Elektrischer Traktionsmotor Bei der elektrischen Traktion wird sehr oft. ein elektrischer Traktionsmotor in der Ausführung mit Pratzenlagern verwendet.
Er- wird einerseits, und dies insbesondere bei kleineren und mittleren Leistungen, zur unmittelbaren Aufhängung mittels der Prat- zenlager auf der Achse des Doppelrades ver wendet und anderseits bei grösseren Leistun gen zur Aufhängung mittels der Pratzen- lager auf der Hohlwelle, durch welche erst die Achse des Doppelrades hindurchgeht.
Besonders oft wird dieser Rotor für den einseitigen Antrieb des Doppelrades durch Zahnräder verwendet, wobei jedoch bisher das Problem des Eingriffes der Zahnräder längs ihrer ganzen Breite nicht zufrieden stellend gelöst ist. Bisher werden alle diese Motoren derart ausgeführt, dass die geome trische Längsachse seines Rotors parallel zur geometrischen Längsachse seiner Pratzen lager verläuft und dies in einer durch diese Achsen gelegten Ebene.
Beim Eingriff kommt es mit Rücksicht auf den einseitigen Antrieb und infolge der Kraftwirkung in den Zähnen zu einer gewis sen Versschwenkung der geometrischen Achse des Rotors in bezug auf die geometrische Achse der Pratzenlager.
Diese Verschwenkung ist einerseits durch das Spiel in den Lagern des Rotors, ander seits durch das Spiel in den Pratzenlagern ermöglicht. Diese Verschwenkung hat zur Folge, dass die Zähne des Ritzels, welche im unbelasteten Ruhezustand genau parallel zu den Zähnen des grossen Zahnrades verlaufen, bei Be lastung des Motors. einen bestimmten kleinen Winkel mit den Zähnen des grossen Zahn rades einschliessen und weiters, dass die Achse nicht. längs der ganzen Breite der Pratzen- lager aufliegt, sondern auf deren Rand drückt.
Infolge des grossen spezifischen Druckes wird die Komposition eingedrückt, und der Winkel der Verschwenkung der Motorachse von der Radachse vergrössert. sich noch mehr.
Dieser Umstand verursacht sodann, da.ss die Zähne nicht längs der ganzen Ver zahnungsbreite eingreifen und die ganze Kraft bloss von einem Teil ihrer Breite über tragen wird.
Die Zähne sind in dieser kleinen Kontakt: fläehe über die zulässige Grenze beansprucht. und werden ausgerissen.
Durch die Wahl von besonders hoch wertigen Materialien wurde dies teilweise verhindert, jedoch wurde hierdurch das Pro blem nicht grundsätzlich gelöst.
Der erwähnten Erscheinung wurde auch dadurch abgeholfen, dass das Ritzel mit ze mentierter Oberfläche der Zähne ausgeführt wird und das grosse Zahnrad aus weicherem Stahl, welcher das Einlaufen der Zähne ent sprechend der Lage des Ritzels bei Belastung zulässt. Oft kommt es aber vor, dass das Ma terial infolge der grossen Beanspruchungen früher ermüdet, als sich die Räder einlaufen und die Zähne sodann ausgebrochen werden.
Zahnräder aus weicherem Stahl bedeuten jedoch eine geringere Lebensdauer, was zu wirtschaftlichen Verlusten führt.
Eine dauerhaftere Wirkung wird durch Anpassen der Zähne des Ritzels erzielt, deren Profil derart angeordnet wird, dass die Zähne bei Verschwenkung der Achse des belasteten Motors mit ihrer ganzen Breite auf die Zähne des angetriebenen Rades aufliegen.
Auf diese Weise verbessern sich zwar die Eingriffsverhältnisse. Das Profil der Zähne wird hierbei derart geschwächt, dass es einen bestimmten Winkel bildet, welcher der Ver- schwenkung der Rotorachse von der Achse der Pratzenlager bei belastetem Motor ent spricht. Die Anordnung beansprucht. viel Arbeit und ist kostspielig.
Das Problem eines guten Eingriffes der Zahnräder ist insbesondere bei Motoren für engspurige Fahrzeuge brennend, wo die Ent fernung zwischen den Pratzenlagern klein ist und der Verschwenkungswinkel daher gross wird.
In Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung ist die Lage des unbelasteten Traktionsmotors dargestellt, bei welcher die Achsen des Rotors und der Pratzenlager parallel verlaufen.
Fig. 2 zeigt die Lage des belasteten Trak tionsmotors.
Wie ersichtlich, ruft die Kraftwirkung in den Zähnen eine Verschwenkung der Rotor achse von der Achse der Pratzenlager um einen bestimmten Winkel a hervor.
Wenn der Einfachheit halber das verhält nismässig geringe Spiel in den Walzenlagern des Rotors vernachlässigt wird, so kann für den Winkel a, angesetzt werden
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Infolge der Verschwenkung um diesen Winkel wird die Achse auf die Ränder der Büchsenlager drücken und unter Berücksich- tigung der Kraftwirkung in den Zähnen er gibt sich eine Reaktionskraft
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" so werden die Da lz grösser ist als 1/2 lp so werden die Werte R1 und R2 grösser als die Kraft P und fen einen bedeutenden Druck auf die Rän der der Büchsenlager hervor, welcher zu ihrem Eindrücken führt und dadurch zu einer weiteren Erhöhung des Winkels a und daher zu einer Verminderung der Kontaktlängen der Zähne.
Die Verschwenkung der Zähne im Ver hältnis zur Verschwenkung der Achse wird durch das Verhältnis der Verzahnungsbreite zum Abstand zwischen den Pratzenlagern ausgedrückt:
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schliesst, dass diese Achsen in der Richtung Übersetzung -, 4 dargestellt, 4 Motor dass dass Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein elektrischer Traktionsmotor in der Aus führung mit Pratzenlagern, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Längsachse seines Rotors mit der Längsachse seiner Pratzen- lager in einer durch diese Achsen verlaufen den Ebene einen Winkel in der Weise ein schliesst, diese Achsen in der zur verzahnten Übersetzung zusammenlaufen.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen Traktionsmotors ist in den Fig. 3 und und zwar in Fig. 3 im unbelasteten Zustand und in Fig. 4 im be lasteten Zustand.
Wie ersichtlich, geht in diesem Falle das Ritzel unter dem Einfluss der Belastung aus der unrichtigen Lage bei unbelastetem Zu stand in die richtige Lage bei belastetem Zu stand über.
Die Zahnradübersetzung für diesen ist derart ausgeführt, die Längsachse des Rotors mit der Längsachse seiner Pratzen- lager in der durch diese Achsen verlaufenden Ebene einen solchen Winkel einschliesst., diese Achsen in der Richtung zur Zahnrad übersetzung zusammenlaufen. Fertigungsmässig kann dies in sehr ein facher Weise beider Bearbeitung des Motor gehäuses durchgeführt werden und bedeutet praktisch keine Verteuerung.
Die Grösse des Winkels, unter welchem die Achsen des Rotors und der Pratzenlager gegeneinander geneigt sind, wird aus der Summe der Spielgrösse in den Büchsen der Pratzenlager bestimmt, Im unbelasteten Zu stand schliesst die Rotorachse mit der Achse der Pratzenlager somit einen Winkel ein, dessen Schenkel in der Richtung zur Zahn radübersetzung zusammenlaufen.
Da das Ritzel auf der Rotorwelle fliegend aufgesetzt ist und das grosse Zahnrad auf der Achse des Radpaares sitzt, welches sich in den Pratzenlagern des Motors dreht, so ergibt sich, dass im unbelasteten Zustand des Motors die Achse des Ritzels mit der Achse des grossen Zahnrades gleichfalls einen Winkel vom glei chen Wert einschliesst wie der Winkel zwi schen der Rotorachse und der Achse der Pratzenlager.
Sobald jedoch der Motor belastet wird, also bei Kraftwirkung auf das Ritzel, so neigt sich dieses zusammen mit dem Rotor von der Achse weg, und zwar in solchen Grenzen, wel che durch das Spiel im Lager des Rotors und der Pratzen gegeben sind. Die Ritzelachse gelangt in eine parallele Lage zur Achse der Radpaarachse, auf welcher das grosse Zahn rad aufgepresst ist.
Die Zähne des Ritzels gelangen sodann in eine parallele Lage zu den Zähnen des grossen Zahnrades und der Eingriff erfolgt längs der ganzen Breite der Verzahnung.
Das gleiche gilt auch für die Achse, welche sich beim unbelasteten Motor auf die Ränder der Schalenlager stützt und bei Belastung des Motors und bei seiner Verschwenkung in eine zu den Schalen parallele Lage gelangt.