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Vorrichtung zum Auswuchten von Pleuelstangen für schnellaufende Maschinen
mit mehreren Pleuelstangen. Bei - dem Bau von schnellaufenden Maschirien, besonders
von Verhrennungskraftmäschinen,ist das Bestreben darauf gerichtet,. nach Möglichkeit
die Beanspruchungen zu beseitigen, die dadurch entstehen, daB die Kurbelwellen und
die damit verbundenen Teile nicht ausgewuchtet sind. Zu diesem Zwecke hat man nicht-nur
die Kurbelwellen mit Gegengewichten versehen, sondern auch. versucht, die verschiedenen
Pleuelstangen einer
1,Iaschine so zu fertigen, daß sie alle dasselbe
Gewicht haben. Da das Metall an verschiedenen Stellen verschiedene Dichte hat, führt
die Oberflächenbearbeitung der Pleuelstangen nicht zum gewünschten Ziele. Aber selbst
wenn die Pleuelstangen einer Maschine bei deren Fertigstellung alle dasselbe Gewicht
haben, kommt die Maschine später beim Einsetzen nicht genau gleichschwerer Stangen
außer Gleichgewicht. Außerdem werden die Schwerpunkte der Pleuelstangen, wenn diese
nicht in genau gleichen Maßverhältnissen und *aus Metall von durchweg gleichmäßiger
Dichte hergestellt sind, nicht alle in denselben Abständen von ihren Kurbelzapfenaugen
liegen.
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Es genügt zum Auswuchten einerMaschine nicht, sie mit Pleuelstangen
von gleichem Gewicht auszurüsten, vielmehr muß auch der Schwerpunkt jeder Pleuelstange
in demselben Abstande von dem Mittelpunkte ihres Kurbelzapfen- bz«-. Kreuzkopfauges
liegen. Demgemäß besteht die Erfindung in einem Verfahren- zum Auswuchten von Pleuelstangen,
besonders für schnellaufende Maschinen, das darin besteht, den Pleuelstangen einer
bestimmten Maschinengattung nicht nur dasselbe Gewicht zu geben, sondern auch ihre
Sch-verpunkte in demselben vorausbestimmten Abstand von den Mittelpunkten der Augen
des Kurbelzapfens und des Kreuzkopfes (oder Schwinghebels) zu bringen. Dieser Erfolg
wird dadurch erreicht, daß mit jeder Pleuelstange ein Ausgleichgewicht zur Herstellung
des vorgeschriebenen Gesamtgewichtes und zur Schaffung der ordnungsmäßigen Lage
ihres Schwerpunktes verbunden ist.
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In den Zeichnungen zeigt Abb. i die teilweise Ansicht einer vierzylindrigen
Verbrennungskraftmaschine mit abgebrochen dargestelltem Kurbelkasten. Abb.2 ist
eine Seitenansicht und Abb. 3 die Draufsicht einer Pleuelstange mit Ausgleichgewicht,
das in Abb.4 gezeigt ist. Abb.5 ist eine Seitenansicht und Abb. 6 die Draufsicht
einer anderen Ausführungsform der Pleuelstange. Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie
7-7 der Abb.6. Abb.8 ist die Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Pleuelstange
und Abb. 9 ein Schnitt nach der Linie 9-9 der Abb. B. Abb. io und ii sind Seitenansichten
von zwei weiteren Ausführungsformen der Pleuelstange. Abb. 12 ist eine -Seitenansicht,
Abb. 13 eine Endansicht und Abb.14 die Draufsicht einer einfachen Vorrichtung zum
Bestimmen des Schwerpunktes einer Pleuelstange. Abb. 15 ist das Schaubild eines
Ausgleichgewichtes.
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In Abb. i - bezeichnet i das Zylindergehäuse, 2 den Kurbelkasten,
3 :die Kurbelwelle und 4 die Pleuelstangen einer Verbrennungskraftmaschine. Wenn
diese Maschine mit hoher Geschwindigkeit läuft, so hat jeder Gewichtsunterschied
der Pleuelstangen und jeder Unterschied ihrer Trägheitsmomente, hervorgerufen durch
die ungleichen Abstände zwischen ihren Kurbelzapfen und ihren Schwerpunkten, wechselnde
Torsionsbeanspruchungen in der Kurbelwelle zur Folge. Das beste Mittel zum Auswuchten
schnelllaufender Maschinen besteht darin, daß die Kurbelwelle und die damit verbundenen
Pleuelstangen richtig ausgewuchtet werden, indem letztere genau dasselbe Gewicht
erhalten und mit ihren Schwerpunkten in gleichen abständen von ihren Kreuzkopf-
und Kurbelzapfenaugen liegen. Dies geschieht nach der Erfindung in folgender Weise.
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Zunächst wird das Arbeitsgewicht der Pleuelstangen einer bestimmten
Maschinenart festgesetzt, wobei das Gewicht der fertigen Stangen etwas unter dem
Arbeitsgewicht liegt. Die Stangen -werden gewogen, und die Unterschiede zwischen
ihrem Gewicht und dem Arbeitsgewicht aufgezeichnet. Ein diesem Unterschiede entsprechendes
kleines Aüsgleichgewicht wird jeder Stange beigegeben. Diese Ausgleichgewichte werden
in verschiedener Größe in Massen hergestellt, so d'aß für jede Stange das zugehörige
Gewicht sofort zur Hand ist.
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In Abb. 2 und 3 ist eine Pleuelstange 6 mit einem Ausgleichgewicht
7 (Abb. 4) @ dargestellt, dessen Zapfen 8 durch kleine Löcher hindurchgreifen, die
in den Schaft der Stange gebohrt sind. Dann werden die Zapfen 8 durch Nieten, Löten
oder Punktschweißung fest mit der Stange verbunden, um die Lage des Gewichts 7 zu
sichern. Die durch die Bohrlöcher in Wegfall gekommene Metallmenge ist bei der Gewichtsfestsetzung
nicht in Anschlag gebracht, so daß die verschiedenen Pleuelstangen nach Anbringen
ihrer Ausgleichgewichte (mit ihren Zapfen) alle dasselbe vorgeschriebene Gewicht
haben.
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Hierauf kann die in Abb. 12 bis 14 dargestellte Prüfvorrichtung dazu
benutzt werden, die genaue Lage des Ausgleichgewichts zu bestimmten. Auf einer Grundplatte
i i sind kleine Säulen io zur Lagerung der Schneiden 12 eines Wagebalkens 13 befestigt.
Der Balken 13 trägt auf seinem Arm 15 ein Gegengewicht 14. Die Säulen 16 der Grundplatte
i i dienen als Lager für die Schneiden 17 des Zeigers 18, dessen Spitze vor einer
Skala i9 spielt. Der Seitenarm 4o des Zeigers ist mit der Schneide 41 versehen,
auf der das die Schneide 42 .am äußersten Ende des; Wagebalkens 13 tragende Glied.-43
hängt. Ein Gewicht 44 hält den Zeiger=i8- für gewöhnlich in seiner -Senkrechtsteliung.
Oben -auf dem
Wagebalken 13 sind zwei Zapfen 45 und 46 vorgesehen,
die genau in das Kreuzzapfen-bzw. Kurbelzapfenauge, der Pleuelstange passen.
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Nachdem die Pleuelstange gewogen und das zur Herstellung ihres Arbeitsgewichts
erforderliche Ausgleichgewicht ausgewählt ist, wird die Stange A mit ihren Augen
auf die Zapfen 45 und 46 des Balkens 13 gesetzt, das Ausgleichgewicht B (Abb. 4
daraufgelegt und so lange verschoben, bis der Zeiger 18 auf dem Mittelstrich der
Skala ig steht. Schlägt der Zeiger 18 nach links aus, so liegt der Schwerpunkt der
Pleuelstange zu weit von dem Drehpunkt 12, schlägt er dagegen nach rechts aus, so
liegt. der Schwerpunkt zu nahe an diesem Drehpunkt. Steht aber der Zeiger 18 auf
null, so zeigt er an, daß das Ausgleichgewicht B die richtige Lage hat, um den Schwerpunkt
der Stange in den vorgeschriebenen Abstand von dem Kurbelzapfenauge zu bringen.
Die Prüfvorrichtung kann für die Pleuelstangen jeder Maschinenart besonders gebaut
werden, was verhältnismäßig geringe Kosten ausmacht, da es sich meist um Massenherstellung
der Maschinen handelt. Natürlich kann auch eine Prüfvorrichtung anderer Bauart verwendet
werden.
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Nach genauer Bestimmung der Lage des Ausgleichgewichts 7 (Abb. 2 bis
4) werden die Löcher für seine Zapfen 8 gebohrt und deren Enden vernietet oder sonstwie
befestigt.
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Bei der Pleuelstange 2 i nach Abb. 5 bis 7 nimmt die Bohrung die verjüngten,
inneren Enden 22 der durch einen Niet 24 zusammengehaltenen Ausgleichgewichte 23
auf. Die Form dieser Gewichte kann natürlich mannigfach geändert werden.
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Die Pleuelstange 26 nach Abb. 8 und 9 ist mit einem Schlitze 27 versehen,
in den die Zungen 28 der durch Bolzen 30 in ihrer Lage gesicherten Ausgleichgewichte
29 eingreifen: Bei dieser Einrichtung können die Gewichte genau eingestellt und
befestigt werden; bevor die Pleuelstange von der Prüfvorrichtung nach Abb. 12 bis
14 abgenommen wird.
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In Abb. io hat die Pleuelstange 33 zwischen ihren gegabelten Teilen
35, 36 eine Hälfte 34 zur Aufnahme einer das Ausgleichgewicht bildenden Stange 37,
die in der Hülse 34 so lange verschoben wird, bis sie die gewünschte Lage einnimmt.
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In die Pleuelstange 38 nach Abb. i i sind an verschiedenen Punkten
kleine Löcher 39 gebohrt, um das zur Zieränderung der Schwere vier Stange auf das
vorgeschriebene Gewicht nötige Metall zu entfernen und gleichzeitig den Schwerpunkt
in den gehörigen Abstand von dem Kurbelzapfenauge zu bringen.
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Wenn in der Beschreibung mehrfach die Entfernung von dem Kurbelzapfenauge
besonders betont ist, so geschah dies nur der Einfachheit wegen, da diese Entfernung,
abgezogen von der Arbeitslänge der Pleuelstange, auch den gewünschten Abstand des
Schwerpunkts von der Mitte des Kreuzkopfauges bestimmt.
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Natürlich ist die Form und Bauart sowohl der Pleuelstangen als auch
der Ausgleichgewichte für das Wesen der Erfindung ohne Bedeutung.
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Es können z. B. auch besondere, zweckmäßig gehärtete Ausgleichgewichte
48 (Abb. 15) verwendet werden, auf denen das Gewichtsmaß angegeben ist, so daß sie
leicht und rasch ausgewählt werden können. Auch diese Gewichte erhalten Löcher 49
zur Anbringung von Befestigungsmitteln.