DE170006C

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Publication number: DE170006C
Application number: DENDAT170006D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet die besondere Ausgestaltung eines Kurbelgetriebes, bei dem die Treibstange am Zapfen der Kurbelscheibe innerhalb bestimmter Grenzen geradlinig geführt ist und die Kurbelscheibe eine Kurvennut trägt, in die stets eine Führungsrolle ο. dgl. der Treibstange eingreift. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß an der Treibstange zwei Führungsrollen o. dgl. angeordnet sind, von denen abwechselnd die eine oder die andere mit der Kurvennut der Kurbelscheibe zusammenwirkt, die als eine an beiden Seiten offene Kurve ausgebildet ist. Infolge dieser An-Ordnung wird ein größerer Gleichförmigkeitsgrad der Drehung und eine größere Gleichförmigkeit der am Kurbelzapfen wirkenden Drehmomente, d. h. eine größere Gleichförmigkeit der Fläche des Tangentialdruckdiagrammes, ferner auch eine Vergleichmäßigung der Kolbengeschwindigkeit erzielt.

Die Zeichnung zeigt diesen Kurbeltrieb im Verein mit den wesentlichen Teilen einer Dampfmaschine in Fig. 1 im Aufriß und in Fig. 2 in der Draufsicht mit teilweisem Schnitt, während Fig. 3 die Zerlegung der an der Kurbel wirksamen Kräfte in einer Mittelstellung derselben veranschaulicht.

Die Treibstange 1 ist einerseits am Kreuzkopf 2 angelenkt und andererseits mit einer Schlitzführung 3 von entsprechender Länge an dem auf der Kurbelscheibe 4 befestigten Kurbelzapfen 5 geführt. Zu beiden Seiten des Kurbelzapfens ist an der Treibstange" je eine Rolle oder Backe 6 bezw. 7 angeordnet, welche in nachstehend erläuterter Weise abwechselnd mit einer auf der Kurbelscheibe 4 befindlichen Kurve oder Führung 8 zusammenarbeiten. Die Kurve 8 wird beispielsweise durch Befestigung zweier Teile 9, 10 von entsprechender Form an der Kurbelscheibe oder durch diese selbst gebildet. Die Führung 8 ist eine an beiden Enden offene und, wie dargestellt, durch den Mittelpunkt der Kurbelscheibe gehende, nicht kreisbogenförmige Kurve (Hubkurve), welche die jeweils mit ihr zusammenarbeitende Rolle beeinflußt.

Die Wirkungsweise dieses Kurbelgetriebes ist die folgende: Bei der in Fig. 1 in vollen Linien dargestellten Lage der Teile befindet sich der Kurbelzapfen 5 samt Kreuzkopf 2 und Kolben in der linken Totlage, und die Rolle 7 ist in Eingriff mit der Kurve 8. Wird diese Totlage mit Hilfe des Schwungrades in der Pfeilrichtung überwunden, dann bewirkt der auf die Treibstange wirkende Dampfdruck eine Weiterdrehung der Kurbelscheibe, und es bewegt sich hierbei der Kurbelzapfen 5 in seinem Kurbelkreis und die Rolle 7 in der sich mitdrehenden Führung 8 nach rechts und radial nach auswärts. Hierbei ergibt sich die Eigentümlichkeit, daß, obwohl der Kurbelzapfen 5 die jeweilige Lage der Treibstange 1 bestimmt, derselbe infolge seiner Führung mittels des Schlitzes 3 vor allem kein Drehmoment aufnehmen kann; dieses Drehmoment wird vielmehr von der Rolle 7 mittels der Führung 8 auf die Kurbelachse übertragen.

, Betrachtet man die hierbei wirksamen Kräfte, wie dies in Fig. 3 in einer mittleren

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Stellung der Treibstange veranschaulicht ist, so ersieht man, daß die in der Richtung der Treibstange wirkende Kraft P in zwei Komponenten P₁ P₂ zerlegt werden muß (die Zerlegung ist im Berührungspunkte vorgenommen worden), von denen die auf der Führung 8 senkrecht stehende Komponente P₁ jene Kraft darstellt, welche von derselben aufgenommen werden kann, während die auf P₁

ίο senkrecht stehende Kraft P₂ eine in der Richtung eines Elementes der durch die Kurve 8 gebildeten schiefen Fläche wirkende Kraft darstellt. Um nun das Drehmoment zu ermitteln, mit welchem die Kraft P₁ zur Wirkung kommt, muß man dieselbe in zwei Komponenten P₁' P₁" zerlegen, von denen die erste auf der Verbindungslinie 7-11 der Rolle 7 mit dem Kurbelmittelpunkt 11 senkrecht steht, dagegen die zweite Kraft P₁" in die Richtung dieser Verbindungslinie fällt. P₁', multipliziert mit dem Abstand 7 bis 11, ergibt das drehende Moment, während die radial wirkende Kraft P₁" unwirksam bleibt. Das gefundene Drehmoment wird jedoch durch ein zweites Drehmoment, welches bei diesem Kurbeltrieb auftritt, verstärkt, und zwar ergibt sich dasselbe aus der tangentialen Kraft P₂, welche die zwischen den Punkten 5 und 2 eingespannte Treibstange auf Biegung zu beanspruchen sucht. Da die Treibstange jedoch stark genug bemessen ist, so ist es klar, daß diese Kraft P₂ eine entsprechend verminderte Kraft P_n im Kurbelzapfen 5 zur Folge haben muß. Zerlegt man nun diese Kraft P_n in die Kräfte P_n' und P_n", von denen erstere senkrecht auf der Verbindungslinie des Kurbelzapfens 5 ^mit dem Kurbelmittelpunkt 11 steht, letztere dagegen in dessen Richtung fällt, so ergibt die Kraft P₁/, multipliziert mit dem Abstand 5 bis 11, ein Drehmoment, welches das vorher wirksame Drehmoment der Kraft P/ verstärkt. Da die Kraft P₁₁' um so größer ist, je mehr sie mit der Kraft P_n zusammenfällt, so erkennt man hieraus, daß auch das Drehmoment dieser Kraft von etwa der linken Totlage des Kolbens gegen dessen Mittelstellung abnimmt.

Bei der in Fig. 1 mit gestrichelten Linien gezeichneten Lage der einzelnen Teile ist nämlich die Rolle 7 im Begriffe, die Kurve 8 zu verlassen, wogegen die Rolle 6 in dieselbe eintritt. Dieser Wechsel im Eingriff der Rollen erfolgt allmählich und daher stoßlos, und in dieser Stellung ist das Moment der radial wirkenden Kraft P₁₁' gleich Null. Beim Überschreiten der Totlage für die Kraft P_n wirkt dieselbe im zweiten Ast der Kurve nach entgegengesetzter Richtung und bewirkt bis nahe zur rechten Totlage des Kolbens eine Vergrößerung des erwähnten Drehmomentes der Kraft P₁', wobei sie.gegen das Ende stetig anwächst. Zeichnet man sich auf Grund dieser gefundenen Drehmomente das Tangentialdruckdiagramm der Kurbel, dann ersieht man vor allem, daß die entstandene Fläche sich mehr als das Tangentialdruckdiagramm. beim gewöhnlichen Kurbelgetriebe einem Rechtecke nähert, woraus sich ein größerer Gleichförmigkeitsgrad der Maschine ergibt.

Da in der linken Totlage die Rolle 7 und in der rechten Totlage die Rolle 6 in der Mitte der Kurvennut steht und während der Bewegung der Kurbel von der einen in die andere Totlage die Pleuelstange mit ihrer Führung 3 längs des Kurbelzapfens 5 gewandert ist, so ist hieraus zu ersehen, daß der Hub des Kolbens um die Länge des Schlitzes 3, d. i. also um die doppelte Exzentrizität eines Astes der Kurve 8 länger als wie beim gewöhnlichen Kurbelgetriebe ist. Es legt daher beim vorliegenden Kurbeltrieb der Kolben im Vergleich zu dem eines bekannten Kurbeltriebes in der gleichen Zeit einen größeren Weg zurück.

Die Kurvenführung 8 kann außer in die Mitte der Kurbelscheibe auch an jede andere Stelle und namentlich mit Vorteil in die Nähe des Kurbelzapfens verlegt werden, und es ist die Länge der äußeren Führungsbahn stets abhängig von der der inneren und umgekehrt.

Claims

Patent-An Spruch:

Kurbelgetriebe, bei dem die Treibstange am Zapfen der Kurbelscheibe innerhalb bestimmter Grenzen geradlinig geführt ist und die Kurbelscheibe eine Kurvennut trägt, in die stets eine Führungsrolle ο. dgl. der Treibstange eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß an der Treibstange (1) zwei Führungsrollen o. dgl. (6, 7) zu beiden Seiten der Kurbelzapfenlagerführung (3) angeordnet sind, von denen abwechselnd die eine (6) oder die andere (7) mit der Kurvennut (8) der Kurbelscheibe zusammenwirkt, die als eine an beiden Seiten offene Kurve so ausgebildet ist, daß bei der Übertragung der Drehkraft auf die Kurbelwelle ein günstiger Gleichförmigkeitsgrad der Tangentialdrücke erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.