Physik des Fahrens und technische Lösungen Einfache Experimente zur Schülermotivierung Volker Torgau, torgau@dgtb.de

Alternativer Ansatz Containerrevolution Malcom P. Mclean Großbehälter 1956 Ab 1966 internationale Norm ISO 668 2005 20 Mio. Container

Ladevolumen 67 m³ Maße (l; b; h) 12,19 m; 2,44 m ; 2,6 m max 13 Container im Stapel

Containerbinnenschiff Rheinschifffahrtsakte 1886 max. 195 m lang max. 22,8 m breit 4,5 m Tiefgang real 470 TEU  235 40 ft Container

Open-Top-Containerschiff 14 000 TEU ≙ 7000 40 ft-Container Binnenschiff 200 Cont. Güterzug 59 Cont. LKW 1 Cont. Lang- LKW 3 TEU Rechnen Sie selbst!

Transportwege Land Rolle  Scheibe  Rad  Speichenrad  Luftbereifung

Transportwege Land

Am Anfang war das Rad

Am Anfang war das Rad FR = cr · FN cr = d / R Rollwiderstandskoeffizient cR Wälzkörper/Wälzkörperbahn 0,0005–0,001 Kugellager, Kugel und Lager aus gehärtetem Stahl 0,001–0,002 Eisenbahnrad auf Schiene 0,015-0,02 Motorradreifen auf Asphalt 0,006–0,010 Autoreifen auf Asphalt, Lkw 0,011–0,015 Autoreifen auf Asphalt, Pkw 0,01–0,02 Autoreifen auf Beton 0,020 Autoreifen auf Schotter

Laufrad Karl Drais (1785 – 1851) Draisine 3 und 2 rädrig Höhe abhängig vom Läufer Kreiseleffekt = Balance

Hochrad Pedalantrieb 1860 größeres Rad geringere Reibung größere Umfangsgeschwindigkeit Sturzgefahr

Hochrad Stahlspeichen 1869 Vollgummireifen 1871 Verbot in einigen Städten

Niederrad (Sicherheitsrad)

Kettengetriebe Drehzahlerhöhung 1878

Diamantrahmen nahtloses Metallrohr 1885 Mannesmann

Luftbereifung Dunlop (Schott.) Michelin (Frank.) 1888

Kettenschaltung 1930 Kettenblatt Zahnkranz Übersetzung 48 14 1 : 3,42 16 18 1 : 2,6 36 21 1 : 1,71 24 28 34 1 : 0,82

Bremsanlage Stempelbremse bis 1970 Trommelbremse Rücktrittbremse Felgenbremse Cantileverbremse V-Brakes-Bremse Scheibenbremse

Lager Gleitlager Wälzlager ABEC -Zahl Rillenkugellager Nadellager Tonnenlager ABEC -Zahl

Kraftfahrzeuge Kraftmaschine zur Bereitstellung der Antriebsenergie FA = FW FW = FR + FL + FB + FS + FH R = Rollwiderstand L = Luftwiderstand B = Beschleunigungswiderstand S = Steigungswiderstand H = Anhängerwiderstand

Verbrennungmotor Kraftmaschine zur Bereitstellung der Antriebsenergie

Wärmekraftmaschine Erläutere den Abschuss von zwei Kugeln nacheinander!

Wärmekraftmaschine 1.Takt Ansaugen über Vergaser

Wärmekraftmaschine 2.Takt Vorbereitung des Arbeitstaktes (Verdichten)

Wärmekraftmaschine 3.Takt Arbeiten (Antrieb aller anderen Takte

Wärmekraftmaschine 4.Takt Ausstoßen

Drehmoment des KFZ Geringe Drehzahl  großes Drehmoment (Anfahren, Bergfahrt) Große Drehzahl  kleines Drehmoment (Schnellfahrt) Abtriebsdrehmonent

Drehmoment des KFZ Abtriebsdrehmonent Antriebsdrehmonent

Drehmoment des KFZ Antriebsdrehmonent Abtriebsdrehmonent

Drehmomentwandler

Drehzahl-Kraftwandler

Mehrstufige Getriebe

Mehrstufige Getriebe Berechnen Sie die Übersetzung!

Schaltgetriebe

Kupplung

Kupplung

Getriebe 1. Gang

Getriebe 1. Gang Kupplung

Getriebe Leerlauf

Getriebe Leerlauf Kupplung

Getriebe 2. Gang

Differenzialgetriebe

Differenzialgetriebe

Differenzialgetriebe

Differenzialgetriebe

Danke für Ihre Aufmerksamkeit Volker Torgau torgau@dgtb.de