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Tatzlagermotorantrieb für elektrische Schienenfahrzeuge
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Tatzlagermotorantrieb mit gefedert auf der Triebachswelle ruhendem Motor, der bei allen Relativbewegungen des Motors zur Triebachswelle einen genauen Eingriff der Vorgelegezahnräder verbürgt.
Tatzlagermotorkonstruktionen mit gefedert auf der Triebachswelle sitzenden Tatzlagem sind bereits bekannt. Diese Konstruktionen weisen jedoch entweder einen zusätzlichen Hohlwellenantrieb auf, um einen genauen Eingriff der Zahnräder zu erhalten, oder es wird auf den genauen Zahneingriff verzichtet und die Parallelität der eingreifenden Zahnflanken bloss durch den aktiven Zahndruck auf den gefederten, kugelig gelagerten Zahnkranz erreicht.
Bei der vorliegenden Konstruktion wird der jederzeit genaue Zahneingriff dadurch erreicht, dass die Zentralenentfemung zwischen der beweglich angeordneten Ritzelwelle und der Triebachswelle konstant gehalten wird. Weiters werden zwecks Vermeidung grösserer Relativbewegungen der Ritzelwelle zum Motor die vertikalen Bewegungen der Ritzelwelle durch ein in den Motorfüssen begrenzt geführtes Zwischenstück auf den Motor übertragen.
Für die erfindungsgemässe Konstruktion gilt die Überlegung, dass erstens nur beim Befahren der Schienenstösse und der sonstigen Gleislücken, wie Weichenherzstücke oder Schienenkreuzungen, der Stoss mit einer in der Vertikalrichtung nur einige Millimeter betragenden Bewegung verbunden ist und dass zweitens alle übrigen in der Vertikalrichtung vor sich gehenden Bewegungen der Triebachse, die durch die unterschiedliche elastische Nachgiebigkeit der Gleisbettung oder durch den Einlauf in Überhöhungsrampen verursacht werden, zwar ein weit höheres Ausmass, maximal 10-15 mm erreichen können, dafür aber verhältnismässig langsam und daher stossfrei vor sich gehen.
Diese Verhältnisse lassen sich für alle Fahrgeschwindigkeiten, einen durchschnittlich guten Schienenzustand vorausgesetzt, auf Grund einer einfachen rechnerischen Überlegung nachweisen.
Erfindungsgemäss werden nur die zuerst genannten stossartigen kleinen Bewegungen für die dämpfende Federung zwischen den Tatzlagem und dem Motor in Betracht gezogen, wogegen die an zweiter Stelle genannten Bewegungen, da mit keinem Stoss verbunden, vom Motor zum grössten
Teil mitgemacht werden sollen.
Unter dieser Voraussetzung wird mit einem kleinen Spiel der zwischen Tatzlagermotor und
Triebachse eingeschalteten Federung, maximal etwa 7 mm, bei allen Fahrgeschwindigkeiten das Auslangen gefunden werden.
Dieser kleine Federweg ermöglicht es, die
Federung entsprechend der nachstehend beschriebenen Konstruktion in den vorhandenen gedrängten Raum noch günstig unterzubringen.
In der Zeichnung ist der Antrieb teilweise im Schnitt dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 die Seitenansicht und Fig. 2 die Draufsicht. Die Schnittebenen verlaufen durch die Mitte des Tatzlagers normal zu dessen Längsachse (Fig. 1) bzw. durch die Achse der Ritzelwelle (Fig. 2). Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit beschränkt sich die Zeichnung auf die Darstellung der wesentlichsten Teile in vereinfachter Form.
Die beiden Tatzlager a, b (Fig. 1, 2) sind auf die Triebachswelle c (Fig. 1, 2) aufgesetzt.
Zwischen diesen Lagern und den Motorfüssen d, e (Fig. 1, 2) sind die elastischen Puffer I, g (Fig. 1, 2) angeordnet.
Die Puffer f, g können in einfacher Form als dämpfende Kautschukklötze ausgebildet werden und sind so zu bemessen, dass die beim Befahren der Schienenstösse und sonstigen Gleislücken auftretenden harten Stösse der Triebachswelle gegen den Motor M (Fig. 1, 2) auf ein für den Motor unschädliches Mass gedämpft werden.
Bei allen übrigen, nur von den normalen Unebenheiten der Gleisbahn verursachten Vertikalbewegungen der Triebachse, soweit diese ohne Stosserscheinung vor sich gehen, werden die Puffer nur zu einem Bruchteil ihres zulässigen Federweges spielen, worauf der Motor diese stossfreien Bewegungen zum grössten Teil mitmacht.
Zur Erzielung des dauernd richtigen Zahneingriffes müssen die Mittellinie der Triebachswelle, mit der das grosse Zahnrad in fester Verbindung ist und die Mittellinie der Ritzelwelle ständig parallel und die Zentralenentfernung konstant bleiben. Dies wird durch folgende Konstruktion er-
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welle k ist an dem auf der betreffenden Seite des Antriebes angeordneten Schildes 1 bzw. m (Fig. 1, 2)
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befestigt. Die beiden Schilder sind durch 2 Querträger o und p (Fig. 1, 2) miteinander starr verbunden. Über diese Querträger und die Führungs- bolzen r und q (Fig. 1) sind die beiden Schilder I und m und damit die Lager der Ritzelwelle mit den beiden Tatzlagern a und b fest verbunden ; dadurch ist die oben aufgestellte Bedingung zur Erzielung eines dauernd richtigen Zahneingriffs erfüllt.
Die längs der Vertikalführungen q, r gleitenden Führungshülsen s, t (Fig. 1), die in den Motorfüssen d, e horizontal in Richtung der Achswelle verschiebbar sind, lassen bei Verwendung elastischer Zwischenglieder ein weiteres Federn des Motors, u. zw. parallel zu einer durch die Achse der Welle c gelegten Normalebene zu. So können mittels der zwischen den Führungshülsen s, t und den Motorfüssen d, e eingelegten Gummipuffer u, v (Fig. 2) die seitlichen Führungskräfte, die von der Triebachse auf den Motor in achsialer Richtung ausgeübt werden, dämpfend abgefedert werden.
Die Führungshülsen s, t können mittels öldicht an den Führungen q, r angebrachten Ölglocken, die jedoch nicht eingezeichnet sind, geschmiert werden. Für die geringen seitlichen Bewegungen der Führungen s, t in den Motorfüssen d, e genügt eine Starrfettschmierung.
Die Aufhängung des Motors M am Fahrzeuggestell ist in der bei Tatzlagermotoren bekannten Art ausgebildet.
Die vertikalen Bewegungen der Ritzelwelle k folgen nach den vorstehenden und abgefederten Bewegungen der Triebachswelle. Der Motor M folgt den Bewegungen der Triebachswelle mit jenen Wegdifferenzen, die durch seine Abfederung gegen die Triebachswelle entstehen. Diese Differenzen wirken sich als Relativbewegungen der durch die hohle Ankerwelle w (Fig. 2) mit Spiel hindurchgeführten Ritzelwelle k gegen die hohle Ankerwelle aus. Daher ist es notwendig die kraftschlüssige Verbindung zwischen der hohlen Ankerwelle w und der Ritzelwelle k mittels einer allseitig nachgiebigen Kupplung herzustellen.
Die kleingehaltenen Relativbewegungen erfordern ebenfalls nur ein kleines freies Spiel zwischen der Ritzelwelle und der Ankerwelle, so dass es bei den gebräuchlichen Abmessungen der Triebfahrzeugmotoren möglich ist die allseitig nachgiebige Kupplung zwischen der Ankerwelle unnd der Ritzelwelle innerhalb der hohlen Ankerwelle unterzubringen.
In der Darstellung ist als nachgiebige Kupplung eine Federkupplung gewählt, die den Vorteil hat, dass keine zu schmierenden Teile vorhanden sind. Als Federelement können auch Gummipuffer verwendet werden. Die Federhalter A, B (Fig. 2) sind abwechselnd an der hohlen Ankerwelle w bzw. an der Nabe D (Fig. 2) der Ritzelwelle so befestigt, dass die Auswechslung der Federelemente nach dem Lösen der Schraubverbindung der geteilten Ankerwelle ohne weiteres möglich ist. Die federnde Kupplung kann auch in der Form von konzentrisch zur Ritzelwelle angeordneten, auf Biegung beanspruchten Wickelfedern erfolgen.
Die Nabe D trägt die Scheibe E (Fig. 2) die in
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verhindern.
Bei kleinen Triebfahrzeugmotoren, wie etwa bei Strassenbahnmotoren, fehlt der Platz für die Unterbringung der Kupplungsfeder innerhalb der Ankemabe. In diesem Falle müssen diese Federn ausserhalb des Motors auf der über die Ankerlager hinaus verlängerten hohlen Ankerwelle angebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tatzlagermotorantrieb mit Abfederung der Antriebsdrehbewegung und mit stossdämpfender Abfederung zwischen den auf der Triebachswelle sitzenden Tatzlagern und dem Motorgehäuse sowie einer durch die hohle Ankerwelle geführten Ritzelwelle und allseits beweglicher Kupplung zwischen der hohlen Ankerwelle und der Ritzelwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Ritzelwelle in fester Verbindung mit den Tatzlagern stehen und die Tatzlager in vertikaler Richtung in den Motorfüssen geführt sind.