投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist eine Nietmaschinen?

Eine Nietmaschine ist eine Maschine, die Nieten durch Rotation und Druck auf die Nieten mit mehreren Teilen verbindet.

In den Kirchenschiffen werden sie für die Verbindung von Scheren, Rollen, Türscharnieren usw. verwendet.

Neben dem Verstemmen werden Teile auch durch Schrauben, Bolzen und Schweißen verbunden. Das Verstemmen sorgt für eine semipermanente Verbindung, die sich nicht wie Schrauben und Bolzen durch Vibrationen lockert. Die Qualität des Ergebnisses ist konstant und hängt nicht wie beim Schweißen von den Fähigkeiten des Bedieners ab.

Anwendungen für Nietmaschinen

Nietmaschinen werden aufgrund ihrer geringen Größe, ihrer sicheren und bequemen Bedienung und ihrer gleichbleibenden Leistung in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Sie werden insbesondere für Automobilteile verwendet.

Sie werden in Türen, Sitzen, Scheibenwischern, Nabenlagern, Sicherheitsgurten und anderen beweglichen Teilen der Fahrzeugkarosserie eingesetzt. Weitere Anwendungsbereiche sind Flugzeuge, Schiffe, Schienenfahrzeuge, Fahrräder, Turbinen, Pflegebetten, Endoskope, Computer, Kameras, Klimaanlagen, Trittleitern, Messer, Prothesen, Handschellen, Gullydeckel und elektrische Schalter.

Prinzip der Nietmaschinen

Ein Formwerkzeug wird von oben auf den Nietschaft, die Werkstückkante, die überstehende Kante und andere überstehende Teile des auf dem Tisch liegenden Werkstücks abgesenkt und presst und verpresst diese zusammen. Unabhängig von Schwankungen der Werkstückhöhe, der Werkstückdicke, der Niet- oder Vorsprungkörperlänge kann der Umformprozess optimiert werden.

Nur der Nietkopf wird pressgeschweißt und plastisch verformt, der Nietkörper wird nicht verformt. Es wird eine stabile Leistung reproduziert, ohne dass die gefügten Teile belastet werden.

Es sind verschiedene Modelle erhältlich. Üblich sind zum Beispiel elektrische, hydraulische und pneumatische Typen. Sie lassen sich weiter in Rotations- und Automatikmaschinen unterteilen. Automatische Maschinen zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Rotationsmaschinen hingegen werden in hydraulische und pneumatische Rotationsmaschinen unterteilt und werden hauptsächlich für große luftgezogene Nieten und Vollnieten verwendet.

Es gibt sieben Hauptkopftypen: Berg-, Rund-, Flach-, Flachschwalbenschwanz-, Rundschwalbenschwanz-, Topf- und Hohlkopfnieten, die je nach der fertigen Form verwendet werden.

Was ist ein Roots-Gebläse?

Ein Roots-Gebläse ist ein Gerät, das hauptsächlich zum Ausblasen von Luft verwendet wird.

Die Luft wird ausgeblasen, indem ein Paar schaufelförmiger Teile, Rotoren genannt, im Inneren des Gehäuses rotiert. Es besteht aus zwei bis vier Schaufeln; je höher die Anzahl der Schaufeln, desto mehr Luft kann pro Umdrehung ausgeblasen werden, was die Effizienz erhöht.

Der Name stammt von den Gebrüdern Roots, die 1866 die derzeitige Konfiguration entwickelten. Es gibt drei Hauptrotorkonfigurationen: Evolventen-, Zykloiden- und Hüllrotor.

Einsatzgebiete von Roots-Gebläsen

Für Roots-Gebläse gibt es folgende Anwendungsbeispiele.

• Beispiele für den Einsatz in Wasseraufbereitungsanlagen
  Sie werden in Klärgruben in Wasseraufbereitungsanlagen in Fabriken, Schulen und Krankenhäusern eingesetzt, um Luft in die Klärgrube zu leiten.
• Industrielle Staubsauger
  Sie werden in Staubsaugern und Staubabscheidern in Fabriken eingesetzt, wo sie Staub und Luft ansaugen und nur die Luft abführen.
• Vakuumträger
  Saugen und Reinigen von Schlamm und Dreck.
• Schweißrauche
  Wird in Industriestaubsaugern verwendet, um den beim Schweißen in Fabriken entstehenden Rauch aufzusaugen und in einen Filter zu leiten.
• Luftblasen
  Wird zum Antrieb von Gebläsen verwendet, um Feuchtigkeit von Produkten in Fabriken abzublasen.

Prinzip der Roots-Gebläse

Roots-Gebläse haben eine Ansaug- und eine Ausblasöffnung im Gehäusekörper, und der Rotor dreht sich, um Luft durch die Ansaugöffnung anzusaugen und durch die Ausblasöffnung auszublasen. Dabei halten der Rotor und das Innere des Gehäuses sowie die Rotoren selbst einen kleinen Spalt zwischen sich und drehen sich weiter, ohne sich zu irgendeinem Zeitpunkt zu berühren.

Die Drehrichtung ist von der Ansaugkammer zur Auslasskammer. Dadurch wird die Luft aus der Ansaugkammer in die Auspuffkammer gepresst.

Je enger der Spalt zwischen dem Rotor und dem Gehäuseinneren sowie zwischen den Rotoren ist, desto höher ist der Förderstrom pro Umdrehung, da keine Leckage auftritt. Wird der Spalt jedoch zu eng gemacht, kann der Rotor durch das Einklemmen von Fremdkörpern blockieren, was zum Ausfall der Rotation führt.

Bei der Wahl des Roots-Gebläses muss die Sauberkeit der Umgebung, in der es eingesetzt wird, berücksichtigt werden. Roots-Gebläse-Rotoren werden hauptsächlich mit zwei oder drei Schaufeln eingesetzt.

Der Typ mit zwei Schaufeln bläst die Luft viermal pro Umdrehung aus, während der Typ mit drei Schaufeln die Luft sechsmal ausblasen kann, was den Wirkungsgrad steigert, aber auch die Kosten aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrads bei der Bearbeitung des Rotors erhöht.

Was ist ein Laser-Spiegel?

Ein Laser-Spiegel ist ein Material, das Laserlicht reflektiert. Sie werden in verschiedenen Laserquellen verwendet. Er besteht aus einem Glassubstrat, das mit einem Metall oder einem dielektrischen Film beschichtet ist, der je nach Art der Beschichtung unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Sie kann als Filter fungieren und nur Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektieren. Sie können auch entsprechend der Wellenlänge, der Leistung und der Anwendung des Lasers in der Laserquelle gestaltet werden. In der Laserbearbeitung werden sie für verschiedene Anwendungen eingesetzt und in eine Vielzahl von Produkten eingebaut.

Verwendungszwecke von Laser-Spiegeln

Laser-Spiegel werden hauptsächlich in der Laserbearbeitung eingesetzt. Beispiele sind Schweißen und Schneiden. Hochleistungslaser werden häufig für die Bearbeitung von Objekten eingesetzt, bei denen das Licht in verschiedene Richtungen reflektiert werden muss. Laser-Spiegel werden verwendet, um die Handhabung des Lasers zu erleichtern. Sie werden auch verwendet, um die Ausgangsleistung des Lasers zu erhöhen. Ein durch eine Diode angeregter Laser kann zum Beispiel in seinem ursprünglichen Zustand eine geringe Leistung haben. In solchen Fällen werden sie von Laser-Spiegeln reflektiert, um das Licht zu verstärken.

Prinzip von Laser-Spiegeln

Laser-Spiegel bestehen aus einem Glassubstrat, das mit einer dünnen Schicht überzogen ist. Im Einzelnen handelt es sich um metallische oder dielektrische Schichten. Die Eigenschaften und Anwendungen variieren je nach Beschichtung, daher werden im Folgenden drei typische Beschichtungen vorgestellt.

• Metallbeschichtungen
  Diese Spiegel sind mit Gold, Silber oder Aluminium beschichtet. Sie sind kostengünstig und können in einem breiten Wellenlängenbereich eingesetzt werden. Darüber hinaus haben Gold und Silber die Eigenschaft, unterhalb von 600 nm bzw. 400 nm durchlässig zu sein. Der Nachteil ist, dass die Oberfläche leicht zerkratzt werden kann.
• Breitbandige dielektrische Beschichtungen
  Ein Spiegel mit einer breitbandigen, hochreflektierenden Beschichtung. Die Schicht absorbiert kein Licht und wird für Laserlichtquellen mit mehreren Wellenlängen verwendet.
• Dielektrische Beschichtungen für Laser
  Spiegel mit Beschichtungen, die bei bestimmten Wellenlängen hochreflektierend sind. Dies ist der am häufigsten verwendete Laser-Spiegel für kurzwellige und leistungsstarke Laser. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Film kein Licht absorbiert und hart und kratzfest ist.

Was ist eine Logiksonde?

Eine Logiksonde ist ein Gerät, das bei der Beobachtung einer Wellenform das zu messende Signal erkennt und an ein Messinstrument wie ein Oszilloskop weiterleitet.

Von der Funktion her sind sie mit Tastköpfen identisch, aber sie sind als spezielle Tastköpfe unter den Tastköpfen positioniert. Sie werden manchmal in Oszilloskopen verwendet, die integrierte Messgeräte sind und in Oszilloskopen mit gemischten Signalen, die auch HF-Signale, analoge und digitale Signale unterstützen. Sie werden oft als dedizierte Tastköpfe für Oszilloskope geliefert und sind als Spezialtastköpfe klassifiziert. Die Produktpalette wird mit zusätzlichen Merkmalen für die jeweilige Anwendung entwickelt, z. B. Isolierung oder Hochgeschwindigkeitsübertragung.

Viele Fehler in digitalen Systemen sind auf die analogen Eigenschaften der digitalen Wellenform zurückzuführen. Die Funktionalität eines Logikanalysators, der bestimmte Impulse beobachtet, um die analoge Ursache zu analysieren, ist erforderlich. Logiksonden sind mit kompatiblen Logikschaltungen aufgebaut und eignen sich sowohl für den synchronen als auch für den asynchronen Betrieb.

Anwendungen von Logiksonden

Logiksonden werden in Oszilloskopen und Mixed-Signal-Oszilloskopen verwendet, die von allen Oszilloskopen die meisten Funktionen aufweisen.

Das Gerät wird vorbereitet und der Tastkopf wird mit der Platine in Kontakt gebracht. Nach der Einstellung der Zeit- und Schwellenwerte kann die Messung durchgeführt werden.

Weitere Informationen zu Logiksonden

Vorsichtsmaßnahmen für Tastköpfe

Sonden haben die einzigartige Eigenschaft, Signale zu übertragen und gleichzeitig als Teil eines Messgeräts zu funktionieren. Es besteht jedoch auch die Gefahr, dass Werte wie Ausgangsimpedanz, Frequenz, Spannung, Strom oder Amplitude die Messung beeinflussen können.

Was ist ein Piezoelektrische Transformatoren?

Ein piezoelektrischer Transformator (englisch: Piezoelectric transformer) ist ein Transformator, der die piezoelektrischen und elektrostriktiven Effekte eines bestimmten Typs von Keramikelementen (Dielektrikum) zur Stromwandlung nutzt. Im Vergleich zu konventionellen elektromagnetischen Transformatoren mit Wicklungen haben piezoelektrische Transformatoren folgende Vorteile: einfacher Aufbau, einfach zu verkleinern, dünner und leichter, hohes Übertragungsverhältnis, hoher Wirkungsgrad und kein magnetisches Rauschen. Daher sind sie unverzichtbare Komponenten für platz- und energiesparende elektrische und elektronische Geräte.

Verwendungszwecke piezoelektrischer Transformatoren

Piezoelektrische Transformatoren werden in Stromversorgungen für elektrische und elektronische Geräte eingesetzt. Da insbesondere Notebooks und mobile Geräte immer kleiner und dünner werden, besteht ein Bedarf an kleineren und dünneren Netzteilen, und piezoelektrische Transformatoren werden verwendet, um herkömmliche elektromagnetische Transformatoren durch drahtgewickelte zu ersetzen. Sie werden beispielsweise in Netzteilen für die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Displays in Notebooks und LCD-Fernsehern eingesetzt. Der piezoelektrische Transformator ist nicht nur kleiner und dünner, sondern dürfte aufgrund seines hohen Wirkungsgrads und des fehlenden magnetischen Rauschens in Zukunft auch in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

Prinzip der piezoelektrischen Transformatoren

Ein piezoelektrischer Transformator besteht aus einem rechteckigen Dielektrikum, das zur Hälfte als Primärseite und zur anderen Hälfte als Sekundärseite verwendet wird. An die Primärseite wird eine Spannung in Richtung ihrer Dicke angelegt, und die elektrische Energie wird durch den elektrostriktiven Effekt in mechanische Schwingungen umgewandelt. Der elektrostriktive Effekt ist ein Phänomen, bei dem ein an ein dielektrisches Material angelegtes elektrisches Feld eine mechanische Verformung bewirkt. Auf der Sekundärseite wandelt der piezoelektrische Effekt mechanische Schwingungen in elektrische Energie um, die als Ausgangsspannung in Längsrichtung abgeleitet wird. Im Gegensatz zum elektrostriktiven Effekt handelt es sich beim piezoelektrischen Effekt um ein Phänomen, bei dem eine Spannung erzeugt wird, wenn Druck auf ein Dielektrikum ausgeübt wird. Ein Dielektrikum mit diesem Effekt wird als piezoelektrisches Element bezeichnet.

Piezoelektrische Transformatoren arbeiten bei ihrer natürlichen Resonanzfrequenz, die durch die Länge des Dielektrikums bestimmt wird. Für die Länge des Dielektrikums gibt es zwei Typen: den λ-Mode-Typ, der bei voller Wellenlänge arbeitet, und den λ/2-Mode-Typ, der bei halber Wellenlänge arbeitet. Das Transformationsverhältnis (V2/V1) der Eingangsspannung (V1) und der Ausgangsspannung (V2) eines piezoelektrischen Transformators ist die Quadratwurzel (√(C1/C2)) des Verhältnisses zwischen der Kapazität auf der Primärseite (C1) und der Kapazität auf der Sekundärseite (C2) C1 und C2 werden durch die Dicke bzw. die Länge des Dielektrikums bestimmt, so dass man sagen kann, dass das Verhältnis von Länge/Dicke das Transformationsverhältnis bestimmt Das Verhältnis von C1 und C2 wird durch die Dicke bzw. die Länge des Dielektrikums bestimmt.

Was ist eine Rundschleifmaschinen?

Rundschleifmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die den Außendurchmesser von zylindrischen Werkstücken mit einer rotierenden Schleifscheibe schleifen.

Der Grundaufbau besteht aus einem Schleifspindelstock, der über einen Gleitmechanismus mit Kugelumlaufspindeln und Servomotoren auf dem Bett hin und her gleitet. In Links-Rechts-Richtung befindet sich ein Tisch, der sich in jede beliebige Position hin- und herbewegen kann.

Das Werkstück wird durch den Spindelkopf am linken Ende des Tisches und den Zentrierkopf am rechten Ende mittig gelagert und gedreht. Der Schleifkopf bewegt sich vorwärts und das Werkstück wird von der rotierenden Schleifscheibe geschliffen.

Die Hauptanwendung von Rundschleifmaschinen ist die Präzisionsbearbeitung der Außenflächen von zylindrischen Wellen.

Einsatzgebiete von Rundschleifmaschinen

Rundschleifmaschinen werden hauptsächlich für die Bearbeitung von zylindrischen, abgestuften und konischen Wellen von Maschinenteilen, Automobilteilen, elektronischen Teilen usw. mit Schleifscheiben eingesetzt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Außenflächen zylindrischer Werkstücke schleifen, indem sie das Werkstück an beiden Enden mit Spitzen unterstützen.

Der Vorteil von Rundschleifmaschinen besteht darin, dass sie eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit aufweisen. Da beide Zentren abgestützt sind, werden sie außerdem nicht durch Rillen oder andere Bearbeitungsbereiche im Außendurchmesser oder durch eine nicht optimale Rundheit oder Zylindrizität beeinträchtigt.

Ein Nachteil von Rundschleifmaschinen ist, dass das Abnehmen und Anbringen von Produkten Zeit erfordert. Spitzenlose Schleifmaschinen sind daher für die Massenproduktion besser geeignet. Rundschleifmaschinen eignen sich für die Kleinserien- und Mehrproduktfertigung und werden häufig für Werkstücke eingesetzt, die komplexe Formen und hohe Präzision erfordern.

Einige Universalschleifmaschinen verfügen über einen Schwenktisch, auf dem Schleifkopf und Werkstück fixiert sind, und können neben dem Rundschleifen auch Innenschleifen, Kegelschleifen und Stirnflächenschleifen durchführen.

Prinzip der Rundschleifmaschinen

Bei Rundschleifmaschinen werden im Wesentlichen drei Schleifverfahren unterschieden.

1. Traversenschleifen

Das Querschleifen ist eine Schleifmethode, bei der der Tisch von einer Seite zur anderen bewegt wird und die Schleifscheibe zugeführt wird. Durch die Bewegung des Werkstücks können lange zylindrische Gegenstände im Verhältnis zur Scheibenbreite geschliffen werden.

Außerdem wird durch das Hin- und Herschleifen die Oberflächenrauhigkeit verbessert. Normalerweise wird die Schleifscheibenspindel bei jeder Umdrehung des Tisches und jeder Rückfahrt um einen festen Betrag zugestellt.

2. Einstechschleifen

Das Einstechschleifen ist ein Schleifverfahren, bei dem der Tisch in die Schleifposition gefahren wird und dann die Schleifscheibe in das Werkstück eintaucht. Der Tisch wird während des Schleifens nicht bewegt.

Der Schleifbereich hängt von der Scheibenbreite ab, aber die Schleifkraft lässt sich leicht übertragen und das Schleifen kann effizient durchgeführt werden.

3. Schrägschleifen

Das Schrägschleifen ist ein Schleifverfahren, bei dem die Schleifscheibenspindel schräg zum Tisch eingestellt ist und aus einer schrägen Position in das Werkstück schneidet. Es ist möglich, den Außendurchmesser zylindrischer Formen, wie z. B. Stufen, und die Stirnflächen rechtwinklig zu beiden Zentren gleichzeitig zu schleifen.

Wie bei allen Schleifverfahren üblich, wird nach der Zustellung für eine gewisse Zeit ein Freischleifen durchgeführt, bei dem Schleifscheibe und Werkstück ohne Zustellung im Nullabstand geschliffen werden. Dies verbessert die Genauigkeit, z. B. die Oberflächenrauheit und die Rundheit.

Weitere Informationen über Rundschleifmaschinen

1. Unterschiede zwischen Rundschleifmaschinen und Drehbänken

Wie Rundschleifmaschinen werden auch Drehmaschinen bei der Bearbeitung von zylindrischen Außendurchmessern eingesetzt. Drehbänke bearbeiten das Werkstück, indem sie ein feststehendes Schneidwerkzeug in Kontakt mit ihm bringen, während es sich dreht. Im Gegensatz dazu besteht der Hauptunterschied zwischen Rundschleifmaschinen und Drehmaschinen darin, dass sich das Werkstück dreht, während sich die Schleifscheibe ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit dreht und von der Schleifscheibe gegen das Werkstück gedrückt wird.

Die Menge an Arbeit, die auf einmal bearbeitet werden kann, ist ebenfalls unterschiedlich, wobei Drehbänke mehr Arbeit beim Schruppen schneiden, was bedeutet, dass der Schruppvorgang früher abgeschlossen werden kann. Rundschleifmaschinen hingegen können weniger zerspanen als Drehmaschinen, wodurch sie beim Schruppen weniger effizient sind und der Verschleiß der Schleifscheibe zunimmt.

Bei der Bearbeitung harter Werkstoffe wie gehärtetem Stahl oder hochfestem Stahl können die Spitzen der Klingen von Drehbänken der Härte des Metalls nicht standhalten und werden schnell abgenutzt oder brechen aus. Ein weiteres Problem ist, dass keine gute Oberflächenrauheit und Maßgenauigkeit erreicht werden kann. Schleifmaschinen können auch die härtesten Werkstücke bearbeiten und eignen sich daher für die Endbearbeitung nach dem Härten.

2. Genauigkeit von Rundschleifmaschinen

Schleifscheiben bestehen aus drei Elementen – Schleifkörner, Bindemittel und Poren -, die zu kleinen Schneiden werden und das Werkstück allmählich abtrennen, was eine Bearbeitung mit extrem hoher Präzision ermöglicht. Schleifmaschinen sind in der Lage, mit einer Genauigkeit von 1 µm zu arbeiten.

Rundschleifmaschinen sind auch glatter und sehr gut in Bezug auf die Oberflächenrauheit, und sie sind extrem genau in Bezug auf die Rundheit, was eine Präzisionsbearbeitung ermöglicht. Dieselbe Schleifmaschine ist auch präziser als eine spitzenlose Schleifmaschine, bei der eine Zentrierung nicht erforderlich ist, da das Material fest eingespannt ist.

Je dünner oder länger jedoch das Werkstück ist, desto leichter wird das Material durch die Druckkraft beim Einspannen ausgelenkt. Die Durchbiegung wirkt sich erheblich auf die Rundheit und die Maßgenauigkeit aus. Um lange Werkstoffe mit hoher Genauigkeit bearbeiten zu können, ist es daher notwendig, die Durchbiegung mit einem Planlaufanschlag zu kontrollieren und das Material individuell zu bearbeiten.

Was ist eine Zentrifugen?

Eine Zentrifuge ist eine Maschine, die Mischungen mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht (flüssig-flüssig oder flüssig-fest) durch Anwendung der Zentrifugalkraft trennt.

Gemische können sich auch spontan durch den Unterschied im spezifischen Gewicht absetzen (z. B. mit Hilfe eines Scheidetrichters), aber die Trennung erfolgt durch die Schwerkraft (1 G) und dauert länger. Zentrifugen können Kräfte von Tausenden von G aufbringen, wodurch die Trennung schneller erfolgt. Zentrifugen, die Zehntausende von G oder mehr aufbringen können, werden als Ultrazentrifugen bezeichnet.

Verwendungszwecke von Zentrifugen

Zentrifugen werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in Universitäts- und Unternehmenslabors, in medizinischen Einrichtungen und in den Produktionsstätten der Hersteller. In jedem dieser Bereiche werden die Produkte je nach Anwendung und Umfang eingesetzt.

1. Laboranwendungen

Zentrifugen werden häufig in biochemischen Laboratorien eingesetzt. Typische Anwendungen sind die Rückgewinnung von in Flüssigkeiten gemischten Zellen sowie die Trennung und Rückgewinnung von Proteinen und Peptiden.

In der pharmazeutischen Industrie werden sie beispielsweise zur Trennung von gemischten Flüssigkeiten mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht eingesetzt. Sie werden häufig in Qualitätskontrollräumen eingesetzt, um beispielsweise pharmazeutische Inhaltsstoffe zu analysieren. Beide werden für Laborzwecke verwendet.

2. Verwendung in medizinischen Einrichtungen

In medizinischen Einrichtungen werden sie für Blutuntersuchungen wie Gerinnungstests und biochemische Untersuchungen verwendet. Wenn Blut, das in Blutentnahmeröhrchen mit Gerinnungshemmern gesammelt wurde, zentrifugiert wird, setzen sich die Blutzellbestandteile am Boden des Entnahmeröhrchens ab und Plasma kann als Überstand gesammelt werden (Gerinnungstests).

Wird das Blut in einem Gefäß ohne Gerinnungshemmer entnommen, gerinnen gelassen und anschließend zentrifugiert, so setzen sich die festen Bestandteile (Blutzellen und Gerinnungsbestandteile) ab, und das Serum kann als Überstand gewonnen werden (biochemische Tests).

3. Industrielle Anwendungen

In der Industrie wird sie in Lebensmittelfabriken zur Raffinierung von Zucker und zur Abtrennung von Milchfett sowie in chemischen Anlagen zur Entflüssigung von Harzen, zur Abtrennung von Schlämmen und zur Rückgewinnung von Katalysatoren eingesetzt. Sie werden auch in der Abwasser- und Schlammbehandlung eingesetzt. Die in diesen Industriezweigen hauptsächlich verwendeten Zentrifugen sind Dekantierzentrifugen und zylindrische Zentrifugen.

Das Prinzip der Zentrifugen

Flüssig-Fest- oder Flüssig-Flüssig-Gemische mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht lassen sich mit Hilfe der Schwerkraft durch Stillstand trennen (Schwerkraftsedimentation). Die Schwerkraftsedimentation ist jedoch zeitaufwendig, da nur 1 G auf sie wirkt.

Eine Zentrifuge ist ein Gerät, das eine schnellere Trennung von Stoffen als die Schwerkraftsedimentation ermöglicht, indem Zentrifugalkräfte von mehreren tausend G aufgebracht werden. Die Größe der Zentrifugalkraft hängt vom Abstand der zu trennenden Substanz von der Rotationsachse und der Rotationsgeschwindigkeit ab.

1. Versuchszentrifugen

Eine Laborzentrifuge besteht im Wesentlichen aus einem Rotor, der das Probengefäß hält und in Drehung versetzt, einer Antriebswelle, die die Drehachse darstellt, und einem mit der Antriebswelle verbundenen Motor.

Das Probengefäß wird als Sedimentationsröhrchen bezeichnet und kann verschiedene Formen haben, z. B. Reagenzgläser, Spitzrohre, Deep-Well-Platten und Mikroröhrchen. Daher ist es in der Regel möglich, eine Vielzahl von Gefäßen durch einen Wechsel des Rotorteils oder durch den Austausch von Adaptern unterzubringen.

Bei der Verwendung einer Laborzentrifuge muss die ausgewuchtete Probe symmetrisch zur Drehachse des Rotors positioniert werden. Bei schwingenden Rotoren muss die Probe außerdem so positioniert werden, dass der Schwerpunkt des Bechers auf der Schwingachse liegt.

Wenn das Gleichgewicht nicht stimmt, ist eine ordnungsgemäße Trennung der Probe möglicherweise nicht möglich. Viele Zentrifugen sind mit einem automatischen Stopp ausgestattet, wenn eine Unwucht festgestellt wird.

2. Industriezentrifugen

Eine industrielle Zentrifuge, die größer ist als eine Laborzentrifuge, ist die Dekanterzentrifuge. Bei Dekanter-Zentrifugen wird die Trennung durch die Rotation der Trommel bei hoher Geschwindigkeit erreicht. Das Gemisch wird durch ein Zuführungsrohr eingeleitet und durch die Zentrifugalkraft entwässert, während es von einer Förderschnecke transportiert wird. Die Feststoffe und die Flüssigkeit werden durch das Gehäuse aufgefangen und aus der Maschine ausgetragen.

Arten von Zentrifugen

Zentrifugen können nach ihrem Verwendungszweck eingeteilt werden.

1. Versuchszentrifugen

Laborzentrifugen gibt es in verschiedenen Größen, von klein bis groß, und können in Tisch- und Standmodelle unterteilt werden. Die Palette der Sedimentationsröhrchen reicht von kleinen Röhrchen für Mikroröhrchen mit einem Fassungsvermögen von 2 mL oder weniger bis hin zu großen Röhrchen für Gefäße mit einem Fassungsvermögen von mehreren hundert mL bis über 1 L.

Aufgrund ihrer Bauweise sind sie in der Regel in der Lage, mehrere Proben auf einmal zu trennen. Einige Produkte sind auch mit einem Kühlmechanismus ausgestattet, um die durch die Reibung zwischen dem Rotor und der Luft erzeugte Wärme zu kühlen (gekühlte Zentrifugen), wobei berücksichtigt wird, dass biologische Proben gehandhabt werden.

2. Industriezentrifugen

Die industriellen Zentrifugen lassen sich in zwei Typen unterteilen: Zentrifugalsedimentationsmaschinen und Zentrifugalfiltrationsmaschinen.

• Zentrifugale Sedimentationsmaschinen
  Dies sind Zentrifugen, bei denen der Rotor keine Filter oder Löcher hat, durch die die Flüssigkeit hindurchtreten kann. Jede Schicht bildet sich an der Wand des Rotors, und die abgetrennte Flüssigkeit wird durch Ablassen aufgefangen.
• Zentrifugalfiltrationsmaschine
  Es wird ein Korb oder eine ähnliche Vorrichtung mit Löchern in den Wänden des Rotationskörpers verwendet, an dem Filtermaterial (Tuch, Metallfilter) befestigt ist. Das Filtermaterial hält die Sedimente im Korb zurück, und das Wasser, das kleiner ist als das Filtermaterial, wird durch die Löcher im Korb abgeleitet.

Neben dem oben genannten Dekanter-Typ gibt es auch einen zylindrischen Typ. Es gibt eine Vielzahl von Produkten für unterschiedliche Anwendungen und Branchen.

Was ist ein Variable Induktivitäten?

Eine Induktivität (Spule) ist ein elektronisches Bauteil.

Sie wird durch Wickeln von Kupferdraht um einen Eisenkern hergestellt. Wenn ein Strom durch den Kupferdraht in der Spule fließt und die Stromstärke variiert wird, entsteht eine induzierte elektromotorische Kraft. Diese wird als Induktivität bezeichnet und in Einheiten von Henry (H) ausgedrückt.

Eine Variable Induktivitäten ist ein Gerät, dessen Induktivität variiert werden kann, indem ein kleiner Treiber oder eine Einstellstange auf das Gerät gesetzt und ein Knopf gedreht wird, um den inneren Eisenkern auf und ab zu schieben.

Verwendungen von variablen Induktivitäten

Induktivitäten werden in der Regel in vielen elektrischen Produkten verwendet, wobei Wechselstromtransformatoren ein bekanntes Beispiel sind.

Smartphone-Ladegeräte und PC-Adapter wandeln 100-V-Wechselstrom-Haushaltsnetze in 5-12-V-Gleichstrom um, und diese Bauteile werden in den Transformatoren verwendet, die die Spannung reduzieren.

Da sie hohe Frequenzen übertragen, werden sie auch in verschiedenen drahtlosen Geräten (WiFi und berührungslose IC-Chips) und Mikrowellenherden verwendet. Sie werden auch in zahlreichen Vorschaltgeräten für Leuchtstoffröhren und in verschiedenen elektrischen Produkten verwendet und sind insbesondere für die Gleichrichtung elektronischer Schaltungen unerlässlich.

Variable Induktivitäten haben einen begrenzten Anwendungsbereich und wurden z. B. häufig in den Abstimmkreisen von Autotunern eingesetzt, werden aber aufgrund der Digitalisierung der Schaltkreise immer seltener verwendet.

Prinzip der variablen Induktivitäten

Das grundlegende Funktionsprinzip variabler Induktivitäten ist das gleiche wie das von Festinduktivitäten.
Wenn an die Spule ein Gleichstrom angelegt wird, wird im Eisenkern ein Magnetfeld erzeugt, und der Kern wird zu einem Elektromagneten.

Wird zu Beginn eine Spannung angelegt oder die Spannung verringert, fließt sofort ein induzierter Strom in den beweglichen Drähten. Dadurch wird elektrische Energie in Form eines Magnetfelds gespeichert.

Nachdem ein Magnetfeld einer bestimmten Stärke erzeugt wurde, fließt ein Gleichstrom, genau wie in einem gewöhnlichen Kupferdraht. Fließt dagegen ein Wechselstrom durch eine Induktionsspule, wird im Eisenkern ein Magnetfeld unterschiedlicher Stärke erzeugt.

Wenn sich das Magnetfeld ändert, entsteht eine induzierte elektromotorische Kraft in der dem Strom entgegengesetzten Richtung, die einen Widerstand (Induktivität) verursacht. Wenn ein Wechselstrom weiterfließt, wird immer eine induzierte elektromotorische Kraft in der entgegengesetzten Richtung erzeugt, so dass der Strom weiterhin nur schwer fließen kann.

Im Falle einer Induktionsspule kann Gleichstrom problemlos fließen, aber Wechselstrom hat eine Eigenschaft, die ihn aufgrund des erzeugten Widerstands schwer fließen lässt.

Es handelt sich also um ein elektronisches Bauteil mit den entgegengesetzten Eigenschaften eines Kondensators, der zwar Wechselstrom, aber keinen Gleichstrom durchlässt.

Was ist ein variabler Kondensator?

Ein variabler Kondensator ist ein Kondensator mit einer Struktur, die es ermöglicht, seine Kapazität zu verändern.

Im Gegensatz dazu wird ein Kondensator mit einer festen Kapazität auch als Festkondensator bezeichnet. Variable Kondensatoren werden weiter unterteilt in halbfeste Kondensatoren (Trimmerkondensatoren) und variable Kondensatoren (Varicons), deren Kapazität je nach Bedarf ständig verändert werden kann.

Halbfeste Kondensatoren haben eine relativ kleine Kapazität und eine Struktur, die es erlaubt, die Kapazität zu variieren. Sie werden bei der Ersteinrichtung mit einem Treiber eingestellt und danach als Festkondensatoren verwendet. Sie bestehen aus halbkreisförmigen Elektrodenplatten, die auf der gleichen Achse angeordnet sind, wobei eine Seite der Platte feststeht und die andere Seite um die Drehachse rotiert.

Diese Struktur ermöglicht es, den Bereich, in dem sich die Elektrodenplatten überlappen, zu verändern, wenn die Drehachse gedreht wird, wodurch die elektrostatische Kapazität zwischen den Platten variiert werden kann. Das eigentliche Varicon besteht aus mehreren Elektrodenplatten und hat eine größere Kapazität als ein Varicon, das aus zwei Elektrodenplatten besteht.

Anwendungen von variablen Kondensatoren

Variable Kondensatoren werden hauptsächlich in LC-Resonanzkreisen verwendet, um die Resonanzfrequenz zu variieren. Dies geschieht zum Beispiel, um den Abstimmkreis eines Tuners, die Durchlassfrequenz eines Bandpassfilters oder die Schwingungsfrequenz eines Oszillators kontinuierlich zu verändern.

1. Halbfeste Kondensatoren

Die Hauptanwendung von halbfesten Kondensatoren ist die Feinabstimmung, z. B. zur Schaltungskorrektur. Die Kapazität kann mit einem Stellantrieb (Stellstab) verändert werden und ist nicht für eine regelmäßige Kapazitätsänderung ausgelegt.

Phasenkompensationskondensatoren in passiven Tastköpfen von Oszilloskopen sind ein Beispiel dafür. 

2. Variable Kondensatoren

Ein bekanntes Beispiel für einen variablen Kondensator ist das alte Radio. Bei der Auswahl eines Senders wurde ein Knopf am variablen Kondensator gedreht, um den Punkt der maximalen Empfindlichkeit zu finden. Andere Verwendungszwecke sind die Einstellung der Sende- und Empfangsfrequenzen von Funkgeräten und die Abstimmung.

Funktionsweise der variablen Kondensatoren

Im Allgemeinen wird die Kapazität eines variablen Kondensators durch den Abstand zwischen den Elektrodenplatten, die Fläche der Überlappung und die Dielektrizitätskonstante der Luft bestimmt. Da die Dielektrizitätskonstante von Luft relativ klein ist, liegt die Kapazität trotz der großen Form bei mehreren hundert pF.

Um die Größe zu verringern, gibt es ein Polyvaricon, bei dem eine Polyethylenfolie zwischen den Elektroden eingefügt ist. Diejenigen, die Luft als Dielektrikum verwenden, werden zur Unterscheidung Luftvaricons genannt. Polyvaricons wurden vor allem in Transistorradios verwendet, bei denen die Miniaturisierung im Vordergrund stand. Luftvaricons haben jedoch bessere Eigenschaften als Kondensatoren und der Q-Wert des Schwingkreises ist bei Luftvaricons höher.

Es gibt auch einen Varicon-Typ, der als Mehrfach-Varicon bekannt ist, bei dem mehrere Varicons in Reihe geschaltet sind und die Kapazität mehrerer Varicons gleichzeitig auf einer einzigen rotierenden Welle verändert werden kann. Der am häufigsten verwendete Typ ist das Dreifach-Varicon, in dem drei Varicons integriert sind. In Überlagerungsradios und Kommunikationsgeräten müssen der an die Antenne angeschlossene Abstimmkreis, der am Ausgang des Hochfrequenzverstärkers installierte Bandpassfilter und der lokale Oszillatorschaltkreis für die Umwandlung in eine Zwischenfrequenz ihre Frequenzen synchron ändern.

Bei einem Triplex-Varicon ändert sich die Kapazität der drei Varicons durch die Drehung einer Drehachse, so dass die Eigenschaften und die Schwingungsfrequenz jedes Kreises gleichzeitig geändert werden können. Würden die Varicons unabhängig voneinander für jeden Stromkreis installiert, müssten sie für jeden Stromkreis auf den optimalen Wert eingestellt werden, was ihre Verwendung sehr schwierig macht.

Weitere Informationen zu variablen Kondensatoren

Nachfrage nach Varicons

Varicons wurden früher häufig in Telekommunikationsgeräten, Radios und Tunern eingesetzt, sind aber große und teure Bauteile, die nur noch selten verwendet werden. Ein Grund dafür ist das Aufkommen der variablen Kondensatoren.

Das sind Bauelemente, deren Kapazität je nach Steuerspannung frei variiert werden kann und die in Verbindung mit Regelkreisen eine automatisierte Frequenzabstimmung ermöglicht haben. Außerdem wurde der Schwingkreis durch einen Synthesizer aus dem LC-Schwingkreis mit Spule und Kondensator ersetzt.

Synthesizer basieren auf Kristallschwingkreisen und bieten daher eine hervorragende Stabilität der Schwingungsfrequenz und eine einfache Frequenzeinstellung. Aufgrund dieser technologischen Fortschritte ist die Verwendung von Varicons allmählich zurückgegangen und die Produktion ist sehr gering geworden.

Auch Trimmerkondensatoren wurden weitgehend durch Drehkondensatoren ersetzt, obwohl sie noch in einigen preisgünstigen Produkten verwendet werden.

Was ist ein variabler Widerstand?

Ein variabler Widerstand ist ein Widerstand, dessen Widerstandswert frei variiert werden kann.

Er besteht im Allgemeinen aus einem Widerstandselement und einem Gleitelement, das sich über die Oberfläche des Widerstandselements bewegt, wobei sich der Widerstandswert ändert, wenn die Position des Gleitelements verändert wird. Mit anderen Worten: Der Widerstandswert wird durch die Position des Gleitelements bestimmt.

Variable Widerstände werden manchmal auch als Potentiometer bezeichnet.

Anwendungen von variablen Widerständen

Variable Widerstände werden in einer Vielzahl von elektronischen Geräten verwendet. Ein typisches Beispiel ist der Lautstärkeregelungsmechanismus in Audiogeräten. Dieser ist als so genannte Lautstärke bekannt.

Variable Widerstände werden auch bei der Steuerung von Spielautomaten, bei der Helligkeitsregelung in Beleuchtungsanlagen und bei der Positionserfassung eingesetzt. Wenn beispielsweise ein variabler Widerstand so ausgelegt ist, dass er sich synchron mit den Scheibenwischern eines Autos bewegt, ändert sich der Widerstandswert entsprechend der Position der Scheibenwischer. Dies kann genutzt werden, um die Position der Scheibenwischer zu erkennen, indem der Widerstandswert des variablen Widerstands bei der Steuerung der Bewegung der Scheibenwischer überwacht wird.

Aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten werden diese Bauteile nicht nur in elektronischen Geräten, sondern auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen wie Schiffsausrüstung, medizinischen Geräten, Baumaschinen und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Zu den variablen Widerständen gehören solche, deren Widerstandswert durch Drehen einer Welle verändert wird und solche, deren Widerstandswert durch Schieben eines Knopfes verändert wird.

Funktionsweise der variablen Widerstände

Ein variabler Widerstand besteht aus drei Elektroden, die an beiden Enden eines Widerstandselements mit konstantem Widerstandswert angeschlossen sind und einem Gleitelement, das sich auf dem Widerstandselement bewegt, wobei sich der Widerstandswert zwischen den Elektroden auf einer Seite des Widerstandselements und den Elektroden des Gleitelements mit der Bewegung des Gleitelements ändert. Wenn eine Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Widerstandselements des variablen Widerstands angelegt wird, erhält man an den Anschlüssen des Gleitelements eine durch die Spannung geteilte Spannung.

Mit anderen Worten, wenn eine Signalspannung an beide Enden des Widerstandselements angelegt wird, wird die Signalspannung zwischen einem der Referenzanschlüsse und dem Anschluss des Gleitelements durch die Position des Gleitelements bestimmt. Daher kann die Höhe der Signalspannung durch Bewegen des Gleitelements frei gesteuert werden.

Legt man an beide Enden des Widerstandselements eine konstante Spannung an und misst die Spannung zwischen dem Referenzanschluss auf einer Seite und dem Anschluss des Gleitelements, so erhält man die der Position des Gleitelements entsprechende Spannung. Aus dieser Spannung lässt sich die Position des Gleitelements bestimmen, so dass es als Wegsensor verwendet werden kann.

Arten von variablen Widerständen

1. Einteilung nach der Bewegung der Drehwelle

Linearer Typ
Der lineare Typ ist ein Typ mit einem Schiebeknopf. In Mutationssensoranwendungen wird er zur Erfassung von Positionen auf einer geraden Linie verwendet.

Rotierender Typ
Beim Rotationstyp wird eine Drehwelle gedreht. In Mutationssensoranwendungen wird er zur Erfassung des Drehwinkels verwendet.

Multi-Turn-Typ
Um den Widerstandswert mit hoher Präzision ändern zu können, gibt es auch einen variablen Widerstand, der als Multi-Turn-Typ bekannt ist. Diese verwenden Zahnräder, um die Bewegung der rotierenden Welle zu verlangsamen und so eine feinfühlige Einstellung des Widerstands zu ermöglichen.

2. Klassifizierung nach Merkmalen der Widerstandswertänderung

Der Widerstandswert eines variablen Widerstands gibt den Widerstandswert zwischen den Anschlüssen an beiden Enden des Widerstandselements an und im Allgemeinen werden häufig solche im Bereich von 100 Ω bis 1 MΩ verwendet. Bei drehbaren variablen Widerständen kann die Änderung des Widerstandswerts mit dem Drehwinkel des Gleitelements in B-Typ (linear), A-Typ (logarithmische Kurve) und C-Typ (inverse logarithmische Kurve) unterteilt werden.

Variable Widerstände mit A-Kurven-Charakteristik
Variable Widerstände werden hauptsächlich für die Lautstärkeregelung von Audiogeräten verwendet. Das menschliche Gehör ist nicht proportional zur Größe des elektrischen Signals, sondern zu dessen Logarithmus, so dass bei A-Kurven-Charakteristiken die Lautstärkeänderung linear wahrgenommen wird.

Variable Widerstände mit B-Kurven-Charakteristik
Sie werden zum Einstellen von elektronischen Schaltungen, Mutationssensoren usw. verwendet.

Variable Widerstände mit C-Kurven-Charakteristik
Diese Kurve hat die entgegengesetzten Eigenschaften der A-Kurve und ist auf spezielle Anwendungen beschränkt. Beispiele für die Verwendung sind die Tonqualität und die Einstellung von Effektoren.

Weitere Informationen zu variablen Widerständen

Digitale variable Widerstände

Digitale variable Widerstände sind elektronische Bauteile, deren Widerstandswert von einem Steuergerät wie einem PC usw. verändert werden kann.

Da keine Gleitelemente vorhanden sind, gibt es keinen Verschleiß und es kann auf stabile Weise ein sehr genauer Widerstandswert erzielt werden. Es gibt auch keine Geräusche, die durch das Gleitelement erzeugt werden. Außerdem haben sie im Allgemeinen eine lange Lebensdauer und eine hohe Leistung.