Was ist Hin- und Herbewegung?
Die Hin- und Herbewegung bezieht sich auf jede sich wiederholende Bewegung in einer geraden Linie, die Auf- und Abwärts-, Seiten- oder Ein- und Ausbewegungen umfasst. Diese Bewegung kann Wasser pumpen, Maschinen antreiben, Lebensmittel kühlen und hat viele andere Verwendungszwecke. Das Prinzip der Hin- und Herbewegung treibt die meisten Verbrennungsmotoren an.
Ein mit Benzin oder Diesel betriebener Motor kann Leistung liefern, indem er den Kraftstoff in einem Luftgemisch entzündet. Die Verbrennungsenergie zwingt einen Kolben in einer linearen oder geradlinigen Bewegung innerhalb eines Zylinders. Eine Kolbenstange ist in einer Position außerhalb der Mitte mit einer Antriebswelle verbunden, und die Kolbenbewegung wird in eine Drehbewegung umgewandelt, die das Fahrzeug antreiben kann. Der Kolben bewegt sich im Zylinder auf und ab, komprimiert den Kraftstoff wiederholt, überträgt die Kraft auf die Antriebswelle und lässt das Abgas ab.
Eine Drehbewegung kann auch verwendet werden, um eine Hin- und Herbewegung zu erzeugen. Zahnstangenlenkung besteht in vielen Kraftfahrzeugen aus einem kreisförmigen Zahnrad oder Ritzel, das mit einer geraden Getriebewelle ausgerichtet ist. Wenn das Lenkrad gedreht wird, dreht sich das Ritzel, bewegt die Welle vor und zurück und die Räder drehen sich.
Bewegung kann auch auf und ab sein. Ein Beispiel ist eine handbetriebene Brunnenpumpe. Der Pumpengriff wird auf und ab bewegt, wodurch ein Kolben unter der Erde am Ende einer Welle betätigt wird. Bei jedem Herunterdrücken des Griffs wird der Kolben nach oben gezogen und ein Sog erzeugt, um Wasser aus dem Brunnen zu ziehen. Elektrisch angetriebene Ölquellenpumpen verwenden dasselbe Prinzip, wobei ein rotierender Elektromotor einen die Pumpe antreibenden Schwingarm antreibt.
Einige Dampfmaschinen im 19. Jahrhundert waren doppeltwirkende Maschinen, die Leistung in zwei Richtungen lieferten. Ein Kolben war in einem horizontalen Zylinder zentriert und eine Welle war von beiden Seiten des Kolbens mit Drehnocken verbunden. Eine Seite des Kolbens wurde mit Dampf unter Druck gesetzt, während die andere Seite entlüftet wurde, und der Prozess wurde umgekehrt. Die Hin- und Herbewegung der Welle wurde in eine Drehbewegung umgewandelt, die Maschinen antreiben konnte.
Die lineare Hin- und Herbewegung kann direkt verwendet werden, ohne sie in eine Drehbewegung umzuwandeln. Schlaghämmer und Rammen verwenden einen Hubkolben, der mit Luft oder Dampf betrieben wird. Jeder Krafthub des Kolbens kann als Energie zum Antrieb von Befestigungselementen oder zum Setzen von Fundamentpfählen verwendet werden.
Gaskompressoren können Hubkolbensysteme sein. In diesen Systemen wird die Kompressorwelle von einem Gas- oder Elektromotor angetrieben, wodurch sich die Kolben bewegen. Viele Kältekompressoren und Industrieluftkompressoren verwenden Hubkolbenmaschinen, da sie eine größere Kapazität für einen bestimmten Leistungsbedarf im Vergleich zu einem Rotationskompressor bieten können.
Membranpumpen sind Hubkolbenmaschinen. Eine Pleuelstange von der Antriebswelle ist an einer Seite einer Gummi- oder Polymermembran angebracht, bei der es sich um eine feste Dichtung handelt. Die Hin- und Herbewegung der Pleuelstange drückt die Membran vor und zurück, wodurch Flüssigkeit angesaugt und abgeführt wird. Membranpumpen werden üblicherweise für Flüssigkeiten verwendet, die Feststoffe wie Schlamm oder einige ätzende Chemikalien enthalten.