DE443691C

DE443691C - Antriebseinrichtung fuer Laufraeder mit Drehlenkerlagerung, insbesondere von Haengeschnellbahnen

Info

Publication number: DE443691C
Application number: DEK98232D
Authority: DE
Original assignee: FRANZ KRUCKENBERG DIPL ING
Current assignee: FRANZ KRUCKENBERG DIPL ING
Priority date: 1926-03-11
Filing date: 1926-03-11
Publication date: 1927-05-05

Description

Im Hauptpatent 433 529 ist eine Laufradlagerung bei Hängeschnellbahnfahrzeugen beschrieben, bei welcher die einzelnen Laufräder am Ende gegabelter Drehlenker mit diesen schwingbar gelagert sind. Soll der Antrieb des Fahrzeuges nicht durch Luftpropeller, sondern durch die Laufräder erfolgen, so darf einerseits beim Aufundabschwingen des Wagenkörpers in den Tragfedern das freie Spiel der Drehlenker nicht behindert, andererseits aber auch die unabgefederte Laufwerksmasse nicht nennenswert vermehrt werden, da sonst ein wesentlicher Zweck der Drehlenkerführung wieder zunichte gemacht wäre.

Infolgedessen können Radnabenelektromotoren oder Flanschmotoren, die am Ende der Laufradwelle sitzen, nicht verwendet werden, da sie das Gewicht der Laufwerksmasse erheblich vermehren würden. Auch die bei Straßenbahnen gebräuchlichen Tatzenlagermotoren würden mit einem Teil ihres Gewichts als Vermehrung der unabgefederten Masse wirken und im übrigen eine sehr verwickelte Bauart ergeben, weil außer der Lenkergabel auch noch die Motortatzen an der Laufradachse angreifen müßten. Eine befriedigende Lösung für größere Fahrgeschwindigkeiten, d. h. größere Motoren, gibt einzig der feste Einbau des Motors am ab-

gefederten Drehgestell bzw. Wagenkörper. Solche Anordnungen sind bei Vollbahn-Elektrolokomotiven als »Gestellmotor«-Bauart bekannt und benutzen zur Kraftübertragung aufs Laufrad ohne Hinderung des Federspiels entweder ein Kurbel- und Kuppelstangentriebwerk oder allseitig nachgiebige Einzelachskupplungen (z. B. Federkupplungen der AEG-Schnellbahn und Westinghouse-Gesellschaft, ferner Doppeltriebstangenkupplungen von Ganz & Co., Buchli, Maschinenfabrik Oerlikon, ferner Kardangelenkwelle durch hohle Laufradachse Bauart Tschanz u. a.). Für Hängebahntriebwagen muß nun in Rücksicht auf die Fahrgäste die Federung weicher, d. h. das Federspiel viel größer sein als bei Standbahnlokomotiven. Bei obigen Antriebsarten führt diese Forderung auf unbequeme Bauformen wie auf unbequem große Abmessungen, daraus folgt eine unerwünschte Vermehrung der unabgefederten Masse und eine besonders bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ungünstige Vergrößerung des Wagenprofils, d. h. des Luftwiderstandes. Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein Antrieb für in Drehlenkern gelagerte Laufräder geboten, welcher bei weitgehendster Einfachheit der Ausgestaltung eine nur geringfügige Erhöhung der unabgefederten Masse herbeiführt, dabei aber eine hohe Betriebssicherheit aufweist. Gemäß der Erfindung erfolgt der Antrieb in der Weise, daß auf der anzutreibenden Achse ein Stirnzahnrad von möglichst geringem Gewicht befestigt ist, in welches ein den Antrieb übermittelndes Stirnrad eingreift, dessen Achse mit der Schwingungsachse des Drehlenkerarmes zusammenfällt.

In beiliegender Zeichnung sind mehrere,. Ausführungsformen und Ausbildungen eines derartigen Antriebes veranschaulicht.

Der in den Abb. 1 bis 3 dargestellte Antrieb des Laufrades weist ein auf der Laufachse α befestigtes Stirnzahnrad b auf, in welches ein Stirnzahnrad c eingreift, dessen Drehachse mit der j enigen d des Drehlenkers e zusammenfällt. Diese Antriebsart ermöglicht, den Motor vollkommen fest auf dem abgefederten Fahrzeugteil, entweder dem Drehgestell f oder dem Wagenkörper, zu lagern. Die Zähne der beiden Stirnzahnräder b und c bleiben dauernd in einwandfreiem Eingriff auch bei den größten Schwingungen der Tragarme e an den Tragfedern g gegenüber dem Drehgestell/¹ oder dem Fahrzeugkörper. Es ist ersichtlich, daß die unabgefederte Masse des Laufwerkes unmittelbar nur durch das außerordentlich leicht gehaltene Zahnrad b vermehrt wird. Mittelbar wären indes die durch Aufundabschwjngen erfolgenden Ausschläge der Laufachse α um die Schwingungsachse d herum auch mit Drehschwingungen des Zahnrads c und der mit diesem in Verbindung stehenden Triebwerk- und Motorteile verbunden. Man kann aber diese nachteiligen Schwingungen fast ganz zum Verschwinden bringen durch weiche Abfederungen, die zwischen Zahnrad b und seiner Nabe h bzw. Zahnrad c und seiner Nabei in geeigneter Weise eingeschaltet werden.

Derartige Federungen in Form von Blattfederbündeln k- oder- von Schraubenfedern I sind in Abb. 4 veranschaulicht.

Diese an sich bekannte Federung ist grundsätzlich auch für den vorliegenden Zweck verwendbar. Indes ist die hier geforderte Arbeitsfähigkeit der Federung infolge der großen beiderseitigen Ausschlagwinkel ε des Drehlenkers e verhältnismäßig beträchtlich (s. Abb. 1). Die Anwendung der üblichen Federsysteme für eine derartige Arbeitsfähigkeit führt zu übermäßigen Abmessungen und unbequemen Bauformen. Solche werden vermieden durch die in Abb. 5 bis 7 dargestellten Federanordnungen.

Für verhältnismäßig schmale Räder nach Abb. 5 und 6 bieten Schneckenbiegungsfedern W₁ und

die angestrebte hohe

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Arbeitsfähigkeit, wobei sie des Flieh- und Drehkraftausgleichs wegen paarweise ineinanderliegen. Mit ihren inneren Enden sind sie beispielsweise durch Bolzen μ mit der Nabe ο, an den äußeren Enden "durch" Bolzen p mit dem Zahnkranz q fest verbunden. Letzterer kann dabei durch Deckplatten r auf der Nabe α zylindrisch oder zwecks Selbsteinstellung der Zahnanlage an das Gegenrad in bekannter Weise auch kugelig geführt sein. Ohne Hinzufügung besonderer Bewegungstei-le kann dieses Federsystem dämpfend wirken, wenn die Schneckenfedern nicht von vornherein eben hergestellt, sondern die einzelnen Schneckenwindungen abwechselnd querversetzt gewickelt werden, so daß sie beim Einbau zwischen die ebenen Deckplatten r etwas verdrehungsbeansprucht vorgespannt werden und mit nennenswerter Seitenreibttngskraft an den Deckplatten r anliegen. Zwischen den Federn m_v m_% und den Deckplatten γ sind vorteilhaft Abnutzungsreibplatten £ angeordnet. Dabei kann die Dämpfungswirkung vervielfacht werden, in- ^: dem nach Art der' bekannten Lamellenkupplungen mehrere Reibplatten s übereinander eingebaut werden, weiche abwechselnd in Mitnehmer der Nabe« und des Kranzes q eingreifen.

Bei Zahnrädern von einer im Vergleich zum Durchmesser größeren Breite, als es etwa, das Rad c in Abb. I bis 4 zeigt, wird eine hohe Ausnutzung des Federgewichts und

Raumes sowohl für Federung wie Dämpfung erreicht, wenn etwa bei der Ausführungsiorm nach Abb. 4 Ringfedern t nach Abb. 7 verwendet werden, wie solche z. B. bei Eisenbahnpuffern und -kupplungen neuerdings im Gebrauch sind. Diese haben infolge fast reiner Zug- und Druckbeanspruchung eine allen anderen Federsystemen überlegene Arbeitsfähigkeit je Volumeneinheit; außerdem aber lassen sie sich mit erheblicher Eigendämpfung ausführen, die man in weiten Grenzen nach Bedarf wählen kann, besonders wenn sie mit zylindrischen Schraubenfedern vereinigt werden (Abb. 7). Im Halbschnitt Abb. 7a ist z. B. eine außenliegende Schraubenfeder u vereinigt mit innenliegender Kreißigscher Feder aus geschlossenen Ringen t von starker Eigendämpfung gegeneinander. Natürlich könnte umgekehrt auch die Ringfeder t außen, die Schraubenfeder u innen liegen.

Als anderes Beispiel zeigt der Halbschnitt Abb. 7b die Hintereinanderschaltung zweier außenliegender Federsysteme: einer geteilten Schraubenfeder ν und einer Ringfeder w. Bei letzterer sind nur die Außenringe W₁ geschlossen, die inneren W₂ dagegen geschlitzt, so daß sie sich auch mit Dämpfungsreibung gegen die Führungshülse χ legen.. Die Verlegung der Ringfeder ze; in die Mitte des Gesamtsystems ergibt für jene besonders große Reibungswege auf der Führungshülse χ.

Wenn Raum- oder sonstige Baubedingungen es gebieten, können natürlich die Zahnräder b und c auf Lauf- bzw. Drehlenkerachse auch ungefedert ausgeführt und die Federung in die dahinterfolgenden Antriebsteile verlegt werden.

Bemerkenswert günstig sind Atisführungsformen nach Abb. 8 bis 11. Bei Abb. 8 und 9 liegen die Zahnräder b und c der Laufachse a und Lenkerdrehachse d-d auf einer Seite des Laufwerks, die weiteren Triebteile, z. B. das Kegelrad y, auf dessen anderer Seite. Sie stehen durch die hohle Drehlenkerachse s hindurch miteinander in Verbindung durch die Lauf welle a. Letztere kann in an sich bekanter Weise aus hochwertigem Baustoff hergestellt und so bemessen sein, daß ihre Drehfederung dem Winkelausschlag des Drehlenkers e genügt.

Bei der in Abb. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform liegen sowohl die Räder b und c wie auch das nächste Triebrad b' auf derselben Laufwerksseite. Die Federung c' liegt hier in einer der gebräuchlichen oder vorbeschriebenen Ausführungsarten zwischen den Rädern V und c.

Sind, wie im Hauptpatent gezeigt, zwei Laufräder mit Drehlenkerführung zu einem Laufwerk vereinigt, so können auch beide-Laufräder in einer der beschriebenen Arten einzeln oder gemeinsam angetrieben werden. Dabei können die beiden Triebwerke durch Zwischenräder oder den Motor selbst miteinander verbunden sein.

Claims

Patentansprüche:

i. Antriebseinrichtung für Laufräder mit Drehlenkerlagerung, insbesondere von Hängeschnellbahnen, nach Patent 433 529, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse des Laufrades ein Stirnzahnrad angebracht ist, welches durch ein mit seiner Drehachse in der Drehlenkerachslinie liegendes Stirnzahnrad angetrieben wird.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem oder bei beiden Stirnzahnrädern der Kranz gegenüber der Nabe drehnachgiebig weich gefedert ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zur Achse angeordnete, einerseits an der Nabe, andererseits am Zahnkranz angreifende Schneckenfedern.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenfedern in achsialer Richtung mit go Reibflächen zusammenarbeiten, welche drehschwingungsdämpfende Kräfte ausüben.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zahnkranz und Nabe Ringfedern eingeschaltet sind, welche mit Reibungsdämpfung ausgestattet sind, allein oder in Verbindung mit anderen Federarten.
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungefederten Zahnräder durch drehfedernde Triebe angetrieben werden.
7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Drehlenkerachslinie liegende Zahnrad mittels einer federnden Laufwelle durch den hohlen Drehlenkerzapfen hindurch angetrieben wird.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Drehlenkerachslinie liegende Zahnrad durch ein auf _ gleicher Achse gelagertes Zahnrad unter Zwischenschaltung einer Federung angetrieben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.