DE446802C

DE446802C - Aufhaengung von Vorgelegemotoren und Vorgelegen nach Art des Strassenbahnmotorantriebs fuer Triebfahrzeuge

Info

Publication number: DE446802C
Application number: DER58476D
Authority: DE
Original assignee: KARL ROETHLER
Current assignee: KARL ROETHLER
Priority date: 1923-05-13
Filing date: 1923-05-13
Publication date: 1927-07-11

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11.JULI1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 201 GRUPPE 21

R5S476IH20I

Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 23. Juni 1927.

Karl Röthler in Linz, Österreich.

Aufhängung von Vorgelegemotoren und Vorgelegen nach Art des Straßenbahnmotorantriebs

für Triebfahrzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Mai 1923 ab.

Die Erfindung betrifft eine Aufhängung von Vorgelegemotoren und Vorgelegen für Triebfahrzeuge insbesondere für Straßenbahnen mit liegenden Vorgelegeachsmotoren zur Vermeidung der dieser Motorart eigentümlichen störenden Einflüsse, welche die dynamischen Hängeeisenkräfte auf Federn und Schienen ausüben.

Zur Klarstellung dieses Verhaltens diene folgende Betrachtung an Hand der Abb. i, 2

und 12, welche die bekannte Straßenbahnmotoraufhängung sowohl für sich als auch in ein Fahrzeug 4 mit der Motortriebachse T und den Laufachsen L₁ und L₂ eingebaut darstellen.

Der Motor 1 erteilt der Triebachse 6 und den Triebrädern ein Drehmoment + Mr, dem am Motorgehäuse ein Gegendrehmoment — M entspricht, das, symmetrische Anordnung zunächst angenommen, jederseits durch je ein Kräftepaar wirksam wird, und zwar mit den Kräften + P-in jedem der beiden Hängeeisen 2 und —P₁ an jeder Seite der Triebachse 6, teils in den Vorgelegeradnaben, teils in den Tatzenlagern. 5 auftretend. Der Momentarm ist der Horizontalabstand a der Hängeeisen 2 von der Triebachse 6; daher gelten die Gleichungen: P = (-T-P₁)

und —M =— 2Pa.

Bai der üblichen Anordnung wirkt bei Vorwärtsfahrt jederseits —P₁ unmittelbar entlastend auf Triebachse 6, Rad und Schiene; + P wirkt belastend auf den Rahmen 4 und beeinflußt hierdurch die Federbelastungen auf folgende Art: Nach Hinzufügen der beiden gegengleichen Kräfte + P' und — P', welche der Hängeeisenkraft 4- P gleich sind und in den Schnitten der vertikalen Triebachsebene mit den beiden Rahmenebenen wirken, ergibt sich jederseits:

ι. je ein Kräftepaar -J-P = — P' mit dem Arm α und dem Momente —M = — 2 Pa;

2. je eine vertikale Einzelkraft + P'. Während nun das Rahmenmoment —M bei allen Antriebsarten von Triebfahrzeugen unvermeidlich ist und, auf den Gesamtradstand sich verteilend, nur mäßige Spannungsänderungen in den Federn und Schienen hervorruft, stellt dagegen die Einzelkraft -(- P' eine nur dem Straßenbahnmotor (liegender Vorgelegeachsmotor) eigentümliche, nicht zu unterschätzende Beeinflussung der Federn und in deren Folge auch der gesamten Lastverteilung dar. Sind nur Triebachsen im Rahmen vorhanden, so werden die Schienendrücke unverändert bleiben, weil die eingangs angeführte Einzelkraft —P₁ und die Rahmenkraft + P' wegen — P₁ + ^'-0 sich das Gleichgewicht halten. Sind im Rahmen aber Trieb- und Kuppelachsen oder Laufachsen vereinigt und evtl. auch Federausgleichhebel vorhanden, so sind neben den Belastungsänderungen der Federn auch starke Veränderungen der resultierenden Schienendrücke zu gewärtigen, welche ziffernmäßig bis 50 Prozent der gefederten Radlasten betragen können.

Die Erfindung, in Aibt>. 11 in ihrer einfachsten Form, in den Abb. 3 bis 10 in verschiedenen Anwendungsbeispielen dargestellt, bezweckt durch Kupplung der Hängeeisen 2 mit der Triebachse 6 mittels geeigneter Hebelübertragung die Beseitigung der störenden Einflüsse dadurch, daß die Hängeeisenkräfte ±2P mit den in der Achse angreifenden Kräften τ 2P₁ sich gegenseitig das Gleichgewicht halten.

Das Motor- oder Vorgelegegehäuse hängt mit seinen Pratzen 7 mittels der Hjängeeisen 2 nicht unmittelbar am Haupt- oder an einem Hilfsrahmen oder Bügel, sondern an einem Hebielsystem... Dieses, besteht entsprechend Abb. 11 im wesentlichen beiderseits aus dem Hebel 8 mit seinem am Rahmen gelagerten Drehpunkt 10, dem Gelenkstück 11, dem Hebel 12 mit seinem Stützpunkt 13 am Rahmen und dem Stab 14, der mit dem Triebachslager 15 gelenkig verbunden ist. Beim Spiel des Hebelsystems führen die Hängeeisen 2 und Stützen 14 gleichsinnige Bewegungen aus. Um der Kraft —P₁ an der Achse das Gleichgewicht zu halten, muß die von der Hängeeisenkraft + P mittels der Hebel auf das Achslager 15 übertragene, in Stab 14 auftretende Kraft + P' der Hängeeisenkraft + P an Größe und Richtung gleich sein, woraus folgt, daß das Hebelübersetzungsverhältnis gleich eins sein muß. Bezeichnen ^₁ und b₂ die Hebelarme des Hebels 8, C₁ und c₂ die Hebelarme des Hebels 12, so ist +P = — (—P₁) = -f- P', wenn

= ι ist.

Vc₂

Die in den Rahmenstützpunkten 10 und 13 auf die beiden Rahmenseiten wirkenden Hebelstützkräfte R₁ und R₂ sind einander entgegengesetzt gleich, ergeben daher ein Kräftepaar von der Größe und Richtung des Rahmenmoments- 2 M (R₁, R₂) =2 P α =100 — M. Bei Anwendung dieser Konstruktion werden die Federn von den früher berechneten Zusatzkräften -f- P' befreit und haben nur noch die vom Rahmenmoment —M herrührenden mäßigen Anteile aufzunehmen, welche, z. B. auf die Annahmen der Anordnung der Abb. 12 angewendet, nur bedeutend verringerte zusätzliche Federspannungen und Raddrücke hervorrufen.

Hiernach erscheint der so aufgehängte liegende Vorgelegeachsmotor von seinem Mangel befreit und ist in dieser Hinsicht dem vertikalen Vorgelegeachsmotor, dem Gestellmotor mit Zahnrad oder Parallelkurbelantrieb sowie dem direkten Achsmotor gleichzustellen.

Ein weiterer Vorteil dieser Motoraufhängung gegenüber der üblichen Bauart ist darin gelegen, daß das Motorgehäuse bei vertikalem Spiel der Achse im Rahmen durch das Hebelsystem parallel geführt wird, was eine Abschwächung der drehenden Impulse

auf die große Trägheitsmasse des Motors zur Folge hat. Hierdurch werden die Beschleunigungskräfte herabgemindert, das ganze Getriebe geschont, und Schüttelerscheinungen wird vorgebeugt.

Die in Abb. ii dargestellte allgemeinste Form der neuen Motoraufhängungen läßt sich in technischer Ausführung den jeweiligen praktischen Bedürfnissen entsprechend

to mannigfach ändern. So sind in den Abb. 3 bis 8 Abänderungen dargestellt, bei welchen, die Hebel 8 in einer zur Rahmenebene senkrecht stehenden (gegebenenfalls auch schrägen) Ouerebene liegen und mittels Hängeeisen 9 und Supports 10 an einem Rahmenquerblech 3 abgestützt werden, während das Gelenkstück 11 die Verbindung mit Hebel 12 herstellt. In Abb. 3 bis 5 ist ferner Hebel 12 als einarmiger Hebel ausgeführt, was bei kleineren Ausführungen die Anwendung von Blattfedern mit gleichzeitiger Weglassung der elastischen Hängeeisenkonstruktion 2 ermöglicht. In Abb. 6 bis 8 sind die Hebel 12 durch das gleichwertige System von Winkelhebeln und Stäben 12, 16 und 17 ersetzt. Ähnlich können auch nach Abb. 9 durch Ausbildung von Doppelwinkelhebeln 12', 17' in den Stäben 16' Druckspannungen vermieden werden und entsprechend Abb. 10 durch mannigfache Änderung der Armlängen c", d", e", f" die Rahmenstützpunkte 18 und 19, den Konstruktionsverhältnissen Rech- " nung tragend, versetzt werden. Weiter können die Stützen 14 in Abb. 3, 6, 11 statt auf die Triebachslager 15 auch auf die Tatzenlager 5 oder auf andere beliebig auf der Triebachse angeordnete Lager wirken. Federnde Glieder können außer am Hängeeisen auch an jeder anderen Stelle eingebaut werden, wobei sich insbesondere der Einbau von schwingungsdämpfenden Blattfedern an Stelle der kürzeren Hebel empfehlen wird. Die für den Fall des einseitigen Zahnradvorgeleges gegebene Asymmetrie des Motorschwerpunktes der Hängeeisenbelastungen und der Zusatzkräfte kann durch entsprechende unsymmetrische Dimensionierung der Ouerhebel (entsprechend Abb. 6 bis 8 und 11) ausgeglichen werden. Schließlich können die beiden seitlichen Systeme durch ein einziges mittleres ersetzt werden, wenn für geeignete Lagerung der Hebel Gelegenheit geboten ist.

Im allgemeinen erfüllen alle mehrteiligen

Hebel und Winkelhebelkombinationen zwisehen Hängeeisen und Triebachse den der Erfindung zugrunde liegenden Zweck, bei welchen die Übertragungsstäbe 14 und die Hängeeisen 2 gleichsinnige Bewegungen ausführen und deren Gesamtübersetzungsverhältnis gleich eins ist, während bei anderen Übersetzungsverhältnissen mehr oder minder störende zusätzliche Federbelastungen bzw. Entlastungen bestehen bleiben.

Die Aufhängungsart ist anwendbar bei allen Fahrzeugantrieben, bei welchen das Motor- bzw .Vorgelegegehäuse einerseits an Rahmen oder Kastenteilen des Fahrzeuges, anderseits auf der Triebachse oder den Triebrädern starr oder elastisch abgestützt ist, vornehmlich aber beim gewöhnlichen Straßenbahnmotor mit Stirnrädern, bei verwandten Bauarten mit Kegel- öder Hyperbelrädern, mit Kettenrädern oder mit Kardanantrieb. Verwendbar für die Anordnung ist jede beliebige Form der Antriebsenergie und Antriebsmaschinerie, wie Elektrizitätsverbrennungs- oder Dampfmotoren (Booster), Turbinen und hydraulische Getriebe. Sie kann auch bei schräger oder vertikaler Motoranordnung Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche:

1. Aufhängung von Vorgelegemotoren und Vorgelegen nach. Art des Straßenbahnmotorantriebes (Vorgelegeachsmotorantrieb) für Triebfahrzeuge zur Verminderung der bei Kraftfahrt von den Hängeeisen herrührenden, vom Rahmen übertragenen zusätzlichen Feder- und Raddrücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Hängeeisen (2) durch ein am Rahmen beweglich gestütztes System von Hebeln (8—14 bzw. 8—19) mit auf der Triebachse sich stützenden Lagern, z. B. Triebachsenlagern (15), Tatzenlagern (5) des Motorgehäuses oder eigens dazu ausgebildeten Lagern, starr oder elastisch verbunden sind.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hängeeisen (2) und Stützen (14) an den Enden des im wesentlichen aus zwei Hebeln bestehenden Systems derart angreifen, daß sie bei Federspiel gleichsinnige Bewegungen ausführen müssen.

3. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtübersetzungsverhältnis des Hebelsystems angenähert oder genau gleich eins ist. no

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.