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Triebgestell für elektrische Fahrzeuge
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ihre Richtung um, wobei dann die Tragfeder weniger belastet werden.
Diese dem Strassenbahnmotor mit Zahnrad- übersetzung eigentümliche BeeinflussungderTragfedern ist ein nicht zu unterschätzender Nachteil des Tatzenlagermotors, da die Rechnung zeigt, dass die zusätzliche Belastung der Tragfeder bis zu 35% der statisch vorhandenen Last betragen kann.
Ein weiterer Nachteil liegt daran, dass das Zahnrad bei vertikalem Spiel der Triebachse 7 drehende Impulse auf die grosse Trägheitsmasse des Rotors überträgt. Wenn sich die Triebachse 7 nach oben bewegt, so ist zunächst die Massenträgheit des Motors zu überwinden. Ferner ist dem Rotor der erwähnte drehende Impuls zu erteilen, was in der Wirkung einer scheinbaren Massenvergrösserung entspricht, die wegen der Zahnrad- übersetzung relativ gross ausfällt. Es sind Ausführungen bekannt, bei welchen der Anteil des Rotors am Gesamtstoss bis zu 80% beträgt.
Durch diese Stösse, welche sich über die Verzahnung auf den Rotor übertragen, leiden die Getriebe. Überdies erzeugt der Stoss auf das Zahnrad eine Tangentialkraft am Triebradumfang, was ein momentanes Gleiten an der Berührungsstelle mit der Schiene verursacht. Dieses Gleiten ist die eigentliche Ursache der häufig beobachteten Abnützungen an den
Schienen.
Um diese Nachteile mindestens zum Teil beseitigen zu können, wurde die in Fig. 3 schematisch dargestellte, ebenfalls bekannte Anordnung vorgeschlagen. Gemäss dieser Konstruktion ist der Motor 1 vom Getriebe 3, 3' abgetrennt am gefederten Fahrzeugrahmen 5 gelagert, während das Zahnradgetriebe bestehend aus Zahnrad 3'und Ritzel 3 in einen Radkasten 8 eingeschlossen wurde, den man Tatzenlagergetriebekasten nennen kann, weil er sich genau wie der oben erwähnte Tatzenlagermotor einerseits auf die Triebachse 7 abstützt und anderseits am Fahrzeugrahmen 5 allseitig beweglich aufgehängt ist. Natürlich erfordert diese Anordnung ein Zwischenglied, das die Relativbewegung zwischen Motorwelle und Ritzelwelle gestattet.
Diese Lösung besitzt noch die Nachteile, dass trotz der Befestigung des Motors 1 im gefederten Fahrzeugrahmen 5 immer noch grössere Achsenstösse über das Zahnrad 3'und das Ritzel 3 auf den Rotor des Triebmotors 1 übertragen werden, und dass die je nach der Fahrtrichtung wechselnden Kräfte im Aufhängepunkt des Tatzenlagergetriebekastens zusätzliche Belastungen oder Entlastungen in der Fahrzeugabfederung hervorrufen.
Diese Anordnung, bei welcher der Tatzenlagergetriebekasten 8 zwecks Eliminierung der drehenden Kräfte mittels einer Stange 12 der sogenannten Drehmomentstütze, welche hier eine nahezu vertikale Lage einnimmt, an den Fahrzeugrahmen angelenkt ist, besitzt also immer noch, wenn auch in geringerem Masse, die bei Besprechung des Tatzenlagermotors erwähnten Nachteile, nämlich eine zusätzliche Tragfederbelastung sowie die bei Vertikalverstellungen der Achse am Ritzel auftretenden Drehimpulse.
Eine weitere Verbesserung dieser Verhältnisse konnte dadurch erreicht werden, dass die Drehmomentstütze nicht mehr vertikal, sondern horizontal angeordnet wurde. Eine solche Ausführung ist in Fig. 4 im Aufriss und in Fig. 5 im Grundriss schematisch dargestellt. Hiebei gelang es wegen der nunmehr praktisch einwandfreien Vertikalführung des Getriebkastens, die
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am Ritzel bei den lotrechten Bewegungen der
Triebachse auftretenden Drehimpulse gänzlich zu vermeiden. Berechnungen haben ferner ergeben, dass die zusätzliche Tragfederbelastung bei Anwendung einer horizontalen Drehmoment- stütze gegenüber einer vertikalen Stütze geringer ist.
Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung die zusätzliche Belastung der Tragfeder weiter stark zu verringern bzw. sie tunlichst auf den
Grenzwert Null zu bringen.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei einem Triebgestell für elektrische
Fahrzeuge der vorbeschriebenen Art eine Drehmomentstütze vorgesehen ist, die mindest eine
Länge gleich dem Zahnraddurchmesser aufweist und gegen die Horizontale unter einem Winkel von 5 bis 15 geneigt ist.
Fig. 6 der Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform eines Triebgestelles nach der Erfindung im Schema dar.
Der Motor 1 ist im Rahmen 5 des Fahrzeuges fest eingebaut. Auf der Triebachse 7 ist der Getriebekasten 8 gelagert, wobei sein Gewicht hauptsächlich auf der Triebachse ruht ; der Getriebekasten ist durch die Drehmomentstütze 12 bei 13 an den Fahrzeugrahmen gelenkig angeschlossen.
Die Drehmomentstütze 12 besteht wie bereits gesagt, aus einer um ein Geringes gegen die horizontale Lage geneigten Kuppelstange, deren Länge grösser ist als der Durchmesser des Zahnrades 3'. In anderen Ausführungsformen kann die Länge dieser Stange zwischen den Werten des Zahnraddurchmessers und dem doppelten Triebraddurchmesser variieren.
Die Ausbildung des früher erwähnten zwischen Motor-und Ritzelwelle eingeschalteten Zwischengliedes ist bei der erfindungsgemässen Anordnung die gleiche wie bei den bekannten Ausführungen, so dass sie an Hand der Fig. 5 der Zeichnung erläutert werden kann.
8'ist das Lager des Getriebekastens 8 auf der Triebachse 7. Die Motorwelle 9 ist hohl und von einer Kardanwelle 10 durchsetzt, welch letztere vermittels üblicher Gelenke 11 einerseits mit der Motorwelle 9, anderseits mit dem Ritzel 3 verbunden ist. Aus Fig. 6 ist deutlich zu erkennen, dau die
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wert (5-15 ).
Ein besonderer Vorzug der Erfindung besteht darin, dass sich die zusätzliche Tragfederbelastung bei einer bestimmten Ausführung im Rahmen des erfindungsgemäss angegebenen Intervalles für den Neigungswinkel vollständig eliminieren lässt.
Die Berechnung ergibt für die erfindunggemässe Drehmomentstütze eine theoretische Länge (Abstand des Drehpunktes der Drehmomentstütze am Getriebekasten von dem Schnittpunkt der Drehmomentstütze mit einer durch die Triebachse gelegten Horizontalebene), die von dem Drehgestell-Radstand, dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder, dem Ritzeldrehmoment und der Veränderung der Tragfederbelastung abhängt. Soll die Veränderung der Tragfederbelastung, was das letzte Ziel der Erfindung ist, Null werden, hängt die theoretische Länge der Drehmomentstütze nur mehr vom Drehgestell-Radstand und dem Übersetzungverhältnis der Zahnräder ab. Bei einem Radstand von 3 m und einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 3 ergibt sich eine theoretische Länge der Drehmomentstütze von 2 m.
Es ist, wie aus der Berechnung hervorgeht, nicht notwendig, der Drehmomentstütze die theoretische Länge zu geben, sondern man kann sie mit einer beliebigen Länge ab ihrem Drehpunkt am Getriebekasten ausführen. Damit die gewünschte Wirkung bezüglich der zusätzlichen Tragfederbelastung erzielt wird, muss die Länge der Stange den üblichen Dimensionen der Lokomotiven angepasst sein. Daraus ergibt sich, dass praktisch der Winkel der Stütze mit der Horizontalen 15'nicht überschreiten darf, wenn die theoretische Länge in den erwünschten Grenzen bleiben muss.
Die Drehmomentstütze kann in ihrer Längsrichtung leicht federnd gemacht werden, damit etwaige Anfahrstösse gedämpft werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Triebgestell für elektrische Fahrzeuge mit am gefederten Fahrzeugrahmen abgestützten Antriebsmotor, dessen Rotorwelle über ein Zwischenglied, das eine Relativbewegung zwischen Motor-und Ritzelwelle zulässt, mit der Welle des auf das Zahnrad des Triebrades wirkenden Ritzels verbunden ist, wobei ein das Ritzel und das Zahnrad umfassender Tatzenlagergetriebekasten mittels einer Drehmomentstütze an den Rahmen angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze mindestens eine Länge gleich dem Zahnraddurchmesser besitzt und gegen die Horizontale zwischen 5 und 15 geneigt ist.