Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2
Zug- und Druckanordnung, Kräftezerlegung
Kräfteparallelogramm beim Richten: schräge Zugkraft in Teilkräfte zerlegen, Resultierende zweier Ketten und den richtigen Zugwinkel bestimmen.
Darum geht es
Beim Richten soll die Kraft möglichst genau entgegen der Stoßrichtung wirken, die den Schaden verursacht hat. Selten lässt sich die Kette genau in diese Richtung legen. Eine schräg angreifende Kraft wirkt deshalb mit zwei Teilkräften: einer waagerechten, die etwa einen gestauchten Längsträger streckt, und einer senkrechten, die ihn anhebt oder absenkt. Zusammengefasst wird das im Kräfteparallelogramm: Die beiden Teilkräfte bilden die Seiten, die Kraft selbst ist die Diagonale.
Zeichnerisch legt man einen Kräftemaßstab fest, zeichnet die Kraft maßstäblich in ihrer Richtung, legt durch den Anfangspunkt die Wirkungslinien der Teilkräfte und durch die Pfeilspitze die Parallelen dazu. Die abgemessenen Längen ergeben mit dem Maßstab die Teilkräfte. Rechnerisch gilt im rechtwinkligen Fall: Die waagerechte Teilkraft ist Kraft mal Kosinus des Winkels, die senkrechte Kraft mal Sinus. Ziehen zwei Ketten rechtwinklig zueinander, ergibt sich die Resultierende mit dem Satz des Pythagoras.
Für die Praxis heißt das: Je schräger die Kette zur gewünschten Richtung verläuft, desto größer muss die Kettenkraft sein, um dieselbe wirksame Teilkraft zu erzeugen. Bei 45 Grad sind beide Teilkräfte gleich groß. Ist ein Träger gestaucht, abgesackt und seitlich verschoben, wird die Anordnung aus dem Messprotokoll abgeleitet, etwa mit zwei Ketten oder einem schräg gestellten Zugturm, dazu Gegenhalter und Kontrollmessung zwischen den Stufen.
Das solltest du dir merken
- Gezogen wird entgegen der Stoßrichtung.
- Waagerechte Teilkraft mit Kosinus, senkrechte mit Sinus, Winkel zur Waagerechten.
- Die Beträge der Teilkräfte ergeben zusammen mehr als die Kettenkraft; addiert werden nur die Pfeile.
- Für den Zugwinkel gilt der Tangens aus senkrechter durch waagerechte Teilkraft.
- Zeichnerisch immer zuerst den Kräftemaßstab festlegen.
Formeln
- Waagerechte Teilkraft
- Kettenkraft, Winkel zur Waagerechten
- Senkrechte Teilkraft
- Kettenkraft, Winkel zur Waagerechten
- Resultierende zweier rechtwinkliger Kräfte
- , Kräfte im rechten Winkel zueinander
- Zugwinkel
- Winkel der Kette zur Waagerechten
Typische Fehler in der Prüfung
- Sinus und Kosinus vertauscht, weil der Winkel zur Senkrechten statt zur Waagerechten gemessen wurde.
- Die Resultierende als Summe beider Kräfte gerechnet.
- Den Taschenrechner im Bogenmaß statt in Grad benutzt.
- Kettenkraft mit dem Kosinus multipliziert statt durch ihn geteilt.
Tipps aus der Werkstatt
- Winkel zur Waagerechten: waagerecht mal Kosinus, senkrecht mal Sinus. Ist die nötige Teilkraft gegeben, wird durch den Kosinus geteilt, nicht malgenommen. Rechtwinklige Ketten ergeben die Resultierende mit Pythagoras, nicht als Summe. Taschenrechner auf Grad (DEG) stellen.
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16 Aufgaben zu „Zug- und Druckanordnung, Kräftezerlegung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Karosserie- und Fahrzeugbaumechaniker/-in (2022), Lernfeld 10 (Strukturschäden an Karosserien rückverformen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.