| Titel: | Das Schwingkurbel-Lenker-Getriebe. | 
| Autor: | Robert Edler | 
| Fundstelle: | Band 342, Jahrgang 1927, S. 193 | 
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                        Das Schwingkurbel-Lenker-Getriebe.
                        (Kinematik des Oelschalter-Getriebes.)
                        Von Prof. Ing. Robert Edler,
                        Honorardozent an der Technischen
                              									Hochschule in Wien.
                        (Schluß.)
                        EDLER, Das Schwingkurbel-Lenker-Getriebe.
                        
                     
                        
                           Die Bestimmung des zum Höchstwerte (V : P) max gehörigen Winkels α könnte durch Differenziation der Gl. 10) erfolgen;
                              									die zugehörigen Rechnungen erfordern jedoch langwierige Entwicklungen, die
                              									schließlich zu Näherungsmethoden führen, da die Lösung in strenger Form nicht
                              									möglich ist, da sich transzendente Gleichungen höheren Grades ergeben.
                           Man kann sich daher damit begnügen, den Höchstwert von (V : P) und den zugehörigen
                              									Winkel α für jeden Wert von ξ aus den Kurven in der Abb. 6
                              									näherungsweise zu entnehmen; man erhält dann die folgenden Näherungswerte:
                           Zahlentafel 8.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 
                                    \left(\frac{V}{P}\right)\,max
                                    
                                 
                                    
                                    α
                                    
                                 
                              
                                 0,5
                                 0,920
                                 30°
                                 
                              
                                 0,6
                                 0,945
                                 24°
                                 
                              
                                 0,7
                                 0,963
                                 20°
                                 
                              
                                 0,8
                                 0,985
                                 13°
                                 
                              
                                 0,9
                                 0,996
                                 6°
                                 
                              
                                 1,0
                                 1,000
                                 0°
                                 
                              
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 193
                              Abb. 10.
                              
                           In der Abb. 10 sind diese Werte eingetragen und man
                              									erkennt, daß man sich mit dieser Annäherung ohne weiteres zufrieden geben kann, da
                              									die Punkte auf einer stetigen Kurve liegen.
                           Schlußfolgerungen aus der Abb.
                                    											6.
                           Wenn man das Kräfteverhältnis (V : P) nicht unter einen bestimmten Wert sinken lassen
                              									will, dann läßt sich der Kurbelwinkel (α + β), der dieser Forderung entspricht, sehr leicht
                              									aus der Kurvenschar Abb. 6 ablesen.
                           So gehört z.B. für ξ = (A : R) = 0,6 der Winkel (α + β) = Strecke CD zu dem
                              									Kräfteverhältnis (V : P) = 0,8; man erhält auf dem Winkelmaßstab den Wert CD = α + β = 49°.
                           In derselben Weise lassen sich beliebige andere Werte ermitteln; dadurch ergibt sich
                              									die folgende Uebersicht:
                           Werte für (α° + β°).
                           Zahlentafel 9.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 
                                    \frac{V}{P}=0,9
                                    
                                 
                                    \frac{V}{P}=0,8
                                    
                                 
                                    \frac{V}{P}=0,7
                                    
                                 
                                    \frac{V}{P}=0,6
                                    
                                 
                              
                                 0,5
                                 16°
                                 40°
                                      58½°
                                      81½°
                                 
                              
                                 0,6
                                 26°
                                 49°
                                      73½°
                                    106½°
                                 
                              
                                 0,7
                                 34°
                                    61½°
                                   91°
                                    122½°
                                 
                              
                                 0,8
                                    44½°
                                    73½°
                                 103°
                                 125°
                                 
                              
                                 0,9
                                 51°
                                 81°
                                 105°
                                    120½°
                                 
                              
                                 1,0
                                 55°
                                 82°
                                 100°
                                    113½°
                                 
                              
                           Welcher Anteil α° der Werte (α° + β°) unterhalb der Horizontalen liegt und
                              									welcher Anteil β° oberhalb der Horizontalen, dies läßt
                              									sich ebenfalls leicht aus der Abb. 6 entnehmen.
                           Die Ergebnisse der Zahlentafel 9 sind in der Abb. 11
                              									eingetragen; man erkennt aus der Abb. 11, da man
                              									einen hinreichend großen Hub der Stange S (Abb. 2)
                              									bei mäßiger Größe des Kurbelhalbmessers R nur bei einem großen Kurbelwinkel (α + β) erreichen kann, daß
                              									man mit \xi=\frac{A}{R}=0,8 etwa (α + β) = 120° nur dann erreichen kann, wenn man sich mit dem Verhältnis (V : P) =
                              									ungefähr 0,6 zufrieden gibt. Diese Werte gelten für l = R (Länge des Lenkers =
                              									Kurbelhalbmesser). Aber auch die Wahl l = 0,8 . R bis l = 1,2 . R ändert an diesen
                              									Verhältnissen nur sehr wenig; man kann sich davon 
                              									überzeugen, wenn man ähnliche Kurvenscharen, wie in Abb. 6, für diese anderen Lenkerlängen l berechnet.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 194
                              Abb. 11.
                              
                           Wenn man den Wert (V : P) = 0,7 erreichen will, dann empfiehlt es sich, nach der Abb. 11 den Wert ξ = A :
                              									R = 0,9 zu wählen; dann kommt man aber nicht viel über
                              										(α° + β°) = 100°, so daß für einen gegebenen Stangenhub eine
                              									Vergrößerung des Kurbelhalbmessers R nötig wird. Man wird also auch hier, so wie
                              									überall beim Entwurf technischer Konstruktionen, zu einem Kompromiß zwischen
                              									Bedingungen gedrängt, die sich zum Teile widersprechen (kleine Abmessungen – große
                              									Wirkungen).
                           Es wird sich nach Feststellung des Zusammenhanges zwischen dem Stangenhub, dem
                              									Kurbelhalbmesser und dem Kurbelwinkel noch Gelegenheit geben, auf diese Verhältnisse
                              									näher einzugehen.
                           
                        
                           3. Der Einfluß der Reibung in den Führungen der Stange
                              									S.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 194
                              Abb. 12.
                              
                           Wenn man (vgl. Abb. 12) die Führungen der Stange S so
                              									lang macht, daß der Punkt M (Kreuzkopf) in jeder Höhenlage geführt bleibt, also
                              									nicht aus den Führungen heraustritt (wodurch Biegungsbeanspruchungen durch die
                              									Seitenkraft P3 entstünden), dann genügt es, die
                              									Reibung durch den Einfluß der Seitenkraft P3 zu
                              									berücksichtigen, die sich in einem Reibungs-Widerstande W = μ . P3 äußert, welcher der Hubkraft V
                              									entgegenwirkt.
                           Da in allen bisherigen Entwicklungen das Verhältnis (V : P) berechnet wurde, so wird
                              									es sich empfehlen, auch den Reibungswiderstand W zu der Kurbelumfangskraft P in
                              									Beziehung zu bringen.
                           Stets ist
                           
                              
                                 oder
                                 P3 = P1 .
                                    											sin γ
                                    											
                                    											P3 = P1
                                    											. sin δ
                                 22)
                                 
                              
                           daher wird:
                           \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\frac{P_1}{P}\,\cdot\,\sin\,\gamma oder =\mu\,\cdot\,\frac{P_1}{P}\,\cdot\,\sin\,\delta          23)
                           Für die Größe P
                              									1 des Zuges im Lenker l wurden aber für die 4
                              									Winkelbereiche I, II, III, IV schon die Formeln entwickelt.
                           Für die Reibungszahl μ kann man bei mittelguter
                              									Schmierung den Wert μ = 0,15 annehmen.
                           Man erhält dann die folgenden Berechnungsgrundlagen:
                           Winkelbereich I: α
                              									1 ≧ α ≧ α
                              									3 (vgl. Abb. 4).
                           P1 = P . cos (α + γ)
                           \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\alpha+\gamma)\,\cdot\,\sin\,\gamma          24)
                           Winkelbereich II: α
                              									3 ≧ α ≧ α
                              									5 (vgl. Abb. 5).
                           P1 = P . cos (α – δ)
                           \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\alpha-\delta)\,\cdot\,\sin\,\delta          25)
                           Winkelbereich III: β
                              									5 ≦ β ≦ β
                              									7 (vgl. Abb. 7).
                           P1 = P . cos (β + δ)
                           \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\beta+\delta)\,\cdot\,\sin\,\delta          26)
                           Winkelbereich IV: β
                              									7 ≦ β ≦ β
                              									9 (vgl. Abb. 8).
                           P1 = P . cos (β – γ)
                           \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\beta-\gamma)\,\cdot\,\sin\,\gamma          27)
                           Die für die Berechnungsgleichungen 24) bis 27) erforderlichen Winkelfunktionen wurden
                              									schon für die Berechnung von (V : P) ermittelt (vgl. das Beispiel Zahlentafel 3), so
                              									daß die Berechnung des relativen Reibungswiderstandes (W : P) mit der Reibungszahl
                              										μ = 0,15 leicht durchgeführt werden kann.
                           Man erhält daher die folgenden Zahlwerte, wenn man die praktisch belanglosen Werte
                              									\xi=\frac{A}{R}=0,5 ... 0,6... 1,0 unberücksichtigt läßt:
                           Winkelbereich I: \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\alpha+\gamma)\,\cdot\,\sin\,\gamma.
                           Zahlentafel 10.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 α =69° 30'
                                 66° 20'
                                 63° 20'
                                 60° 00'
                                 53° 10'
                                 45° 30'
                                 36° 50'
                                 25° 50'
                                 
                              
                                 0,7
                                 0
                                 0,00493
                                 0,00796
                                 0,00995
                                 0,00776
                                 0
                                 –
                                 –
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 0
                                 0,00565
                                 0,00973
                                 0,0172
                                 0,00616
                                 0
                                 –
                                 
                              
                                 0,9
                                 –
                                 –
                                 0
                                 0,00679
                                 0,0149
                                 0,01623
                                 0,00731
                                 0
                                 
                              
                           Winkelbereich II: \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\alpha-\delta)\,\cdot\,\sin\,\delta.
                           Zahlentafel 11.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 α =45° 30'
                                 86° 50'
                                 25° 50'
                                 20° 00'
                                 10° 00'
                                 0° 00'
                                 
                              
                                 0,7
                                 0
                                 0,01287
                                 0,0091
                                 0,0357
                                 0,0424
                                 0,0429
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 0
                                 0,0141
                                 0,0205
                                 0,0277
                                 0,0294
                                 
                              
                                 0,9
                                 –
                                 –
                                 0
                                 0,00566
                                 0,0127
                                 0,0149
                                 
                              
                           Winkelbereich III: \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\beta+\delta)\,\cdot\,\sin\,\delta.
                           Zahlentafel 12.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 β = 0° 00'
                                 10° 00'
                                 20° 00'
                                 25° 50'
                                 36° 50'
                                 45° 30'
                                 
                              
                                 0,7
                                 0,0429
                                 0,0382
                                 0,0298
                                 0,0238
                                 0,01105
                                 0
                                 
                              
                                 0,8
                                 0,0294
                                 0,0259
                                 0,0185
                                 0,0128
                                 0
                                 –
                                 
                              
                                 0,9
                                 0,0149
                                 0,0123
                                 0,0055
                                 0
                                 –
                                 –
                                 
                              
                           
                           Winkelbereich IV: \frac{W}{P}=\mu\,\cdot\,\cos\,(\beta-\gamma)\,\cdot\,\sin\,\gamma.
                           Zahlentafel 13.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 β =25° 50'
                                 36° 50'
                                 45° 30'
                                 53° 10'
                                 60° 00'
                                 70° 00'
                                 80° 00'
                                 85° 00'
                                 90° 00'
                                 
                              
                                 0,7
                                 –
                                 –
                                 0
                                 0,0102
                                 0,0198
                                 0,0352
                                 0,0526
                                 0,0625
                                 0,0735
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 0
                                 0,0114
                                 0,0223
                                 0,0331
                                 0,0505
                                 0,0707
                                 0,0828
                                 0,096
                                 
                              
                                 0,9
                                 0
                                 0,0128
                                 0,0247
                                 0,0366
                                 0,0481
                                 0,0667
                                 0,0909
                                 0,105
                                 0,1215
                                 
                              
                           Die Werte für (W : P) sind in der Abb. 13 dargestellt;
                              									der Maßstab der Ordinaten ist dabei doppelt so groß angenommen, wie in der Abb.
                                 										6.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 195
                              Abb. 13.
                              
                           Aus der Abb. 13 erkennt man, daß der Wert (W : P) erst
                              									für β > 60° den Wert 0,05 erreicht, wenn ξ = A : R = 0,9 gewählt wird; für ξ = 0,8 und 0,7 erreicht (W : P) erst bei β = 70° und 80° den Wert 0,05.
                           Für alle Winkel α zwischen α
                              									1 und α
                              									5 bleibt der Wert (W : P) unter 0,05; ebenso für
                              									alle Winkel β < 60°.
                           Der Einfluß der Reibung in den Führungen der Stange S ist also für alle praktisch
                              									wichtigen Verhältnisse von ξ = A : R und für alle in
                              									Betracht kommenden Winkel α und β geringfügig (höchstens 5%), so daß man ihn ohne Bedenken vernachlässigen
                              									darf. Es macht übrigens keine Schwierigkeiten, den Einfluß der Reibung aus der Abb. 13 zu entnehmen und ihn bei den Kurven Abb. 6 zu berücksichtigen. (Ordinatenmaßstäbe
                              									beachten!)
                           
                        
                           4. Berechnung des Hubes der Stange S.
                           Zur vollständigen Aufklärung der Bewegungsverhältnisse des
                              									Schwingkurbel-Lenker-Getriebes müssen jetzt noch die Bewegungsgleichungen für den
                              									oberen Endpunkt M der Stange S ausgewertet werden; es ist also der Weg des Punktes M
                              									zu dem Kurbelwinkel α, bzw. β in Beziehung zu bringen.
                           Die erforderlichen Berechnungsgleichungen wurden bereits abgeleitet; es sind
                              									folgende:
                           Winkelbereich I:\alpha_1\,\geq\,\alpha\,\geq\,\alpha_3. (Vgl. Abb. 4.)
                           a2 + m2 = R . (sin α + cos γ)          (8)
                           Winkelbereich II:\alpha_3\,\geq\,\alpha\,\geq\,\alpha_5 (Vgl. Abb. 5.)
                           a4 + m4 = R . (sin α + cos β)          (12)
                           Winkelbereich III:\beta_5\,\leq\,\beta\,\leq\,\beta_7 (Vgl. Abb. 7.)
                           m6 – a6 = R . (cos δ – sin β)          (15)
                           Winkelbereich IV:\beta_7\,\leq\,\beta\,\leq\,\beta_9 (Vgl. Abb. 8.)
                           m8 – a8 = R . (cos γ – sin β) (18)
                           Die tiefste Lage des Punktes M entspricht dem Winkel a
                              									1 und die höchste Lage dem Winkel β
                              									9.
                           Der Gesamthub für jeden beliebigen Kurbelwinkel α + β
                              									läßt sich aus den einzelnen Teilstrecken zusammensetzen.
                           Man erhält daher folgende Werte, wenn man wieder nur die Werte ξ = 0,7 0,8 0,9 berücksichtigt:
                           Winkelbereich I: \frac{a_2+m_2}{R}=\sin\,\alpha+\cos\,\gamma.
                           Zahlentafel 14.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 α =69° 30'
                                 66° 20'
                                 63° 20'
                                 60° 00'
                                 53° 10'
                                 45° 30'
                                 36° 50'
                                 25° 50'
                                 
                              
                                 0,7
                                 1,873
                                 1,871
                                 1,862
                                 1,846
                                 1,795
                                 1,713
                                 –
                                 –
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 1,833
                                 1,830
                                 1,820
                                 1,780
                                 1,708
                                 1,599
                                 –
                                 
                              
                                 0,9
                                 –
                                 –
                                 1,786
                                 1,783
                                 1,754
                                 1,693
                                 1,595
                                 1,436
                                 
                              
                           Winkelbereich II: \frac{a_4+m_4}{R}=\sin\,\alpha+\cos\,\delta.
                           Zahlentafel 15.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 α =45° 30'
                                 36° 50'
                                 15° 50'
                                 20°
                                 10°
                                 0°
                                 
                              
                                 0,7
                                 1,713
                                 1,595
                                 1,416
                                 1,313
                                 1,132
                                 0,954
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 1,599
                                 1,431
                                 1,332
                                 1,156
                                 0,980
                                 
                              
                                 0,9
                                 –
                                 –
                                 1,436
                                 1,341
                                 1,170
                                 0,995
                                 
                              
                           Winkelbereich III: \frac{m_6-a_6}{R}=\cos\,\delta-\sin\,\beta.
                           Zahlentafel 16.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 β =0°
                                 10°
                                 20°
                                 25° 50'
                                 36° 50'
                                 45° 80'
                                 
                              
                                 0,7
                                 0,954
                                 0,785
                                 0,629
                                 0,544
                                 0,395
                                 0,287
                                 
                              
                                 0,8
                                 0,980
                                 0,809
                                 0,648
                                 0,559
                                 0,401
                                 –
                                 
                              
                                 0,9
                                 0,995
                                 0,823
                                 0,657
                                 0,564
                                 –
                                 –
                                 
                              
                           Winkelbereich IV: \frac{m_8+a_8}{R}=\cos\,\gamma-\sin\,\beta.
                           Zahlentafel 17.
                           
                              
                                 
                                    \xi=\frac{A}{R}
                                    
                                 β =25° 50'
                                 36° 50'
                                 45° 30'
                                 53° 10'
                                 60°
                                 70°
                                 80°
                                 85°
                                 90°
                                 
                              
                                 0,7
                                 –
                                 –
                                 0,287
                                 0,194
                                 0,114
                                 – 0,0061
                                 – 0,132
                                 – 0,206
                                 – 0,287
                                 
                              
                                 0,8
                                 –
                                 0,401
                                 0,282
                                 0,180
                                 0,088
                                 – 0,051
                                 – 0,203
                                 – 0,295
                                 – 0,401
                                 
                              
                                 0,9
                                 0,564
                                 0,396
                                 0,267
                                 0,153
                                 0,051
                                 – 0,099
                                 – 0,293
                                 – 0,413
                                 – 0,564
                                 
                              
                           Die positiven Werte in den Zahlentafeln 14 bis 17 geben
                              									die Lage des Stangenpunktes M unterhalb der horizontalen
                              									Achse an; die negativen Werte in der Zahlentafel 17
                              									entsprechen der Lage des Stangenpunktes M oberhalb der
                              									horizontalen Achse.
                           Trägt man diese Zahlwerte in ein Schaubild ein (Abb.
                                 										14), dann erkennt man, daß die Kurven in den Grenzen α = 50° bis β = 70°, d.h.
                              									also für α + β = 120° nahezu zusammenfallen. Für die
                              									Grenzen α = 40° und β =
                              									60° werden die Abweichungen der Werte bei ξ = A : R =
                              									0,7... 0,8... 0,9 noch geringer.
                           Man kann daher für die Kurbelwinkel α + β = 100° bis
                              									120° die Berechnung des Stangenhubes mit hinreichender Genauigkeit aus ξ = A : R = 0,8 durchführen und diese Werte auch für
                              										ξ = 0,7 bis 0,9 noch gelten lassen. Eine Korrektur
                              									mit Hilfe der Zahlentafeln 14 bis 17 ist ja immer noch leicht möglich.
                           
                              Beispiel:
                              
                           So findet man z.B. aus der Abb. 14 für ξ = A : R = 0,8:
                           α = 40°... β = 60°... α + β = 100°
                           
                           
                              
                                 für
                                 
                                    \alpha=40^{\circ}\,.\,.\,.\,\frac{a+m}{R}=+1,63
                                    
                                 unterhalb der Hori-zontalen
                                 
                              
                                 für
                                 
                                    \beta=60^{\circ}\,.\,.\,.\,\frac{m-a}{R}=+0,1
                                    
                                 unterhalb der Hori-zontalen
                                 
                              
                           somit Hub des Punktes M (oberes Ende der Stange S, Abb. 2):
                           
                              \frac{h}{R}=1,63-0,1=1,53
                              
                           h = 1,53 . R.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 196
                              Abb. 14.
                              
                           Soll z.B. der Hub h = 250 mm werden, dann ist R=\frac{250}{1,53}=163,5\mbox{ mm} zu wählen; dabei wird A =
                              										ξ . R = 0,8 . R = 131 mm.
                           Für l = R wird dann auch l = 163,5 mm.
                           Damit sind die Hauptmaße für die Konstruktion festgelegt.
                           Aus der Abb. 6 findet man für ξ = 0,8 mit α = 40° und β = 60°:
                           für α = 40°... V : P = 0,742
                           für β = 60°... V : P = 0,703.
                           Der größte Wert (V : P) max = 0,985 liegt bei a = 13° (vgl.
                              									Zahlentafel 8).
                           Man kann daher das Diagramm der erforderlichen Umfangskräfte P leicht bestimmen,
                              									sobald die Vertikalkräfte V bekannt sind.
                           Für einen Oelschalter würde sich die Rechnung etwa in folgender Weise durchführen
                              									lassen:
                           Es sei das Gewicht der Traverse G = 50 kg; die Ausschaltfedern mögen in der tiefsten
                              									Lage mit einer Vorspannung F0 = 5 kg wirken; dem
                              									vollen Hub der Traverse h = 250 mm soll eine größte Federspannung Faso = 20 kg entsprechen. Während des Teilweges 200
                              									mm ist nun das Gewicht G = 50 kg und die mit dem Hube zunehmende Federspannung F zu
                              									überwinden. Sodann kommen von h = 200 mm bis h = 220 mm
                              									die Vorkontakte zum Eingriff; der Bewegungswiderstand sei dabei mit 5 kg angenommen.
                              									Im letzten Teile der Hubbewegung h = 220 mm bis 250 mm sollen dann die
                              									Hauptkontakte einen Bewegungswiderstand 15 kg verursachen.
                           Es soll nun die Umfangskraft P kg an der Kurbe K ermittelt werden, so daß sich dann
                              									die Kurve des Drehmomentes für jeden Winkel von α = 40°
                              									bis β = 60° bestimmen lassen wird.
                           In der Abb. 15 ist das Gewicht G = 50 kg durch die
                              									horizontale Linie angedeutet; die schwach ansteigende schräge Linie entspricht der
                              									mit dem Hub zunehmenden Kraft F der Ausschaltfeder des Oelschalters. Endlich wird
                              									die erforderliche Vergrößerung der Hubkraft für die Vorkontakte und für die
                              									Hauptkontakte durch die beiden Stufen am Hubende (200... 220... 250 mm)
                              									gekennzeichnet.
                           Man gelangt so zu der Linie der erforderlichen Vertikalkräfte V.
                           Aus der Abb. 14 läßt sich nun leicht für \xi=\frac{A}{R}=0,8
                              									für die Winkel α = 40° bis β = 60° (α + β =
                              									100°) der zugehörige relative Hub h : R und mit R = 163,5 mm auch der Hub h selbst
                              									bestimmen:
                           Drehwinkel und Hub.
                           Zahlentafel 18.
                           
                              
                                 
                                    
                                    α
                                    
                                 α + β
                                 h : RAbb. 14
                                 Rmm
                                 hmm
                                 
                                    
                                    β
                                    
                                 α + β
                                 h : RAbb. 14
                                 Rmm
                                 hmm
                                 
                              
                                 40°35°
                                 0°5°
                                 00,07
                                 163,5„
                                 011,45
                                 0°10°
                                 40°50°
                                 0,660,82
                                 163,5„
                                 108134
                                 
                              
                                 30°25°
                                 10°15°
                                 0,160,185
                                 „„
                                 26,235,9
                                 20°30°
                                 60°70°
                                 0,981,14
                                 „„
                                 160186
                                 
                              
                                 20°15°
                                 20°25°
                                 0,210,40
                                 „„
                                 50,665,3
                                 40°50°
                                 80°90°
                                 1,271,42
                                 „„
                                 208232
                                 
                              
                                 10°0°
                                 30°40°
                                 0,480,66
                                 „„
                                 78,4108,0
                                 60°
                                 100°
                                 1,53
                                 „
                                 250
                                 
                              
                           Die so gefundenen Werte für h ermöglichen nun die Aufzeichnung der Kurve der
                              									Drehwinkel als Funktion des Hubes in der Abb. 15.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 196
                              Abb. 15.
                              
                           Da aber in der Abb. 15 auch die zu jedem Hub
                              									erforderliche Vertikalkraft V eingetragen ist, so kann man jetzt auch leicht die
                              									Vertikalkraft V für jeden Drehwinkel ablesen.
                           Aus der Abb. 6 kann man aber für ξ = A : R = 0,8 das jedem Drehwinkel entsprechende
                              									Verhältnis (V : P) ermitteln, so daß sich dann auch die Umfangskraft P kg und das
                              									Drehmoment P . R = 0,1635 . P mkg berechnen läßt.
                           Man gelangt dadurch zu der folgenden Uebersicht:
                           
                           Drehwinkel und Drehmoment (I). (für R = 163,5 mm).
                           Zahlentafel 19.
                           
                              
                                 α
                                 α + β
                                 V kg. Abb. 15
                                 V : Pfür ξ = 0,8Abb. 6
                                 P kg
                                 P . R mkg
                                 β
                                 α + β
                                 V kg Abb. 15
                                 V : Pfür ξ = 0,8Abb. 6
                                 P kg
                                 P . R mkg
                                 
                              
                                 40°35°
                                   0°  5°
                                 5556
                                 0,7420,826
                                 74,267,8
                                 12,1411,08
                                   0°10°
                                   40°  50°
                                 6264
                                 0,9600,919
                                   64,6  69,6
                                 10,5611,38
                                 
                              
                                 30°25°
                                 10°15°
                                 5757
                                 0,8960,940
                                 63,660,7
                                 10,40  9,92
                                 20°30°
                                   60°  70°
                                 6566
                                 0,8740,830
                                   74,4  79,5
                                 12,1513,00
                                 
                              
                                 20°15°
                                 20°25°
                                   57,559
                                 0,9680,982
                                 59,460,1
                                   9,70  9,82
                                 37°40°
                                   77°  80°
                                 72  72,5
                                 0,7990,787
                                   90,0  92,1
                                 14,7015,05
                                 
                              
                                 13°10°
                                 27°30°
                                   59,560
                                 0,9850,982
                                 60,661,1
                                   9,90  9,99
                                 45°50°
                                   85°  90°
                                   88,289
                                 0,7660,744
                                 115,2119,8
                                 18,8319,60
                                 
                              
                                   0°
                                 40°
                                 62
                                 0,960
                                 64,6
                                 10,56
                                 60°
                                 100°
                                 90
                                 0,703
                                 128,1
                                 20,93
                                 
                              
                           In der Abb. 16 sind die Ergebnisse (Drehmoment P-R und
                              									Hub h) für die verschiedenen Drehwinkel eingetragen, so daß man die Wirkungsweise
                              									des Getriebes vollständig überblicken kann.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 342, S. 197
                              Abb. 16.
                              
                           Die Drehmomentkurve I (Abb. 16) beginnt schon mit
                              									einem recht hohen Werte, was deshalb ungünstig ist, da ja die Antriebsvorrichtung
                              									nicht nur die Vertikalkräfte V zu überwinden hat, sondern auch noch die
                              									Massenbeschleunigung bewirken muß.
                           Wenn eine gespannte Feder den Antrieb besorgt, dann ist zu Beginn der Bewegung die
                              									größte Kraft vorhanden, so daß sich das Drehmoment I noch bewältigen lassen wird; da
                              									aber mit zunehmendem Drehwinkel die Federkraft nachläßt, so muß den bewegten Massen
                              									anfänglich schon eine so hohe Beschleunigung erteilt werden, daß die Bewegung am
                              									Hubende infolge der aufgespeicherten kinetischen Energie noch zuverlässig zu Ende
                              									geführt werden kann.
                           Das Drehmoment der Antriebsfeder müßte also etwa nach der Linie F1 verlaufen; für alle Drehwinkel von α = 40°
                              									bis β = 22° würde dann Energie aufgespeichert (Fläche zwischen F1 und Kurve I), die dann von β = 22° bis β = 60° bei
                              									der Weiterbewegung bis zur Endlage die Feder F1
                              									unterstützt.
                           Wenn aber ein Hubmagnet oder ein Drehmagnet zum Antrieb der Kurbel (Abb. 2) benutzt wird, dann muß der Umstand
                              									berücksichtigt werden, daß das vom Magneten herrührende Antriebsdrehmoment im
                              									Anfange gering ist, dann bis zum 3- bis 5-fachen Werte ansteigt, um schließlich
                              									wieder abzufallen, wenn es sich um einen Drehmagneten handelt; beim Hubmagnet tritt
                              									die größte Wirkung am Hubende ein.
                           Man kann nun das für die Bewegung erforderliche Drehmoment in diesem Sinne
                              									beeinflussen, wenn man die Vertikalkraft V (vgl. Abb.
                                 										15) zu Beginn der Bewegung verringert; dies ist das einzige, ausgiebig
                              									wirkende Hilfsmittel, weil das Verhältnis (V : P) bei gegebenem Verhältnis ξ = (A :
                              									R) und bei gegebenem Gesamtwinkel (α + β) eindeutig festgelegt ist, wie die Abb. 6 zeigt.
                           Die Verringerung der Vertikalkraft V erfordert eine Verringerung des Gewichtes G;
                              									wenn aber das Konstruktionsgewicht nicht herabgesetzt werden kann, dann läßt sich
                              									durch eine Gegenfeder (Hubfeder) viel erreichen. Man kann z.B. eine Gegenfeder
                              									anordnen (Linie II in der Abb. 15), die zu Beginn der
                              									Bewegung (α = 40°, h = 0) die Hälfte des Eigengewichts
                              									ausgleicht und am Hubende vollständig entspannt ist.
                           Um die Vertikalkraft zu Beginn der Bewegung möglichst herabzudrücken, wird
                              									angenommen, daß die Ausschaltfeder keine Vorspannung hat; ihre Kraft am Hubende sei
                              									20 kg. Mit Berücksichtigung der Bewegungswiderstände in den Vorkontakten und in den
                              									Hauptkontakten ergibt sich daher die Linie V der Vertikalkräfte. Für die Berechnung
                              									des Drehmomentes erhält man daher die folgende Uebersicht:
                           Drehwinkel und Drehmoment (II) (für R = 163,5 mm).
                           Zahlentafel 20.
                           
                              
                                 α
                                 α + β
                                 V' kg.Abb. 15
                                 V : P für ξ = 0,8Abb. 6
                                 P kg
                                 P . Rmkg
                                 β
                                 α + β
                                 V' kgAbb. 15
                                 V : P für ξ = 0,8Abb. 6
                                 P kg
                                 P . Rmkg
                                 
                              
                                 40°35°
                                   0°  5°
                                 2527
                                 0,7420,826
                                 33,732,7
                                 5,505,34
                                   0°10°
                                   40°  50°
                                   44,549
                                 0,9600,919
                                     46,3    53,4
                                     7,56    8,72
                                 
                              
                                 30°25°
                                 10°15°
                                 3032
                                 0,8960,940
                                 33,534,1
                                 5,475,57
                                 20°30°
                                   60°  70°
                                 54  58,5
                                 0,8740,830
                                     61,8    70,5
                                   10,10  11,51
                                 
                              
                                 20°15°
                                 20°25°
                                   34,5  36,5
                                 0,9680,982
                                 35,637,2
                                 5,816,07
                                 37°40°
                                   77°  80°
                                   66,568
                                 0,7990,787
                                     83,2    86,4
                                 13,6  14,11
                                 
                              
                                 13°10°
                                 27°30°
                                   37,539
                                 0,9850,982
                                 38,139,7
                                 6,226,48
                                 45°50°
                                   85°  90°
                                 8587
                                 0,7660,744
                                 111117
                                   18,14  19,13
                                 
                              
                                   0°
                                 40°
                                   44,5
                                 0,960
                                 46,3
                                 7,56
                                 60°
                                 100°
                                 90
                                 0,703
                                   128,1
                                   20,93
                                 
                              
                           
                           Die Drehmomentkurve II (Abb. 16) läßt die
                              									wesentliche Herabsetzung der Werte P . R auf einem großen Teil des Kurbelweges
                              									erkennen. Die geänderte Kurve II entspricht dem Drehmomente, das ein Drehmagnet oder
                              									ein Hubmagnet abgeben kann, wesentlich besser als die Kurve I.
                           Aus dem Beispiele ist der Wert der Schaubilder, Abb. 6
                              									und 14, die allgemeine Gültigkeit besitzen, klar
                              									erkennbar. Es macht mit Verwendung dieser Schaubilder keine Schwierigkeiten,
                              									beim Entwurf einer Konstruktion die Eigentümlichkeiten des
                              									Schwingkurbel-Lenker-Getriebes zu berücksichtigen und das Getriebe so zu gestalten,
                              									daß man zu einer möglichst günstigen Gesamtwirkung kommt. Der Hauptwert der
                              									vorliegenden Berechnungen liegt darin, daß man den Einfluß der einzelnen maßgebenden
                              									Größen (A : R) (V : P) (α + β) (h : R) und h leicht beurteilen und berücksichtigen
                              									kann.