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Ausbildung des Lenkers einer über Stirnräder angetriebenen Achse eines
Schienenfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung des Lenkers einer
über Stirnräder, insbesondere elektrisch angetriebenen Achse eines Schienentriebfahrzeuges,
deren Federweg in einer Vertikalebene verläuft.
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Infolge der zunehmenden Entwicklungstendenz in bezug auf Leichtbau
und höheres Leistungsgewicht sind gerade in der jüngsten Zeit zahlreiche Neukonstruktionen
für Antriebe an Schienentriebfahrzeugen entstanden. Die Hauptschwierigkeit bei der
Konstruktion solcher Antriebe besteht darin, das Antriebsmoment des Motors auf die
Laufräder bei ausreichendem Federweg sicher und gleichförmig zu übertragen, d. h.,
die Federung der Achse gegenüber dem Drehgestellrahmen soll nicht durch Rückstellkräfte
des Antriebs beeinflußt werden. Der Antrieb soll weiterhin eine große Getriebeuntersetzung
erhalten, um das Motorgewicht gering zu halten.
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Es ist eine Konstruktion bekannt, bei der bei großem Drehzahlverhältnis
zwischen Antriebsmotor und Laufachse die zur Drehzahlverminderung erforderlichen
Stirnräder in einem Lenker so gelagert sind, daß die durch den vertikalen Federweg
der Achse an den Stirnrädern auftretende Zusatzbewegung keinen störenden Einfluß
auf die gleichförmige Drehbewegung der Getriebeteile hervorrufen. Der Lenker hat
hier also die Aufgabe, die durch die Federung hervorgerufene Zusatzbewegung vom
Motoranker fernzuhalten, ohne jedoch die Achse in der Vertikalen zu führen. Die
Führung der Achse in der Vertikalen erfolgt in einer Führung des Fahrzeugrahmens.
Für eine leichte Führung der Achse im Fahrzeugrahmen ist ein bestimmtes Spiel zwischen
Achse und Fahrzeugrahmen erforderlich. Dieses Spiel führt, unterstützt von dem großen
Unterschied der gefederten und ungefederten Massen, oft zu einem frühzeitigen Ausschlagen
der Führung beim Überfahren . von Schienenstößen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Achse beim Durchfedern
in der Vertikalen mittels eines Lenkers zu führen, der so ausgebildet ist, daß die
Bewegung der Achse ohne seitliche Führung im Fahrzeugrahmen zwangläufig erfolgt,
wobei die Relativbewegung der Achse und des Lenkers gegenüber dem Fahrzeugrahmen
sich reicht auf die Getriebeteile auswirkt.
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Dies wird bei dem eingangs genannten Lenker erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß der Lenker über eine, ein Zwischenrad zur Antriebsübertragung auf
das Großrad tragende Welle an einem Doppelhebel, der mit seinem einen Ende zugleich
mit einem weiteren, mit dem Zwischenrad im Eingriff stehenden Stirnrad in einer
rahmenfesten Konsole drehbar und mit seinem anderen Ende über Gummifedern elastisch
in einer Abstützung am Rahmen befestigt ist, drehbar gelagert ist und mit einem
an seinem freien Ende angeordnetenZahnsegment in einem Zahnsegment der Abstützung
abrollen kann, dessen Wälzkreisdurch= messer doppelt so groß ist wie derjenige des
Lenkerzahnsegments.
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Infolge des Eigengewichts des Fahrzeuges und wegen der elastischen
Abstützung mittels der Gummifedern zwischen Fahrzeugrahmen und Lenker steht die
Verzahnung in Belastungsrichtung stets unter Vorspannung, so daß beim Abrollen des
Lenkers infolge vertikaler Federung kein Spiel auftritt und der Verschleiß infolge
des guten Überdeckungsgrades der Verzahnung und der hiermit zusammenhängenden geringen
spezifischen Belastung der einzelnen Zähne auf ein Minimum herabgesetzt wird, wobei
die Führung der Achse aber stets voll erhalten bleibt. Die Erfindung gewährleistet
somit auch eine verschleißarme, formschlüssige Verbindung zwischen Fahrzeugachse
mit Lenker und dem Fahrzeugrahmen.
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Einem weiteren Erfindungsmerkmal zufolge kann jede von zwei Achsen,
die gemeinsam von einem in Fahrtrichtung fest im Rahmen angeordneten .Motor angetrieben
werden, einen derartigen Lenker aufweisen.
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Die Erfindung wird an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 im Aufriß die Anordnung und Ausbildung des
Lenkers mit Federung, F i g. 2 dessen Anordnung zwischen den beiden Rädern der Treibachse
im Grundriß, F i g. 3 eine Seitenansicht und F i g. 4 die Draufsicht des Lenkers
in Anwendung auf zwei Treibachsen, die durch einen in Fahrtrichtung
fest
im Rahmen angeordneten Motor angetrieben werden.
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Aus F i g. 1 geht hervor, daß ein über ein Stirnrad 16 von einem Motor
21 eingeleitetes Drehmoment ein Stirnrad 1, -ein Zwischenrad 2 und ein Großrad 3
so antreibt, daß die in einem Lenker 4 gelagerte Treibachse 13 das Motordrehmoment
über ihre Räder 11 auf die Schiene 12 überträgt. Um einen möglichst großen Federweg
zu erhalten, sind das Zwischenrad 2 und das Großrad 3 sowie die .Treibachse 13 mit
den Rädern 11 im Lenker 4 gelagert, der über einen Doppelhebel 6 so geführt wird,
daß die Treibachse 13 mit dem Großrad 3 sich in einer Vertikalen bewegt.
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Die genaue Führung in der Vertikalen wird dadurch erzielt, daß der
Lenker 4 am freien Ende als Zahnsegment eines in F i g. 1 strichpunktiert angedeuteten
Stirnrades ausgebildet ist. Der Lenker 4 kann mit diesem Zahnsegment in einem Zahnsegment
5 einer am Rahmen befestigten Abstützung 8 abrollen. Der Durchmesser des Wälzkreises
dieses Zahnsegmentes 5 ist doppelt so groß wie der des Lc:.:»:zahnsegmentes. Dieser
Wälzkreis hat seinen Mittelpunkt A (Momentanzentrum) auf- der Drehachse des Stirnrades
1 in einer rahmenfesten Konsole 9.
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Läuft das Rad 11 der Treibachse 13 über einen in der Zeichnung dargestellten
Schienenstoß, so rollt der Lenker 4 im rahmenfesten Zahnsegment 5 ab und bewegt
sich mit dem mit E bezeichneten Punkt in vertikaler Richtung nach einem Punkt E'.
Gleichzeitig wandert der Zahneingriffspunkt b zwischen dem Zahnsegment des Lenkers
4 und dem Zahnsegment 5 der Abstützung 8 um den gleichen Betrag in der Vertikalen
wie der Punkt E nach b'. Der Lenkerpunkt B, der um das Momentanzentrum A schwingt,
wandert hierbei nach B'. Der im Moinentanzentrum A angelenkte Doppelhebel 6 schwingt
hierbei um den Winkel a, stützt sich über Gummifedern 7 in der Abstützung 8 ab und
begrenzt somit die Bewegung in der Vertikalen. Hierbei wandert der Zahneingriffspunkt
zwischen dem Zwischenrad 2 und dem Stirnrad 1 von a nach ci . Das Zwischenrad 2
verhält sich wie ein Planetenrad und rollt auf dem in der Konsole 9 drehbar gelagerten
Stirnrad 1 ab. Geringfügige Drehzahlunterschiede zwischen Stirnrad ? und Zwischenrad
2 ergeben sich lediglich durch deren unterschiedliche Zähnezahlen. Durch die Bewegung
des auf einer Welle 15 des Lenkers 4 und des Doppelhebels 6 sitzenden Zwischenrades
2 um das Momentanzentrum A ergibt sich lediglich eine andere Zahneingriffsstellung,
die auf die gleichförmige Antriebsübertragung keinen Einfluß hat. Das Großrad 3
verhält sich ebenfalls wie ein Planetenrad, welches um den Lenkerpunkt B schwingt
und seine Zahneingriffsstellung von c ' nach C ändert. Auch hierbei tritt
keine Ungleichförmigkeit der Antriebsübertragung infolge des Schwingvorganges ein.
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Durch den Fortfall einer überlagerten Drehbewegung, hervorgerufen
durch den Federweg, ist es auch möglich, einen Antrieb zu schaffen, der gemäß F
i g. 3 und 4 einen in Fahrtrichtung angeordneten, zwischen zwei Treibachsen liegenden,
rahmenfesten Motor 21 besitzt und über beidseitig angeordnete Kupplungen 19 und
Getriebeeinheiten 16, 17 und 18 den bereits beschriebenen Lenker 4 jeder der beiden
Achsen miteinander kuppelt. In F i g. 3 und 4 sind für gleiche Teile die gleichen
Bezugszeichen wie in F i g. 1 und 2 verwendet worden.
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Das Merkmal des Anspruches 2 ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise.
Dieser Anspruch ist ein reiner Unteranspruch und gilt nur in Verbindung mit Anspruch
1.