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Lagerung für Fahrmotoren elektrischer Lokomotiven Die Erfindung betrifft
eine Lagerung für quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Fahrmotoren elektrischer
Lokomotiven, bei welcher ein sich etwa senkrecht zur Motorachse erstreckender Tragzapfen
am Motorgehäuse befestigt ist, der mit zwei sich V-förmig nach oben erweiternden
Führungsflächen unter beidseitiger Zwischenfügung flacher, elastischer, z. B. aus
Gummi od. dgl. bestehender Polster zwischen zwei etwa parallel zu den Tragzapfenführungsflächen
liegenden Innenflächen eines am Lokomotivrahmen befestigten Lagerkörpers gelagert
ist.
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Eine bekannte Lagerung dieser Art zeigt einen als Doppelkeil ausgebildeten,
sich nach unten verjüngenden Tragzapfen, der unter beidseitiger Zwischenfügung federnder
Gummipolster in einer entsprechenden V-förmigen Ausnehmung eines Lagerkörpers befestigt
ist. Die dieser bekannten Lagerung anhaftenden Mängel sind darin zu sehen, daß die
Gummipolster von dem sie aufnehmenden Lagerkörper nicht fest umgriffen sind und
daher auch nicht mit einer gewünschten Vorspannung, was bei Schwingmetallblöcken
an sich bekannt ist, eingebaut werden können.
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Es sind ferner Achsaufhängungen bekannt, die zwei konische, becherartige
Gummikörper aufweisen, die an gegenüberliegenden Ansätzen der Achse angeordnet und
in einem Tragrahmen eingespannt sind. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich bei
allen Bewegungen der Achse gegenüber dem Tragrahmen, von Taumelbewegungen der Achse
abgesehen, nur Druckbeanspruchungen der Gummikörper, welche jeder Bewegung erheblichen
Widerstand entgegenstellen. Der Widerstand gegen solche Bewegungen ist bei allen
zuvor erwähnten Bewegungsrichtungen im wesentlichen gleich groß. Bei Taumelbewegungen
der Wellen um die vertikale Achse werden die Gummikörper auf Scherung beansprucht,
so daß der Bewegungswiderstand in dieser Richtung relativ klein ist. Daraus ergibt
sich, daß eine derartige Lagerung nur zwei Freiheitsgrade berücksichtigt und daher
für eine Tragzapfenlagerung, wie sie Gegenstand der Erfindung ist, unbrauchbar ist,
da bei solchen Lagern verschiedene Bewegungsspiele für verschiedene Bewegungsrichtungen
zu berücksichtigen sind.
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Durch die Erfindung soll eine Lagerung für Fahrmotoren elektrischer
Lokomotiven geschaffen werden, bei der die den bekannten Einrichtungen dieser Art
anhaftenden Mängel vermieden werden, was dadurch erreicht wird, daß die Führungsflächen
des Tragzapfens und die Innenflächen des Lagerkörpers sowie die dazwischen angeordneten
Polster nach oben konvergierend verlängert sind, wobei der die Innenflächen aufweisende
Lagerkörper durch einen den Tragzapfen und die Polster umgebenden Ringrahmen gebildet
wird, mit dem die Polster in an sich bekannter Weise vorgespannt sind.
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Nach der Erfindung sind in vorteilhafter Weise die nach oben konvergierenden
Verlängerungen kürzer als die nach unten weisenden Lagerteile.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Tragzapfen unrund
ausgebildet sein, wobei die sich gegenüberliegenden, in Vertikalrichtung gesehen
V-förmig ausgebildeten Führungsflächen des Tragzapfens für die Polster jeweils an
Zwischenblöcken vorgesehen sind, die paarweise den Tragzapfen eng und unverdrehbar
umfassen. An Stelle der unrunden Ausbildung des Tragzapfens kann dieser aber auch
zylindrisch ausgebildet sein, wobei die Zwischenblöcke mit Hilfe einer eine Keilwirkung
zwischen den zusammenwirkenden Oberflächen der Zwischenblöcke ausübenden gemeinsamen
Einspannvorrichtung zusammengedrückt werden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Polster
vorgespannt in den Ringrahmen eingesetzt sind und von diesem in vorgespanntem Zustand
gehalten werden. Hierbei können die an äußeren Metallplatten aufgeklebten Polster
durch die beiden Teile des Ringrahmens in radialer Richtung zusammengespannt werden.
Nach
einer zweckmäßigen Ausbildung der Lagerung nach der Erfindung sind Anschläge vorgesehen,
welche die maximale Annäherung der beiden Rahmenteile aneinander begrenzen. Hierbei
können die Anschläge durch die oberen und unteren Stirnkanten der Metallplatten
gebildet werden, die an Flächen der Rahmenteile zur Anlage kommen, wenn diese zusammengespannt
werden. Hierbei ist es vorteilhaft, daß zwischen den Metallplatten und dem Ringrahmen
austauschbare Abstandsplatten angeordnet sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerung zur Unterstützung
des Tragzapfens eines Tatzlagermotors, Fig. 2 die teilweise geschnittene Stirnansicht
der Lagerung nach Fig.1. Fig. 3 die Stirnansicht einer abgewandelten Ausführungsform,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform, Fig. 5 die Stirnansicht
der in Fig. 4 dargestellten Lagerung in Richtung des Pfeiles V und Fig. 6 und 7
die Stirn- und eine geschnittene Seitenansicht zur Erläuterung von Einzelheiten
einer weiteren Ausführungsform.
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Die federnden Lagerungen nach Fig.1 bis 7 sind für die Tragzapfen
von Tatzlagermotoren elektrischer Lokomotiven vorgesehen, wobei bemerkt wird; daß
der Motor zusätzlich zu der gezeigten Lagerung noch (was in den Zeichnungen nicht
dargestellt ist) über eine Verbindung des Motorgehäuses mit dem Lokomotivrahmen
an dem der Zapfenaufhängung entgegengesetzten Ende getragen sein kann.
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Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein schematisch dargestellter, das Bezugszeichen
5 aufweisender Elektromotor mit einem Tragzapfen 6 versehen, welcher an der der
Achsseite abgelegenen Seite des Motors hervorragt. In der aus Fig.1 und 2 hervorgehenden
Ausführungsform hat der Tragzapfen 6 einen rechteckigen Querschnitt, doch kann er
auch davon abweichend quadratisch, oval oder auch dreieckförmig ausgebildet sein.
Zur Unterstützung des Tragzapfens 6 ist an einem Querträger 4 des Lokomotivrahmens
mit Hilfe der Anschlußflansche 3 ein Ringrahmen mit einem unteren Rahmenteil 7 und
einem oberen Rahmenteil 8 mit Bolzen befestigt. Das obere Rahmenteil 8 kann auf
das untere Rahmenteil ? mit Hilfe der Schraubbolzen 9 aufgepreßt werden. Zwischen
dem Tragzapfen 6 und dem Ringrahmen sind Polster 10 aus Gummi od. dgl. vorgesehen,
welche der Federung dienen. Jedes der Polster 10 hat in vertikaler Richtung V-förmige
Gestalt und ist unmittelbar auf entsprechend V-förmig ausgebildeten Zwischenblöcken
11 befestigt, welche an beiden Seiten des Tragzapfens 6 anliegen. Des weiteren ist
außen auf den Polstern 10 eine V-förmige Metallplatte 12 befestigt, wobei die Oberkante
des oberen Schenkels an einem Anschlag 13 des Rahmenteils 8 zur Anlage kommt. In
ähnlicher Weise ruht die Unterkante des unteren Schenkels der Metallplatte 12 an
einem Anschlag 14 des Rahmenteils 7. Zwischen der Metallplatte 12 und dem Rahmenteil
7 ist eine Abstandsplatte 15 oder eine Dichtung eingefügt.
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Die Innenflächen des den Lagerkörper bildenden Ringrahmens 7, 8 besitzen
ebenfalls eine den Polstern 10 entsprechende V-förmige Gestalt. Unterschiedlich
zu den bekannten Lagerungen sind also die der Führung dienenden Flächen der Zwischenblöcke
11 und somit des Tragzapfens 6 und die Innenflächen des Lagerkörpers sowie die dazwischenliegenden
Polster 10 nach oben konvergierend verlängert, während der Lagerkörper selbst, der
den Tragzapfen 6 und die Polster 10 umgibt, als Ringrahmen ausgebildet ist.
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Beim Zusammenbau sind die Metallplatten 12 einen zuvor festgelegten
Betrag von den Anschlägen 13 und 14 entfernt. Die Polster 10 werden zusammengepreßt,
wenn beim Anziehen der Bolzen 9 die Rahmenteile 7 und 8 des Ringrahmens aufeinander
zu bewegt werden. Eine solche Zusammenpressung wird durch das Anliegen der Metallplatten
12 an den zuvor erwähnten Anschlägen 13 und 14 begrenzt. Die Abstandsplatten 15
sind austauschbar und können durch Abstandsplatten unterschiedlicher Dicke ersetzt
werden, um damit die Größe der Polstervorspannung zu verändern.
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Die zuvor beschriebene Anordnung hat im Betrieb nachstehende Eigenschaften:
| 1. Einer seitlichen Bewegung des Motors in hori- |
| zontaler Richtung (d. h. axial in bezug auf den |
| Motoranker) wirken die zusammengepreßten Pol- |
| ster entgegen, die sich somit als geeignete Lage- |
| rungen für die in dieser Richtung erheblichen |
| Kräfte erweisen, wobei die Polster so dimensio- |
| niert sind, daß ihre Nachgiebigkeit bei solchen |
| Bewegungen der Nachgiebigkeit der anderen |
| Motorlagerungen angepaßt ist. |
| 2. Durch Einstellung der Rahmenteile 7 und 8 kann |
| die Vorspannung der Polster innerhalb bestimm- |
| ter Grenzen so verändert werden, daß die bei den |
| horizontalen seitwärts gerichteten Bewegungen |
| des Motors auftretenden maximalen Kräfte über- |
| schritten werden. |
| 3. Durch geeignete Längenbemessung der oberen |
| und unteren Schenkel der V-förmigen Polster und |
| Bemessung des von ihnen eingeschlossenen Win- |
| kels können die unteren Schenkel so ausgebildet |
| werden, daß sie das über den Tragzapfen wir- |
| kende Gewicht und das Drehmoment des Motors |
| aufnehmen, während die oberen Schenkel so |
| dimensioniert werden, daß sie die an sich gerin- |
| gen Kräfte aufnehmen können, die bei vertikalen |
| Bewegungen des Motors und somit des Tragzap- |
| fens entstehen. |
| 4. Einer Bewegung des Motors in Längsrichtung des |
| Tragzapfens wirkt der Scherwiderstand der Pol- |
| ster entgegen, während bei Drehbewegungen des |
| Motors um die Längsachse des Tragzapfens neben |
| der vorwiegenden Scherbeanspruchung, auch in- |
| folge der nicht kreisförmigen Anordnung der Pol- |
| ster, in geringerem Maße auch eine Druck- und |
| Zugbeanspruchung der Polster auftritt. Da in |
| beiden Fällen die Polster zumindest vorwiegend |
| auf Scherung beansprucht werden, ergibt sich für |
| die Lagerung eine genügende Nachgiebigkeit. |
| 5. Die Polster sind so angeordnet, daß sie bei Dreh- |
| bewegungen um die Tragzapfenachse bei ausrei- |
| chender Flexibilität eine angemessene Unterstüt- |
| zung des Motors bieten. |
| 6. Selbst bei den ungünstigsten im Betrieb auftreten- |
| den Verhältnissen, bei denen der Motor kippt |
| und seinen Tragzapfen hebt, bewirken alle resul- |
| tierenden Kräfte an der Lagerung, daß die federn- |
| den Lagerpolster fest den Tragzapfen umschlie- |
| ßen. |
Bei der zuvor beschriebenen Bauart kann der Zusammenbau und auch die Demontage der
Lagerung bei Reparaturen und Überwachungen des Motors
leicht vorgenommen
werden. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß zwischen den Stirnflächen
der Metallplatten 12 und dem Rahmenteil 7 ein Spiel verbleibt, so daß nach dem Abnehmen
der Schraubbolzen 9 und des Rahmenteils 8 der Motor zusammen mit dem Tragzapfen
6 und den Polstern
10 herausgehoben werden kann, indem man ihn um seine Achse
verschwenkt. Die Zwischenblöcke 11 können beim Zusammen- und Auseinanderbau an dem
Tragzapfen 6 verbleiben und beispielsweise mit Federklipps, Klammern, Bändern od.
dgl. gehalten werden. Diese Haltevorrichtungen haben für die Arbeitsweise der Lagerung
keine Bedeutung, ermöglichen jedoch in einfachster Weise den Zusammen- und Auseinanderbau.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird der von den Gummipolstern eingeschlossene
Winkel von etwa 130° an beiden Seiten bezüglich einer horizontalen Ebene in etwa
gleich große Winkel geteilt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird der aus den Teilen 7 und
8 bestehende Rahmen, welcher mit den Schraubbolzen 9 zusammengezogen wird, um, wie
zuvor erwähnt, die Polster 10 zusammenzudrücken, von einem Träger des Fahrzeugrahmens
mit Hilfe horizontaler Bügel 30 gehalten, auf denen sich die Augen 31 des Rahmenteils
7 abstützen. Die Augen 31 arbeiten mit Anschlägen 32 zusammen, welche die lagemäßige
Einstellung der Lagerung in Querrichtung genau festlegen. Jeder Anschlag
32 besteht aus einem Finger 33, welcher mit Hilfe einer Einstellschraube
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verstellt werden kann. Die Finger 33 werden mit den Schraubbolzen 35 an
dem Bügel 30 festgezogen, sobald sie sich in der richtigen Stellung befinden.
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Der Tragzapfen 6 ist in diesem Falle zylindrisch ausgebildet.
An ihm sind die Zwischenblöcke 11 in der nachfolgend erläuterten Weise befestigt.
Durch eine vertikale Querbohrung des Tragzapfens 6 wird ein Spannbolzen 36 hindurchgesteckt,
der auf seinen Enden mit konisch ausgebildeten Unterlegscheiben 37 versehen ist.
Diese Unterlegscheiben 37 entsprechen der Form der dort zu befestigenden Abschnitte
38 der Zwischenblöcke 11. Wenn der Spannbolzen 36 angezogen wird und die Unterlegscheiben
37 anpreßt, greifen diese Unterlegscheiben 37 an den Abschnitten 38 der Zwischenblöcke
11 an, um diese fest an den Tragzapfen 6 anzulegen.
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Der Zusammenbau und das Auseinandernehmen der Lagerung bei Reparatur
und Überwachung des Motors oder anderer Teile wird genau so vorgenommen, wie es
bei der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben wurde.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 und 5 ist ein einteiliger Ringrahmen
40 als Lagerkörper vorgesehen, welcher Flansche 41 aufweist, die an
horizontal ausgerichteten Trägern in ähnlicher Weise befestigt sind wie beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3.
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Der Tragzapfen 6 ist, wenn auch vorzugsweise mit schwacher
Konizität, zylindrisch ausgebildet, um einen einteiligen Zwischenblock 42 aufzunehmen,
welcher durch eine an die Stirnseite des Tragzapfens 6 anschraubbare Scheibe
43 in seiner Lage gesichert wird. Die Polster 10 sind mit dem Zwischenblock 42 verklebt
oder in sonstiger Weise zu einer Einheit zusammengefügt. Ferner ist auch an jedem
Polster 1.0 eine Metallplatte 44 angeklebt.
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Die Polster 10 werden radial zusammengedrückt und die gesamte Anordnung
mit dem Zwischenblock 42, den zusammengedrückten Gummipolstern
10 und den Metallplatten 44 in den Ringrahmen 40 eingefügt,
damit sich die Polster 10 beim Loslassen der Platten 44 wieder ausdehnen
und fest in den Ringrahmen 40
eingreifen. Der Zwischenblock 42 wird
an dem Tragzapfen 6 mittels der Scheibe 43 befestigt.
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Eine etwas abgewandelte Befestigungsart für den Zwischenblock 42 am
Motor ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Der Zwischenblock 42 ist in eine Aussparung
45 des Motorgehäuses 46 eingreifend eingesetzt und dort mit Schraubbolzen
47 gesichert. Wie bei der Anordnung gemäß Fig. 4 und 5 sind die Polster
10 mit dem Zwischenblock 42 vereinigt und werden zusammengepreßt, um als
Gesamtheit in einen einteiligen Ringrahmen, beispielsweise den Rahmen
40 nach Fig. 4 und 5, eingesetzt zu werden.
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Mit einem zweiteiligen einstellbaren Rahmen, wie er in Fig. 1 bis
3 dargestellt ist, kann beispielsweise auch eine aus Zwischenblock und angeklebten
Gummipolstern bestehende Einheit gemäß Fig.4 und 5 verwendet werden. Ebenfalls kann
eine Anordnung von separaten Zwischenblöcken und Gummipolstern, beispielsweise wie
die der Fig.1 und 2, radial zusammengepreßt und in einen einteiligen Rahmen, wie
beispielsweise den Rahmen 40 nach Fig. 5, eingebracht werden.
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Bei jeder der zuvor beschriebenen Anordnungen wird zumindest ein Paar
von Gummipolstern verwendet, die in vertikaler Richtung V-förmige Anordnung besitzen,
so daß einer Querbewegung des zu lagernden Teiles (z. B. des Tragzapfens des Fahrmotors)
die auf Scherung und Druck beanspruchten Polster Widerstand entgegensetzen.
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Es wird vermerkt, daß die Ansprüche 3 und 5 nur in Verbindung mit
Anspruch 1 gelten.