Übersetzung (Technik)

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Als Übersetzung wird in der Technik eine Vorrichtung bezeichnet, die den Wert einer physikalischen Größe in einen anderen Wert derselben Größe übersetzt, wobei beide Werte im Gegensatz zum Übertrager bzw. Transmission in einem konstruktiv festgelegten Verhältnis zueinander stehen. Ein Übersetzer wandelt keine Energieformen. Übersetzungen gibt es innerhalb mechanischer Energie, elektrischer Energie, thermischer Energie, Strahlungsenergie und als Bindungsenergie die chemische Energie und nukleare Energie. Jeder Übersetzer unterliegt auch bei einem Übersetzungsverhältnis von eins der Entropie.

In den meisten Fällen wird das Formelzeichen "i" verwendet. Diese Verhältniszahl ist immer dimensionslos.

[Bearbeiten] Mechanik

Grundlage einer mechanischen Übersetzung ist immer das Hebelgesetz:

Kraft x Kraftarm = Last x Lastarm

Die Wirkung findet man schon in einfachen Anwendungen wie einer Kinderwippe, wo die schwerere Person näher an der Drehachse sitzen muss, damit die Wippe im Gleichgewicht sein kann. Eine Bewegung der Wippe bewirkt dann, dass die schwerere Person einen kürzeren Weg als die leichtere Person zurücklegt.

In leicht abgewandelter Form gilt dieses Prinzip auch für den Flaschenzug, die schiefe Ebene (inklusive dem Gewinde als Sonderfall) und ähnliche Vorrichtungen.

Bei Getrieben stellen die wirksamen Radien der Getrieberäder die Hebelarme dar. Das Übersetzungsverhältnis bezieht sich auf eine einzelne Getrieberadpaarung oder auf das gesamte Getriebe.

Das Übersetzungsverhältnis einzelner Getrieberadpaarungen kann über verschiedene Beziehungen zwischen dem antreibenden Getrieberad (Antrieb) und dem angetriebenen Getrieberad (Abtrieb) berechnet werden, zum Beispiel

bei Riemengetrieben über die wirksamen Durchmesser der Getrieberäder

$i=\frac{d_{Abtrieb}}{d_{Antrieb}}$

bei Zahnrad- und Kettengetrieben über die Anzahl der Zähne der Getrieberäder

$i=\frac{z_{Abtrieb}}{z_{Antrieb}}$

passend dazu ergeben sich die Drehzahlen der Getrieberäder

$i=\frac{n_{Antrieb}}{n_{Abtrieb}}$

Umgekehrt zur Drehzahl verhält sich, bei Vernachlässigung von Verlusten, das übertragene Drehmoment. Es ist umso so niedriger, je höher die Abtriebsdrehzahl ist.

über die Momente der Getrieberäder

$i=\frac{M_{Abtrieb}}{M_{Antrieb}}$

Ist die Antriebsdrehzahl kleiner als die Abtriebsdrehzahl, das Übersetzungsverhältnis also kleiner als 1, spricht man umgangssprachlich auch von einer Untersetzung. Die Übersetzung wird als negativ angegeben, wenn die Räder sich gegensinnig drehen.

[Bearbeiten] Elektrotechnik

Transformatoren sind die typischen Übersetzer von Spannungen und Strömen. Transformatoren können keinen Gleichstrom übersetzen. Die Übersetzung von Ein- und Ausgangsspannung (bzw. der Stromstärken) ergibt sich aus dem Verhältnis der Drahtwindungen von Primärspule zur Sekundärspule.

Geeichte Messwandler werden zur Anpassung von hohen elektrischen Spannungen oder Strömen an kostengünstige Messgeräte eingesetzt. Trotz der Bezeichnung "Wandler" sind dies spezielle Transformatoren.