Wattsches Parallelogramm
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[Bearbeiten] Ursprung
Das Wattsche Parallelogramm ist ein Maschinenelement zur Umwandlung einer rotatorischen Schwenkbewegung in eine geradlinige Bewegung. Erfunden wurde es von James Watt, der es erstmalig an der von ihm weiterentwickelten Dampfmaschine verwendete. Das Wattsche Parallelogramm diente in diesem Fall zur Verbindung der Kolbenstange der Maschine mit dem um einen festen Drehpunkt hin- und herschwingenden Balancier, dem zentralen Hebel der frühen Bauarten der Dampfmaschine. Es besteht aus einzelnen metallischen Stäben mit Gelenken an den Enden, in die zur Verbindung mit den Nachbarstäben jeweils ein Bolzen eingeschoben ist.
[Bearbeiten] Wirkungsweise
Die Kolbenstange der Dampfmaschine vollführt eine hin- und hergehende Bewegung, während der Balancier um den Drehpunkt c hin- und herschwingt. Das Wattsche Parallelogramm besteht aus den Drehpunkten a, b, i, s, t, u sowie aus den Stäben zwischen diesen Punkten. Die Drehpunkte und Stäbe sind dabei so angeordnet, dass der Anlenkpunkt s der Kolbenstange sich auf einer Lemniskate bewegt, die in ihrem mittleren Teil annähernd geradlinig verläuft. Den nicht geraden Teil der Bewegung muss die Elastizität der geschmiedeten Kolbenstange sowie die Dichtung im Zylinder der Dampfmaschine ausgleichen. Bei den späteren Bauarten der Dampfmaschine mit liegendem Zylinder übernahm der Kreuzkopf die Funktion des Wattschen Parallelogrammes.
[Bearbeiten] Würdigung
Die Erfindung wirkte sehr schnell über die Technologie der Dampfmaschine hinaus, denn die Wandlung von Bewegungsarten hat im Maschinenbau eine ganz zentrale Bedeutung. So hat zum Beispiel die Achsschenkellenkung, die in jedem modernen Kraftfahrzeug einen wesentlichen Teil der Lenkung darstellt, ihren Ursprung im Wattschen Parallelogramm.
James Watt schrieb über seine Erfindung: „Obwohl ich um Ruhm mich nicht sorge, bin ich doch auf die Parallelbewegung stolzer als auf irgendeine Erfindung, die ich gemacht habe.“
[Bearbeiten] Weblinks
Eine Animation der Lemniskate zur Erläuterung der Funktion des Wattschen Parallelogrames (Java-Applet)
Zur Erläuterung: Der Punkt E lässt sich mit dem Mauszeiger anfassen und um den Mittelpunkt A des blau gezeichneten Kreises drehen. Der hier interessierende Teil der Lemniskate ergibt sich dann aus den geraden Abschnitten der 8-förmigen Kurve.
Eine Animation des verwandten Wattgestänges zur Veranschaulichung (Java-Applet)
Zur Erläuterung: Dargestellt ist „Watt's Linkage“, dt. „Wattgestänge“, ein sogenannter „Straight Line Generator“, auf dessen Prinzip auch das obige Wattsche Parallelogramm beruht. Das Wattgestänge wird beispielsweise bei Kraftfahrzeugachsen eingesetzt, um Vertikalbewegung der Achse zuzulassen, ohne dabei seitliche Bewegungen zu generieren, wie dies beim einfacheren Panhardstab der Fall ist.
