DE296617C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen wird oft als Antrieb zwischen Motoren und Triebrädern eine Kombination aus Zahnräder- und Pleuelstangenantrieb benutzt, indem die Motoren eine Vorgelegewelle mittels Zahnräder antreiben und die Vorgelegewelle mit Kurbeln versehen ist und mittels Pleuelstangen die Räder antreibt. Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Motoraufhängung für solche Antriebe, durch die erreicht wird, daß die Lager derVorgelegewelle trotz der wechselnden Richtung der Zahndrücke und der Kräfte an den Kurbeln durch die sie belastenden Kräfte stets in der gleichen Richtung beansprucht werden.

Hierdurch ergibt sich ein gutes Einlaufen dieser Lager und eine entsprechend verminderte Abnutzung.

Die Erfindung wird am besten an Hand der Zeichnung erläutert.

Eine Ausführungsform ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Zwei Motoren 1, 2 treiben mittels Zahnräder 3, 4 die Vorgelegewelle 5 an, auf welcher das Zahnrad 6 befestigt ist. Die Vorgelegewelle 5 ist in den am Lokomotivrahmen 7 geführten Lagern 8, 8 gelagert. Auf den beiden Enden der Vorgelegewelle 5 befinden sich die Kurbeln 9, 9, mittels welcher die Räder auf die übliche Weise angetrieben werden, was keiner weiteren Erörterung bedarf. Die Motoren sind nicht in der üblichen Weise mit, dem Lokomotivrahmen steif verbunden oder pendelnd um. die Vorgelegewelle schwingend aufgehängt, sondern ruhen miteinander fest vereinigt auf Federn 10, die der-

artig bemessen sind, daß sie ungefähr das Gewicht der Motoren und der Vorgelegewelle nebst Zubehör tragen. Gegen eine Verdrehung durch die Zahndrücke ist das Motorpaar i, 2 durch die Stangen 11, 12, 13 und die Winkelhebel 14, 15 gesichert, deren Drehpunkte 16, 17 am Lokomotivrahmen bei 18 befestigt sind. Dieses Gestänge behindert, wie ersichtlich, das senkrechte Spiel der Federn 10 in keiner Weise. Um den richtigen Zahneingriff zu sichern, sind die Motoren 1 und 2 mit zwei gemeinschaftlichen Lagern 19, 20 (Fig. 2) versehen, welche die Vorgelege-Avelle 5 umgeben. Es ist klar, daß hierdurch trotz vorhandenen freien Spiels der Vorgelegewelle 5 in den Lagern 8, 8, sowie bei einer Formänderung des Lokomotivrahmens der Eingriff der Zahnräder nicht leidet, da die Motoren jeder Bewegung- der Vorgelegewelle 5 in bezug auf den Lokomotivrahmen . folgen..

Bei dieser Anordnung wird die Reaktion der Resultierenden aus den Zähndrücken der beiden Motoren, die bei gleicher Größe der letzteren wagerecht gerichtet ist, durch die Lager 19, 20 auf die Welle S und die Lager 8, 8 übertragen, da das Gelenkstangensystem 11 bis 15 gegen solche Kraftrichtungen frei beweglich ist und sie daher nicht aufnehmen kann. Das hat den Nachteil, daß die Lager 19, 20 hierbei in anderer Richtung als die ihrer senkrechten Gewichtsbeanspruchung belastet werden. Es ist nun eine bekannte Tatsache, daß Lager, welche unter einer gewissen Kraft

infolge der Abnutzung der Lagerschale eine gute Lauffläche erhalten haben, eine bedeutende Belastung in dieser Richtung vertragen, während eine wesentlich verschiedene Richtung 'der Kräfte die Welle aus ihrer guten Lauffläche heraushebt und sie auf der Lagerschale in einem Punkte stützt, wo keine gute Lauffläche zur Verfügung steht. Wechseln dazu die Kräfte wie hier noch ihre Richtung,

ίο so wird also ein gutes Einlaufen der Welle fast unmöglich gemacht. Man kann jedoch den genannten Nachteil dadurch vermeiden, daß man die Zahndruckreaktion überhaupt nicht von den Lagern 19, 20 aufnehmen läßt, sondern durch einen entsprechend angeordneten Lenker.

Man muß zu diesem Zwecke das Gestänge 11 bis 15 (Fig. 1) durch einen Lenker ersetzen, der in der Richtung der Resultierenden der durch die Zahnräder übertragenen Umfangskräfte liegt.

Fig. 3 stellt eine solche Anordnung in der Stange 21 dar, welche in der Richtung der resultierenden Kraft Q liegt. Q ist die Resultierende der Umfangskräfte Q₁ und Q₂ der Zahnräder 3 und 4.

Fig. 4 stellt die Ausführung mit einem einzigen Motor dar, wo die Stange 22 in der Richtung der Kraft Q₃ der Zahnräder 23 angeordnet ist.

Die beschriebenen Anordnungen sind zweckgemäß, wenn die an den Kurbeln 9 (Fig. 2) angreifenden Pleuelstangen \vagerecht liegen. Denn hierfür kann man mit dem Gestänge 11 bis 15 (Fig. 1) erreichen, daß die äußeren Lager 8, 8 nur wagerechten Kräften unter- \vorfen werden. Mit der Anordnung der Stangen 21 und 22 (Fig. 3 und 4) kann man hingegen erreichen, daß auch die inneren Lager 19 und 20 keinen vom Zahndruck herrührenden Kräften unterliegen.

Sind die an den Kurbeln 9 (Fig. 2) angreifenden Pleuelstangen schräg angeordnet, dann läßt sich auch eine Lage des Lenkers finden, die den oben genannten Anforderungen an die Belastungsrichtung der Lager genügt. Hierfür ist folgendes zu berücksichtigen.

Die äußeren Lager 8, 8 (Fig. 2) werden hauptsächlich unter dem Einfluß der Reaktionskräfte der Pleuelstangen abgenutzt, und infolgedessen bekommt die Welle in der Lagerschale in der Richtung der Pleuelstange eine gute Lauffläche. Daher, falls ein Teil der Reaktion des Zahndruckes durch die äußeren Lager 8, 8 übernommen werden muß, ist es erforderlich, daß dieser Teil parallel oder annähernd parallel zu den Pleuelstangen wirkt. Die inneren Lager 19, 20 hingegen tragen das Gewicht der Vorgelegewelle 5 und Zubehör, und daher ist es erforderlich, daß die aus dem Zahndrucke herrührende Reaktion auf diese Lager in vertikaler Richtung zur Wirkung kommt.

Die Fig. 5 zeigt die Lösung der richtigen Verteilung der Kräfte für einen allgemeinen Fall. Da es sich hier nur um die Richtungen der Kräfte, nicht aber um deren wirkliche Größe und ihren Richtungssinn handelt, genügt es, die Lager, Zahnräder usw. der Fig. 2 sämtlich in einer Ebene anzunehmen.

Das ganze Triebwerk ist in zwei voneinander unabhängige Systeme zu trennen. Das eine System besteht aus den zwei Motoren samt den kleinen Zahnrädern 3 und 4. Das andere System besteht aus der Vorgelegewelle 5, den Kurbeln 9 mit Pleuelstangen und dem großen Zahnrad 6. Beide Systeme sind durch die Lager 19, 20 verbunden. Jedes System ist für sich zu betrachten.

Auf das zweite System wirken zunächst am Zahnrad 6 die Zahndrücke Q₄ und Q₅, deren Resultierende Q₀ ist, die Pleuelstangenkräfte und die von diesen hervorgerufenen Reaktionen in den äußeren Lagern 8, 8. Sämtliche Kräfte sind durch die Mitte der Welle 5 gerichtet, ihre Drehmomente sind für die vorliegende Untersuchung belanglos. Da die letztgenannten Reaktionen schon parallel mit der Pleuelstange 25 auftreten, können sie für die weitere Betrachtung samt den Pleuelstangenkräften ausgeschaltet werden. Der resultierende Zahndruck Q₀ läßt sich nun in zwei Komponenten zerlegen, deren eine parallel der Pleuelstange 25 und deren andere senkrecht gerichtet ist. Diesen wird das Gleichgewicht gehalten durch die gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten Reaktionen Q₈ und Q₇, in Fig. 5 durch die Zerlegung von Q₀ an der Welle 5 erhalten. Q₈ wird von den Lagern 8, 8 erzeugt, und Q₇ von den Motoren 1, 2 durch die Lager 19, 20. Die Richtungen der Lagerdrücke sind also die beabsichtigten.

Auf das erste System (die Motoren) wirken nun die Kräfte Q₀ und Q₇ in umgekehrter Richtung als beim eben betrachteten zweiten System, d. h. die Kräfte Q₀ und Q₇, und zwar natürlich in ihren richtigen Angriffspunkten. Beide Kräfte ergeben die Resultierende Q₁₂, und diese muß durch den Lenker H₀ 24 aufgenommen werden. Sie bestimmt also die Lage und Richtung, in welcher die Stange 24 angeordnet werden muß, damit die beabsichtigten Belastungsrichtungen in den einzelnen Lagern erreicht werden. Diese Riehtung ist, wie ersichtlich, parallel der Pleuelstange 25.

Es ist selbstverständlich, daß ein Fahrzeug auch mit mehreren Vorgelegewellen ausgerüstet werden kann und auf jede Vorgelegewelle ein, zwei oder auch mehrere Motoren arbeiten können. Der Antrieb kann auf jede

Vorgelegewelle mittels eines, zweier oder mehrerer Zahnräder geschehen. Diese können innerhalb des Lokomotivrahmens, wie bei dem beschriebenen Beispiel, oder auch außerhalb angebracht werden. In diesem Falle kann die Nabe des Zahnrades als Kurbel ausgebildet werden.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Motoraufhängung für elektrische Fahrzeuge, bei denen die Motoren mittels Zahnräder eine an ihnen gelagerte Vorgelegewelle und von dort mittels Pleuelstangen die Radachsen antreiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorgehäuse am Fahrzeuggestell senkrecht geführt und von Federn getragen sind und außerdem mit dem Gestell durch Gelenkstangen verbunden sind, deren Anordnung eine Drehung der Gehäuse verhindert, ihre senkrechten Bewegungen aber gestattet.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Gelenkstangen parallel den Pleuelstangen in solcher Lage angeordnet sind, daß in sämtlichen Lagern der Vorgelegewelle die sie belastenden Komponenten der Zahndrücke die gleiche Richtung erhalten wie die Hauptbelastung der einzelnen Lager (Fig. 5).
3. 3. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstangen in der Richtung der Resultierenden aller Zahndrücke angeordnet sind (Fig. 3 und 4).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.