Titel: MADER: Der Mikro-Indikator zur Untersuchung schnellaufender Maschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1912, Band 327 (S. 451–454)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj327/ar327144

DER MIKRO-INDIKATOR ZUR UNTERSUCHUNG SCHNELLAUFENDER MASCHINEN.

Von Dr.-Ing. O. Mader, Aachen.

(Fortsetzung von S. 436 d. Bd.)

Als Antrieb des Mikro-Indikators war, wie sich sehr bald ergab, der normale Schnurantrieb vollkommen unbrauchbar, obwohl hier die oszillierenden Massen gegenüber den üblichen Indikatortrommeln sehr klein sind. Es kam hier nur ein, wie ein richtiger Maschinenteil konstruiertes starres Gestänge in Frage.

Man bemüht sich nun im allgemeinen, ein kinematisch möglichst fehlerfreies Getriebe zu verwenden, viel wichtiger dürfte es bei hohen Tourenzahlen jedoch sein, ein möglichst einfaches Getriebe mit wenig Gelenken zu haben, ohne viel toten Gang und schädliche Verbiegungen; hierbei ist vor allem auch zu beachten, daß die Lager des Getriebes allen Erschütterungen des Motors folgen. Als geeignet kann vor allem der einfache Schwingenantrieb gelten, der bei normaler Anordnung (vergl. Fig. 18) den Einfluß der endlichen Länge der Schubstange nicht berücksichtigt und deshalb für genauere Untersuchungen eine Diagrammkorrektur erfordert. Für gewöhnliche Werkstattsprüfungen (Zündungs- und Steuerungskontrolle, Kompressions- und Maximaldruck) spielt dies keine Rolle, für einfache Leistungsbestimmungen kann die Fehlergröße durch einmalige genauere Untersuchung festgestellt werden. Man kann jedoch auch den kinematischen Fehler des Schwingenantriebes auf einfache Weise verkleinern durch Verkürzen (eventl. auch Verlängern) der mittleren Stange. Es wird dann die Schwingenmittellage etwas mehr gegen die Antriebskurbel gedreht sein. Wenn wir den Einfluß der Schrägstellung der meist verhältnismäßig langen mittleren Stange (AB = ∞) etwa so wie in Fig. 19 gezeichnet – hier ist die Antriebskurbel I A direkt neben die Schwinge II B gezeichnet –, so wird stets die Auslenkung y der Schwinge = der Auslenkung x der Antriebskurbel sein. Das Getriebe des Indikators (II eD) ist in vergrößertem Maßstabe ebenfalls in Fig. 19 eingezeichnet, nebst der für das Diagramm maßgebenden Verschiebung z, die Darstellung von x im Diagramm. Wählt man den Maßstab für II CD so, daß II C = II B und dreht die Darstellung des Indikatorgetriebes so weit um II, daß B und C zusammenfallen, so vereinfacht sich die Konstruktion des Diagrammweges z aus dem Exzenterwege x, wie in Fig. 20 dargestellt. Eine stets proportionale Uebertragung von x auf den Indikatorstift D müßte ergeben, so daß zz' den jeweiligen Fehler in der Uebertragung von x darstellt. Dieser Fehler ist aber immer proportional der jeweiligen Bogenhöhe , woraus sich das Gesetz dieser Abweichung leicht übersehen und rechnen läßt.

Der wirkliche Kolbenhub s, im Maßstab des Diagramms (Fig. 19) weicht von dem Kurbelzapfenhub x infolge der endlichen Länge L der Schubstange angenähert um

ab, maximal also für α = 90° um

Ein großer Teil dieses Fehlers läßt sich nun bei der Uebertragung von x in z durch richtige Wahl von β ausgleichen;

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(zz')max = ΔSmax

oder

Textabbildung Bd. 327, S. 452
Textabbildung Bd. 327, S. 452
Textabbildung Bd. 327, S. 452
Textabbildung Bd. 327, S. 452
Textabbildung Bd. 327, S. 452

Für den Entwurf eines Antriebes hätte man praktisch von der geforderten Diagrammlänge auszugehen, die einen bestimmten Ausschlag der Indikatorwelle erfordert (normal xmax = 40°); die Bogenhöhe wird dann maximal

(normal = 0,0603 ∙ II B)

zu wählen ist noch , bestimmbar aus der Diagrammlänge B0Bu (Fig. 19);

Dazu kommt noch aus den früheren Gleichungen

So wird z.B. für und γ = 40°:

,

β = 54° 40' und

Ein Urteil, in wieweit die Korrektur praktisch,; bei Berücksichtigung aller endlichen Längen Verbesserung bringt, soll Fig. 21 ermöglichen. Zugrunde gelegt ist ein Antrieb für den später beschriebenen Versuchsmotor, wo

das Antriebsexzenter r = I A 13 mm
die Exzenterstangenlänge A B 490 mm
die Schwingenlänge B II 45 mm, also
= 0,29 war.

Für ein β = 58° wurde nun die Abweichung von der Kurbelschleifenbewegung in zwanzigfachem Maßstabe konstruiert, nach dem in Fig. 22 dargestellten Schema. Die Totpunktslagen der Schwinge sind dabei so gewählt, daß die Exzenterstange A B gleich weit (um a) nach beiden Seiten von ihrer Mittellage aus ausschlägt.

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Die Benutzung des Schwingenantriebes gestaltet sich nun konstruktiv sehr einfach. Es wird am besten für alle Verhältnisse dieselbe Schwingenlänge genommen (etwa 45 mm), damit schwankt auch die Exzentrizität in engen Grenzen (15 bis 12 mm). Als einzige Teile, die für jede Motortype neu angefertigt werden müssen, kommt nur das Antriebsexzenter und die Mittelteile der Exzenterstange in Betracht, weshalb dafür möglichst einfache Formen (vergl. Fig. 23) gewählt werden. Die Art der Lagerung des Drehpunktes II der Schwinge kann nur von Fall zu Fall angegeben werden, muß aber vor allem der Forderung genügen, daß sie mit dem Motorgehäuse starr verbunden ist und alle Erzitterungen desselben mitmacht. Wenn es möglich, wird das Antriebsexzenter besser durch eine kleine Kurbel ersetzt.

Textabbildung Bd. 327, S. 453
Textabbildung Bd. 327, S. 453

Kinematisch genauere Antriebe lassen sich sehr wohl konstruieren, sie dürften jedoch an Zuverlässigkeit den einfachen Schwingenantrieb nie erreichen. Bei Zwei- und Vierzylindermotoren wird man, wenn man alle Zylinder gleichzeitig indizieren will, zweckmäßig eine Hilfswelle anordnen, die von einem freien Wellenende aus angetrieben wird. Die Korrektur wegen der endlichen Schubstangenlänge kann dann an den Zwischenübertragungen bewirkt werden. Bei Sechszylindern mit 120° Kurbelversetzung muß für je zwei Zylinder ein besonderer Antrieb geschaffen werden.

Um den Schreibhebel, z.B. zur Stiftauswechselung, stillsetzen zu können, ist eine ausrückbare Kupplung in dem Gestänge vorgesehen, die aber absolut keinen toten Gang haben darf. Dies soll durch federnde Mitnehmerstifte (Fig. 24) erreicht werden. Diese Kupplung ist auch bei den höchsten Tourenzahlen leicht von Hand ein- und ausrückbar, nur erfordert sie bei der Herstellung genaue Arbeit.

Die Einstellung des Antriebes muß, um große Fehler im Diagramm zu vermeiden, mit Sorgfalt geschehen. Da die Festlegung der Totpunkte nur schwer genau zu machen ist, geht man besser von einer mittleren Kolbenstellung aus, bei der dann für Hin- und Rückgang der Indikatorschreibstift an derselben Stelle stehen muß. Dies kann durch Drehen des Antriebsexzenters erreicht werden. Dann muß aber außerdem noch die Gabel des Indikators aus ihrer, durch Striche gekennzeichneten Mittellage gleichweit nach beiden Seiten ausschwingen, um den Getriebefehler klein zu halten.

Textabbildung Bd. 327, S. 453

Hier seien vielleicht einige Worte über die Anbringung des Mikro-Indikators an den zu untersuchenden Maschinen eingefügt. Ein Indikatoranstich, wie bei größeren Motoren, ist bei kleinen Schnelläufern heute noch nicht vorhanden, meist jedoch ein kleiner Kompressionshahn, der bei 3 bis 4 mm Bohrung vollkommen genügt. In manchen Fällen, z.B. wenn kein Kühlmantel vorhanden ist, läßt sich auch die Zylinderwand direkt anbohren (Fig. 18), nur muß man darauf achten, daß die Vibrationen der Maschine kein Ausbrechen oder Undichtwerden des Gewindes herbeiführen können und deshalb den Indikator noch anderweitig stützen. Auch Ventilkappen und Zündkerzen lassen sich in Spezialkonstruktionen zur Anbringung des Indikators verwenden.

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Wie man nun auch den Indikator befestigt, stets hat man darauf zu achten, die Zuführungsleitung möglichst kurz und dabei gerade zu machen, nicht etwa, wie man es bei optischen Indikatoren sehen kann, durch eine etwa 50 cm lange Rohrleitung von 2 bis 3 mm l. W. Die Kleinheit des Mikro-Indikators läßt fast immer, auch bei gedrängt gebauten Maschinen, einen passenden Platz finden.

(Fortsetzung folgt.)

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