A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 9 Ω
Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Kurbelschwinge

Mechanik

© 2026


Definition｜ Video｜ Aufbau｜ Einordnung｜ Anwendungen｜ Satz von Grashof｜ Fußnoten


Definition


Eine Kurbelschwinge wandelt eine Drehbewegung (Rotation) um in eine oszillierende Hin- und Herbewegung, und umgekehrt. Die Koppel (Pleuel) ist dabei ein Teil, das mit dem Gestell grundsätzlich nicht verbunden ist. Die Kurbel ist sowohl am Gestell wie auch an einer Koppel angeschlossen.

Video




Eine Kurbelschwinge aus dem Metallbausatz der Firma Eitech: aus der Drehbewegung links wird eine schwingende Hin- und Herbewegung rechts gemacht.

Aufbau


Die klassische Kurbelschwinge besteht aus vier Gliedern. [7] Die Glieder sind dabei feste Verbindungen [3], verbunden über bewegliche Gelenke [4].

  • Kurbel: die Kurbel vollzieht die Kreisbewegung (oder einen Teil davon). [8]
  • Koppel: die Koppel oder Pleuel verbindet die Kurbel mit der Schwinge. [8]
  • Schwinge: die Schwinge schwingt nur hin und her, keine Kreisbewegung. [8]
  • Gestell: das Gestell oder der Steg ist der feste Rahmen oder Körper. [8]

Einordnung


Eine Kurbelschwinge ist eine Art von Getriebe [2] [8] mit Gliedern [3] und Gelenken [4]. Als Viergelenkgetrieben ist die Kurbelschwinge ein Koppelgetriebe [5] und auch eine Drehgelenkkette.

Anwendungen




Als einfaches Modell an der Tafel: wie man aus einer Kurbelschwinge einen Scheibenwischer konstruieren könnte.

Die Kurbelschwinge wird für zwei verschiedene Anwendungsfälle genutzt: a) man verwandelt eine Drehbewegung in eine Schwingbewegung oder b) man verwandelt eine Schwingbewegung in eine Drehbewegung.

  • Drehung in Schwingung: Scheibenwischer
  • Schwingung in Drehung: Nähmaschine mit Fußantrieb, Draisine, Fahrräder mit Handantrieb

Satz von Grashof




Eine einfache Rechnung mit den Längen der vier Strecken zwischen den Gelenken zeigt im voraus, ob die Kurbel ganz umlaufen kann oder nicht.

Soll die Kurbel in einer Kurbelschwinge eine vollständige Kreisbewegung ausführen können, so muss eine Bedingung, der Satz von Grashof [6], auch Grashof'sche Bedingung genannt [1], erfüllt sein. Diese Bedingung kann man mathematisch als Ungleichung formulieren.

Ungleichung

  • lₘᵢₙ + lₘₐₓ < l' + l''

Mit

  • lₘᵢₙ = Länge des kürzesten Gliedes
  • lₘₐₓ = Länge des längsten Gliedes
  • l' = Länge eines der zwei anderen Glieder
  • l'' = Länge des anderen der anderen Glieder

Merksatz:

"In einem Viergelenkgetriebe (viergliedriges Koppelgetriebe mit 4 Gliedern und Drehgelenken) ist das kürzeste Glied gegenüber den benachbarten Gliedern genau dann umlauffähig, wenn die Summe der Längen des kürzesten und längsten Gliedes kleiner als die Summe der Längen der beiden übrigen Glieder ist." [1]

Die Ungleichung gilt nicht
Wird diese Bedingung nicht erfüllt, so kann keines der vier Glieder der Kette eine volle Drehbewegung ausführen. Das Getriebe ist dann nur "schwingfähig" [1], kann also ausschließlich Hin- und Herbewegungen ausführen.

Als Gleichung
Wird die Bedingung nur dann erfüllt, wenn statt des kleiner-als-Zeichens eine Gleichheitszeichen verwendet wird, dann besteht die Gefahr einer sogenannten Totpunktlage. In besonderen Stellungen kann die Drehrichtung der Kurbel plötzlich umschlag. Auch können Probleme beim Anlaufen aus dem Stand auftreten.

Fußnoten


  • [6] Franz Grashof (1826 bis 1893) war ein Ingenieur, der vor allem an der Technischen Universität Karlsruhe wirkte. Als junger Man fuhr er mehrere zur See, erkannte jedoch, dass die Seefahrt nicht seine Bestimmung war. Danach verwirklichte er sich als Maschinenbauinenieur.
  • [7] "Die Kurbelschwinge […] besteht aus der Kurbel […], der Schwinge […], der Koppel […] und dem Steg oder Gestell". In: W. M. zur Capellen, E. Lenk: Die Kurbelschwinge. In: Tafeln zur Harmonischen Analyse der Bewegungen viergliedriger Gelenkgetriebe. Forschungsberichte des Landes Nordrhein-Westfalen, vol 1302. VS Verlag für Sozialwissenschaften, Wiesbaden. 1964. Online: https://doi.org/10.1007/978-3-663-07328-4_2
  • [8] "Ein Kurbelmechanismus, bei welchem ein Glied als festgestelltes Glied angenommen wird, heißt auch Kurbelgetriebe; denn durch die Bezeichnung »Getriebe« wird zum Ausdruck gebracht, daß ein Glied des Mechanismus fest ist. Das als fest betrachtete Glied, z.B. das Glied a, heißt der Steg oder das Gestell, die beiden Glieder b, d mit den festen Achsen […] heißen die Arme und das dem festen Gliede […] gegenüber liegende Glied […], welches diese Arme durch die Gelenke […] verbindet, heißt die Koppel. Jeder der Arme wird Kurbel oder Schwinge genannt, je nachdem derselbe um seine feste Achse ringsherum oder hin und her drehbar ist." In: Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 6 Stuttgart, Leipzig 1908., S. 7. Online: http://www.zeno.org/nid/20006070884

Siehe auch


Startseite Impressum Feedback © 2010-2026 Nachilfe Physik Nachilfe Chemie