AT166147B - Triebstange für ein Taumelscheibentriebwerk - Google Patents

Triebstange für ein Taumelscheibentriebwerk

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AT166147B
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  Triebstange für ein Taumelscheibentriebwerk 
Die bei Taumelscheibentriebwerken verwendeten Triebstangen können auf verschiedene Weise mit der Taumelscheibe und den mit ihr mittels dieser Stangen gekuppelten, sich hin-und herbewegenden Organen, z. B. Kolben, gekuppelt werden. 



   Es ist bekannt, zu diesem Zwecke Kugelgelenke zu verwenden. Diese haben zwar drei Freiheitsgrade, bewähren sich aber in der Praxis nicht, da sie im Prinzip zur Übertragung grosser Kräfte ungeeignet sind. 



   Aus diesem Grunde verwendet man bei Taumelscheibentriebwerken zur Verbindung der Taumelscheibe mit den Triebstangen und dieser mit den sich hin-und herbewegenden Organen mitunter Kardangelenke, die zwar nur zwei Freiheitsgrade haben und dann derart verwendet werden, dass die mittels eines solchen Kardangelenkes an der Taumelscheibe befestigte Triebstange in zwei zueinander senkrechten, durch die Längsachse der betreffenden Triebstange gehenden Ebenen bewegbar ist. Die Triebstange kann sich dann aber nicht um ihre Längsachse drehen, sondern ist vielmehr gezwungen, sich im Betriebe bei der von der Taumelscheibe gesteuerten Bewegung auch um ihre Achse etwa hin und her zu drehen, wodurch auch das an dieser Triebstange befestigte Organ dazu neigt, neben der Hin-und Herbewegung eine Drehbewegung um seine Längsachse auszuführen. 



   Durch die Masse dieses Organes, z. B. des
Kolbens, wird beim Betrieb der Maschine, in der ein solches Taumelscheibentriebwerk zur Verwendung kommt, die betreffende Triebstange auf Drehung beansprucht. Wenn die Drehzahl des Taumelscheibenmechanismus hoch ist, z. B. höher als 500 Umdrehungen je Minute, und, oder die Masse des an der Triebstange befestigten
Organes gross ist, besteht die Gefahr des Auftretens von Torsionsschwingungen, welche die
Triebstangen gefährden. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es nicht notwendig ist, das Auftreten der erwähnten Torsionsschwingungen grundsätzlich zu verhindern, sondern dass es ausreicht, die Eigenfrequenz des sch. vingenden Systems in einen von den Betriebsfrequenzen weitab liegenden und   daher ungefährlichen Bereich zu verschieben, so dass das Auftreten von Torsionsschwingungen mit   grossen Amplituden vermieden und die Bruchgefahr weitgehendst herabgesetzt wird. 



   Die zur Lösung dieser Aufgabe erforderliche konstruktive Massnahme besteht nach der Erfindung darin, die Triebstangen für ein Taumelscheibentriebwerk wenigstens über einen Teil ihrer Länge mit einer Anzahl Längsrippen zu versehen, die um einen schlanken Mittelteil radial angeordnet sind. 



   Durch diese Ausbildung der Triebstange erhält man unter Beibehaltung einer hinreichenden Knickfestigkeit eine niedrige   Torsionsstc ; figkeit,   wodurch die Eigenfrequenz des in Torsionsschwingung versetzten, durch die Triebstange und das an ihr   befestigte ; sich hin-und herbewegende   Organ, z. B. einen Kolben, gebildeten Systems stark herabgesetzt wird. Die kritische Drehzahl, bei der zu grosse Amplituden auftreten   können,   liegt dann unterhalb der normalen Betriebsdrehzahlen und wird nur beim Anlassen und Abstoppen der Maschine überschritten. 



   An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. 



   In Fig.   l   ist ein Taumelscheibentriebwerk mit den damit gekuppelten Kolben, die in Zylindern bewegbar sind, schematisch dargestellt. 



   Die Welle 1 des Triebwerks, die in den Lagern 2 und 3 läuft, ist mit den einander entgegengesetzt gerichteten Kurbeln 4 und   5   versehen, die durch den Wellenmittelteil 6 miteinander verbunden sind. 



   Bei Drehung der Welle   1   beschreibt also die Achse des Wellenteiles 6 einen Kegelmantel mit der Erzeugenden a-a um die Achse b-b. Auf dem Wellenteil 6 sitzt die in sich starre Taumel- scheibe 7, die bei Drehung der Welle 1 eine derartige Taumelbewegung vollführt, dass alle oder praktisch alle Punkte des Umfanges dieser
Scheibe eine um den Mittelpunkt M kugelig gekrümmte, achterförmige Bahn beschreiben, deren Projektionen durch die Linien c-c der
Fig. 1 und 2 angedeutet sind. Der Krümmungs- radius r dieser gedachten Kugel entspricht dem
Abstand zwischen dem Mittelpunkt M der
Taumelscheibe und dem der im folgenden zu beschreibenden Kardangelenke 8 und 9. 



   Die Triebstangen   10   und 11 sind mittels der
Kardangelenke 8 und 9 mit der Taumelscheibe 7 gekuppelt. Diese Kardankupplungen bestehen im vorliegenden Fall aus einem fest in der Taumel- 

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 scheibe 7 befestigten Stift 12, um den eine Buchse 13 drehbar ist, die ihrerseits mittels zweier aussen liegender Zapfen-von denen in der Figur bei dem Gelenk 8 nur der Zapfen 14 sichtbar ist-in der Gabel 15 der Triebstange 10 drehbar ist. 



   Wenn sich der Kolben 16 nicht im Zylinder 17 befindet und also frei bewegbar ist, kann er mit der Triebstange 10 durch Drehung der Gabel 15 um die Zapfen 14 theoretisch unbeschränkt in der Bildebene, und weiter durch Drehung der Buchse 13 mit der Triebstange 10 und dem Kolben 16 ebenfalls unbeschränkt um den Stift 12 gedreht werden. 



   Der Kolben 16 befindet sich aber normalerweise im Zylinder 17 und, wie an Hand von Fig. 2 dargetan wurde, haben die achterförmigen Bahnen der geometrischen Mittelpunkte der Kardangelenke eine gewisse Ausdehnung senkrecht zur
Bildebene. Dies hat zur Folge, dass die Trieb- stangen beim Betriebe des Mechanismus gleich- zeitig eine hin-und hergehende und eine D-eh- bewegung vollführen, durch welch letztere die
Triebstangen, wie bereits erwähnt, gefährdet werden. 



   Um diesem Übelstande abzuhelfen, ist nach der Erfindung der Teil der Triebstangen zwischen den Ebenen D-D und E-E in einem Querschnitt ausgebildet, der dem in den Fig. 3 a und 3 b dargestellten entspricht. Dieses Profil besteht aus einem Mittelteil 18 und den radial angeordneten
Längsrippen 19 bzw. 20. Hiedurch erlangt die
Triebstange im Vergleich zu einer Triebstange mit rundem Querschnitt eine viel geringere Torsions- steifigkeit, so dass der Kolben 16 der Drehbewegung der Triebstange um ihre Längsachse an der
Stelle E-E nur in viel geringerem Masse zu folgen braucht. 



   Die Zylinder 17 und 21 sind nur schematisch angedeutet, ohne die dazu gehörigen Zu-und Abfuhröffnungen usw. ; sie können einem Motor, einer Pumpe, einem Kompressor od. dgl. zugehören. 



   Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass durch die Erkenntnis der mittels der erfindunggemässen Ausgestaltung der Triebstangen erzielten kinematischen Wirkung die Möglichkeit einer wesentlichen Vereinfachung des   konstruk-   tiven Aufbaues eines Taumelscheibenmechanismus geschaffen wurde, so dass   nunmehr - zum Unter-   schied gegenüber den komplizierten Aus- 
 EMI2.1 
 graden beweglichen Kardangelenke-unter Vermeidung zusätzlicher Hilfsmassnahmen, wie beweglich angelenkter   Taumelscheibenarm :   od.   dgl. - direkt   mit einer in sich   völlig   starren Taumelscheibe gekuppelt werden können.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH : Triebstange für ein in einer mit einem oder mehreren Zylindern und Kolben arbeitenden Maschine verwendbares Taumelscheibentriebwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die ausschliesslich mittels eines in zwei Freiheitsgraden bewegbaren Kardangelenks mit einer in sich starren Taumelscheibe gekuppelte Triebstange wenigstens über einen Teil ihrer Länge derart mit einer Anzahl um einen schlanken Mittelteil radial angeordneter Längsrippen versehen ist, dass durch ausreichende Herabsetzung der Torsionssteifigkeit die entlang der Triebstange bei Betriebsdrehzahl übertragenen Torsionsschwingungen in ihrer Am- plitude stark reduziert werden.
AT166147D 1946-02-21 1947-12-30 Triebstange für ein Taumelscheibentriebwerk AT166147B (de)

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