Titel: | Bücherschau. |
Autor: | Paul Roth |
Fundstelle: | Band 322, Jahrgang 1907, S. 80 |
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Bücherschau.
Bücherschau.
G. Duffing, Beitrag zur Bestimmung der Formänderung
gekröpfter Kurbelwellen. Berlin, 1906. Julius Springer.
Die vorliegende Arbeit behandelt dieselbe Aufgabe wie Enßlin in seinem bekannten Werk: Mehrmals gelagerte Kurbelwellen mit
einfacher und doppelter Kröpfung, nämlich die Berechnung der Formänderung von
gekröpften Wellen und der in ihnen auftretenden Spannungen auf Grund der für einen
statisch unbestimmten Träger geltenden Gesetze. Der Verfasser behandelt das Problem
vorwiegend rechnerisch, an geeigneten Stellen finden sich indessen auch Hinweise,
wie die graphische Behandlung mit Vorteil zu Hilfe genommen werden kann. Der
wichtigste Unterschied gegenüber dem von Enßlin
angewandten Verfahren besteht darin, daß nicht die Stützdrucke, sondern die
Stützmomente in die Rechnung eingeführt werden; es werden für gekröpfte Kurbelwellen
diejenigen Gleichungen abgeleitet, die der Clapeyronschen Gleichung für durchlaufende Träger mit gerader Achse
entsprechen. Dabei wird der Einfluß der Kröpfung und der innerhalb derselben an den
Stellen mit mehr oder weniger schroffen Querschnittsübergängen bestehenden
Rechnungsunsicherheit von dem Einfluß der in der Achse liegenden Stabteile getrennt,
durch Fortlassen der auf die Kröpfung bezüglichen Glieder gehen daher die
Gleichungen in die einfache Clapeyronsche Gleichung für
Wellen von veränderlichem Querschnitt mit gerader Achse über.
Auf diese Weise wird das Schema der Berechnung gekröpfter Wellen erheblich
übersichtlicher, als wenn man mit Stützdrucken rechnet. Ferner wird die Uebersicht
noch bedeutend erleichtert dadurch, daß die in der Rechnung häufig wiederkehrenden
Einzeloperationen auf die Ausrechnung gewisser, äußerst zweckmäßig gewählter
Koeffizienten (Verhältniszahlen) und reduzierter Hebellängen zurückgeführt werden.
Außerdem werden zwei weitere Vorteile von außerordentlichem Wert erreicht. Der erste
ist ein ökonomischer. Jeder, der gelegentlich vor der Aufgabe, Kurbelwellen zu
berechnen, gestanden hat, macht die Erfahrung, daß dabei jedesmal wieder ein nicht
unerheblicher Aufwand mühsamer Vorstellungsarbeit zu leisten ist, z.B. um die
Einzeleinflüsse mit dem richtigen Vorzeichen einzusetzen. Den dazu erforderlichen
Gedankengang hat der Leser der vorliegenden Abhandlung einmal beim Studium derselben
mit dem Verfasser zu gehen. Bei der Anwendung auf praktische Fälle ist dann weiter
nichts zu tun, als in die fertige Formel die gegebenen, bezw. nebenbei
ausgerechneten Zahlen einzusetzen, also vorwiegend Rechenarbeit zu leisten. Der
zweite Vorteil liegt in der Erleichterung der Rechnung beim Entwurf von
Kurbelwellen. Das bisher angewandte Verfahren ist in erster Linie auf die
Nachrechnung der Wellen bei gegebenen Abmessungen zugeschnitten. Die Duffingsche Methode liefert, nachdem z.B. die
Abmessungen der Kurbel angenommen sind, für das Stück der Welle, welches das
Schwungrad trägt, die oben genannten Koeffizienten oder Beziehungen zwischen ihnen.
Diesen müssen die noch nicht festgelegten Abmessungen genügen, sind aber innerhalb
gewisser Grenzen noch frei wählbar.
Der Verfasser gibt in der Durchrechnung einer großen Gasmotorwelle ein praktisches
Beispiel für eine einfach gekröpfte Welle mit drei Lagern, bei dem die Vorteile des
Verfahrens in die Augen fallen und die in Frage kommenden Konstruktionsrücksichten
erschöpfend behandelt werden. In zwei angefügten Tafeln sind die Momentenlinien und
die deformierte Mittellinie des durchgerechneten Beispiels für die am Kurbelzapfen
in der Kurbelebene und senkrecht dazu angreifende Lasteinheit eingezeichnet. In
einer dritten Tafel sind alle für die praktische Anwendung nötigen Formeln
zusammengestellt. Die Entwicklung der Formeln umfaßt nur 24 Seiten; besondere
mathematische oder sonstige Vorkenntnisse sind zum Verständnis nicht erforderlich.
Deutliche schematische Figuren erleichtern das Verständnis. Der Inhalt der Broschüre
ist so gediegen und für die praktische Anwendung von so großem Nutzen, daß das
Studium der Abhandlung angelegentlichst empfohlen werden kann.
Berlin.
Dr.-Ing. Paul Roth.