronische Systeme

1 Mechatronische Systeme Bild 1, Seite 12 zeigt ein flexibles Fertigungssystem, mit dem Schneckenwellen gefertigt werden. Es sollen 50 verschiedene Schneckenwellen von 40 mm bis 140 mm Durchmesser und 300 mm bis 1000 mm Länge ohne Bediener in beliebiger Stückzahl (Losgröße) gefertigt werden. Dabei werden folgende Anforderungen an das System gestellt: • Komplettbearbeitung der Schneckenwelle von der Stange bis zum fertigen Werkstück, • automatisches Umrüsten beim Wechsel auf eine andere Werkstückvariante, • automatischer Werkzeugwechsel bei Verschleiß oder Bruch, • automatische Qualitätsüberwachung mit Protokollierung der Messdaten.

Aufbau des Systems Das flexible Fertigungssystem nach Bild 1, Seite 12 besteht in der Reihenfolge der Bearbeitung aus einem Sägeautomaten (4), einem Drehautomaten (1) mit Scheibenrevolver, Werkstück- und Werkzeugmesstaster sowie einem externen Werkzeugmagazin (8) und (9), einer Schnecken- und Nutenfräsmaschine (2) und einer Außenrundschleifmaschine (3) mit Messsteuerung. Zum Be- und Entladen der Werkzeugmaschinen 1, 2 und 3 sowie zum Werkzeugwechsel wird ein Portalroboter (5) mit zwei Parallelgreifern eingesetzt. Vor der Schneckenfräsmaschine und der Außenrundschleifmaschine befindet sich jeweils ein Werkstück-Zwischenpuffer (7). Die fertig bearbeiteten Schneckenwellen werden über ein Förderband (11) abgeführt. Ein Leitrechner (10) steuert das gesamte flexible Fertigungssystem.

Materialfluss • Die Stangenabschnitte werden vom Sägeautomaten (4) abgelängt und mit dem Portalrobotor (5) dem Drehautomaten (1) zugeführt. Dabei liefert der Sägeautomat Stangenabschnitte auf Anforderung des Drehautomaten. • Die notwendige Abläng-, Zentrier- und Drehbearbeitung der Wellen erfolgt in zwei Aufspannungen. Die Umspannung übernimmt der Portalroboter. Die Werkstückgenauigkeit wird durch Messtaster, die sich im Werkzeugrevolver befinden, überprüft. • Nach der Drehbearbeitung werden die Wellen vom Portalroboter auf einem Zwischenpuffer (7) abgelegt, damit sie bei Bedarf der Fräsmaschine (2) zugeführt werden können. Auch hier erfolgt eine Qualitätsüberwachung mit einwechselbarem Messtaster durch induktive Signalübertragung. • Nach der Fräsbearbeitung werden die Wellen vom Portalroboter auf einem weiteren Zwischenpuffer (7) abgesetzt und der Außenrundschleifmaschine (3) zugeführt. Mit einem Messkopf wird die Einhaltung der Schleiftoleranzen überwacht. • Nach Abschluss der Schleifbearbeitung werden die fertigen Schneckenwellen über ein Förderband (11) zur Weiterverwendung abtransportiert.

1 Drehteile

Im Produktionsbereich betrifft die Automatisierungstechnik nicht nur die Fertigung, Handhabung und Montage, Förderung und Lagerung von Produkten, sondern auch Planungs-, Steuerungs- und Kontrollaufgaben. Grundelemente der Automatisierungstechnik sind Rationalisierung, Mechanisierung und Automatisierung.

Werkzeugbruch wird in der Dreh- und in der Fräsmaschine durch geeignete Überwachungseinrichtungen (z. B. Infrarotüberwachung) überprüft. Bei Bedarf werden vom Portalroboter die Ersatzwerkzeuge dem Magazin (8) und (9) entnommen und in die Maschine eingewechselt sowie auf ihre korrekte Lage überprüft.

Systemsteuerung Das Auftragsvolumen für einen bestimmten Zeitraum (Tag, Woche) wird vom Produkt-Planungs-System (PPS) dem Leitrechner (10) des flexiblen Fertigungssystems übergeben. Dieser übernimmt dann folgende Aufgaben in der Fertigung (Fortsetzung auf Seite 13):

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2 Herstellen mechanischer Teilsysteme Viele Werkstoffe verhalten sich bis zu einer bestimmten Belastungsgrenze elastisch und gehen bei Überschreiten dieser Grenze in den plastischen Bereich über. Der Werkstoff-Festigkeitswert ist in der Fertigungstechnik sehr wichtig. Ein Bauteil (z. B. ein Brückenträger) darf nicht bis zu diesem Wert belastet werden, hingegen muss ein Formblech bis über diesen Wert belastet werden, um z. B. das Gehäuse der Säge daraus zu formen. Werkstoffe, die keinen elastischen und plastischen Bereich aufweisen, nennt man spröde, z. B. Guss oder auch Glas. Als Sprödigkeit bezeichnet man die Werkstoffeigenschaft, unter einer Belastung zu brechen, ohne sich nennenswert zu verformen.

Leitfähigkeit Werkstoffe haben unterschiedliche Eigenschaften, Wärme zu leiten (thermische Leitfähigkeit) oder elektrischen Strom zu transportieren (elektrische Leitfähigkeit).

Ist ein Werkstoff ein schlechter Leiter für Wärme oder Elektrizität, so spricht man von einem Isolator. Dabei kann ein guter Wärmeleiter ein elektrischer Isolator sein und umgekehrt. Ohne elektrische Isolatoren wäre z. B. die Weiterleitung des Stroms in Überlandleitungen nicht möglich; ohne thermische Isolatoren wäre die Warmwasserleitung durch Häuser zu verlustreich. Alle Metalle haben eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, z. B. Eisen, Kupfer, Aluminium. Thermische Isolatoren sind z. B. Gummi und Styropor. Elektrische Isolatoren sind beispielsweise Porzellan, Glas, Gummi und Kunststoffe. Von Magnetisierbarkeit eines Werkstoffs spricht man, wenn der Werkstoff unter der Wirkung eines anderen Magneten oder des elektrischen Stroms selbst magnetisch wird. Viele Eisenwerkstoffe sind magnetisierbar. Ein sehr wichtiger Kennwert zur Beurteilung eines Werkstoffs ist die Festigkeit. Man bezeichnet damit die mechanische Beanspruchung, die ein Werkstoff bis zum Bruch aufnehmen kann. Je nach Art der Beanspruchung wird unterschieden zwischen: • • • •

Zugfestigkeit Druckfestigkeit Biegefestigkeit Scherfestigkeit

Als Härte wird der Widerstand bezeichnet, den ein Werkstoff an seiner Oberfläche dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt. Festigkeit und Härte sind sehr wichtige Werkstoffeigenschaften, sodass zu ihrer Überprüfung spezielle Verfahren entwickelt wurden, die unter dem Namen Werkstoffprüfung zusammengefasst werden.

Werkstoffprüfung

1 Spannungs-Dehnungs-Diagramm

Aufgabe der Werkstoffprüfung ist es, das Verhalten der Werkstoffe unter bestimmten Bedingungen zu bestimmen. Die dabei gewonnenen Messwerte, die man Werkstoffkenngrößen nennt, geben Auskunft über die physikalischen Eigenschaften des geprüften Werkstoffs. Der Konstrukteur benötigt diese Kenngrößen für die Berechnung der Bauteile und der Fertigungstechniker zur Bearbeitung der Werkstoffe. Die beiden häufigsten Verfahren sind der Zugversuch und die Härteprüfung. Zugversuch (DIN EN 10 002-1)

Der Zugversuch gibt Auskunft über die Zugfestigkeit und die Dehnbarkeit eines Werkstoffs. Dazu wird ein genormter Probestab einer gleichmäßigen Zugbeanspruchung unterworfen, bis er reißt. Die aufgebrachte Zugkraft und die Längenänderung der Zugprobe werden von der Zerreißmaschine gemessen und von einem Schreiber in einem Diagramm aufgezeichnet, das man Kraft-Verlängerungs-Schaubild nennt.

2 Härteprüfung nach Brinell

Bezieht man die Zugkraft F auf den Ausgangsquerschnitt S 0 der Zugprobe, so ergibt sich ein Belastungswert pro mm2 des Werkstoffs, der als Zugspannung s bezeichnet wird.

43

Werkstofftechnik

s=

F S0

[s ] =

N mm 2

Bezieht man die Längenzunahme des Probestabs auf die Ausgangslänge, dann ergibt sich die Dehnung e des Werkstoffs.

e=

L −L0 ⋅ 100 % L0

Durch Umrechnung der Werte Zugspannung und Dehnung ergibt sich das Spannungs-Dehnungs-Diagramm, aus dem wichtige Werkstoffkenngrößen ablesbar sind. Bild 1, Seite 43 zeigt dieses Diagramm für einen allgemeinen Baustahl. • Die Streckgrenze R e bezeichnet den Punkt, an dem der Werkstoff beginnt, sich bleibend zu verformen. Diese Grenze darf der Konstrukteur niemals überschreiten. • Die Zugfestigkeit R m gibt den höchsten Wert der Zugspannung eines Werkstoffs an. Es ist der wichtigste Kennwert in der Werkstofftechnik. • Die Bruchdehnung A legt fest, wie weit der Werkstoff gedehnt werden kann, bis er zerreißt. Je höher diese Bruchdehnung eines Werkstoffs ist, um so besser lässt er sich plastisch verformen.

1 Härteprüfung nach Rockwell HRC

Technologische Eigenschaften Härteprüfungen Da bei den Härteprüfungen nur Vergleichswerte ermittelt werden, lassen sich keine Berechnungen durchführen. Auch sind die Messwerte der einzelnen Verfahren nur bedingt vergleichbar. Weil jedoch die Werkstoffhärte bei Verschleißbetrachtungen, bei den Trennverfahren in der Fertigungstechnik und als Erfolgsbeurteilung nach der Wärmebehandlung eine wichtige Rolle spielt, ist die Härteprüfung in der Technik unentbehrlich. In der Praxis werden zwei wichtige Verfahren unterschieden:

Für die Herstellung von Werkstücken und Maschinen sind die technologischen Werkstoffeigenschaften von großer Bedeutung. Dazu zählen vor allem:

Härteprüfung nach Brinell (DIN EN ISO 6506) Sie wird für weiche Werkstoffe, wie Kupfer und Aluminium und deren Legierungen, sowie für allgemeine Baustähle und Gusswerkstoffe eingesetzt. Man lässt bei dieser Prüfung eine Stahlkugel mit einer bestimmten Prüfkraft eine genau festgelegte Zeitspanne auf die Werkstückoberfläche einwirken. Die Kugel hinterlässt in der Oberfläche einen bleibenden Eindruck, der ausgemessen wird (Bild 2, Seite 43). Das Zahlenverhältnis von Prüfkraft F zur Eindruckoberfläche A bezeichnet man als Brinellhärte, z. B. 206 HB, wobei 206 den Härtewert angibt und HB die Härteprüfung nach Brinell meint. Wird anstelle der Stahlkugel die Spitze einer Diamantpyramide in die Werkstückoberfläche gedrückt, spricht man von der Härteprüfung nach Vickers (DIN EN ISO 6507-1), die für sehr dünne Werkstücke und sehr harte Werkstoffe eingesetzt wird.

Als Umformbarkeit bezeichnet man die Eigenschaft eines festen Werkstoffs, eine durch Biegen, Walzen, Ziehen, Schmieden oder Pressen bewirkte Formänderung beizubehalten. Voraussetzung dafür, dass Umformverfahren angewendet werden können, ist die Eigenschaft der Werkstoffe, sich plastisch verformen zu lassen.

• Umformbarkeit • Trennbarkeit • Fügbarkeit

Härteprüfung nach Rockwell (DIN EN ISO 6508)

Sie wird bei mittelharten bis harten Werkstoffen bevorzugt und kann mit einer Stahlkugel (HRB) oder mit einem Diamantkegel (HRC) durchgeführt werden. Das Prüfergebnis wird an der Prüfmaschine sofort abgelesen, z. B. 56 HRC (Härteprüfung nach Rockwell mit einem Kegel, Härtewert 56).

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2 Umformen

2 Herstellen mechanischer Teilsysteme Werkstoffe, die gute Umformbarkeitseigenschaften aufweisen, sind: Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, Aluminium, Kupfer, Blei, Kupfer- und Aluminiumknetlegierungen. Beim Trennen wird die Form eines festen Körpers geändert, wobei sein Zusammenhalt an der zu trennenden Stelle aufgehoben wird. Dabei stehen die spanenden Bearbeitungsverfahren im Vordergrund. Spanen ist das Abtrennen von Stoffteilchen, z. B. beim Sägen, Bohren, Drehen, Fräsen oder Schleifen.

1 Spanen

Werkstoffe, die auf diese Weise bearbeitet werden, sollten bei der Bearbeitung kurzbrechende Späne erzeugen. Die Spanabnahme muss glatt erfolgen, damit eine saubere Oberfläche entsteht. Die Wärmeleitfähigkeit muss genügend groß sein, damit der Verschleiß des Werkzeugs möglichst gering bleibt. Aus diesen Gründen sind unlegierte und niedriglegierte Stähle, Aluminium, Aluminiumlegierungen und Kupfer-Zink-Legierungen gut spanend zu bearbeiten. Schwierig spanend zu bearbeiten sind kohlenstoffhaltige Stähle, hochlegierte Stähle, Blei, Kupfer, Titanlegierungen und Verbundwerkstoffe (Bild 1). Unter der Fügbarkeit versteht man die Möglichkeit, zwei oder mehr Werkstücke miteinander zu verbinden. Dabei sind die Verbindungen, die durch Löten, Schweißen oder Kleben entstehen, als vorrangig zu betrachten. Werkstoffe, die gut schmelzbar sind, geringe Wärmeleitung besitzen, kaum Oxidschichten bilden und nicht zur Rissbildung durch Wärmespannungen neigen, sind gut schweißbar (Bild 2).

2 Fügen durch Schweißen

Zu diesen Stoffen zählen unlegierte und legierte Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt sowie Kupferlegierungen. Auch das Kleben ermöglicht eine Fügbarkeit von Metallen und Nichtmetallen. Bei den Metallen ergänzt oder ersetzt es das Nieten, Löten, Schweißen und Falzen. Besondere Vorteile bietet das Kleben, wenn verschiedene Werkstoffe miteinander verbunden werden sollen, wie z. B. Aluminium auf Stahl oder Stahl auf Glas.

Tribologische Eigenschaften Überall, wo sich die Flächen von bewegten Bauteilen gegeneinander bewegen, entstehen an den Oberflächen der Bauteile Reibung und Verschleiß. Neuere Untersuchungen zeigen, dass Reibung und Verschleiß von folgenden Faktoren abhängen: Werkstoffpaarung, Schmierstoff, Beanspruchung und Umgebungseinflüsse. 3 Gleitreibung

Legierung Metall, das aus mehreren im flüssigen Zustand gemischten Werkstoffen besteht. Spanen Die Form eines festen Körpers wird durch Abtragen von geometrisch unbestimmten Werkstoffteilchen auf mechanischem Wege geändert. Tribologie Untersucht und bewertet Verschleiß und Reibung an den Berührungsflächen von Bauteilen.

Verschleißfestigkeit Jede Werkstoffpaarung unterliegt bei Bewegung einem Verschleiß, der nur an der Oberfläche wirksam wird. Reibfestigkeit In Maschinen mit bewegten Bauteilen sind Lager, Führungen und Antriebe notwendig. Bei der Bewegung erfahren die Bauteile einen Widerstand, der Reibung genannt wird. Reibung hemmt oder verhindert die Bewegung zweier aufeinander gleitender oder aufeinander wälzender Körper. Bewegen sich zwei Flächen direkt gegeneinander, so spricht man von Gleitreibung (Bild 3).

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Aufbau der Metalle Rollreibung entsteht beim Abrollen kugeliger, zylindrischer oder ke-

geliger Körper zwischen den bewegten Maschinenteilen. Die Reibfestigkeit der Werkstoffoberfläche wird durch elastische und plastische Verformung, Erwärmung und Abschreckung herabgesetzt. Nur wenige Werkstoffe halten dieser Beanspruchung längere Zeit schadlos stand. Zwar kann durch bessere Schmierstoffe die Reibung vermindert werden; die Beseitigung der Reibung ist jedoch nicht möglich.

Übungen 1. Nehmen Sie eine grobe Einteilung der Metalle vor. 2. Wodurch unterscheiden sich Stahl und Eisen-Gusswerkstoffe? 3. Wo liegt die Grenze zwischen Leicht- und Schwermetallen? 4. Nennen Sie die drei Gruppen der Nichtmetalle.

2.2 Aufbau der Metalle Die Werkstoffeigenschaften der Metalle werden durch ihre innere Struktur bestimmt. Dabei zeigen alle Metalle einen sehr ähnlichen atomaren Aufbau (Bild 2). Betrachtet man eine glatte, metallisch reine Oberfläche, so erkennt man, dass diese Fläche Unebenheiten durch die Bearbeitung aufweist. Schaut man sich einen Schnitt durch das Werkstück unter dem Mikroskop an, so sind verschieden Bereiche zu unterscheiden, die jeweils eine einheitliche Struktur aufweisen. Würde man diese Struktur noch weiter vergrößern können, so wären die einzelnen Werkstoffatome und deren regelmäßige Anordnung zu sehen.

5. Zählen Sie wichtige Hilfsstoffe auf. 6. Was versteht man unter Recycling? 7. Definieren Sie den Begriff Härte. 8. Welche bedeutenden Werkstoffprüfverfahren kennen Sie? 9. Nennen Sie den wichtigsten Kennwert in der Werkstofftechnik. 10. Warum hat die technologische Eigenschaft der Fügbarkeit so eine große Bedeutung in der Technik?

Diese regelmäßige Anordnung aller Atome im Raum wird Kristallgitter genannt und ist bei jedem Metall vorhanden. Es gibt Kristallgitter, deren räumliche Grundform ein Würfel oder ein Prisma mit regelmäßiger Grundfläche ist (Bild 1).

Umformen Die Form eines festen Körpers wird durch plastische Formänderung bleibend verändert. Atom Das kleinste Teilchen eines chemischen Elements. Kristallgitter Regelmäßige Anordnung der Metallatome. Gefüge Anordnung mehrerer Körner bzw. Kristalle eines Metalls. Schliffbild Mikroskopische Vergrößerung einer Werkstoffoberfläche.

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1 Kristallgitter bei Metallen

2 Aufbau der Metalle

3 Elektrische Betriebsmittel 3.4.1 Ursachen des Elektromagnetismus Wird eine Kompassnadel in die Nähe eines stromdurchflossenen Leiters gebracht, wird sie aus ihrer Nord-Süd-Richtung abgelenkt. Ein stromdurchflossener Leiter umgibt sich mit einem Magnetfeld. Eisenfeilspäne ordnen sich um einen stromdurchflossenen Leiter zu konzentrischen Kreisen an (Bild 2). Die Magnetfeldrichtung ist von der Stromrichtung abhängig. Die Richtungsfestlegung erfolgt mithilfe der Rechtsschraubenregel (Bild 3). Dreht man eine Rechtsschraube so, dass ihr Vorschub in Richtung des Stroms weist, so gibt die Drehrichtung der Schraube die Magnetfeldrichtung an. Der Strom, die Bewegung von Ladungsträgern, ist die Ursache des Magnetfelds. Auch die Elementarmagnete des Dauermagneten können als elektrische Erscheinungsform gedeutet werden. In den Elementarmagneten fließen selbst kleine elektrische Ströme, die kleine magnetische Wirkungen verursachen. Jeder magnetisierbare Stoff ist ein Metall. Metalle haben eine Kristallstruktur mit positiven Atomionen und beweglichen Elektronen (Bild 4).

1 Magnetisches Feldlinienmodell

Da die magnetischen Feldlinien in sich geschlossen sind, spricht man auch von einem Wirbelfeld. Feldliniendichte Anzahl der Feldlinien pro Flächenelement konzentrisch mit gemeinsamem Mittelpunkt Elektronen kreisen nicht nur um den Atomkern, sie drehen sich auch um sich selbst. Diese Eigendrehung der Elektronen wird Spin genannt. Bei Dauermagneten wird der Spin vieler Elektronen ausgerichtet.

4 Kristallgitter eines Metalls

Elektromagnet

5 Elementarströme 2 Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters

Ion positiv oder negativ geladener elektrischer Ladungsträger Elektromagnetismus und Dauermagnetismus beruhen auf der Bewegung von Ladungsträgern.

3 Rechtsschraubenregel

6 Ausgerichtete Elementarströme

177

Fluss, Flussdichte, Durchflutung, Feldstärke Die Atomionen bestehen außer aus positiven und neutralen Kernbausteinen aus gebundenen Elektronen, die den Kern umkreisen. Diese den Kern umkreisenden Ladungsträger nennt man elektrischen Strom. Im Kristallgitter fließt also eine unvorstellbar große Anzahl geringster Kreisströme, auch Elementarströme genannt (Bild 5, Seite 177). In der Regel sind diese Elementarströme völlig ungeordnet, ihre magnetischen Wirkungen heben sich auf. Metalle sind dann magnetisierbar, wenn sich ihre Elementarströme ausrichten lassen, sodass sich ihre Wirkungen verstärken. Die resultierende Wirkung der ausgerichteten Elementarströme ist ein „kräftiges” Magnetfeld (Bild 6, Seite 177).

1 Magnetischer Fluss

Ursache des Magnetismus sind bewegte elektrische Ladungsträger. 3.4.2 Grundgrößen des magnetischen Felds 3.4.2.1 Magnetischer Fluss Der magnetische Fluss F ist anschaulich die Summe aller Feldlinien (Bild 1). Die Einheit des magnetischen Flusses ist Voltsekunde (Vs).

[F] = Vs 2 Magnetische Flussdichte

Dabei gilt: 1 Vs = 1 Wb

(Wb: Weber)

3.4.2.2 Magnetische Flussdichte

S

Die magnetische Flussdichte B ist ein Maß für die Dichte der Feldlinien, d. h, für die Anzahl der Feldlinien pro Flächenelement (Bild 2).

N

F B= A

B magnetische Flussdichte in Vs/m F magnetischer Fluss in Vs A von Feldlinien senkrecht 2 durchsetzte Fläche in m

Hallsonde T

2

3 Messung der Flussdichte mit Hall-Sonde

Einheit:

[B] =

Vs =T m2

(Tesla)

Die Flussdichte ist ein Maß für die Stärke des Magnetfelds. Je stärker das Feld, umso höher die Feldlinienanzahl pro Flächenelement. Die magnetische Flussdichte kann mithilfe des Hall-Effekts gemessen werden. Wenn eine Hall-Sonde (stromdurchflossenes Halbleiterplättchen) von einem magnetischen Feld durchsetzt wird, werden in dem Plättchen die bewegten elektrischen Ladungen verschoben. Die daraus resultierende elektrische Spannung ist der magnetischen Flussdichte proportional. Wenn ein Spannungsmesser in Tesla geeicht wird, kann die Flussdichte unmittelbar in Tesla gemessen werden (Bild 3).

4 Durchflutung

F Phi, griechischer Großbuchstabe Q Theta, griechischer Großbuchstabe

3.4.2.3 Magnetische Durchflutung Jede sich bewegende elektrische Ladung bewirkt ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld ist abhängig von der Geschwindigkeit und der Anzahl der bewegten Ladungen. Ein Maß für die Geschwindigkeit und Anzahl von Ladungen ist die Stromstärke (I = Q / t ).

178

Weber Wilhelm Eduard; Physiker, 1804 bis 1891 Tesla Nicola, Physiker, 1856 bis 1943

Überstromschutzeinrichtungen

3.8 Überstromschutzorgane Überstromschutzorgane haben die Aufgabe, Leitungen vor Überlastung und Kurzschluss zu schützen, indem sie die Ströme an ihrer Einbaustelle unterbrechen. Die Schmelzsicherung besteht aus Sicherungssockel, Passeinsatz, Passschraube oder Passring, Sicherungspatrone und Schraubklappe (Bild 3). Die Abschaltzeiten der Sicherungen sind abhängig von der Höhe der Überlastung. Flinke Sicherungen unterbrechen den Stromkreis relativ schnell, träge Sicherungen halten kurzzeitig hohe Stromstärken aus (Bild 3). Bauarten von Niederspannungssicherungen (Tabelle 1, Seite 251)

1 Schmelzsicherungen

Betriebsklassen Der erste Buchstabe gibt die Funktionsklasse, der zweite Buchstabe das Schutzobjekt an.

Erster Buchstabe: g: Ganzbereichssicherungen; Ströme bis zum Bemessungsstrom können dauerhaft geführt werden. Schalten vom kleinsten Schmelzstrom bis zum Bemessungs-Ausschaltstrom. a: Teilbereichssicherungen; Ströme bis zum Bemessungsstrom können dauerhaft geführt werden und oberhalb eines bestimmten Vielfachen von In bis zum Bemessungs-Ausschaltstrom ausgeschaltet werden.

Zweiter Buchstabe: G M R

2 Leitungsschutzschalter

Kabel und Leitungen Schaltgeräte Halbleiter

Passeinsatz

3 Bemessungsstromstärken, Kennfarben, Abschaltzeiten von Sicherungen

250

3 Elektrische Betriebsmittel Tabelle 1 Bauarten von Niederspannungssicherungen D-System

DO-System

NH-System

Diazed-System

Neozed-System

NiederspannungsHochleistungssystem

500 V AC bis 100 A 660 V AC bis 63 A 600 V DC bis 63 A

400 V AC bis 100 A 250 V DC bis 100 A

500 V AC bis 1250 A 440 V DC bis 1250 A

Schraubkappengröße DII (E27): 2 ... 25 A DIII (E33): 35 ... 63 A DIV (R1/4): 80 ... 100 A

Baugröße und Strombereich DO1 (E14): 2 ... 16 A DO2 (E18): 20 ... 63 A DO3 (M 30 x 2): 80 ... 100 A

00 0 1 2 3 4a

6 ... 100 A 6 ... 160 A 80 ... 250 A 125 ... 400 A 315 ... 630 A 500 ... 1250 A

Aus den beiden Buchstaben lassen sich die Betriebsklassen ableiten. Zum Beispiel: gG (Ganzbereichs-Kabel- und Leitungsschutz). NH-Sicherungen können aufgrund ihres besonderen Schmelzleiters und ihres dickwandigen Körpers sehr hohe Kurzschlussströme abschalten. NH-Sicherungen werden in Anlagen mit großen Leiterquerschnitten bei Bemessungsströmen bis 1000 A verwendet (Bild 1).

NH-Sicherungen dürfen unter Berücksichtigung der Unfallverhütungsvorschriften nur von Fachkräften ausgetauscht werden. Geräteschutzsicherungen

1 NH-Sicherung

Diazed Diametral abgestufter zweiteiliger Edison-Schraubstöpsel Neo griechisch: „neos“, neu Charakteristik Eigenschaft

Symbol

Verhalten

Schaltvermögen

FF

superflink

B 12,5 A DC, 50 A AC

F

flink

C 20 A DC, 80 A AC

M

mittelträge

D 75 A DC, 300 A AC

T

träge

E 250 A DC, 1000 A AC

TT

superträge

G

750 A DC, 1500 A AC

Leitungsschutzschalter Leitungsschutzschalter (LS-Schalter, Bild 2, Seite 250) lösen bei Überlastung durch einen Schlossschalter mit thermischem Bimetallauslöser verzögert aus. Bei Kurzschluss schaltet ein elektromagnetischer Schnellauslöser unverzüglich ab. Eine Freiauslösung verhindert das Wiedereinschalten, solange die Ursache für das selbsttätige Abschalten nicht beseitigt ist.

Auslösecharakteristik von LS-Schaltern B Einsatz für den Überstromschutz von Leitungen; Bemessungsströme: 6; 10; 13;16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 A

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