Einrichtung mit einem Friktionsantrieb Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung mit einem Friktionsantrieb ziwschen einem drehbaren Treiborgan und einem zweiten Organ, auf dem sich das. Treiborgan abwälzt und dabei entweder selbst eine Translationsbewegung. gegenüber dem- zwei ten Organ ausführt oder eine Translationsbewegung des zweiten Organs bewirkt.
Einrichtungen dieser Art sind beispielsweise Schie nenfahrzeuge. Es sind schon zahlreiche Typen schienen gebundener Fahrzeuge vorgeschlagen worden. Die mei sten derselben eignen sich für Anwendungen an Orten, wo die zu überwindenden Steigungen nur sehr gering sind. Die maximale Zugleistung, welche von diesen Fahrzeugen entwickelt werden konnte, war auf eine Kraft beschränkt, die in der Grössenordnung gleich der auf die Antriebsräder ausgeübten Schwerkraft multipli ziert mit dem Reibungsbeiwert der Materialien von An triebsrädern und Schiene ist.
Es wäre nutzlos, die Zug leistung der Kraftmaschine über das Mass der durch die vorbeschriebenen Reibungsbedingungen sich ergebenden Grenze hinaus zu erhöhen, da eine Erhöhung der An triebsleistung sich nur in einem Schlupf der Räder aus wirken würde.
Es ist klar, dass schienengebundene Fährzeuge, de ren Zugleistung allein vom Normaldruck zwischen An triebsrädein und Schiene abhängig ist, eine drastische Verminderung der erreichbaren Zugleistung erleiden, sobald die zu überwindenden Steigungen zunehmen. Dies ist selbstverständlich auf den Umstand zurückzu führen, .dass die auf das Fahrzeug einwirkenden Schwer kräfte stets in der Senkrechten angreifen, was bei zu nehmender Steigung der Bahn sich in einem zunehmend kleiner werdenden Normaldruck auf die Schierle aus. wirkt.
Es wäre daher höchst erwünscht, ein Schienen fahrzeug zu schaffen, bei welchem der Normaldruck und daher die maximale Zugleistung nicht allein von der auf das Fahrzeug wirkenden Schwerkraft abhängig ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstel- lung war daher, eine Einrichtung. der eingang genannten Art zu schaffen, mit der Schwierigkeiten dieser Art über wunden werden können. Insbesondere sollte ein schie nengebundenes Fahrzeug geschaffen werden, bei dem der Normaldruck zwischen Rädern und Schiene und so mit die erreichbare Zugleistung nicht allein von der auf das Fahrzeug wirkenden Schwerkraft abhängig ist.
Erfindungsgemäss wird das bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass das Treiborgan an einem Tragteil drehbar gelagert ist und das 'Pragteil um eine im Abstand von der Treiborgan- achse gelegene Schwenkachse derart schwenkbar ist, dass durch eine Schwenkung der Druck des Treiborgans auf das zweite Organ an der Kraftübertragungsfläche erhöhbar ist, und dass an dem Tragteil weiter eine An triebswelle für den Antrieb des Treiborgans gelagert ist,
deren Achse ebenfalls im Abstand von der Treiborgan- achse gelegen ist und die mit dem Treiborgan über ein Getriebe derart gekoppelt ist, dass eine Drehung der An triebswelle eine Drehung des Treiborgans in entgegenge setztem Drehsinn verursacht, so dass das Treiborgan bei einem Antrieb der Antriebswelle mit einem Drehsinn, der gleich dem für eine Erhöhung des Druckes auf das zweite Organ erforderlichen Schwenksinn ist, infolge des dadurch auf das Tragteil verursachten Drehmomentes gegen das zweite Organ gedrückt wird, und dass ferner drehbare., sich auf dem zweiten Organ abwälzende Stütz mittel vorgesehen sind,
die an einem mit der Auf hängung des Tragteils kraftschlüssig verbundenen Teil gelagert und so angeordnet sind, dass in dem in sich ge schlossenen Kräftezug Tragteil - Treiborgan - zweites Organ - Stützmittel - Verbindung zur Aufhängung des Tragteils bei jedem auf das Tragteil im Sinne einer Druckerhöhung auf das zweite Organ wirkenden Dreh moment Kräftegleichgewicht herrscht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Fig.1 zeigt teils in Draufsicht und teils im waag rechten Schnitt ein ein Ausführungsbeispiel einer Ein- richtung nach der Erfindung bildendes Schienenfahr zeug, wobei der Antriebsmechanismus und die Anord nung der Räder deutlich dargestellt sind; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt in der Ebene 2-2 in Fig. 1, mit dem die Anordnung der Kraftmaschine und der Antriebsräder einschliesslich der schwenkbar montierten Räder dargestellt ist; Fig. 3 zeigt in grösserem Massstab einen Schnitt in der Ebene 3-3 in Fig. 1, mit dem der Mechanismus zum Verstellen der schwenkbar montierten Getriebegehäuse und Treibräder dargestellt ist, durch den der Fahrrich tungswechsel des Fahrzeuges ermöglicht wird; Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Schnittfläche 4-4 in Fig. 3 mit weiteren Einzelheiten des Verstellme chanismus;
Fig. 5 und 6 sind Querschnitte in den Ebenen 5-5 und 6-6 in Fig. 3 mit weiteren Einzelheiten des Ver stellmechanismus; Fig. 7 ist eine Darstellung ähnlich der Fig. 3 und zeigt einen Lagerbock, an dem das Getriebe montiert ist, in einer nach unten gedrückten Stellung, um das Verstel len des Getriebegehäuses zwecks Umsteuerung des Fahr zeuges zu ermöglichen; Fig. 8 ist ein Schnitt in der Ebene 8-8 in Fig. 7 mit Einzelheiten des Getriebes und Getriebegehäuses und deren Montage; Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Schnittfläche 9-9 von Fig. 3 mit weiteren Einzelheiten der Verstelleinrichtung; Fig. 10 zeigt schematisch, teils im Schnitt, die Grundelemente einer Einrichtung nach der Erfindung; Fig. 11 zeigt eine Variante der Fig. 10;
Fig. 12 zeigt im Aufriss und teils im Schnitt ein ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung bildendes Einschienenfahrzeug; Fig. 13 zeigt einen Schnitt längs der Schnittfläche 13-13 in Fig. 12; Fig. 14 zeigt einen Schnitt längs der Schnittfläche 14-14 in Fig. 12 in vergrössertem Massstab; Fig. 15 zeigt einen Vertikalschnitt in der Ebene l5-15 in Fig. 16; Fig. 16 zeigt einen Schnitt in der Ebene 16-16 in Fig. 15, der die Kraftübertragung zum Treiborgan dar stellt; Fig. 17 zeigt einen Aufriss einer ein weiteres Aus führungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung bildenden Riemenantriebsvorrichtung; Fig. 18 zeigt, teils im Schnitt, eine Seitenansicht der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung; Fig. 19 zeigt eine Ansicht einer modifizierten An ordnung der in den Fig. 17 und 18 dargestellten Vor richtung.
Es wird insbesondere auf die Fig. 1-3 der Zeichnun gen verwiesen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen. Das schienengebundene Fahrzeug ist durchwegs mit 10 be zeichnet und weist einen im wesentlichen rechteckigen Fahrgestellrahmen 11 auf, in dessen Seiten eine Mehr zahl von Wellen 14 gelagert ist. Ein kombiniertes Treib- und Laufrad 15 ist an den äusseren Enden einer jeden Welle 14 befestigt. Bei der beschriebenen Ausführung sind die Räder mit einer pneumatischen Gummiberei fung versehen, doch versteht es sich, dass sie aus ver schiedenen Materialien entweder fest oder luftbereift konstruiert sein können.
Ein zweiter Satz Wellen 16 ist ebenso am Rahmen 11 gelagert. Die Wellen 14 und 16 sind sämtlich kraftschlüssig mit Differentialgetrieben 18 verbunden; die Wellen 16 sind mit den Differentialge trieben 18 durch Wellenstummel 19 und Kreuzgelenke 20 gekuppelt, deren Zweck weiter unten erklärt wird. Die verschiedenen Differentialgetriebe 18 sind alle unter sich mittels einer gemeinsamen Antriebswelle 21 ver bunden, die in der Mitte ein Schneckenrad 22 trägt. Eine Kraftquelle 24, als Elektromotor dargestellt, ist auf den Rahmen 11 aufgesetzt zum Antrieb einer Welle 25. Die Antriebswelle 25 trägt ein Schneckenrad 26, welches mit dem Schneckenrad 22 in Eingriff steht.
Danach er kennt man, dass im Betrieb die Kraftmaschine ihre Lei stung über die Welle 25, das Schneckengetriebe 22 und 26, die Welle 21 und die Differentialgetriebe 18 auf die Wellen 14 und 16 überträgt. Die Kraftmaschine 24 kann mit elektrischer Energie über irgendwelche passende, in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel gespeist werden.
Die Wellen 16 sind im Rahmen 11 mittels Lager böcken 28 (Fig. 3) gelagert, welche auf Führungen 29 gleiten, :die an der Innenseite des Rahmens 11 befestigt sind. Ein Getriebegehäuse 30 ist auf jeder Welle 16 schwenkbar montiert, und zwar ausserhalb des Rahmens 11, wie am besten aus Fig. 8 hervorgeht. Jedes Ge triebegehäuse 30 enthält ein Getriebe mit einem auf der Welle 16 befestigten Zahnrad 31 und einem Zahnrad 32, das am oberen Teil des Getriebe gehäuses 30 auf einer Welle 34 sitzt. Auf jeder Welle 34 ist ein luftbereiftes Treibrad 35, ähnlich den Rä dern 15, montiert. Das obere Ende jedes Getriebegehäu ses 30 ist mit einer Gabel 36 versehen.
Die Gabeln 36 sind durch Gelenk mit Kolbenstangen 38 (Fig. 9) pneu matischer oder hydraulischer Zylinder 39 verbunden, welche ebenfalls an den Aussenseiten des Rahmens 11 montiert sind. Das gegenüberliegende Ende der Zylinder 39 ist am Rahmen 11 je mittels eines Zapfens 40 ange- lenkt.
Die Lagerböcke 28 sind durch Gelenk mit Hebeln. 41 (Fig. 3) verbunden, welche ihrerseits an der Innen seite des Rahmens 11. mittels Zapfen 42 schwenkbar ge lagert sind. Das andere Ende jedes Hebels 41. ist mit zwei Rollen 44 versehen, die mit Nocken 45 und 46 in Wälzverbindung stehen. Die Nocken 45 und 46 laufen entlang Gleitführungen 48 (Fig. 4 und 5), welche an aus ladenden Teilen 47 des Rahmens 11 befestigt sind. Ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder 49 ist auf der Innenseite eines jeden Nockens 45 (Fig. 6) angeord net. Eine Kolbenstange 50 jedes Zylinders 49 ist bei 51 mit einem Ansatz eines jeden Nockens 46 fest ver bunden.
Eine Mehrzahl von Stabilisierungsrädern 52 (Fig. 1) ist an :entgegengesetzten Enden des Rahmens 11 vorhan den und auf Stangen 54 derart montiert, dass sie in einer Ebene senkrecht zu der Ebene der Räder 15 und 35 drehen. Die Stangen 54 sind in Lagern 55 verschiebbar montiert und quer zum Rahmen 11 bewegbar, Die Stan gen 54 sind mit hydraulischen oder pneumatischen Zylindern 56 gekuppelt,
die betätigt werden können, um die Räder 52 einzuziehen oder auszufahren, wenn eine seitliche Stabilisierung des in Bewegung befindilichen Fahrzeugs erforderlich ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun deren Arbeitsweise erläutert. Das beschriebene, erfin- dungsgemässe Fahrzeug ist für den Betrieb entlang einer Bahn bestimmt, die aus zwei auseinanderliegenden Schienen mit einwärts offenen Rinnen besteht. Die Bahnschienen sind in den Zeichnungen mit 58 bezeich- net. Die Schienen 58 können auf verschiedene Art abge stützt und beispielsweise an geeigneten Stützen aufge hängt sein als Hochbahnsystem, oder sie können auf dem Grund oder auf auseinanderliegenden Bauten mon tiert sein. Die für die Bahnschienen angewendete beson dere Montage bildet nicht Teil der Erfindung.
Irgendeine Montage wird genügen, sofern die Schienen in derselben Ebene und in gleichem Abstand voneinander gehalten werden. Ist die benutzte Kraftquelle ein. Elektromotor, wie veranschaulicht, so würde für die Stromzuführung ein. Draht oder ein Stab .auf einer der Schienen 58 mon tiert, und es würden geeignete Stromabnehmer am Fahr zeug angebracht. Spezifische Vorrichtungen dieser Art sind nicht dargestellt, da die Kraftquelle 24 verschiedene Formen haben kann.
Wie veranschaulicht, befindet sich das Fahrzeug in einer Lage zwischen den Schienen 58, wobei die kombi nierten Treib- und Laufräder 15 auf den unteren Flan schen 59 der rinnenförmigen Schienen 58 abgestützt sind. Da die Räder 15 das Gewicht des Fahrzeuges 10 tragen, kann eine Antriebskraft zwischen den Rädern 15 und den Flanschen 59 erzielt werden.
Zwecks Veranschaulichung wird die Bewegung des Fahrzeugs nach links (wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich) als Vorwärtsbewegung bezeichnet. Um dies zu bewerk stelligen, wird der Motor 24 so erregt, dass die Wellen 14 und 16 im Gegenuhrzeigersinn drehen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dadurch bewirken die Räder 15 eine Be wegung des Fahrzeugs nach links oder vorwärts. Gleich zeitig setzt die Drehung der Wellen 16 über die Zahn räder 31 und 32 die Wellen 34 und damit auch die Treibräder 35 im Uhrzeigersinn in Drehung, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Da die Treibräder 35 die oberen Flansche 60 der Bahnschienen 58 berühren, haben diese Räder ebenfalls das Bestreben, das Fahrzeug vor wärts oder nach links zu bewegen.
Durch die Drehung der Räder 35 in Berührung mit den Flanschen 60 entsteht auf diese eine in der Richtung des Pfeils 61 wirkende Kraft (Fig. 2). Diese Kräfte wer den an den Berührungsstellen zwischen den Rädern und Flanschen auf ,die Flansche übertragen. Da jede Kraft wirkung eine Gegenwirkung erzeugt, werden Reaktions kräfte auf die Räder 35 in der Richtung des Pfeiles 62 ausgeübt. Diese Kräfte werden an den Berührungsstellen zwischen den Rädern und Flanschen auf die Räder über tragen. Die durch den Pfeil 62 dargestellte Kraft kann in Komponenten parallel und senkrecht zur Längsaxe des betreffenden Getriebegehäuses 30 zerlegt werden, wel che die Lagerstellen der Wellen 16 und 34 schneidet.
Die Komponenten 64 der Kräfte 62 wollen das Getriebege häuse 30 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 2) um die Lager stelle der Welle 16 schwenken. Dieser Effekt drängt die Räder 35 in innigere Berührung mit den Flanschen 60 und erhöht so die Normalkraft zwischen den Rädern 35 und Flanschen 60. Die sich aus diesen erhöhten Normal kräften zwischen den Rädern 36 und Flanschen 60 er gebenden Reaktionen führen auch zu einer Erhöhung der Normalkräfte zwischen den Rädern 15 und Flan schen 59 über jene hinaus, welche durch die Schwer kraftwirkung auf das Fahrzeug verursacht wird.
So er kennt man, dass die Normalkräfte zwischen den Treib rädern und den Bahnschienen durch die selbsterregende Wirkung stark erhöht werden können und folglich der maximal erzielbare Vortrieb denjenigen weit übertreffen kann, welcher durch die Schwerkraft allein möglich wäre. Überdies wird indem Mass, wie die Kraftmaschine auf eine Erhöhung der Belastung anspricht, das auf die Räder 35 ausgeübte Drehmoment erhöht unter gleich zeitiger Erhöhung der Kräfte 61 und 62, was eine wei tere Zunahme des Vortriebs ergibt.
Vorgängig der Erregung des Motors 24 kann Druck flüssigkeit in die Zylinder 39 eingelassen werden, um die Getriebegehäuse 30 im Gegenuhrzeigersinn zu schwen ken (Fig.2) und dadurch eine anfängliche Berührung der Räder 35 mit den oberen Flanschen 60 herzustellen. Die vorstehende Beschreibung des Betriebs setzte diesen Zustand voraus. Anderseits können die Einlässe und Auslässe der Zylinder 39 zu einer Ölwanne geöffnet werden, in welchem Fall die Schwerkraft die Getriebe gehäuse 30 im Uhrzeigersinn schwenken würde, bis die Räder 35 mit den unteren Flanschen 59 in Berührung kommen.
In diesem Fall würde das anfänglich auf die Wellen 16 ausgeübte Drehmoment eine Schwenkung der Getriebegehäuse 30 im Gegenuhrzeigersinn bewirken, bis die Räder 35 mit den oberen Flanschen 60 in Berührung kommen. Der Antrieb würde dann wie vorerwähnt vor sich gehen. Ausserdem kann der selbsterregende Effekt der Antriebsanordnung für die Rädex ergänzt werden durch Erhöhung des Druckes der den Zylindern 39 zu geführten Flüssigkeit.
Dies bewirkt eine zusätzliche Schwenkung der Getriebegehäuse 30 im Gegenuhrzei- gersinn und somit eine weitere Zunahme der Normal kräfte der Räder auf die Flansche der Bahnschienen 58.
Es ist einleuchtend, dass die durch den erfindungs- gemässen selbsterregenden Antrieb erzeugten Normal kräfte unabhängig sind von jeder Neigung der Schienen 58 gegenüber der Horizontalen. Die einzige Wirkung einer Neigung der Schienen 58 besteht in einer Verringe rung der anfänglich durch die Schwerkraft sich ergeben den Normalkraft zwischen den Rädern 15 und Flan schen 59. Folglich ist der erfindungsgemässe Antrieb sowohl an vertikal angeordneten Schienen für Aufzüge als auch auf horizontalen oder geneigten Schienen.
Um das Fahrzeug in umgekehrter Richtung, d. h. in Fig. 2 nach rechts zu bewegen, wird Druckflüssigkeit an die Zylinder 49 eingelassen, so dass die Kolbenstangen 50 ausfahren. Da die Zylinder 49 an den Nocken 45 und die Kolbenstangen 50 an den Nocken 46 befestigt sind, bewirkt das Ausfahren der Kolbenstangen 50 eine Tren nung der Nocken 45 und 46, bis sie die in Fig. 7 darge stellte Lage einnehmen. Die Lagerböcke 28 werden in folge der Schwerkraft entlang den Führungen 29 ab wärts bewegt.
Da die Lagerböcke 28 mit den Hebeln 41 verbunden sind und eine Schwenkung der Hebel 41 ent gegen dem Drehsinn des Uhrzeigers durch Anschlagen der Rollen 44 gegen die Nocken 45 und 46 verhindert wird, werden die Lagerböcke normalerweise in der in Fig. 3 dargestellten Lage gehalten. Aber die Trennung der Nocken 45 und 46 ermöglicht eine Gegenuhrzeiger- Bewegung der Hebel und daher das Niedergehen der La gerböcke 28. Sind die Lagerböcke 28 in die in Fig. 7 ge zeigte Stellung niedergegangen, nehmen die Getriebege häuse 30 eine aufrechte Lage ein.
Druckflüssigkeit wird nun in die Zylinder 39 eingelassen, um die Getriebege häuse 30 weiter um die Lagerstellen der Wellen 16 zu schwenken, bis die Getriebegehäuse nach links geneigt sind anstatt nach rechts, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Fahrzeug kann dann in der Gegenrichtung angetrieben werden durch Umsteuerung des Drehsinns des Motors 24. Da die Getriebegehäuse schräg nach links gestellt wurden, arbeitet das selbsterregende Moment des An triebs der Räder 35 wieder wie zuvor beschrieben.
Im Betrieb des Fahrzeugs in der einen oder anderen Richtung werden die Stabilisierungsräder 52 mittels der Zylinder 56 nach aussen gedrängt bis zum Anliegen an die Stege der Bahnschienen 58. Diese Räder 52 sorgen für eine seitliche Stabilisierung des Fahrzeugs 10 und verhindern Seitwärtsschwingungen um seine Hochachse.
Bei der bisher beschriebenen und in Fig. 1-9 darge stellten Ausführungsform der Erfindung ist das An triebsorgan 31 um eine Achse drehbar montiert, die mit derjenigen der Antriebswelle 16 zusammenfällt; ausser- dem ist die durch die Welle 34 des Treiborgans 35 be stimmte Drehachse parallel zur Achse des Antriebsor gans. Indessen hat sich ergeben, dass weder die eine noch die andere dieser Bedingungen für den erfolgrei chen Betrieb der Erfindung wesentlich ist.
Was die relative Anordnung der Schwenkachse des Getriebegehäuses 30 und der Drehachse des Antriebs organs 31 anbetrifft, lässt sich die Wirkung des relativen Abstandes dieser Achse am besten durch den Vergleich der in den Fig. 10 und 11 schematisch dargestellten Konstruktionen erklären. Die in Fig. 10 gezeigte Bauart stimmt mit der früher beschriebenen bevorzugten Aus führung überein, und die verschiedenen Teile sind dem- gemäss mit den gleichen Bezugszeichen wie zuvor be zeichnet.
Aus dieser Darstellung geht hervor, dass die Drehachsen sowohl des Getriebegehäuses 30 als auch des Antriebsorgans 31 koinzidieren und durch die Welle 16 bestimmt werden, wodurch eine im Drehsinn des Uhr zeigers erfolgende Drehung des Antriebsorgans über das Getriebe 31 und 32 eine entgegengesetzte Drehung des Treiborgans 35 bewirkt, wie durch die Pfeile angedeutet. Auf diese Weise bewirkt der reibungsbedingte Kraft- schluss des Organs 35 mit dem Reaktionsorgan 60 eine Bewegung des Getriebegehäuses 30 nach rechts oder eine Bewegung des Reaktionsorgans 60 nach links, falls letzteres bewegbar ist.
Jeglicher Widerstand auf die Drehung des Treiborgans 35 erzeugt, wie zuvor be schrieben, eine Reaktion, die das Bestreben hat, das Ge häuse 30 zu schwenken und den Druck des Treiborgans 35 gegen die Lauffläche des Reaktionsorgans 60 zu er höhen. Daher wird der Druck zwischen diesen Flächen entsprechend der Belastung des Treiborgans geändert. Ferner wird, wie zuvor erklärt, der Antriebsschub des Treiborgans 35 gegen die Reaktionsfläche des Organs 60 auf das Getriebegehäuse 30 eine Kniehebelwirkung ausüben, die das Gehäuse 30 weiter im Uhrzeigersinn verschwenken will, wodurch der Druck zwischen den Teilen 35 und 60 weiter erhöht wird.
Im Vergleich dieser Bauart mit der in Fig. 11 ge zeigten ist zu beachten, dass in Fig. 11 die gleichen Teile verwendet sind und daher die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 10 haben, mit der Ausnahme, dass die Dreh achse des Antriebsorgans 16a von jener der Schwenk achse 16b des Gehäuses 30 versetzt und zwischen der Achse 16b und der Welle 34 des Treiborgans 35 ange ordnet ist. Es versteht sich, dass das Antriebsorgan, nämlich die Welle 16a, in Fig. 11 auf gleiche Weise mit der Kraftquelle verbunden ist wie die Antriebswelle 16 in Fig. 10, d. h. über eine Kreuzgelenkwelle 19. Auf diese Weise wird die Welle 16a von der Kreuzgelenk welle 19 angetrieben, obschon sie um die Schwenkachse des Gehäuses 30a geschwenkt werden kann.
Bei dieser Anordnung wird jeglicher Widerstand auf die Drehung des Treiborgans 35 eine Gegenwirkung her vorrufen, welche das gesamte Gehäuse 30 im Uhrzei gersinn um die Achse der Antriebswelle 16a schwenken will, wodurch der Kraftschluss des Treiborgans 35 mit dem Reaktionsorgan 60 erhöht wird entsprechend der Erhöhung der Belastung des Treiborgans 35.
Die resul- tierende Wirkung wird genau so sein, wie. im Zusammen hang mit der erfindungsgemässen frühere Ausführung beschrieben wurde; und die durch den Kraftschluss zwi schen dem Treiborgan 35 und dem Reaktionsorgan 60 hervorgerufene Kniehebelwirkung, die das Gehäuse 30a um die Achse 16b schwenken will, wird hier gleichfalls mitspielen, mindestens in dem Masse wie bei der frühe ren Ausführung beschrieben.
Man hat gefunden, dass eine solche Variante, bei welcher die Drehachse des Antriebsorgans von der Schwenkachse des Gehäuses versetzt ist, eine besondere Nutzanwendung finden kann in einer in den Fig. 12 und 13 veranschaulichten Ausführungsvariante der Erfin dung. Auch bei dieser Variante ist zu beachten, dass die Drehachsen der Treiborgane vorzugsweise unter einem Winkel sowohl mit Bezug auf die Achse des Antriebsor gans als auch auf die Schwenkachse des Gehäuses ange ordnet sind. Auch können die Achsen der Treiborgane in einer Vertikalebene schräg zu den Achsen der An triebsorgane liegen, um eine Vorspur der Treiborgane zu erhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist das Reaktions organ beispielsweise eine Einschienenbahn 100, die an einer Mehrzahl von passenden Trägern 101 aufgehängt ist, die in Abständen voneinander entlang der Einschie nenbahn angeordnet sind und von denen nur einer dar gestellt ist. Die Schiene 100 ist mit entgegengesetzten, horizontal vorstehenden Flanschen 102 versehen, die je nach aussen komvergierende obere und untere Flächen 103 und 104 aufweisen. Die oberen Flächen 103 dienen als Rollbahnen für Laufräder 105 eines geeigneten Ein schienen-Fahrgestells, das allgemein mit 106 bezeichnet ist und an welchem ein Passagier- oder Frachtabteil C hängt, zwecks Bewegung entlang der Schiene.
Das Fahr gestell 106 bildet ein Tragorgan, welches durch die Laufräder 105 derart geführt wird, dass bei der Bewe gung entlang der Schiene das Fahrgestell oder Tragorgan 106 im wesentlichen einen konstanten Abstand von den nach unten gekehrten Flächen 104 der Schiene aufweist.
Bei dieser Konstruktion ist der starre Tragteil oder Rahmen 107 für den erfindungsgemässen Antrieb oder Mechanismus mit dem Tragorgan 106 derart verbunden, dass eine Schwenkbewegung wahlweise um die eine oder andere zweier Schwenkachsen am Tragorgan 106 mög lich ist, damit dieser Tragteil betätigt werden kann, um das Fahrgestell in der einen oder anderen Richtung ent lang der Schiene anzutreiben.
Um die wahl- und wechselweise benutzbare Schwenkverbindungen zwischen dem Tragrahmen 107 und dem Fahrgestell 106 zu ermöglichen, ist am Boden 108 des Fahrgestells eine feste Konsole 110 angebracht, die im Abstand voneinander vertikale Führungswan- dungen 111 und 112 aufweist, in denen der Tragrahmen 107 für Vertikalbewegung gleitend geführt ist. Federn, wie z. B. 113 und 114, sind zwischen der Unterkante des Tragrahmens 107 und den inneren Enden von Sack löchern 115 bzw. 116 eingespannt, die durch den Bo den 108 des Fahrgestells hindurchgehen und nach oben offen sind.
Diese Federn sind in einem Abstand vonein ander zweckmässig unmittelbar unterhalb einander ent gegengesetzter Endpartien des Rahmens 107 angeordnet und drücken diesen zwischen den Führungswandungen 111 und 112 nachgiebig nach oben zur Einhaltung eines minimalen Arbeitsdruckes der Treiborgane gegen das Reaktionsorgan 100.
Am schwenkbaren Tragrahmen 107 sind Achsstum mel 117 und 118 in der Richtung der vorerwähnten Be wegung des Fahrgestells voneinander entfernt derart be- festigt, dass sie von entgegengesetzten Seitenwänden des Rahmens quer zur erwähnten Bewegungsrichtung des Fahrgestells 106 abstehen. Diese Achsstummel sind in Schlitzen 119 und 120 der Führungswandungen 111 bzw. 112 geführt. Jeder dieser Führungsschlitze verläuft bogenförmig um einen Mittelpunkt konzentrisch mit dem halbrunden untern Ende des andern Schlitzes, so dass jedes Ende des Rahmens 107 um die Achse der Achsstummel am gegenüberliegenden Ende schwenken kann, wenn letztere am unteren Ende der betreffenden Führungsschlitze lagern.
Das Schwenken des Rahmens 107 um die einen oder andern dieser Achsstummel 117 oder 118 im untern Ende des zugehörigen Führungsschlitzes kann bewerk stelligt werden, indem man lediglich die Antriebsrich tung des Treiborgans 125 umsteuert, wobei das Um kehren des Antriebsschubes gegen die Schienenflächen 104 das nötige Schwenken automatisch herbeiführt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind zwei drehende Treiborgane 125 von gleicher, wenn,auchsym- metrischer Anordnung im Eingriff mit seitlich auseinan derliegenden Reaktionsflächen 104-104 der Schiene 100. Beide sind im Rahmen 107 um die Axen ihrer Wel len 126 drehbar montiert, die quer zur Richtung der Re lativbewegung zwischen dem Fahrgestell 106 und der Schiene 100 verlaufen.
Bei der vorliegenden Ausführung erkennt man, dass die Wellen 126 in entgegengesetzten Richtungen vom Tragrahmen 107 vorstehen, welcher hier ein Getriebege häuse bildet; die Wellen 126 sind in Lagern 127 auf ge genüberliegenden Seiten des Rahmens drehbar gelagert.
Bei derart unter einem Winkel und zweckmässig, wenn auch nicht unbedingt parallel zu einer Querebene der Reaktionsflächen 104-104 angeordneten Wellen wird man erkennen, dass die Treiborgane, die im Beispiel die Treibräder 125 sind, in Ebenen drehen, die mit der Richtung der Relativbewegung der Organe 100 und 106 ausgerichtet sind, und mit den Reaktionsschienenflächen 104-104 in wirksamem Reibungsschluss für eine Roll- bewegung in Längsrichtung derselben sind.
Gleichgültig, welcher der Achsstummel 117 oder 118 auch immer wechselsweise zur Wirkung kommt, um eine feste Schwenkachse zu bilden, um die der Rahmen 107 schwenken kann, erkennt man, dass jedes der Treibräder 125 in einem Abstand von dieser Schwenkachse ange ordnet ist und in einer bogenförmigen Bahn bewegbar ist, welche die betreffende Reaktionsfläche 104 der Schiene schneidet, derart, dass an einer gegebenen Stelle entlang dieser Bahn die Umgangsfläche jedes Treibra des mit der Reaktionsfläche 104 in Antriebsverbindung kommt.
Die hydraulische Vorrichtung 122 kann benützt werden, um den Tragrahmen 107 in jeder gewünschten Richtung um dessen Tragzapfen 117 oder 118 zu schwenken, um die Treibräder 125 in Eingriff mit den Reaktionsflächen 104 zu drücken und sie in diesem Ein griff zu halten zweckmässig unter annähernd konstantem Minimalwert des Anpressdruckes, welcher nach Bedarf selbsttätig erhöht wird entsprechend der Belastung der Treibräder 125.
Die Treibräder 125 werden von einem Antriebs organ angetrieben, das im Beispiel durch die Querwelle 130 gebildet ist, die quer im Rahmen 107 gelagert ist und um eine Achse dreht, die im wesentlichen in der gleichen Richtung wie die bezüglichen Achsen der Stütz zapfen 117 und 118 verläuft. Um die Antriebswelle 130 und die Treibräder 125-125 miteinander auf Drehung in entgegengesetztem Sinn zu kuppeln, sind im vorliegen- den Beispiel auf der Welle 130 Zahnräder 132-132 auf gekeilt, die mit auf den Wellen 126 sitzenden Kegelrä dern 133 im Eingriff stehen; diese Zahnräder 132 und 133 sind im hohlen schwenkbaren Tragrahmen f07 an geordnet.
Das eine Ende der Antriebswelle 130 wird seiner seits von einem Getriebekasten 135 aufgenommen und durch miteinander in Eingriff stehende Kegelräder 136 und 137 von einer Welle 138 angetrieben, die auf der einen Seite des Getriebekastens lagert und um eine Achse drehbar ist, die in der Richtung der Relativbewe gung zwischen dem Fahrgestell 106 und der Schiene 100 verläuft.
Diese Welle 138 ist ihrerseits in einem Getriebe kasten 139 drehbar gelagert, der einen Bauteil einer vom Fahrgestell 106 getragenen Kraftübertragungsein heit 140 bildet. Die Kraftübertragungseinheit 140 wird ihrerseits durch den gleichfalls am Fahrgestell 106 mon tierten Motor 141 angetrieben, der durch seine Abtriebs welle 142 mit der Übertragungseinheit 140 kraftschlüs sig verbunden ist.
Man erkennt, dass, wenn gewünscht, der erste Rad satz mit den Laufrädern 105-105, mittels welchen das Fahrgestell längs des Reaktionsorgans 100 geführt ist, vom gleichen Motor 141 oder einer andern Kraftquelle aus über die Übertragungseinheit 140 und einen Getrie- bekasten 143 angetrieben werden kann.
Vom Ge- triebekasten 143 aus wird .die Kraft auf die Laufräder 105 über die konventionellen Antriebswellen 144 und 145 übertragen, die mit den Getriebekästen 146 und 147 der Treibräder kraftschlüssig verbunden sind.
Damit die Welle 138 und deren zugeordnete Kraft quelle und die Übertragungsmittel die Antriebswelle 130 trotz der Schwenkbewegung des Tragrahmens 107 um die Achsen 117 oder 118 übertragen können, sind die beiden Getriebekästen 135 und 139 um parallele Achsen senkrecht zur Welle 138 schwenkbar montiert, wie bei spielsweise im Zusammenhang mit dem Getriebekasten 135 in den Fig. 14 und 15 gezeigt ist. Man sieht, dass der Getriebekasten 135 mit einem Bund 148 versehen ist, den die Welle 130 durchsetzt und. dem seinerseits in der Seitenwand des Rahmens 107 drehbar gelagert ist.
Auf diese Weise ist eine Vertikalkomponente der Schwenkbewegung der Antriebswelle 130 um die eine oder andere Achse 117 oder 118 ermöglicht. Die hori zontal oder längs gerichtete Bewegungskomponente wird mit Hilfe einer Keilnutenverbindung 149 (Fig. 15 und 16) zwischen der Antriebsvorgelegewelle 138 und dem Kegelrad 137 ermöglicht, von welchem die Welle 138 angetrieben wird durch den Eingriff des Zahnrades 137 mit dem Antriebskegelrad 136.
Bei der praktischen Anwendung der Erfindung, wo bei die Treibräder 125 aufwärts um die Axe der Achs stummel 118 verschwenkt und in Antriebsverbindung mit den Reaktionsflächen 104 gedrückt werden, wie in Fig. 12 dargestellt, treibt die Drehung der Treibräder 125 im Gegenuhrzeigersinn das Fahrgestell 106 in dieser Darstellung nach rechts.
Anderseits bewirkt eine Um steuerung des Drehsinns der Treibräder 125 ein Ver- schwenken oder Kippen des Rahmens 107 nach links, derart, dass dessen Achsstummel 117 unten in den be treffenden Führungsschlitzen aufsitzen, um die Schwenkachse für den Rahmen 107 zu ergeben.
Angenommen der Tragrahmen 107 werde um die Achsstummel 118 gekippt und die Treibräder 125 wer den entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben und in treibenden Kraftschluss mit den unteren Reaktionsflä- chen 104 der Bahnschienen 100 gebracht, so bewirkt dies eine Bewegung des Fahrgestells 106 nach rechts entlang der Bahnschiene.
Um hierbei die Drehung der Treibräder 125 im Ge genuhrzeigersinn zu erhalten, ist es nötig, die Antriebs welle 130 entgegengesetzt, d. h. im Uhrzeigersinn zu drehen, wegen des Zahnradgetriebes 132 und 133, wel ches die Antriebswelle und die Treibräder miteinander auf Drehung in gegenläufigen Richtungen verbindet, mit andern Worten auf Drehung in der Weise, dass einander zugekehrte Teile ihrer Aussenflächen sich in der gleichen Richtung bewegen.
Wenn die Antriebswelle 130 daher im Uhrzeiger sinn angetrieben wird, wird das Drahmoment teil weise durch diese Welle und das Vorgelege 132 und 133 zum Antrieb der Treibräder 125 benutzt, wäh rend ein Teil des Drehmoments auch auf den Trag rahmen 107 wirkt, um denselben im Uhrzeigersinn um die Achse der Antriebswelle 130 zu schwenken. Das Ausmass dieses Drehmoments, welches so auf den Trag rahmen 107 wirkt, erhöht sich offensichtlich mit der Be lastung der Räder 125, welche die Tendenz hat, ihrer Drehung entgegenzuwirken.
Der im Uhrzeigersinn auf den Rahmen 107 wirken den Drehkraft mit Bezug auf die Achse der Antriebs welle 130 wird entgegengewirkt durch die feste Schwenkverbindung 188 zwischen Rahmen und Trag organ 106 mit dem Ergebnis, dass diese Drehkraft ein Schwenken des Rahmens 107 um die Schwenkachse <B>118</B> verursacht, da keine andern Teile des Rahmens<B>107</B> an dieser Schwenkbewegung gehindert werden, wobei daran erinnert wird, dass die Antriebsverbindung zwi schen der Antriebswelle 130 und ihrer Kraftquelle durch die Schwenkbewegung nicht unterbrochen oder beein trächtigt wird.
Es versteht sich, dass derselbe Vorgang sich abspielt, wenn der Rahmen 107 um die durch die Achsstummel 117 gebildete Achse aufwärts gekippt wird, um die Be wegungsrichtung oder die Relativbewegung des Fahr gestells entlang der Führungsschiene 100 umzusteuern.
Man sieht, dass der obere und der untere Radsatz, d. h. die Laufräder 105-105 und die Treibräder 12,5-125 seitliche Abstände voneinander haben, die we sentlich geringer sind als die maximale Breite der Füh rungsschiene 100 zwischen den äussern Enden ihrer Flansche 102-102, und überdies, dass der Abstand' zwischen den Rädern jedes Paares derart gehalten ist, dass durch Anschlagen der Räder in axialer Richtung an dem Haupt-Mittelteil der Schiene 100 zwangsläufig ein Abweichen eines jeden Rades von der zugeordneten Bahnschienenfläche verhindert wird, und dass normaler weise die Pendelwirkung des Passagierabteils C eine zentrierende Kraft ausüben wird.
Während weitere, verfeinerte Massnahmen zum wir kungsvollen Zentrieren der Räder auf der Schiene in Be tracht kommen können, bilden diese und verschiedene Verbesserungen der Vorrichtung Gegenstand einer sepa raten Anmeldung und nicht Teil der hier beschriebenen und beanspruchten Erfindung.
Um die Vielseitigkeit der Erfindung weiter zu veran schaulichen, zeigen Fig. 17, 18 und 19 wie der Erfin dungsgedanke noch auf andere Weise in einem sonst im allgemeinen konventionellen Riemenantrieb verkörpert werden kann zwecks Erhöhung der Riemenspannung, sobald das Drehmoment oder die auf die Antriebs scheibe wirkende Kraft erhöht wird. Bei der Anordnung nach Fig. 17 oder 18 wird der konventionelle Elektromotor 210 als Tragorgan verwen det. Demgemäss ist der starre Rahmen oder das Gehäuse 212 auf der Treibwelle 214 des Motors um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert, die auch die Achse der Treibwelle ist und koaxial mit dieser verläuft.
Das rotierende Treiborgan, welches hier im Beispiel eine konventionelle Riemenscheibe 216 ist, ist in der Nähe des äusseren Endes des Rahmens 212 angeordnet und mit diesem um die Motorwelle 214 bewegbar. Ein flexi bles Treibelement, ün Beispiel der konventionelle Riemen 218, kann auf übliche Art in einer endlosen Bahn ange ordnet werden, die durch die treibende Riemenscheibe 216 und eine getriebene Riemenscheibe 220 auf einer Welle 222 bestimmt ist.
Man sieht, dass die Nabe des Treiborgans, im Bei spiel der Riemenscheibe 216, auf einer im Gehäuse 212 gelagerten Treibwelle 224 sitzt, die im Abstand von der durch die Treibwelle 214 gewährleisteten Schwenklage rung des Gehäuses 212 angeordnet ist. Obschon in die sem Beispiel die Welle 224 als zur Welle 214 parallel verlaufend gezeigt wird, genügt es für die Ziele der Er findung der Einfachheit halber zu erklären, dass sie im wesentlichen in der gleichen Richtung verläuft. Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen dienen die im Gehäuse 212 auf den bezüglichen Wellen 214 und 224 sitzenden, miteinander im Eingriff stehenden Zahn räder 231, 232 dazu, das Antriebsorgan 214 und das Treiborgan 216 miteinander auf Drehung in entgegenge setzter Richtung zu verbinden.
Der Motor 20 ist natür lich imstande, das Antriebsorgan 214 bei jeder Winkel lage des Gehäuses 212 anzutreiben.
Aus dieser Anordnung geht hervor, dass der Riemen 218 ein endloses Reaktionsorgan bildet, das um einen Teil des Umfanges der treibenden Riemenscheibe 216 läuft und mit dieser in Wirkungsverbindung steht. Die Riemenscheibe 216 selbst bildet :ein. Mittel zur Führung der miteinander in Berührung sehenden Teile, sowohl des Reaktionsorgans 218 wie der Scheibe 216 selbst, für eine Relativbewegung, die im allgemeinen quer zur Be- wegungsbahn des Rahmens 212 und der Scheibe 216 bei deren Schwenkung im Uhrzeigersinn um die Achse der Motorwelle 214 verläuft.
Da der Riemen oder das Reaktionsorgan 218 durch Mittel, im Beispiel durch die getriebene Riemenscheibe 220, an einer Bewegung mit dem Treiborgan 216 ge hindert ist, wird jedes durch die Drehung der Welle 224 im Uhrzeigersinn das Gehäuse 212 wirkende Drehmo ment die Riemenscheibe 216 in Antriebseingriff mit dem Riemen 216 bringen.
Jede Zunahme dieses Drehmo ments, die aus einer erhöhten Belastung der Motorwelle 214 resultiert, führt selbsttätig zu einer Verbesserung des Antriebseingriffes und damfit zu einer Erhöhung der Rie menspannung, so dass der Riemen also automatisch ent sprechend gespannt wird, wie es für die ihm auferlegte grössere Belastung erforderlich ist. Umgekehrt führt Abnahme der Belastung selbsttätig zu einer Abnahme der Riemenspannung. Also kann der Riemen jederzeit für eine gegebene Belastung in angemessener Spannung gehalten werden, und er braucht für den Leerlauf oder bei geringer Belastung nicht überspannt zu sein.
Wenn erwünscht, können im Zusammenhang mit einem solchen Riemenantrieb auch Mittel zur Begren zung des übertragenen Drehmomentes verwendet wer den. Nachstehend wird eine zusätzliche Vorrichtung ge zeigt, die gewünschtenfalls in Kombination mit der Er- findung verwendbar ist, um einen Schlupf des Riemens 218 zu verursachen, falls das auf den Riemen oder das Schwenkgehäuse 212 um die Achse 214 ausgeübte Drehmoment einen vorausbestimmten Wert überschrei tet. Eine solche Vorrichtung weist eine Grundplatte 226 auf, welche einerends mit dem Motorgehäuse fest ver bunden ist. Nahe an ihrem freien Ende trägt die Grund platte 226 einen drehbar gelagerten Zapfen 230, durch welchen eine Verbindungsstange 233 gleitbar hindurch geführt ist.
Die Verbindungsstange 232 ist einerends bei 236 schwenkbar mit dem freien Endteil des Gehäuses 212 verbunden, der vom Schwenklager des Gehäuses 212 abgekehrt ist.
Druckfedern 238 und 239 sind auf der Verbindungs stange 233 zwischen dem Drehzapfen 230 und: Anschlä gen 240 und 241 angeordnet, um der gleitenden Längs bewegung der Verbindungsstange durch den Drehzapfen 230 federnd entgegenzuwirken. So erkennt man, dass bei zunehmender Belastung des Antriebsmotors das resul tierende, auf das Schwenkgehäuse wirkende Drehmo ment dieses im Uhrzeigersinn verschwenken will und das Bestreben hat, die Verbindungsstange nach rechts zu ziehen, wodurch die Feder 238 allmählich gegen den Zapfen 230 zusammengedrückt wird.
Wenn durch diese Bewegung die Spannung der Feder 238 derart wird, dass sie gleich ist der Wirkung des Drehmomentes, führen weitere Erhöhungen der dem Motor auferlegten Be lastung zu einen Schlupf des Riemens. Auch wird man erkennen, dass, zusätzlich zur begrenzenden Funktion als Folge der Schlupfwirkung, die Längsverschiebung der Verbindungsstange 233 zuverlässig zur Betätigung eines Ausschalters für den Motor 210 oder zum Ausrücken einer zwischen Motor und Abtriebsorgan 216 einge schalteten Kupplung herangezogen werden kann.
Wäh rend das Reaktionsorgan 218 hier im Beispiel ein kon ventioneller Treibriemen ist, versteht es sich, dass das selbe auch .in. Form eines Seils,, einer Kette oder eines sonstigen konventionellen Kraftübertragungsmittels aus gebildet sein kann.
Bei der vorstehenden Anordnung der Teile, wie in Fig. 17 und 18 veranschaulicht, spricht die das Dreh moment begrenzende Vorrichtung 226-241 nur auf Drehung der Motorwelle 224 im Uhrzeigersinn an. In dessen veranschaulicht Fig. 19, wie dieselbe zur Dreh momentbegrenzung dienende Vorrichtung am Motor 210 so eingestellt werden kann, dass sowohl sie als auch der automatische Riemenspannmechanismus beim einen wie beim andern Drehsinn der Motorwelle 224 wirksam ist.
So ist in Fig. 19 die das Drehmoment begrenzende Vorrichtung am Motorgehäuse in einer solchen Stellung angebracht, dass bei stromlosem Motor 210 die gegen einander wirkenden Druckfedern 238 und 239 ihre Druckgleichheit in einer Stellung finden, in welcher die Verbindungsstange 233 quer zur gemeinsamen Ebene der Wellen 214 und 222 verläuft und die Schwenkver bindung 236 der Verbindungsstange zum Gehäuse 212 und die Achse des Treiborgans 224 in der erwähnten gemeinsamen Ebene liegen.
Bei dieser Anordnung der Teile bewirkt die Erre gung des Motors 210 zur Betätigung der Abtriebswelle 214 (die das Antriebsorgan des Antriebsmechanismus bildet) im einen oder andern Drehsinn und die gleich zeitige Ausübung eines Drehmomentes auf das Gehäuse 212 eine Längsverschiebung der Verbindungsstange 233 in der einen oder andern Richtung von der neutralen oder Ausgleichsstellung, die in Fig. 19 dargestellt ist. Dieser Verschiebung wird mit zunehmender Kraft durch die eine oder andere der Federn 238 und 239 entgegen gewirkt bis zum Punkt, wo dieser Widerstand gleich dem Einfluss des Drehmomentes ist und eine höhere Bela stung des Motors einen Riemenschlupf zur Folge hat.