Gegengewicht (Mechanik)

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Ein Gegengewicht ist ein Gewicht, das zum Ausgleich von Kräften bzw. Drehmomenten dient und für Gleichgewicht sorgt. Gegengewichte werden dort eingesetzt, wo große Massen bewegt werden müssen.

Turmkran mit Gegengewicht

Prinzip

Gegengewichte werden hauptsächlich in Aufzügen und Kranen eingesetzt.

Um die gewünschte Stabilität zu erreichen, muss die erwartete Kraft, die beispielsweise in einem Aufzug an der Last angreift ausgeglichen werden. Ein Gegengewicht kann dabei das Heben schwerer Lasten erleichtern, da sich angreifende Kräfte additiv verhalten. Bei entsprechender Anbringung wirkt die Gewichtskraft auf das Gegengewicht der Kraft auf die Last entgegen und kompensiert letztere. Die korrekte Richtung der Gegenkraft wird oft durch Umlenkrollen erreicht.

Andererseits werden Gegengewichte beispielsweise bei Drehbewegungen eingesetzt, um ein Umkippen verhindern. Gemäß dem Hebelgesetz ist dazu eine Gegenkraft notwendig, die multipliziert mit der Entfernung vom Drehpunkt dasselbe Drehmoment ergibt.

Anwendungen

Drehbewegung

Kran: Eine typische Anwendung ist das Gegengewicht bei Turmkranen und Autokranen in Form von schweren Betonblöcken. Bei entsprechenden Lasten am Ausleger wirkt ein großes Drehmoment, das durch die Gegengewichte ausgeglichen wird.

Gabelstapler: Ein Gewicht, das meist hinter dem Fahrerhaus angebracht ist, sorgt für Stabilität.

Blide mit beweglichem Gegengewicht im Château des Baux, Frankreich (Rekonstruktion)

Blide: Eine Blide funktioniert nach dem Hebelarmprinzip, bei dem ein Gegengewicht auf der kurzen Armseite für die notwendige Beschleunigung der langen Armseite sorgt.

Auswuchten von Reifen: Am Rad angebrachte Gewichte sorgen dafür, dass die Rotationsachse identisch mit der Hauptträgheitsachse ist. Nur dann treten bei schneller Rotation keine unerwünschten Kräfte bezüglich der Achse auf. Auch bei Dampflokomotiven werden Gegengewichte, die im Rad befestigt sind, zum Massenausgleich verwendet.

Datei:Metronom.jpg
Metronom mit verschiebbarem Gewicht und festem Gegengewicht

Metronom: Ein aufziehbares Metronom hat ein verschiebbares Gewicht das an einem Pendel befestigt ist. Das Pendel wird mit einem Federmechanismus in Schwung gehalten. Durch die Position des Gewichts kann das Tempo eingestellt werden.

Linearbewegung

Aufzugsanlage: Um Lasten zu heben, kommt in einem Seilaufzug ein Gegengewicht zum Einsatz, das über Rollen an der Kabine befestigt ist und an der Decke umgelenkt wird (oder umgekehrt). Dadurch muss der Motor, der die Kabine bewegt, nur die Differenz zwischen Last und Gegengewicht heben. Außerdem erhöht das Gegengewicht die Beschleunigung beim Hochfahren, während die Beschleunigung bei einer Fahrt nach unten verringert wird. [1] Entsprechend arbeiten auch Hängebrücken, Klappbrücken und Hubbrücken.

Weltraumlift: Bei einem theoretisch denkbaren Weltraumlift soll ein Gegengewicht für die Aufhängung eines Seils sorgen, an dem Lasten in den Weltraum transportiert werden können. Das Gegengewicht sorgt dafür, dass der Schwerpunkt des Seils auf dem geostationären Orbit liegt, damit die Fliehkraft die Erdanziehungskraft ausgleicht.

Einzelnachweise

  1. http://inventors.about.com/library/inventors/blelevator.htm

Weblinks