DE267744C - - Google Patents
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- DE267744C DE267744C DENDAT267744D DE267744DA DE267744C DE 267744 C DE267744 C DE 267744C DE NDAT267744 D DENDAT267744 D DE NDAT267744D DE 267744D A DE267744D A DE 267744DA DE 267744 C DE267744 C DE 267744C
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Die vorliegende Erfindung betrifft den Ausgleich der gangstörenden Massenkräfte für
Lokomotiven mit stehender Kolbenkraftmaschine und nicht mit den Triebrädern unmittelbar
gekuppelter Vierkurbeltriebachse, bei welcher symmetrisch zur Mittelebene die zwei
inneren gegenläufigen Kurbeln rechtwinklig zu den anderen zwei ebenso weiter außen liegenden
stehen, wodurch die Massenkräfte
ίο zweiter Ordnung vollständig und diejenigen
> erster Ordnung durch rundlaufende Gegengewichte
bis auf ein rechtwinklig zur Schubrichtung verbleibendes Kräftepaar ausgeglichen
sind.
Das Neue der Erfindung liegt darin, daß dieses letztere durch Gegengewichte, die in
zwei oder mehreren gekuppelten Triebrädern angebracht und zu denen der Triebachse
gegenständig bzw. unter i8o° angeordnet sind, in wagerechter Ebene ausgeglichen ist.
Betrachtet man zunächst die Kräfte zweiter Ordnung beim einfachen Schubkurbelgetriebe
(Fig. 1), worin r den Kurbelradiüs, Z die Stangenlänge,
α den zur betreffenden Kurbelstellung gehörigen Winkel gegen die Schubrichtung
und ν die Kurbelzapfengeschwindigkeit bezeichnet, so ergibt die jeweilige Kraft- sich
bekanntlich aus der Beziehung
v*
■ r
ρ ■= — (cos α +. — cos 2 α).
Fig. ι stellt den Verlauf des Kraftwechsels
nach Größe und Richtung durch die herzförmige Kurve dar, wie sie sich aus obiger Beziehung
während einer Umdrehung ergibt. Aus dieser Kurve erkennt man ohne weiteres, daß während eines Umlaufs, die Richtung der
Kraft p in vier Punkten wechselt und dort ihre
Größe = ο wird. Es liegen diese Punkte in den Kurbellägen von 45° zur Schubrichtung.
In den beiden Totpunktlagen ist der Massendruck am größten und wirkend nach dem
Kreuzkopf zu, in den Stellungen rechtwinklig zur Schubrichtung ist der Massendruck gleich
groß, aber wirkend von dem Kreuzkopf weg, also entgegengesetzt gerichtet.
In den Zwischenstellungen ist die Größe der Kraft p von dem Winkel α abhängig; diese
Größe erscheint immer aber viermal während der Umdrehung, nur in wechselnder Richtung
gegen den Kreuzkopf und vom Kreuzkopf weg; diese vier Größen liegen sich immer diametral gegenüber unter rechtem Winkel.
Schon hieraus erhellt, daß, wenn vier gleiche Kurbelgetriebe in ein und derselben
Ebene unter rechtem Winkel zueinander.wirkten, diese Kräfte zweiter Ordnung sich aufheben
würden. Für den Winkel ax und as würden
zum Beispiel P1 und ps nach dem Kreuzkopf
zu wirken; für den hierzu rechten Winkel G2 und cc4 würden die gleichgroßen Kräfte
vom Kreuzkopf weg wirken, folglich sich in diesem Falle vollständig aufheben.
Diese Erkenntnis ist benutzt für den Ausgleich dieser Massenkräfte zweiter Ordnung,
wie bereits bekannt. Die vier Kurbeln der Maschine sind so angeordnet, daß die Resultierenden
je zweier Kurbeln wirken, als ob sie
in einer .Ebene wirkten, und zwar in der Mittelebene. - Um diese Bedingung zu erfüllen,
müssen je zwei gegenläufige Kurbeln gleichweit von der Mittelebene abstehen und die
beiden Gruppen je zweier gegenläufigen Kurbeln zueinander in einem rechten Winkel
stellen. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß in diesem Falle die Kräfte p\ und ps in der einen
Richtung, die Kräfte p2 und p± in der andern
Richtung sich in der Mittelebene bei m summieren
und da aufheben. Die auf der Achse sonst angebrachten Triebkurbeln k für die
Kuppelstangen sind hier neben für sich durch rundlaufende Gegengewichte ausgeglichen. Es
sind also die Massenkräfte zweiter Ordnung beim Vorhandensein von vier Schubkurbelgetrieben
durch die beschriebene Lage und Anordnung der vier Kurbeln zueinander vollständig
aufgehoben.
Betrachten wir nun für diese Kurbela.nordnung den notwendigen Ausgleich der Massenkräfte
erster Ordnung mittels rundlaufender Gegengewiehte. Fig. 3 bis 5 zeigen die Anordnung
bei einer Lokomotive mit vier Triebwerken. Es ist hier aus den Figuren ohne
weiteres ersichtlich, daß für diesen Fall in bekannter Weise die an den Kurbeln I und III
wirkenden Massenkräfte durch die Gegengewichte g1 und g3 ausgeglichen werden und die
an den Kurbeln II und IV wirkenden durch die Gegengewichte g2 und g'4. Die Gegengewichte
g\ und g2 können durch ein Gegengewicht Go und die Gegengewichte g3 und gi
durch ein Gegengewicht Gu ersetzt werden; diese beiden Gegengewichte ■ sind einander
gegenständig.
. Im vorliegenden Falle verbleibt aus den rundlaufenden· Gegengewichten Go und Gu je
eine freie Massenkraft, die in wagerechter Richtung auf den Rahmen wirkt. Diese Kräfte, gegenläufig auf verschiedenen Seiten
der Lokomotive wirkend und Kräftepaare bildend, würden Schlingermomente ergeben.
Der Ausgleich dieser Kräfte erfolgt nun durch gegenständig unter i8o° zu den Gewichten Go
und Gu angeordnete Gegengewichte Ro und Ru in zwei oder mehreren gekuppelten Triebrädern.
Hierdurch wird die schädliche Wirkung in der wagerechten Ebene aufgehoben, und es verbleiben nur noch senkrechte Wirklingen
in den Rädern, welche die Belastungen in geringen Grenzen vermindern oder vermehren
und' keinerlei störende Einflüsse auf den Gang der Lokomotive ausüben.
Claims (1)
- Patent-Anspruch:Ausgleich der gangstörenden Massenkräfte für Lokomotiven mit . stehender Kolbenkraftmaschine und nicht mit den Triebrädern unmittelbar gekuppelter Vierkurbeltriebachse, bei welcher symmetrisch zur Mittelebene die zwei inneren gegenläufigen Kurbeln rechtwinklig zu den anderen zwei ebenso weiter außen liegenden stehen, wodurch die Massenkräfte zweiter Ordnung vollständig und diejenigen erster Ordnung durch rundlaufende Gegengewichte' bis auf ein rechtwinklig zur Schubrichtung verbleibendes Kräftepaar ausgeglichen sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses letztere durch Gegengewichte (Ru, Ro), die in zwei oder mehreren gekuppelten Triebrädern angebracht und zu denen (Gu, Go) der Triebachse gegenständig bzw. unter i8o° angeordnet sind, in wagerechter Ebene ausgeglichen ist.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE267744C true DE267744C (de) |
Family
ID=524771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT267744D Active DE267744C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE267744C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE879034C (de) * | 1941-07-03 | 1953-06-08 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Massenausgleich bei Brennkraftmaschinen mit Anordnung der Arbeitszylinder in mehreren Sternen |
-
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- DE DENDAT267744D patent/DE267744C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE879034C (de) * | 1941-07-03 | 1953-06-08 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Massenausgleich bei Brennkraftmaschinen mit Anordnung der Arbeitszylinder in mehreren Sternen |
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