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Leistung, Energie und Drehmoment einfach erklärt

 

Beispiel 4: Bohrhammer Schlagenergie

 

Inhaltsverzeichnis

Vorbemerkungen

Physikalische Zusammenhänge

Beispiele

1. Auto

2. Bohrmaschine

3. Akkuschrauber

4. Bohrhammer

 

Hier kommt es weder auf Leistung noch auf Drehmoment an; die entscheidende Grösse ist die Schlagenergie, angegeben in Joule (mit oder ohne Rotation, das spielt für die folgenden Betrachtungen keine wesentliche Rolle).

Energie und Leistung hängen so zusammen: Leistung = Energiemenge/ Zeit, in den Einheiten Joule [J] pro Sekunde [s].

 

Beispiel 4a)

Nehmen wir den Metabo BHE 2243; dies ist ein mittlerer Bohrhammer, mit dem man schon kleinere Beton-Abbrucharbeiten unter nicht zu schweren Bedingungen durchführen kann.
Die erschöpfenden Angaben sind ein Hinweis darauf, dass es sich um ein qualitativ gutes Gerät handelt:

 

Nennaufnahmeleistung: 800 W
Max. Einzelschlagenergie (EPTA): 2,3 J
Schlagleistung: 166 J/s

 

"W" ist  nichts anderes als "J/s", und den Angaben von Nennaufnahmeleistung und Schlagleistung ist direkt zu entnehmen, dass "nur" 166/800 = 21%

der aufgenommenen Leistung in Schläge umgewandelt werden; der Rest (~80%) wird in Wärme (möglicherweise aber auch in Rotation) umgewandelt.

Die entscheidende Angabe besteht jedoch in dem Wert 2,3 Joule/ Schlag.

 

Beispiel 4b)

Zum Vergleich nehmen wir die Schlagbohrmaschine aus Beispiel 2: 62.000 Schläge pro Minute und 360 Watt Abgabeleistung bei 1900 Umdrehungen/min.

Nehmen wir für alles Weitere der Einfachheit halber wohlwollend an, diese 360 Watt würden vollständig in mechanische Schlagleistung umgesetzt,

Da 62000 Schläge eine Maximalangabe ist, kann man davon ausgehen, dass sich die Angabe auf die Leerlaufdrehzahl 3100/min bezieht.

Im Folgenden soll die Einzelschlagenergie bei maximaler Leistung berechnet werden.

--> 62000 Schläge/min bei 3100/min entsprechen 62000/min*1900/3100 = 38000 Schläge/min bei 1900/min

- Umrechnen in Schläge/Sekunde = 38.000/60 = 633/Sekunde.

--> Einzelschlagenergie wäre demnach = (360 J/s) / (633/s) = 360J / 633 = 0,57J.

 

Dies sind etwa 25% des Wertes von Beispiel 4a, obwohl sich die Geräteleistungen nur um 33% unterscheiden (800W zu 610W).

 

Der wesentliche Grund liegt darin, dass der Bohrhammer aus Beispiel 4a seine Leistung auf viel weniger Schläge konzentriert als die klassische Schlagbohrmaschine.

(Der interne Aufbau der Schlagwerke trägt sicherlich auch dazu bei)

 

Auch starke Abbruchhämmer (Meisselhämmer) mit Schlagenergien von über ~ 15 J (diese wiegen dann 10 kg oder mehr) haben nicht wesentlich über 1000 Watt.

Dies liegt zum einen daran, dass diese ihre Leistung in noch weniger und dafür noch stärkere Schläge bündeln, und zum anderen in der Tatsache, dass sie ihre Schläge ohne eine Drehbewegung abgeben.

 

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