In der linearen Bewegung haben wir es häufig mit Anwendungen zu tun, bei denen Kräfte über einen gewissen Abstand von einer Linearführung wirken – sogenannte freitragende oder Momentenlasten. In diesen Fällen geht es um die Momentenbelastbarkeit der Führung oder ihre Fähigkeit, Rotationen standzuhalten. Wir haben es aber auch mit Komponenten zu tun, die sich drehen sollen, wenn eine Kraft über einen gewissen Abstand ausgeübt wird, wie z. B. eine Kugelumlaufspindelwelle, die das Drehmoment eines Motors überträgt, um eine Last anzutreiben. In diesen Fällen geht es um das Drehmoment, das die Komponente übertragen kann.
Sowohl das Moment auf der Linearführung als auch das Drehmoment auf der Welle werden durch über eine Distanz wirkende Kräfte verursacht und beide werden in Newtonmetern (Nm) oder Pfund-Fuß (lb-ft) gemessen. Worin besteht also der Unterschied zwischen dem auf die Linearführung wirkenden Moment und dem auf die Spindelwelle wirkenden Drehmoment?
Der Hauptunterschied zwischen Moment und Drehmoment lässt sich anhand der Reaktion des Objekts ermitteln. Wird ein Drehmoment auf eine Welle ausgeübt, dreht sich diese. Wirkt jedoch eine Momentbelastung auf eine Linearführung, bleibt diese stationär (es sei denn, das Moment überschreitet die Nennmomentkapazität der Führung. In diesem Fall kann sich die Führung verformen oder zu rotieren beginnen).
Mit anderen Worten: Ein Drehmoment bewirkt eine Änderung des Drehimpulses eines Objekts, die eine Rotation erzeugt. Ein Moment hingegen bewirkt keine Änderung des Drehimpulses. Der Körper, auf den das Moment wirkt, bleibt stationär, und Reaktionskräfte, die im Objekt und seinen Stützelementen entstehen, verhindern die Rotation des Objekts.
Beispielsweise verursacht eine auf einen endgestützten Kragträger ausgeübte Last eine Reaktionskraft und ein Biegemoment auf den Träger, ändert jedoch nicht seinen Drehimpuls und führt daher nicht zu einer Drehung des Trägers.
Da Momentkräfte statisch sind – sie führen nicht zu Bewegung – können sie in Reaktionskräfte aufgelöst werden, die dem angewandten Moment entgegenwirken.
Das auf eine Welle ausgeübte Drehmoment wird ermittelt, indem die ausgeübte Kraft mit dem Hebelarm multipliziert wird, der den senkrechten Abstand zwischen dem Drehpunkt (oder der Rotationsachse) und der Kraft darstellt.
Wenn die ausgeübte Kraft nicht senkrecht zum Drehpunkt oder zur Drehachse ist, muss der Winkel der Kraft berücksichtigt werden, um die Länge des Hebelarms zu ermitteln.
Veröffentlichungszeit: 13. Juni 2022