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Elastische Aufhängung von Fahr- bzw. Tatzlagermotoren für elektrische
Triebfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge Die Erfindung betrifft die elastische
Aufhängung von Fahr- bzw. Tatzlagermotoren elektrischer Triebfahrzeuge, insbesondere
Schienentriebfahrzeuge, mit einer Abstützung des Motors am Fahrgestell durch ein
oder mehrere Lager, das aus je drei senkrecht nebeneinander angeordneten, parallelliegenden
Metallteilen mit jeweils einem zwischen zwei benachbarten Metallteilen vorgespannten
Gummifederkörper und einer die äußeren Metallteile zusammenhaltenden Schraubverbindung
besteht, die eine Ausnehmung im mittleren Metallteil mit Spiel durchsetzt, wobei
das eine von zwei benachbarten Metallteilen mit dem Motor und das andere mit dem
Fahrgestell verbunden ist.
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Die bekannten Tatzlagermotoraufhängungen dieser Art bestehen aus sechs
Metallteilen mit eingelagerten Gummifederkörpern, die spiegelbildlich angeordnet
sind, wobei die beiden äußeren Metallteile durch eine Schraubverbindung zusammengehalten
werden, die die Gummifederkörper auf Druck vorspannen. Bei dieser Anordnung ergeben
die in den einzelnen Richtungen möglichen gleichen Federwege bei großer Einfederungsmöglichkeit
in senkrechter Richtung auch in Fahrtrichtung große unerwünschte Federwege. Andere
bekannte Lagerungen erreichen eine bessere Anpassung an die zulässigen Federwege
nur unter großem Fertigungsaufwand und damit unter hohen Kosten, da die an den Metallteilen
haftend befestigten Gummifederkörper besondere Vulkanisierformen benötigen und größeren
Arbeitsaufwand erfordern.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Lager
der Motoraufhängung durch eine besondere Anordnung der Gummifederkörper in Fahrtrichtung
hart, quer hierzu aber, insbesondere in Vertikalrichtung, erheblich weicher auszubilden,
wobei die Nachgiebigkeit nach oben und unten etwa gleich, in den beiden Fahrtrichtungen
aber unterschiedlich sein soll. Außerdem soll der Aufbau des Lagers einfach und
das Auswechseln seiner Bauteile leicht durchführbar sein.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Aufhängung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die beiden Gummifederkörper in an sich bekannter Weise lose
zwischen den Metallteilen eingelegt sind und darüber hinaus unterschiedliche Querschnittsfiächen
aufweisen, wobei der Gummifederkörper größeren Querschnitts sich zwischen in Hauptfederungsrichtung
verlaufenden Flächen und schräg dazu gleichsinnig liegenden Flächen zweier mit dem
Motor bzw. dem Fahrgestell (Drehgestell) verbundener Metallteile befindet und etwa
die halbe Hälfte des den kleineren Querschnitt aufweisenden Gummifederkörpers besitzt,
welcher ausschließlich zwischen in Hauptfederungsrichtung weisenden Flächen angeordnet
ist. Durch die Vorspannung der Gummifederkörper werden die Teile des Gummifederkörpers,
die in Hauptfederungsrichtung liegen, in einen größeren Spannungszustand versetzt
als die Teile der Gummifederkörper, die schräg dazu liegen. Hierdurch erhält das
Element die geforderte Eigenart, in Fahrtrichtung härter zu federn als in der senkrecht
hierzu verlaufenden Hauptbelastungsrichtung. Im Wirkungszusammenhang damit werden
die Gummifederkörper kleineren Querschnitts im Gegensatz zu den anderen Gummifederkörpern
mit etwa doppelter Härte ausgeführt, damit sie in waagerechter Richtung die Kräfte
der Gunnnifederkörper mit größerem Querschnitt aufzunehmen vermögen und dabei gleichzeitig
ausschließlich auf Schub beansprucht werden. Das Zusammenwirken dieser Maßnahmen
bringt speziell für die Aufhängung von Tatzlagermotoren den Vorteil, daß die hierfür
zu fordernden Federungseigenschaften mit sehr geringem Aufwand erfüllt werden.
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Vorteilhaft ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die
Metallteile des elastischen Lagers im zusammengebauten, aber noch nicht eingebauten
Zustand wie bekannt derart gegeneinander versetzt anzuordnen, daß die Versetzung
im eingebauten Zustand des Lagers unter der statischen Last aufgehoben ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt
F i g. 1
in schematischer Darstellung die Aufhängung eines Tatzlagermotors für eine elektrische
Lokomotive in der Seitenansicht, F i g. 2 die Aufhängung gemäß F i g. 1 in der Draufsicht,
wobei einzelne Teile geschnitten sind, F i g. 3 das zur Abstützung des Fahrmotors
im Fahrzeuguntergestell bzw. Drehgestell dienende elastische Lager für die Aufhängung
gemäß F i g. 1 im zusammengebauten, jedoch noch nicht eingebauten Zustand und F
i g. 4 eine Stirnansicht auf das Lager gemäß Fig.3.
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Der elektrische Fahrmotor 1 stützt sich auf der einen Seite drehbar
auf einer Hohlwelle 2 ab, die ihrerseits elastisch über nicht zur Erfindung gehörige
Gummimetall-Elemente 3 mit der Nabe des Treibrades 4 verbunden ist. Auf der der
Hohlwelle 2 gegenüberliegenden Seite des Fahrmotors 1 befinden sich die in F i g.
3 und 4 näher dargestellten elastischen Lager 5, die eine Verbindung zwischen dem
Fahrmotor 1 und dem nur angedeuteten Drehgestell 6 herstellen.
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Der Antrieb der Lokomotive erfolgt in bekannter Weise über das Motorritzel
und das Großrad 7, welches das Drehmoment drehelastisch über die Gummimetall-Elemente
3 auf die Treibräder 4 überträgt.
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Die Befestigung der beiden Metallteile 8 und 9 des elastischen Lagers
5 an dem Fahrmotor 1 und dem Drehgestell 6 kann durch Verklemmen unter Verwendung
der Klemmschrauben 10 erfolgen.
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Das zur Mitte hin konisch eingesenkte Metallteil 9 weist etwa mittig
eine runde Aussparung 11 auf, durch die das Metallteil 8 hindurchragt. Zu diesem
Zweck ist das einen der Einsenkung des Metallteiles 9 entsprechend schrägen Rand
aufweisende Metallteil 8 im Bereich der Ausnehmung 11 mit einem kegeligen Vorsprung
12 und einem Gewindeloch 13 versehen, so daß mit dem Metallteil 8 eine sich in Querrichtung
des Lagers erstreckende Platte 14 mit Hilfe einer Schraube 15 und eines an der Platte
14 befindlichen, in die Ausnehmung 11 hineinragenden und mit der kegeligen Fläche
1.2' in Berührung stehenden Fortsatzes 16 verbunden werden kann. Zu beiden
Seiten des Metallteiles 9 befinden sich die für sich hergestellten und lose eingelegten
Gummifederkörper 17 und 18. Der Gummifederkörper 18 ist hierbei in seinen Abmessungen
kleiner gehalten als der Gummifederkörper 17, seine Härte ist jedoch etwa doppelt
so groß wie diejenige des Gummifederkörpers 17.
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Durch Anziehen der Schraube 15 werden nun die beiden Gununifederkörper
17 und 18 in der Weise vorgespannt und verformt, daß sie im vorgespannten, jedoch
noch nicht eingebauten Zustand den Querschnitt gemäß F i g. 3 aufweisen.
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Im noch nicht belasteten, jedoch vorgespannten Zustand der Gummifederkörper
17 und 18 sind die beiden Metallteile 8 und 9 gegeneinander versetzt, d. h., die
in der Mitte des Metallteiles 8 befindliche Schraube 15 liegt im noch nicht eingebauten
Zustand des Lagers 5 exzentrisch in Bezug auf die Ausnehmung 11 des Metallteiles
9. Nach dem Einbau des Lagers 5 erfolgt eine elastische Verformung der Gummifederkörper
17 und 18 unter der statischen Last in der Weise, daß die gegenseitige Versetzung
der beiden Metallteile 8 und 9 aufgehoben ist, d. h. der Abstand a entspricht
dem Abstand b.
Bei der Einfederung des elastischen Lagers 5 werden die Bereiche
19 des Gummifederkörpers 17 im wesentlichen auf Schub beansprucht, während in den
Bereichen 20 zwischen den gleichsinnig schräg liegenden Flächen 21 des Randes und
der Einsenkung der Metallteile 8 und 9 eine Druck-Schub-Verformung des Gummifederkörpers
17 eintritt.
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Der Gummifederkörper 18 erfährt entsprechende Verformungen, und zwar
wird er bei der Einfederung im wesentlichen auf Schub beansprucht.
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Die erfindungsgemäße Aufhängung hat den besonderen Vorteil, daß auch
bei stärkeren Einfederungen in der Hauptfederungsrichtung nach dem Doppelpfeil 22
an den freien Außenflächen 23 der Gummifederkörper 18 nachteilige Zugspannungen
ausgeschlossen sind. Zweckmäßigerweise wird die Druckvorspannung hierbei so groß
gewählt, daß diese noch nicht abgebaut ist, wenn die größtmögliche Einfederung erfolgt.
Diese Auslegung hat auch den Vorteil, daß sich die mit den Gummifederkörpern 17
und 18 in Verbindung stehenden Flächen der Metallteile 8 und 9 beim Einfedern nicht
von den Gummifederkörpern 17 und 18 abheben können.
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Die schrägen Flächen 21 haben, insbesondere bei dem Metallteil
9, den Vorteil, daß hierdurch eine Mulde 24 gebildet wird, in der die Platte
14 mit dem Gummifederkörper 18 ohne Verbreiterung des Lagers 5 untergebracht
werden kann. Selbstverständlich kann die Aufhängung auch Kräfte in Richtung des
Doppelpfeiles 25 übertragen. Der Neigungswinkel der schrägen Flächen 21 mit dem
Bereich 20 der Gummifederkörper 17 und 18 ist nicht festgelegt. Er kann gegebenenfalls
verändert, insbesondere gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel verringert
werden.