Kraft (N) und Drehmoment (Nm) Angaben in nicht SI konformen Ausdrücken verstehen

[i_make_it]

Früher oder später werden die meisten bei der Suche nach Motoren auch bei Anbietern aus China oder andere nicht europäischen Ländern landen.
Dort findet man für Drehmomentangaben (Torque) dann nicht das vertraute Nm (Newtonmeter) sondern oft Angaben wie:
kgf.cm
kgf·cm
kgf cm
kgfcm
kgf-cm
kgf/cm
kgf*cm
kgf x cm
kg.cm
kg·cm
kg cm
kgcm
kg-cm
kg/cm
kg*cm
kg x cm

Was ist das?

kgf steht für Kilogram-force und cm für Zentimeter.
Somit gilt das weitere auch für mm (Millimeter), dm (Dezimeter) und m (Meter).
Wobei diese Angaben in dem Bereich der für unser Hobby von Interesse ist, nicht so häufig vorkommen.

cm ist also eine Längenangabe.
Kilogram-force enthält das uns bekannte Einheitenzeichen für Masse und den Zusatz Kraft.
Kraft ist uns in Deutschland als N geläufig.
Das war aber nicht immer so.

Quelle: W. Ferdinand Klingelnberg
Technisches Hilfsbuch
1953
https://books.google.de/books?id=lx19BwAAQBAJ&pg=PA57&lpg=PA57&dq=din1305: 1925&source=bl&ots=ZhX6PL3CKD&sig=cWs0yIg0gQ4l-5FSQptQYoEJJeM&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwiZ1er59crPAhV BORoKHf1wAYEQ6AEIODAE#v=onepage&q&f=false

Die SI Einheiten traten in Deutschland 1970, in Östereich 1973, in der DDR 1974 und in der Schweiz 1978 in per Gesetz in Kraft.

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Intern...em#Verbreitung


Zwar gab es schon vorher Bemühungen die Verwendung von “kg“ für die Angabe von Kräften zu vermeiden.

Quelle:
W. Ferdinand Klingelnberg
Technisches Hilfsbuch
1960
https://books.google.de/books?id=nAykBwAAQBAJ&pg=PA54&lpg=PA54&dq=din1301+ 1935&source=bl&ots=bToOalX_gK&sig=q55Fiyiw7EflOEVR cctHYupcp1c&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwiZnLPg48rPAhWEXB oKHU3QD_gQ6AEIJTAA#v=onepage&q=din1301%201935&f=fa lse

Diese scheinen sich aber ohne den gesetzlichen Zwang nicht durchgesetzt zu haben.
In dem folgend Text finden wir die Textstelle: "Das Drehmoment des Bohrers M in kgcm".

Quelle:
C.Hoffman
Lehrbuch der Bergwerkmaschinen
Springer Verlag 1962
https://books.google.de/books?id=fHDvBgAAQBAJ&pg=PA401&dq=drehmoment+kgcm& hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwiRjOeot8jPAhWGXRQKHeLrCcEQ6A EIUzAH#v=onepage&q=drehmoment%20kgcm&f=false

Diese Angabe ist eine der Einheitenschreibweisen die eingangs aufgeführt sind.
Allerdings steht hier nur kg und nicht kgf (Kilogram-force).
Wenn man sich die Formel für das Drehmoment ansieht, dann heißt es Drehmoment ist gleich Kraft mal Hebelarm (wobei der Hebelarm meist als Radius "r" angegeben ist).
Drehmoment1.jpg Hits: 4 Größe: 87,8 KB ID: 32099" class="thumbnail" style="float:CONFIG" />
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Drehmoment

Was hier auffällt, ist das in der dargestellten Formel kein Multiplikationszeichen zu finden ist.
Dieses wird einfach vorausgesetzt.

Betrachten wir nun zuerst die eingangs aufgelisteten Schreibweisen.
Dort finden wir bei den Einheitenschreibweisen 8 verschiedene Versionen (wenn man die Verdopplung durch kgf und kg außer Acht lässt).
Zusammengeschrieben ohne Multiplikationszeichen, so wie es auch in der Formel "M=rF" und in dem Text aus dem Fachbuch mit "kgcm" zu finden ist, sowie mit Leerzeichen.

Dann finden wir:
das Multiplikationszeichen "·",

den Asterix "*",
und das "x" (kleine X) das dem Malkreuz ähnlich ist das in der Grundschule oft genutzt wird.

den Punkt "."

Alle diese Symbole sowie das Leerzeichen und die Zusammenschreibung sind als Darstellung einer Multiplikation in Gebrauch.
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Malzeichen
Nun findet sich aber auch ein "-". Dieses Symbol kann man als mathematisches Minus oder als Bindestrich interpretieren. Als Minus ist es unsinnig, als Bindestrich wirkt es trennend und doch verbinden. Es stellt also dar das es zwei getrennte Einheiten sind, die aber zusammen gehören.

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Viertelgeviertstrich
In dieser Definition macht "-" einen gewissen Sinn, obwohl es wegen der Verwechselungsgefahr mit dem Minus ausgesprochen irreführend sein kann.
Zu guter Letzt kommt auch noch ein "/" (Schrägstrich oder forward slash) vor.
Mit Einführung von Computern hat sich dieses Symbol als Divisionsstrich Ersatz etabliert, was seine Verwendung ebenfalls sehr irreführend macht.
Schaut man sich seine typographische Funktion an, wird es leider auch nicht viel besser, da er im Gegensatz zum Bindestrich keine Verbindung sondern Trennung und Alternativen darstellt.
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%A4gstrich

Trotzdem findet diese Schreibweise auch für Drehmomentangaben aktuell Verwendung.
Quelle:
Caihua Xiong,Yongan Huang
Intelligent Robotics and Applications: First International Conference, ICIRA 2008, held in Wuhan, China, in October 2008

https://books.google.de/books?id=V8PJ2pymBWYC&pg=PA97&lpg=PA97&dq=chinese+ torque+definition+kgcm&source=bl&ots=YgbB696mip&si g=y2t04F_09qvMY-20zRBDnZp42Vc&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjM__vW_cjPAhUC OBQKHf0CDOkQ6AEIUDAG#v=onepage&q&f=false

Nachdem nun die Längeneinheit und das Multiplikationssymbol geklärt sind, bleibt noch die Einheit kgf und kg offen.

Wie man der Erklärung entnehmen kann, ist kgf eine Krafteinheit, die bezogen auf die Erdbeschleunigung “g“ von 9,80665m/s² ist.
Was genau der Berechnung der Gewichskraft einer Masse auf der Erde entspricht.
1 kgf entspricht somit 9,80665 N.
Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Kilogram-force

Drehmomente die mit den folgenden Einheitenbezeichnungen dargestellt werden:
kgf.cm
kgf·cm
kgf cm
kgfcm
kgf-cm
kgf/cm
kgf*cm
kgf x cm
können also in Newton Meter (Nm) umgerechnet werden, in dem der Betrag mal 9,80665m/s² genommen wird und dies wiederum mal 0,01m (entspricht 1cm).
Was genau den Betrag in (kg m²)/s² ergibt was die Definition der Einheit Newton ist.

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