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Was ist ein Schalttafeln?

Ein Schalttafel ist ein Gehäuse, in dem elektrische Geräte zur Steuerung von industriellen Produktionsanlagen und Maschinen untergebracht sind.

Sie werden im Allgemeinen in Form eines robusten Metallgehäuses hergestellt und sind eingebrannt oder pulverbeschichtet, um Rost, Korrosion und Salzschäden zu verhindern.

Verwendungszwecke von Schalttafeln

Schalttafeln werden in allen Bereichen der Industrie eingesetzt. Schalttafeln werden u. a. für folgende Zwecke eingesetzt

• Zur Steuerung des Betriebs von Pumpen für die Fabrikentwässerung
• für den Betrieb und die Steuerung von Wasserversorgungspumpen
• zur Steuerung und Bedienung von Produkttransportanlagen
• für den Betrieb und die Steuerung von Aufzügen
• für den Betrieb und die Bedienung von Produktverarbeitungsanlagen

Schalttafeln werden zur Steuerung von Produktionslinien und Maschinen eingesetzt. Die Schalttafel ist ein kompletter Satz von Maschinensteuerungseinrichtungen, die in einem Schaltschrank untergebracht sind, um sie vor der äußeren Umgebung zu schützen.

Im Alltag sieht man Schalttafeln für die Steuerung von Infrastruktureinrichtungen wie Wasser- und Abwasserpumpen auf den Straßen.

Prinzip eines Schalttafels

Ein Schaltschrank besteht aus einem Schaltschrank, Schutz- und Antriebseinheiten und Steuerungen.

1. Schalttafel

Der Schaltschrank ist der äußere Kasten des Schalttafels. Er ist hauptsächlich aus Stahl gefertigt und mit einer Tür mit Griff an der Vorderseite ausgestattet. An der Unterseite ist eine Erdungsklemme angebracht, die über einen Draht mit dem Erdungspol verbunden ist. Die Schaltschranktür kann auch mit Kontrollleuchten und Anzeigeinstrumenten ausgestattet sein, um den Zustand der zu steuernden Maschinen und Anlagen anzuzeigen.

2. Schutz- und Antriebseinrichtungen

Bei den Schutz- und Antriebseinrichtungen handelt es sich um die Leistungskomponenten, die die elektrischen Maschinen betreiben. Leistungsschalter und Differenzialschutzrelais sind Schutzeinrichtungen, die bei einem Kurzschluss oder Erdschluss den Stromkreis alarmieren und sicher abschalten. Elektromagnetische Schalter, Wechselrichter und Servoverstärker sind Antriebsvorrichtungen, die elektrische Maschinen mit Strom versorgen und antreiben.

3. Steuergeräte

Steuergeräte sind Komponenten der Instrumentierung, die elektrische Maschinen und andere Geräte steuern. Sequenzer und Relais fallen in diese Kategorie. Auf der Grundlage von Informationen aus den Instrumenten werden Befehle an die Antriebseinheiten gegeben, um die Maschinen und Anlagen zu steuern.

Weitere Informationen über Schalttafeln

1. Unterschiede zwischen Schalttafeln, Schaltschränken und Verteilertafeln

Schalttafeln, Verteilertafeln und Stromverteiler werden im gleichen Gehäuse, aber für unterschiedliche Zwecke verwendet. In allen Schalttafeln werden jedoch Schutzeinrichtungen wie Leistungsschalter verwendet, um zu verhindern, dass sich Kurzschlussunfälle auf höhere Ebenen ausbreiten.

• Schalttafeln
  Ein Gerät, das zur Herunterstufung und Verteilung des von Energieversorgungsunternehmen gelieferten Stroms verwendet wird. Schaltschränke sind Beispiele dafür.
• Verteilertafel
  Ein Gerät, das den von der Verteilertafel erhaltenen Strom weiter verzweigt und an die einzelnen Geräte verteilt. Die mit Unterbrechern bestückten Kästen in normalen Haushalten entsprechen den Verteilern. Auch die Schalttafeln werden von der Verteilertafel mit Strom versorgt.
• Schalttafel
  Eine Schalttafel ist ein Gerät, das den von der Verteilertafel empfangenen Strom auf industrielle Geräte wie Motoren usw. verteilt. Sie steuert den Betrieb von Maschinen und Anlagen und überwacht den Betriebszustand mit SPS und anderen Steuergeräten.

2. Entwurf von Schalttafeln

Die Konstruktion von Schalttafeln erfordert Erfahrung im Umgang mit elektrischen Geräten. In den meisten Schalttafeln für Niederspannungsgeräte befindet sich der Hauptschalter, der die Hauptleitung darstellt, in der oberen linken Ecke, und die Komponenten der Instrumentierung sind in der unteren rechten Ecke angeordnet. Geräuscherzeugende Geräte wie Umrichter und Schrittmotorverstärker sollten jedoch so weit wie möglich von der Steuersignalverdrahtung entfernt sein. Dies dient der Vermeidung von Gerätefehlfunktionen aufgrund von Störungen.

Die Geräte, die die Schalttafeln belasten werden, werden im Voraus identifiziert und die Anzahl der Teile wird entsprechend festgelegt. Auf der Grundlage der Anzahl der Teile werden die Teile so angeordnet, dass sie beim Zusammenbau durch eine Person nicht belastet werden. Bei der Anordnung der Teile wird darauf geachtet, dass ein ausreichend breiter Raum für die Finger einer Person als Wartungsraum vorhanden ist.

Die Verdrahtung in der Schalttafel wird mit Hilfe von Ablagekanälen organisiert und gelagert. Der Belegungsgrad der Verdrahtung im Kanal wird im Voraus ermittelt und die Kanalbreite wird so vergrößert oder verkleinert, dass der Belegungsgrad nicht überschritten wird. Im unteren Teil der Schalttafeln befinden sich externe Klemmenleisten. Über diese Klemmen wird die von außen verlegte und eingeführte Verdrahtung mit der Verdrahtung im Inneren der Schalttafel verbunden. Die Klemmenblöcke verbinden die externe und interne Verdrahtung mit Bolzen oder Schrauben. Werden für den Anschluss der äußeren Verdrahtung große Schrauben verwendet, so sollten diese mit einer entsprechenden Markierung versehen werden, damit ein eventuelles Spiel berührungslos überprüft werden kann.

Schalttafelgehäuse werden von den Schalttafelherstellern standardisiert verkauft und können bei Verwendung standardisierter Produkte kostengünstig sein. Wird ein Schalttafelgehäuse mit besonderen Abmessungen entworfen, so muss es durch Blechbearbeitung hergestellt werden, was teurer sein kann als erwartet.

Was ist ein Mikroskope?

Ein Mikroskop ist ein Instrument zur Vergrößerung und Beobachtung kleinster Objekte, die für das bloße Auge unsichtbar sind, mit Hilfe eines Okulars und einer Objektivlinse.

Einige Mikroskope verwenden Fluoreszenz oder Laser als Lichtquelle, aber im Allgemeinen verwenden sie sichtbares Licht.

Die Vergrößerung kann von mehreren bis zu 1500-fach reichen. Es gibt verschiedene Arten von biologischen Mikroskopen und metallurgischen Mikroskopen, die je nach dem zu betrachtenden Objekt und der Lichtdurchlässigkeit der Zielprobe eingesetzt werden.

Biologische und metallurgische Proben, die Licht durchlassen, werden im Durchlicht betrachtet, während metallische Proben, die kein Licht durchlassen, im Auflicht betrachtet werden. Aus diesem Grund sind Lichtquelle, Objektiv und Probenanordnung bei biologischen und metallurgischen Mikroskopen unterschiedlich.

Verwendungszwecke von Mikroskopen

Lichtmikroskope sind in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, z. B. in der Biologie, der Medizin, der Lebensmittelindustrie, der Halbleiterindustrie und im Bildungswesen, da sie sichtbares Licht als Lichtquelle verwenden und ohne Lichtumwandlung direkt vom menschlichen Auge beobachtet werden können, einfach aufgebaut und relativ kostengünstig sind.

Sie werden insbesondere bei verschiedenen Tests wie Bluttests, mikrobiologischen Tests, Staubtests und Tests von integrierten Schaltkreisen sowie bei Forschungs- und Entwicklungsanwendungen in diesen Bereichen eingesetzt.

Grundsätze der Mikroskopie

Das Prinzip der optischen Mikroskope ist einfach: Das zu beobachtende Objekt wird mit Licht bestrahlt, und das durch das Objekt durchgelassene oder reflektierte Licht wird durch die Objektivlinse vergrößert.

Der Beobachter sieht ein imaginäres Bild des durch das Objektiv vergrößerten Lichts (Bild) des Objekts, das durch das Okular weiter vergrößert wird. Die Vergrößerungsleistung des Mikroskops wird als das Produkt der Vergrößerungsleistung des Objektivs und des Okulars ausgedrückt, die miteinander multipliziert werden. Je höher die Vergrößerung ist, desto größer kann ein kleineres Objekt für die Betrachtung vergrößert werden.

Mikroskope lassen sich je nach Beleuchtungsart grob in zwei Typen einteilen: Durchlicht- und Auflichtmikroskope. Durchlichtmikroskope werden für Objekte verwendet, die Licht durchlassen, wie Zellen, Bakterien und andere biologische Proben, während Reflexionsmikroskope für Objekte verwendet werden, die kein Licht durchlassen, wie Metalle und Halbleiter. Sie werden auch nach der Richtung eingeteilt, in der die Probe betrachtet wird, wobei beim aufrechten Typ die Objektivlinse über der Probe und beim umgekehrten Typ die Objektivlinse unter der Probe angeordnet ist. Der umgekehrte Typ wird insbesondere für Proben verwendet, die in einer Petrischale kultiviert werden, da es notwendig ist, von unten in die Probe zu schauen. Die Abbildung zeigt eine Übersicht über die gängigsten aufrechten Transmissionsmikroskope.

Die optische Vergrößerung eines Mikroskops wird durch die Vergrößerung der Objektivlinse und des Okulars bestimmt. Neben der Vergrößerung sind auch die Auflösung und der Kontrast wichtige Faktoren in der Mikroskope.

Die Auflösung bezeichnet den Mindestabstand (δ), bei dem zwei verschiedene Punkte als zwei Punkte identifiziert werden können, und ist ein Indikator dafür, wie viele Details erkannt werden können. In der Mikroskopie wird die Auflösung durch die numerische Apertur des Objektivs (NA) und die Wellenlänge des Lichts (λ) bestimmt und durch die folgende Gleichung ausgedrückt.

δ = kλ/NA (k ist eine Konstante)

Die numerische Apertur NA wird berechnet als n x sinθ, wobei n der Brechungsindex zwischen der Objektivlinse und dem Medium und θ der maximale Winkel des auf die Objektivlinse einfallenden Lichtstrahls zur optischen Achse ist.

Als nächstes wird der Kontrast erklärt.

Biologische Proben zum Beispiel sind oft transparent, und wenn man die Probe so betrachtet, wie sie ist, kann es sein, dass man die Struktur nicht erkennen kann, weil sie transparent ist. In solchen Fällen müssen die Beobachtungsbedingungen durch Anfärben der Probe mit einem Farbstoff oder durch Fokussieren des Lichts angepasst werden. Färbung und Lichtanpassung erhöhen den Kontrast des Bildes und erleichtern die Beobachtung des Objekts.

In den letzten Jahren haben sich neben der Färbung und der Blendeneinstellung auch Beobachtungsmethoden mit Lichtstreuung, Beugung und Fluoreszenz etabliert, die unter Bezeichnungen wie Phasenkontrast und differentielle Interferenz bekannt sind. Es gibt auch auf diese Beobachtungsmethoden spezialisierte Lichtmikroskope, die unter den Lichtmikroskopen als Phasenkontrastmikroskope oder Differentialinterferenzmikroskope bezeichnet werden. Bei der Anfärbung von Zellen beispielsweise sind die Zellen tot, aber die Phasenkontrastmikroskopie und die Differenzialinterferenzmikroskopie ermöglichen die Beobachtung lebender Zellen.

Weitere Informationen zur Mikroskopie

1. Der Unterschied zwischen Hellfeld- und Dunkelfeldbeobachtung in der Mikroskopie

Bei der Beobachtung mit einem Mikroskop verändert die Art und Weise, wie das Licht auf das Objekt fällt, die Art und Weise, wie es gesehen wird. Es gibt drei grundlegende Beobachtungsmethoden: die Hellfeldbeobachtung, die Dunkelfeldbeobachtung und die Beobachtung unter schräger Beleuchtung.

Die Hellfeldbeobachtung ist die einfachste Beobachtungsmethode, bei der das Objekt mit Licht beleuchtet und das durchfallende Licht beobachtet wird. Sie wird hauptsächlich zur Beobachtung gefärbter Proben verwendet.

Bei der Dunkelfeldbeobachtung hingegen wird das Objekt direkt von unten beleuchtet und anhand des gestreuten oder reflektierten Lichts beobachtet. Diese Methode wird hauptsächlich für die Beobachtung von ungefärbten transparenten Objekten und kleinen Objekten verwendet.

Die Grundvoraussetzung für die Hellfeldbeobachtung ist die Anfärbung des Objekts. Handelt es sich bei dem Objekt jedoch um einen lebenden Organismus, besteht die Sorge, dass die Anfärbung ihn töten oder seine Funktion beeinträchtigen könnte, so dass in diesem Fall die Dunkelfeldmethode ohne Anfärbung angewendet wird.

Die Beobachtung mit schräger Beleuchtung liegt zwischen diesen beiden Beobachtungsmethoden. Indem man das Objekt aus einem schrägen Winkel beleuchtet, kann man eine Zwischenansicht zwischen der Hellfeld- und der Dunkelfeldbeobachtungsmethode erreichen.

2. Immersionsobjektive in der optischen Mikroskopie

Das Auflösungsvermögen eines optischen Mikroskops ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Aperturen, so dass eine geringere Auflösung durch eine größere Anzahl von Aperturen erreicht werden kann. Die Anzahl der Öffnungen ist proportional zum Brechungsindex zwischen der Objektivlinse und dem Medium. Das Immersionsobjektiv macht sich diese Eigenschaft zunutze, um eine bessere Auflösung zu erzielen, indem der Raum zwischen der Probe und der Objektivlinse mit einer Flüssigkeit mit hohem Brechungsindex gefüllt wird. Welche Flüssigkeit verwendet wird, hängt von dem zu beobachtenden Objekt ab.

Objektivlinsen, die Öl als Flüssigkeit verwenden, werden als “Ölimmersionsobjektive” bezeichnet. Öl hat einen höheren Brechungsindex als Wasser und hat daher eine bessere Auflösungswirkung. Bei der Betrachtung eines dicken Objekts oder eines Spalts zwischen der Probe und dem Deckglas wird das vom Mikroskop erzeugte Bild jedoch aufgrund der sphärischen Aberration unscharf, die von der Objektivlinse durch den Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Objekt und dem Deckglas verursacht wird.

Eine Objektivlinse, die Wasser als Flüssigkeit verwendet, wird dagegen als “Wasserimmersionsobjektiv” bezeichnet. Objektive mit Wasserimmersion sind so konzipiert, dass sie unabhängig von der Dicke des Objekts das gleiche Bild erzeugen. Bei der Beobachtung dünner Objekte liefert das Ölimmersionsobjektiv ein helleres und klareres Bild, bei der Beobachtung dickerer Objekte ist das Wasserimmersionsobjektiv besser geeignet.

Was ist ein Stoßdämpfer?

Stoßdämpfer sind Vorrichtungen, die Schwingungen in Maschinen und Gebäuden reduzieren.

Neben der Federung werden auch in Pkws und Motorrädern Stoßdämpfer eingesetzt, um den Aufprall auf den Boden zu verringern. Die am Stoßdämpfer befestigten Federn absorbieren die Stöße und sorgen für eine komfortable Fahrt.

Wenn der Stoßdämpfer im Laufe der Zeit versagt, ist dies sehr gefährlich, da seine Stoßdämpfungskapazität abnimmt und das Bremsen schwieriger wird. Auch das Einlenken in Kurven kann dadurch erschwert werden.

Verwendung von Stoßdämpfern

Stoßdämpfer werden hauptsächlich in Fahrzeugen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für die Verwendung von Stoßdämpfern

• Personenkraftwagen wie Autos und Busse
• Motorräder, Mountainbikes und andere zweirädrige Fahrzeuge
• Schienenfahrzeuge

Diese Fahrzeuge sind mit Stoßdämpfern ausgestattet, um Stöße zu absorbieren, die auf den Boden auftreffen. Teleskopzylinder-Stoßdämpfer werden für Personenkraftwagen verwendet, während höhenverstellbare Stoßdämpfer mit variablen Federpositionen manchmal für Motorsportfahrzeuge mit geringer Fahrzeughöhe eingesetzt werden.

Stoßdämpfer, die als Öldämpfer oder seismische Isolationsdämpfer bezeichnet werden, werden manchmal zur Schwingungsdämpfung in Häusern und anderen Gebäuden eingesetzt.

Prinzip von Stoßdämpfern

Stoßdämpfer können drehbar oder teleskopisch sein, und Teleskopstoßdämpfer werden häufig in Fahrzeugen eingesetzt.

Bei Teleskopstoßdämpfern ist der Stoßdämpfer im Inneren der Feder eingebaut. Der Zylinder nimmt die Energie der Feder auf, die beim Aufprall schwingt, und absorbiert die Schwingung durch langsame Bewegung im Hydrauliksystem.

Dabei wird die Schwingungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch sich der Stoßdämpfer erwärmt. Teleskopische Stoßdämpfer lassen sich in Einrohr- und Zweirohrstoßdämpfer einteilen.

1. Einrohrdämpfer

Einrohr-Stoßdämpfer sind einfacher aufgebaut als Zweirohr-Stoßdämpfer. Ein Kolben bewegt sich in einem teilweise mit Öl gefüllten Zylinder mit Hilfe einer Stange, die die Schwingungen der Feder überträgt, auf und ab. Der Kolben wird hydraulisch unter Druck gesetzt, wodurch Schwingungen gedämpft und Stöße abgefedert werden.

2. Doppelrohr

Der Mechanismus eines Zweirohrs ist fast identisch mit dem eines Einrohrs. Außerhalb des Einrohrzylinders ist ein zusätzlicher Zylinder mit einem Ölventil installiert, was ihn robuster macht als den Einrohrzylinder. Zweirohrsysteme sind in vielen Personenkraftwagen eingebaut.

Sie müssen regelmäßig gewartet werden, da ein Ölaustritt aufgrund der Abnutzung des Stoßdämpfers die Laufleistung und die Abnutzungsrate beeinflusst.

Auswahl eines Stoßdämpfers

Bei der Auswahl eines Stoßdämpfers ist in der Regel wie folgt vorzugehen

• Prüfen Sie die Einsatzbedingungen.
• Wählen Sie vorläufig einen Stoßdämpfer auf der Grundlage der Bedingungen aus
• Berechnen Sie die Gesamtenergie des Aufpralls
• Berechnen Sie die äquivalente Masse
• Bewerten Sie das vorläufig ausgewählte Produkt

Bei der Auswahl müssen die maximale Masse und die maximale Geschwindigkeit des aufprallenden Objekts sowie die maximale Schubkraft überprüft werden. Es muss darauf geachtet werden, dass dieser Wert zur Gesamtenergie hinzugerechnet wird, insbesondere wenn der Schub durch freien Fall oder Zylinder erzeugt wird.

Die äquivalente Masse, auch bekannt als Gewichtseffektwert, hat für jedes Produkt einen bestimmten zulässigen Bereich. Überschreitet sie den zulässigen Bereich, werden am Ende des Stoßdämpferhubs hohe Reaktionskräfte erzeugt, was zu einer schlechten Stoßdämpfung führt. Wenn die äquivalente Masse den im Produktkatalog angegebenen zulässigen Bereich überschreitet, sollte ein anderer Stoßdämpfer in Betracht gezogen werden.

Weitere Informationen zu Stoßdämpfern

Lebensdauer von Stoßdämpfern

Stoßdämpfer verlieren mit der Zeit an Leistung. Da die Leistung der Stoßdämpfer eines Fahrzeugs nachlässt, verschleißen die Reifen und Bremsbeläge schneller. Wenn das Fahrzeug weiter so gefahren wird, kann der Stoßdämpfer selbst brechen oder Öl verlieren.

Die Lebensdauer der Federung eines Fahrzeugs beträgt im Allgemeinen 100.000 km oder 10 Jahre. Der empfohlene Austauschzeitraum für Stoßdämpfer beträgt ebenfalls 80 000 km. Die Lebensdauer hängt jedoch von den benutzten Straßen und der Fahrweise ab.

Auf Autobahnen und Bergstraßen wird das Fahrzeug stärker belastet und die Stoßdämpfer neigen dazu, schneller zu verschleißen. Anders als beispielsweise bei Reifen, bei denen ein Zusammenhang zwischen Laufleistung und Umdrehungszahl besteht, ist es auch bei Stoßdämpfern schwierig, einen eindeutigen Austauschzeitpunkt zu bestimmen. Daher ist es wichtig, sich für einen bestimmten Zeitpunkt zu entscheiden und eine regelmäßige Wartung durchzuführen.

Was ist ein Spindelmotor?

Ein Spindelmotor ist ein Motor, bei dem der Motorteil der Stromquelle und der rotierende Teil integriert sind.

Da es nur eine rotierende Welle gibt, ist die Gerätekonfiguration vereinfacht. Eine Spindel ist die rotierende Welle einer rotierenden Maschine.

Dieser Begriff wird auch als Spindeleinheit bezeichnet und für Werkzeugmaschinen wie Drehbänke verwendet. Ein Spindelmotor ist also ein Motor, der in die Spindel integriert ist.

Rotationssteuerungen, die aus einem Motor, einem Getriebe und Riemen bestehen, sind im Allgemeinen aufgrund der Anzahl der Komponenten kompliziert zu steuern. Darüber hinaus erhöhen sie die Größe des Geräts, während Spindelmotoren eine einfache und platzsparende Möglichkeit bieten, mehrere Drehachsen parallel anzuordnen.

Anwendungen von Spindelmotoren

Spindelmotoren werden häufig in Bearbeitungsmaschinen eingesetzt. Nachfolgend einige Beispiele für Anwendungen von Spindelmotoren.

• Bohrmaschinen und Schaftfräser
• Für rotierende Computer-HDDs
• Schneidwerkzeuge wie Kreissägen
• Werkzeuge zum Bohren und Schleifen
• Arme für kooperative und gelenkige Roboter

Die Produktpalette ist breit gefächert und reicht von Modellen mit hohem Drehmoment bis hin zu solchen, die für hohe Drehzahlen geeignet sind. Je nach Anwendung kann man aus einer Vielzahl von Spindelmotoren das optimale Produkt auswählen.

In den letzten Jahren wurden Spindelmotoren auch in Knickarmrobotern eingesetzt, bei denen die Drehachse des Roboterarms mit der Achse des Spindelmotors kombiniert ist. Aufgrund ihrer platzsparenden Eigenschaften können sie auch für die Rotation von Festplatten verwendet werden.

Funktionsweise der Spindelmotoren

Der Aufbau von Spindelmotoren ist dem der weit verbreiteten Servomotoren oft sehr ähnlich. Die Spindel ist auf der gleichen Achse wie die Drehachse installiert. Zu den verwendeten Motortypen gehören Synchronmotoren und Induktionsmotoren.

1. Synchronmotoren

Synchronmotoren bestehen aus einem Rotor aus Permanentmagneten, der auf einer rotierenden Welle befestigt ist, und mehreren kreisförmigen Statoren, die um seinen Umfang herum installiert sind. Der Stator besteht aus einem elektrischen Draht, der um einen Eisenkern gewickelt ist, der als Elektromagnet wirkt und sich vorübergehend selbst hält, wenn ein Wechselstrom durch ihn fließt.

Da sich die Phase des Wechselstroms von Moment zu Moment ändert, ändert sich auch die Polarität der Elektromagneten mit der Zeit. Die Polarität des Permanentmagneten des Rotors ist fest, so dass der Rotor durch abwechselnde Anziehung und Abstoßung mit dem Stator gedreht werden kann.

2. Induktionsmotoren

Induktionsmotoren verwenden einen Leiterrotor anstelle des Dauermagnetrotors von Synchronmotoren. Der Leiterrotor wird häufig aus käfigförmigen Metallteilen hergestellt.

Die Funktionsweise besteht darin, dass das vom Stator erzeugte rotierende Magnetfeld einen elektrischen Strom im Leiter des Rotors erzeugt, der eine elektromagnetische Induktion hervorruft, durch die die Welle gedreht wird. Im Gegensatz zu Synchronmotoren treten in der Rotationsphase Fehler auf, die als Schlupf bezeichnet werden, so dass sie für die Feinpositionierung nicht geeignet sind. Sie bestehen jedoch aus weniger Teilen und sind kostengünstiger und werden daher häufig für Produkte mit hoher Leistung verwendet.

Weitere Informationen zu Spindelmotoren

Unterschiede zwischen Spindelmotoren und Servomotoren

Der Begriff Spindel bezieht sich auf die rotierende Welle von industriellen Rotationsmaschinen, die zum Schneiden und Schleifen verwendet werden. Der Hauptzweck von Spindelmotoren ist daher das Schneiden und Schleifen. Häufig werden Motoren mit sehr hohen Drehzahlen und hohem Drehmoment eingesetzt.

Im Gegensatz dazu werden Servomotoren häufig in Präzisionsmaschinen eingesetzt, bei denen eine hohe Positioniergenauigkeit erforderlich ist. Beispiele hierfür sind Montageroboter und automatische Verpackungsanlagen. Motoren verwenden Antriebsgeräte wie Encoder, um die Rotationsposition und die Geschwindigkeit des Rotors zu erfassen.

Diese Erkennungsinformationen werden mit einer SPS oder einem Treiber kommuniziert, um eine Rückkopplungssteuerung zu implementieren, die es ermöglicht, hohe Drehzahlen mit hoher Präzision zu steuern. Alle Arten von Motoren, sowohl Spindelmotoren als auch Servomotoren, können eingesetzt werden.

Induktionsmotoren werden jedoch häufig für Spindelmotoren und Servomotoren mit großer Kapazität verwendet, während Synchronmotoren häufig für Servomotoren mit kleiner Kapazität eingesetzt werden.

Was ist eine programmierbare Steuerung?

Eine programmierbare Steuerung ist ein Steuergerät mit einem eingebauten Mikroprozessor.

Normalerweise werden Eingänge wie Sensoren und Schalter in Geräten über Steuermechanismen wie mechanische Relais und Zeitschaltuhren an Motoren und Anzeigen ausgegeben. Im Gegensatz dazu steuert eine programmierbare Steuerungen den Betrieb von Geräten über ein Programm in der programmierbaren Steuerung, ohne dass mechanische Relais oder andere Steuermechanismen erforderlich sind.

Da es weniger mechanische Kontakte gibt, können Geräte ohne Kontaktverschleiß und Defekte zwischen elektronischen Bauteilen, ohne störende Eingangs-/Ausgangsgeräte und ohne Verdrahtung zwischen mechanischen Relais zur Steuerung gesteuert werden. Darüber hinaus kann die elektrische Verdrahtung vereinfacht werden, was zu einer Verkleinerung und Massenproduktion von Geräten führt.

Anwendungen von programmierbaren Steuerungen

Programmierbare Steuerungen werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in der Fabrikautomatisierung, in Kraftfahrzeugen, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen. Sie werden hauptsächlich in industriellen und kommerziellen Anlagen eingesetzt.

Beispiele für kommerzielle Anwendungen sind große Waschmaschinen und Trockner mit Ablaufsteuerung, da sie billiger und robuster sind als ein PC. Ein weiterer Faktor ist, dass oft keine Kühlung erforderlich ist, da es keine Grafikkarte gibt und der Mikroprozessor nur wenig Wärme erzeugt.

Programmierbare Steuerungen können entweder aus einem Guss sein, d. h. alle für den Betrieb erforderlichen elektronischen Komponenten sind bereits eingebaut, oder sie können selbst zusammengestellt werden, d. h. die einzelnen Funktionskomponenten werden vom Benutzer ausgewählt.

Es ist wichtig, die Spezifikationen des Speichers, des Prozessors, der Ausgangs- und Eingangsanschlüsse entsprechend der zu verwendenden elektronischen Ausrüstung zu wählen.

Funktionsweise von programmierbaren Steuerungen

Eine programmierbare Steuerung besteht aus einem Eingangsteil, einem Ausgangsteil, einem Rechenteil und einem Speicher. Der Eingangsteil ist mit Sensoren und Schaltern verbunden, und der arithmetische Teil verarbeitet die eingegebenen Informationen auf der Grundlage des Programmcodes im Speicher und gibt sie an Motoren, Anzeigen und Kommunikationsgeräte aus.

Wenn Sie den Betrieb elektronischer Geräte, die von der programmierbaren Steuerungen gesteuert werden, ändern möchten, müssen Sie keine Änderungen an der Verdrahtung oder anderen Komponenten vornehmen. Sie müssen nur den Programmcode ändern, was Zeit und Arbeitskosten spart.

Zu den in programmierbaren Steuerungen verwendeten Programmen gehören die Kontaktplanmethode, die SFC-Methode, die Flussdiagramm-Methode und die Stufenleiter-Methode, wobei die Kontaktplanmethode die häufigste ist. Die Kontaktplanmethode ist eine Methode zur Erstellung von Programmen auf einem PC, bei der Symbole wie Relais, Schalter und Zeitgeber zwischen zwei parallelen geraden Linien wie eine Leiter verbunden sind.

Die Besonderheit dieser Methode besteht darin, dass sie leicht zu erlernen ist, da der Programmcode durch visuelle Operationen erstellt werden kann. 

Weitere Informationen zu programmierbaren Steuerungen

1. Unterschiede zwischen programmierbaren Steuerungen und Sequenzern

Wenn Sie in der Produktion arbeiten, haben Sie vielleicht schon einmal den Begriff Sequenzer gehört. Im Grunde genommen gibt es keinen Unterschied zwischen einer programmierbaren Steuerungen und einem Sequenzer.

Sequenzer ist der Handelsname für die programmierbaren Steuerungen von Mitsubishi Electric. Sie wurde unter dem Namen Sequenzer als ein mechanisches Gerät vermarktet, das eine Ablaufsteuerung ermöglichte.

Da er als Name zur Beschreibung einer Funktion völlig vereinnahmt wurde, wird Sequenzer heute auch als andere Bezeichnung für die programmierbaren Steuerungen verwendet.

2. Anschluss der programmierbaren Steuerungen an PCs

Für die Speicherung eines Programms in einer programmierbaren Steuerung wird in der Regel ein PC verwendet. Jede Firma, die Steuerungen verkauft, bietet eine PC-Software zur Bearbeitung des Programms an, die zur Speicherung des Programms verwendet wird.

Serielle Signale werden seit langem für den Anschluss an einen PC verwendet. Viele alte PCs hatten eine fest installierte serielle Schnittstelle, aber heutzutage sind serielle Schnittstellen selten.

Serielle Signale erforderten auch passende COM-Ports oder die Installation von speziellen Treibern. In den letzten Jahren wird die Sequenzbearbeitung häufig über USB-Anschlüsse durchgeführt, die keine Anpassung der COM-Ports erfordern und der Allgemeinheit vertraut sind.

Wenn ein Netzwerk mit Ethernet aufgebaut ist, kann die Bearbeitung nun vom Ethernet-Anschluss aus an mehrere Steuerungen erfolgen.

Was ist eine Schlammpumpe?

Schlammpumpen werden für den Transport von Schlamm, einem Gemisch aus Flüssigkeiten und Feststoffen, eingesetzt.

Sie unterscheiden sich von normalen Pumpen dadurch, dass sie speziell konstruiert sind. Schlamm ist sehr zähflüssig und kann die internen Komponenten der Pumpe verschleißen und verstopfen. Aus diesem Grund sind sie auf eine hohe Lebensdauer ausgelegt.

Es gibt zwei Arten von Pumpen: volumetrische Pumpen, die den Schlamm durch Veränderung seines Volumens fördern, sowie Zentrifugalpumpen, die die Zentrifugalkraft zur Förderung des Schlamms nutzen.

Anwendungen von Schlammpumpen

Schlammpumpen werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt. Nachstehend einige Beispiele für den Einsatz von Schlammpumpen.

1. Erz- und Ölbergbauindustrie

In der Bergbauindustrie werden sie zum Transport von Errungenschaften und Erzschlamm eingesetzt. Schlammpumpen sind in der Bergbauindustrie nützlich, wo es viele Möglichkeiten gibt, Pulver zu transportieren.

Auch in der Ölbohrindustrie werden sie häufig eingesetzt. Bei Ölbohrungen muss Gestein abgetragen werden, um in die Tiefe der Bohrlöcher zu gelangen. Schlammpumpen werden verwendet, um diesen Schlamm aus Gesteinstrümmern abzupumpen.

2. Wasserkraftwerke

Schlammpumpen werden auch häufig in Wasserkraftwerken eingesetzt. Wasserkraftwerke liefern Wasser für die Rotation der Turbinen, und das Flusswasser enthält feste Partikel. Das mit Sedimenten und anderen Partikeln vermischte Wasser wird nach der Filtration durch eine Siebmaschine oder andere Mittel mit Schlammpumpen abgeleitet.

3. Bauindustrie

Feststoffpumpen werden für den Transport von Schotter und Sand auf Baustellen eingesetzt. Sie werden auch für den Transport großer Mengen von Erde und Sand auf Staudamm-Baustellen eingesetzt.

Funktionsweise der Schlammpumpen

Aufgrund der hohen Dichte von Schlämmen und der Vielfalt der darin enthaltenen Feststoffpartikel erfordern Schlammpumpen eine besondere Konstruktion. Sie bestehen aus einem Einlass zur Aufnahme des Schlamms, einem Laufrad zur Beschleunigung des Schlamms in der Pumpe und einem Auslass zum Ablassen des Schlamms.

Der Schlamm wird am Einlass angesaugt und durch die Drehung des Laufrads beschleunigt. Der durch das Laufrad beschleunigte Schlamm wird in mehreren Schritten zum Auslass befördert.

Schlammpumpen verfügen über mehrere Hilfsschaufeln im Inneren der Pumpe, um Flüssigkeiten mit hoher Dichte zu bewältigen. Dadurch können höhere Drücke erzeugt werden.

Arten von Schlammpumpen

In Schlammpumpen werden eine Vielzahl von Pumpentypen eingesetzt. Nachstehend einige Beispiele für Schlammpumpen.

1. Einstufige Feststoffpumpen

Einstufige Schlammpumpen sind einfache Pumpen zur Förderung von Schlamm, die aus einem einstufigen Laufrad bestehen und sich durch ihre einfache Bauweise und geringen Kosten auszeichnen. Aufgrund des einstufigen Laufrads ist die entsprechende Förderhöhe jedoch oft gering.

2. Mehrstufiger Typ

Mehrstufige Schlammpumpen sind Pumpen mit mehrstufigen Laufrädern. Die mehrstufige Bauweise ermöglicht große Förderhöhen und einen effizienten Transport des Schlamms. Allerdings sind sie oft teurer als einstufige Pumpen. Aufgrund der großen Anzahl von Teilen sind sie anfälliger für Ausfälle oder Verstopfungen als einstufige Pumpen.

3. Verschleißfeste Schlammpumpen

Schlammpumpen mit hoher Verschleißfestigkeit. Die in der Pumpe verwendeten Materialien sind verschleiß- und korrosionsbeständig. Spezielle legierte Stähle, Kautschuk, Keramik und andere Materialien werden für die internen Komponenten verwendet, um die Haltbarkeit und Lebensdauer zu erhöhen.

Auswahl einer geeigneten  Schlammpumpe

Bei der Auswahl einer Schlammpumpe in der Konstruktionsphase wird das Pumpsystem umfassend nach dem Zweck der Förderung, der Form und Härte des Objekts, der chemischen oder nicht-korrosiven Beschaffenheit und der Betriebstemperatur ausgewählt.

Am wichtigsten ist es, die Beschaffenheit des zu transportierenden Schlamms zu kennen. Das spezifische Gewicht und die Feststoffkonzentration des Schlamms können nützliche Informationen für die Auswahl liefern. Sobald die Art des Schlamms festgestellt wurde, sollte die Durchflussmenge entsprechend der erforderlichen Druckkapazität ausgewählt werden.

Auch die Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit sollte berücksichtigt werden. Schlammpumpen werden oft in rauen Umgebungen eingesetzt und können schwer zu warten und zu reparieren sein. Es sollten Pumpen gewählt werden, die sich leicht warten lassen.

Auch die Kosten sind ein wichtiges Kriterium. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind Schlammpumpen oft teurer als andere Pumpen. Doch selbst wenn die Anschaffungskosten hoch sind, kann die Wahl der richtigen Schlammpumpe auf lange Sicht Geld sparen.

Was ist ein Funkenlöscher?

Funkenlöscher sind Geräte, die Funken und Überspannungen unterdrücken, die beim Ein- und Ausschalten von Schaltern entstehen.

Wenn Funken entstehen, können Halbleiterelemente und Transistoren im Stromkreis beschädigt werden, und auch Überspannungen können elektronische Bauteile zerstören.

Insbesondere bei der Verwendung von Schaltern in Gleichstromkreisen müssen Funkenlöscher und andere Funkenschutzmaßnahmen in den Stromkreis eingebaut werden.

Anwendungen von Funkenlöschern

Funkenlöscher werden häufig in elektrischen Geräten eingesetzt, die mit Gleichstrom betrieben werden. Insbesondere wenn Gleichstrom als Stromquelle verwendet wird, ist der Einsatz von Funkenlöschern unerlässlich, da in der Nähe von Schaltern Funken entstehen können.

Ähnliche Probleme treten in Wechselstromkreisen auf, weshalb Funkenlöscher verwendet werden. Funkenlöscher haben genau definierte Spannungs-, Widerstands- und Kapazitätswerte sowie eine geeignete Einsatztemperatur und müssen daher unter Berücksichtigung dieser Faktoren ausgewählt werden.

Wenn der Funkenlöscher der Spannung in der Betriebsumgebung nicht standhält, kann er Unfälle verursachen.

Funktionsweise der Funkenlöscher

Wenn ein Schalter, z. B. ein Relais, ein- oder ausgeschaltet wird, entsteht eine Überspannung, wenn die Last ein induktives Bauteil enthält. Wenn zudem an den Kontaktstellen von Schaltern und Relais Funken entstehen, verkürzt sich die Lebensdauer der Kontakte. Funkenlöscher sind Geräte, die Überspannungen und Funkenbildung reduzieren sollen.

Funkenlöscher bestehen aus einem Widerstand und einem Kondensator, die in Reihe geschaltet sind. Die Zeitkonstante des Funkenlöschers wird durch die Kapazität des Kondensators und den Widerstandswert bestimmt und sorgt dafür, dass sich die Überspannungen nicht schnell ändern.

Der verwendete Folienkondensator muss eine ausreichend große Kapazität haben, um sicherzustellen, dass die Spannung im Betrieb nicht zu hoch wird. Wählen Sie bei Widerständen Widerstände mit ausreichender Überspannungsfestigkeit.

Auswahl eines geeigneten Funkenlöschers

Ein Funkenlöscher besteht aus einer Reihenschaltung von Widerstand R und Kondensator C. Die Berechnung von C und R ist wie folgt, wenn der Strom im Stromkreis I (A) beträgt:

 C = I x 2/10 bis I x 2/20 (μF)
R = Gleichstromwiderstand der Last (Ω)

*Der Gleichstromwiderstand der Last ist oft nicht bekannt; in diesem Fall wird der Standardwert 120 Ω verwendet.

*Die Berechnungen von C und R dienen nur als Referenz. Letztlich sollten diese Werte als Richtwerte verwendet werden, und die Wirkungder Stoßdämpfung sollte in Montageversuchen überprüft werden.

Für den Anschluss stehen die Typen Lead Wire, Covered Wire und Metal Terminal zur Verfügung. Die verwendeten elektronischen Bauteile sollten eine höhere Nennspannung als die Schaltungsspannung aufweisen.

 Nutzbare Gleichspannung ≤ AC-Nennspannung x√2

Die Nennspannung von Funkenlöschern ist als Wechselspannung angegeben. Da Funkenlöscher auch in Gleichstromkreisen verwendet werden, sollte die Nennspannung des Funkenlöschers in Gleichspannung umgerechnet werden, um festzustellen, ob er verwendet werden kann oder nicht.

Weitere Informationen zu Funkenlöschern

1. Anordnung des Funkenlöschers

In Stromkreisen, die aus einer Stromversorgung, einem Schalter und einer Last wie z. B. einem Widerstand bestehen, gibt es zwei grundlegende Arten der Anordnung des Funkenlöschers: parallel zum Schalter oder parallel zur Last.

In Gleichstromkreisen werden zwei verschiedene Methoden der Anordnung verwendet. Der Stoßdämpfungseffekt ist bei beiden gleich, aber die Methode der Parallelschaltung zum Schalter ist effektiver, wenn die Funken an den Schaltkontakten sichtbar sind.

Beim Ausschalten des Schalters wird der Stromkreis durch den Funkenlöscher geschaltet, so dass am Schalter keine große Potenzialdifferenz entsteht. Der Funkenlöscher verhindert also, dass hohe Spannungen entstehen, was das Auftreten von Funken unwahrscheinlicher macht.

Wenn in Wechselstromkreisen ein Funkenlöscher parallel zum Schalter geschaltet ist, fließt außerdem ein Leckstrom, wenn der Schalter ausgeschaltet wird. Dieser Leckstrom kann zu einer Fehlfunktion des Schalters führen. Daher ist es bei Wechselstrom üblich, den Funkenlöscher parallel zur Last anzuschließen.

2. Absorption von Überspannungen

In Stromkreisen mit induktiven Lasten wie Relais und Motoren wird ein Funkenlöscher parallel zur induktiven Last geschaltet, um den von der induktiven Last beim Öffnen und Schließen des Schalters erzeugten Stoßspannungsanteil zu absorbieren. Ohne Funkenlöscher kann die Stoßspannung das 10- bis 30-fache der Antriebsspannung der induktiven Last betragen und die Störfrequenz kann 100 MHz überschreiten.

Die Überspannungen führen zum Durchbruch der Isolierung elektronischer Komponenten im Schaltkreis und zur Beschädigung des Leiterplattenmusters. Darüber hinaus werden die harmonischen Komponenten der erzeugten Überspannungen direkt von der Schaltung abgestrahlt, was verschiedene schädliche Auswirkungen auf periphere Geräte und Einrichtungen hat. Durch den Einbau geeigneter Funkenlöscher ist es möglich, solche Überspannungen zu absorbieren.

Was ist eine Fotodioden?

Eine Fotodiode ist ein Lichtempfangselement, in dem bei Lichteinstrahlung ein winziger Strom in eine bestimmte Richtung fließt.

Wenn Licht auf den Halbleiterübergang trifft, tritt ein interner photoelektrischer Effekt auf, bei dem Elektronen angeregt werden und ein elektrischer Strom fließt, der zur Erkennung des eingestrahlten Lichts verwendet wird. Aufgrund der hohen Genauigkeit, mit der der Lichtempfang erfasst wird, ist dieses Bauteil insbesondere für optische Kommunikationsgeräte erforderlich.

Sie werden auch in anderen medizinischen Geräten wie der Messung von Gaskonzentrationen eingesetzt. Es gibt hauptsächlich PN-, PIN- und Avalanche-Dioden, die sich in ihrer Lichtempfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit unterscheiden.

Verwendungszwecke von Fotodioden

Typische Anwendungen für Fotodioden sind Pick-up-Points in CD/DVD-Playern, TV-Fernbedienungen und die optische Kommunikation. Insbesondere der PIN-Übergangstyp mit seiner hohen Lichtempfindlichkeit wird in optischen Telekommunikationssystemen verwendet, ist aber auch in anderen Anwendungen weit verbreitet.

Von den drei Fotodioden-Strukturen ist dies der am häufigsten verwendete Typ. Weitere Anwendungen sind Röntgentomographen in medizinischen Geräten.

Prinzip der Fotodiode

Fotodioden nutzen das physikalische Phänomen, dass bei Lichteinstrahlung auf das Element Elektronen am Halbleiterübergang angeregt werden und die Lichtmenge durch Messung des Stroms erfasst werden kann.

Die Wellenlänge des Lichts, das detektiert werden kann, hängt vom Material der Diode ab, das je nach Wellenlänge der Anwendung ausgewählt werden muss. Zu den wichtigsten Materialien gehören Silizium, Germanium und Bleisulfid.

1. Der PN-Übergangstyp

Wenn die Verarmungsschicht an der Grenze zwischen P- und N-Typ-Halbleitern mit Licht bestrahlt wird, fließen Elektronen in Richtung des N-Typ-Halbleiters und es entstehen Löcher im P-Typ-Halbleiter als Ergebnis des Elektronentransfers. Bei Lichteinstrahlung findet dieser Elektronen- und Löcherfluss statt, und der Elektronenfluss wird als Strom erfasst, aber die Ansprechgeschwindigkeit ist durch eine etwas langsame Ansprechzeit gekennzeichnet.

2. Der PIN-Übergangstyp

Die wegen ihres geringen Hintergrundrauschens am häufigsten verwendete Struktur für Fotodioden, die auch als Dunkelstrom bezeichnet wird, besteht aus einem P-Halbleiter, einem I-Halbleiter und einem N-Halbleiter, die nacheinander geschaltet sind.

Ein Merkmal dieser Struktur ist, dass durch Anlegen einer Sperrvorspannung an den I-Typ-Halbleiter die angeregten Elektronen gleichmäßig zum N-Typ-Halbleiter fließen, was zu einer schnelleren Ansprechgeschwindigkeit führt.

3. Avalanche-Übergangstyp

Dieser Typ ist dadurch gekennzeichnet, dass die P-Typ-Halbleiterschicht vom Elektrodenpunkt der P-Typ-Halbleiterschicht aus nacheinander in die p+-Schicht, die p-Schicht und die p-Schicht unterteilt wird. Aufgrund ihrer Avalanche-Verstärkungsfunktion (Elektronenlawine) hat sie die Eigenschaft, sehr schwaches Licht mit einer ultraschnellen Ansprechzeit zu erfassen. Sie werden in der Regel mit hohen Spannungen verwendet und sind unter der Abkürzung APD bekannt.

Weitere Informationen über Fotodioden

1. Fotodioden-Anwendungsschaltungen

Fotodioden haben eine große Temperaturabhängigkeit, wenn beide Elektroden offen sind, und wenn sie kurzgeschlossen sind, ist das Verhältnis zwischen Lichtintensität und Strom nicht linear, was ihre Anwendung erschwert. Daher wird für Anwendungen, die die Helligkeit messen, wie z. B. Beleuchtungsstärkemessgeräte und Belichtungsmesser, eine Schaltungskonfiguration verwendet, bei der die Kathode der Fotodiode mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers und die Anode mit dem nichtinvertierenden Anschluss verbunden ist, und ein Rückkopplungswiderstand Rf zwischen dem Ausgangsanschluss und dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers eingefügt wird.

In dieser Schaltung wird der Kurzschlussstrom Is x Rückkopplungswiderstand Rf, der der Lichtintensität entspricht, zur Ausgangsspannung des Operationsverstärkers (die invertierende Eingangsklemme ist die Referenzspannung), und die Spannung an beiden Enden der Fotodiode (zwischen Anode und Kathode) wird 0 V, d. h. sie entspricht einem Zustand, in dem beide Enden kurzgeschlossen sind (imaginärer Kurzschluss).

Daher ist der Kurzschlussstrom Is proportional zur Lichtintensität, so dass die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers als Lichtintensität ausgedrückt werden kann. In einer tatsächlichen Schaltung ist ein Kondensator Cf angeschlossen, um eine Ansprechverzögerung aufgrund der Kapazität der Fotodiode zu gewährleisten und so die Ansprechgeschwindigkeit zu beschleunigen.

2. Spektrale Empfindlichkeitsmerkmale von Fotodioden

Fotodioden aus Silizium geben einen Strom für Licht mit Wellenlängen zwischen 320 nm und 1100 nm ab, sind aber besonders empfindlich im Nahinfrarotbereich zwischen 800 nm und 1000 nm. Der für den Menschen sichtbare Bereich reicht von 380 nm bis 720 nm, mit einer Spitzenempfindlichkeit um 550 nm, die sich von den spektralen Empfindlichkeitseigenschaften von Silizium Fotodioden unterscheidet.

Daher kann die Ausgangsleistung von Silizium-Fotodioden nicht mit der Helligkeit gleichgesetzt werden, die sie aufweisen. Beispielsweise steigt die Leistung einer Silizium-Fotodiode in einer Umgebung mit starker Nahinfrarotstrahlung an, aber der Bereich ist für das menschliche Auge unsichtbar, so dass er nicht hell erscheint.

Aus diesem Grund müssen die spektralen Empfindlichkeitseigenschaften von Silizium-Fotodioden an die Empfindlichkeitseigenschaften des menschlichen Auges angepasst werden, wenn sie als Sensoren in Beleuchtungsstärkemessgeräten und ähnlichen Anwendungen eingesetzt werden. In diesem Fall wird ein Filter zur Korrektur der visuellen Empfindlichkeit auf der Oberfläche der Silizium-Fotodiode angebracht.

Germanium und InGaAs werden auch für Anwendungen mit anderen Wellenlängen als Silizium verwendet. Dies ist auf die unterschiedlichen Bandlückenenergien der verschiedenen Materialeigenschaften zurückzuführen, wobei InGaAs ein besonders geeignetes Material für Wellenlängenanwendungen über 1 µm ist.

Was ist eine Spritzgießmaschinen?

Spritzgießmaschinen sind Maschinen, die das Spritzgießen von Kunststoffen und anderen Harzen durchführen.

Beim Herstellungsprozess des Spritzgießens wird zunächst erhitztes, erweichtes Harz in eine Form gegossen. Anschließend wird die Form unter hohen Druck gesetzt, und das abgekühlte Produkt wird entnommen.

Das Spritzgießen ist die am weitesten verbreitete Methode zum Formen von Kunststoffen und anderen Harzen. Viele bekannte Produkte, wie z. B. Schreibwaren und Handyteile sowie Automobil- und Haushaltsgeräteteile, werden im Spritzgussverfahren hergestellt.

Verwendungszwecke von Spritzgießmaschinen

Spritzgießmaschinen werden für die Herstellung vieler Haushaltsartikel verwendet. Das liegt daran, dass Spritzgießmaschinen auf das Gießen von Harzen spezialisiert sind. Spritzgießmaschinen können eine breite Palette von Kunststoffen verarbeiten, darunter Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere.

Zu den Produkten, die mit Spritzgießmaschinen hergestellt werden, gehören Innen- und Außenteile für Kraftfahrzeuge. Die meisten Innen- und Außenteile von Kraftfahrzeugen werden auf Spritzgießmaschinen geformt. Die meisten Außenteile werden auch auf Spritzgießmaschinen für Produkte des täglichen Lebens wie Ventilatoren, Mikrowellenherde, Fernsehgeräte und Waschmaschinen hergestellt.

Spritzgießmaschinen sind unentbehrlich bei der Herstellung von bekannten Produkten, von kleinen Teilen bis hin zu großen Produkten.

Aufbau von Spritzgießmaschinen

Der Aufbau einer Spritzgießmaschine gliedert sich in einen Einspritzbereich, in dem das Harz eingespritzt wird, und einen Formschließbereich, in dem das Produkt geformt wird. Im Injektionsbereich wird zunächst das Harz bei einer hohen Temperatur von etwa 200 °C geschmolzen und in die Form gegossen. Der Fluss zeichnet sich dadurch aus, dass er automatisiert ist und einfach durch die Einstellung der zu gießenden Menge und Temperatur in die Maschine fließt.

Die Form wird in der Formspannvorrichtung installiert. Die Form muss mit einem Formtrennmittel vermischt und erwärmt werden, damit das Harz nicht daran kleben bleibt. Das Harz wird von der Injektionsabteilung in die Form gegossen und unter hohem Druck geformt.

Nach dem Gießen wird das Harz bis zur Fertigstellung abgekühlt. Das entnommene Harz weist Grate auf, die entfernt und geprüft werden, bevor es zu einem Produkt wird.

Arten von Spritzgießmaschinen

Die Typen von Spritzgießmaschinen werden nach dem zu verarbeitenden Material und dem Aufbau der Spritzgießmaschine unterschieden. Es gibt zwei Haupttypen von Materialien, die von Spritzgießmaschinen verwendet werden: für Thermoplaste und für Duroplaste.

• Thermoplaste: Kunststoffe, die sich bei Erwärmung verformen.
• Duroplaste: Kunststoffe, die bei Wärmezufuhr aushärten.

Die gängigsten Spritzgießmaschinen sind für Thermoplaste. Es gibt auch drei Arten von Spritzgießmaschinen: Kolben, Vorkolben und Schnecken.

1. Plunger-Typ

Das Material wird mit Hilfe eines Kolbenkolbens eingespritzt. Diese Methode war bis in die 1960er Jahre üblich, wird aber heute nur noch für spezielle Anwendungen eingesetzt.

2. Vor-Kolben-Typ

Bei diesem Verfahren werden zwei Zylinder kombiniert. Jeder Zylinder besteht aus einem Heizzylinder und einem Einspritzzylinder; die Verwendung von zwei Zylindern ermöglicht höhere Zykluszeiten.

3. Schneckentyp

Bei diesem System wird eine einzige Schnecke zum Messen und Einspritzen des Materials verwendet. Es wird auch als Schnecken-in-Line-Verfahren bezeichnet und ist das heute am häufigsten verwendete Verfahren.

Die Auswahl einer Spritzgießmaschine erfordert eine gute Kenntnis der verwendeten Materialien und der Bauart. Denn wenn die Kombination nicht stimmt, wird das Produkt möglicherweise nicht erfolgreich geformt.

Außerdem ist es wichtig zu wissen, dass das Scheitern des Gießens des Produkts zu enormen Kosten führen kann.

Weitere Informationen über Spritzgießmaschinen

Vor- und Nachteile von Spritzgießmaschinen

Der Vorteil von Spritzgießmaschinen besteht darin, dass sie äußerst effizient in der Produktion sind. Bei der Herstellung von Kleinteilen werden sie so hergestellt, dass mit einer einzigen Form möglichst viele Produkte hergestellt werden können, um eine effiziente Produktion zu gewährleisten.

Die Spritzgießverfahren sind einfach und die Spritzgießmaschinen sind hoch automatisiert. Das macht sie sehr produktiv, was ein großer Vorteil ist.

Der Nachteil von Spritzgießmaschinen ist, dass sie kostspielig sind. Spritzgießmaschinen müssen stark genug sein, um dem hohen Druck in der Einspritzphase standzuhalten. Darüber hinaus muss für die Schließeinheit der Form eine Form mit hoher Präzision hergestellt werden.

Um die Anforderungen an die hohe Festigkeit des Spritzgießteils und die hohe Präzision des Werkzeugs zu erfüllen, fallen Entwicklungs- und Verarbeitungskosten an. Die Herstellung individueller Formen für das gewünschte Produkt ist mit hohen Anfangskosten verbunden.

Was sind Industrielle Steckverbinder?

Industrielle Steckverbinder werden für den Stromanschluss in Industrieanlagen verwendet. Sie werden nicht nur für die Stromversorgung, sondern auch für den Austausch von Daten und anderen elektrischen Informationen verwendet. Industrielle Steckverbinder zeichnen sich durch eine hervorragende Erweiterbarkeit und Bequemlichkeit beim Austausch von Strom aus. Wenn Sie z. B. ein Aufzeichnungsmedium in einen PC einbauen möchten, können Sie zwar eine neue Schaltung an den Stromkreis anlöten, aber der Anschluss des Aufzeichnungsmediums über einen Steckverbinder bietet eine bessere Handhabung.

Verwendungszwecke von Industriellen Steckverbindern

Industrielle Steckverbinder werden in einer Vielzahl von industriellen Geräten verwendet. Speichersockel, Leiterplattenstecker und Schnittstellenstecker werden in Personalcomputern verwendet. Speichersockel sind Steckverbinder, mit denen der PC-Sockel mit dem RAM-Speicher und anderen im PC installierten Speichern verbunden wird. Demgegenüber stehen die Schnittstellenstecker, die den PC selbst mit dem Speicher außerhalb des PCs verbinden, z. B. mit einer externen Festplatte. Leiterplattensteckverbinder werden verwendet, um Leiterplatten mit unterschiedlichen Funktionen zu verbinden. Industrielle Steckverbinder werden auch in Industrierobotern und Werkzeugmaschinen, Baufahrzeugen und Eisenbahnen, Kraftwerken und Ölanlagen eingesetzt.

Prinzip von Industriellen Steckverbindern

Steckverbinder sind aus Kontakten, Gehäusen, Schalen und Ösen aufgebaut. Die Kontakte sind die Kontaktelemente und bieten einen Weg für den Stromfluss, wenn die Steckverbinder unter Spannung stehen. Das Gehäuse besteht aus einem isolierenden Material und ist das Bauteil, das die Kontakte hält. Die Schale schützt die Kontakte und das Gehäuse vor äußeren Kräften und wird über beide Komponenten gestülpt. Ösen dienen dazu, die Steckverbinder von außen zusammenzuhalten. Sie verhindern ein unbeabsichtigtes Lösen.
Auch bei den Stromabnehmern unterscheidet man zwischen Steckern und Buchsen, die für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Stecker haben vorstehende Kontakte, Buchsen haben vertiefte Kontakte. Die Steckerkontakte werden mit den Buchsenkontakten verbunden, um sie unter Spannung zu setzen. Stecker und Steckdosen werden verwendet, um sicherzustellen, dass Steckverbinder unterschiedlicher Normen nicht falsch angeschlossen werden und dass die Stromversorgung zuverlässig erfolgt.

Industrielle Steckverbinder

1. Wasserdichte Steckverbinder

Wasserdichte Steckverbinder sind spezielle Steckverbinder, die im Gegensatz zu normalen Steckverbindern wasserundurchlässig sind. Die Hauptanforderungen und -spezifikationen von wasserdichten Steckverbindern bestehen darin, das Eindringen von Wasser zu verhindern und Kurzschlüsse in den Stromkreisen zu vermeiden, die durch das Eindringen von Wasser in die Steckverbinderklemmen verursacht werden, z. B. bei elektrischen Maschinen in der Industrie und im Freien, bei landwirtschaftlichen Maschinen und in Fabriken, wo die Gefahr von Feuchtigkeit durch Niederschlag in Fahrzeugen und Sprühgeräten besteht. Dies ist die Hauptanforderung an wasserdichte Steckverbinder.

Normale Steckverbinder haben einfach weibliche und männliche Anschlüsse, die miteinander verbunden werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Sie werden in Innenräumen verwendet und kommen im Allgemeinen in Haushaltsgeräten, Bürogeräten, Informationsgeräten, Spielgeräten usw. zum Einsatz, wo das Eindringen von Wasser keine Rolle spielt. In elektrischen Geräten, bei denen die Möglichkeit des Eindringens von Wasser besteht, sind jedoch zusätzlich zu den normalen Steckverbinderfunktionen wasserdichte Steckverbinder mit zusätzlichen Funktionen und Strukturen zur Verhinderung des Eindringens von Wasser erforderlich.

Die Hauptstruktur dieser wasserdichten Funktion ist in der Regel ein normaler Steckverbinder mit einer zusätzlichen wasserdichten Abdeckung. Üblicherweise werden Steckverbinder mit einer Kappe oder Abdeckung an den Anschlussklemmen verwendet, um das Eindringen von Wasser zu verhindern, oder Steckverbinder mit einem Mechanismus zum Entfernen von Staub von außen, auch bekannt als Steckverbinder mit Schmutzfänger usw. In jedem Fall ist ihre Konstruktion komplexer als die von normalen Steckverbindern und sie werden daher in so genannten industriellen und hochzuverlässigen Produkten verwendet.

2. Flüssigkeitsanschlüsse

Flüssigkeitssteckverbinder sind eine besondere Art von Industriellen Steckverbindern.
Sie sind vorrangig für den Durchgang von Flüssigkeiten im Allgemeinen, wie Luft, Inertgase und Flüssigkeiten wie Flüssigstickstoff und Flüssigerdgas, ausgelegt.
Es gibt zwei Arten von Flüssigkeitsanschlüssen, die für den Durchgang von Flüssigkeiten ausgelegt sind: Der erste ist ein Einrohrtyp aus Kunststoff, der entweder Gase oder Flüssigkeiten durchlässt.
Der zweite Typ ist ein zusammengesetzter Typ, der sowohl Flüssigkeiten, Gase als auch Steuersignale durch denselben Anschluss durchlässt, der außerdem mit einem Öffnungs-/Schließventil ausgestattet ist.
Alle Typen haben einen Push-Pull-Mechanismus für die Montage und Demontage.
Das bedeutet, dass sie sich nicht leicht lösen lassen und umgekehrt leicht zu handhaben sind, wenn sie heraus- oder hineingezogen werden müssen, und sie wurden entsprechend dem technologischen Fortschritt miniaturisiert.
Außerdem sind fluidische Steckverbinder vibrations-, torsions- und stoßfest, verfügen über eine ausreichende Zugfestigkeit und können rauen Umgebungen standhalten, was sie äußerst zuverlässig macht.
Aus diesen Gründen werden fluidische Steckverbinder in Geräten zur Steuerung von Flüssigkeiten in Umgebungen eingesetzt, die eine hohe Zuverlässigkeit erfordern, in Geräten, die an besonderen Orten schnell angeschlossen werden müssen, sowie in verschiedenen medizinischen und industriellen Geräten.