DE534732C - Fahrgestell fuer Bahnfahrzeuge, insbesondere fuer Strassenbahntriebwagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrgestelle für Eisenbahnfahrzeuge und insbesondere eine Antriebsvorrichtung für die Radgestelle von Straßenbahnwagen. Bisher ist S es bei durch Motoren angetriebenen Radgestellen für Eisenbahnfahrzeuge üblich gewesen, den Antriebsmotor unmittelbar an der Radachse mittels Zapfenlager zu unterstützen und die Kraftübertragung vom Motor

to auf die Radachse mittels eines Zahnrades und eines mit diesem zusammenwirkenden Ritzels vorzunehmen. Bei .Radgestellen für Eisenbahnfahrzeuge ist es zweckmäßig, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen Motorritzel und dem angetriebenen Laufachsenzahnrad entsprechend groß hergestellt wird, so daß ein kleiner schnellaufender Motor zum Antriebe des Fahrzeuges benutzt werden kann.

Bei Fahrgestellen bekannter Art dagegen ist die Größe des angetriebenen Laufachsenzahnrades durch den Raum begrenzt,- der zwischen dem Zahnrad mit seinem Gehäuse und dem Gleise oder der Straßenoberfläche zur Verfügung steht. Um des weiteren die zulässige Motörgeschwindigkeit-zu vergrößern, müssen die Antriebszahnräd'er so klein wie möglich gemacht werden, was wiederum eine Vergrößerung des Laufachsenzahnrades erfordert, so daß der zur Verfügung stehende Zwischenraum unterhalb dieses Zahnrades entsprechend vermindert ist. Bei dem Entwurf eines Fahrgestelles bestimmt sich daher die Motorgeschwindigkeit durch eine Übereinstimmung zwischen zwei Größen, nämlich dem Durchmesser des Antriebsrades und dem Durchmesser des angetriebenen Zahnrades.'

Es ist daher nicht möglich, die Antriebsvorrichtung eines Straßenbahnfahrzeuges so einzurichten, daß sie den vollwertigen Vorteil der Höchstgeschwindigkeit gewährt, für die die Elektromotoren befähigt sind. Es müssen * daher die Motoren groß werden im Verhältnis zu der durch sie entwickelten Leistung. Die verhältnismäßig beträchtliche Größe des Motors zusammen mit dem verhältnismäßig großen Zahnrad, welches nötigenfalls erforderlich ist, ergeben ein Fahrgestell von großem Gewicht mit Rädern von größerem Durchmesser, als es für die aufgebrachte Leistung theoretisch nötig ist.

Außer der Tatsache, daß die Fahrgestellkörper der bekannten Art verhältnismäßig hoch sind, hat sich ergeben, daß sie beim Betriebe sehr geräuschvoll arbeiten, daß es nahezu unmöglich ist, das Zahnrad sowie das Ritzel in richtigem Eingriff zu halten, und. zwar wegen der Abnutzung, die in den verschiedenen Lagern schon nach einer kurzen Zeit eintritt.

Es ist bereits bekannt, am Motor selbst

ein doppeltes Zahnradvorgelege anzubauen das auf die Laufachsenzahnräder arbeitet Derartige Antriebe Hefen jedoch infolge der hohen Drehzahl der Zahnräder nach kurzer Zeit überaus geräuschvoll, da sich alle Stöße am Rahmen über die Laufachsen auf die Zahnräder übertrugen und bei diesen eine starke Abnutzung verursachten.

Auch ist bekannt, bei Fahrzeugen mit ίο elektrischem Antrieb die Motoren federnd am Rahmen zu lagern, so daß sie gemeinsam mit den Achsen den Bewegungen der Achsen gegenüber dem Rahmen folgen. Es sind ferner Bauarten bekannt geworden, bei denen X5 die Motoren starr am Rahmen gelagert sind, jedoch über eine elastische Kupplung auf das mit den Achsen verbundene Vorgelege arbeiten. Die durch die übliche Federung der Achsen gegenüber dem Rahmen bedingte ao räumliche Verschiebung zwischen Achsen und Rahmen wird bei der ersten Bauart durch die Federung zwischen Motor und Rahmen, bei der zweiten Bauart durch die elastische Kupplung zwischen Motor und Vorgelege aufgenommen.

Nach der Erfindung werden bei einem Fahrzeug, dessen Motoren mit hoher Drehzahl über doppelte Zahnradvorgelege und über ein elastisches Zwischenglied auf die den Motoren parallelen Radachsen arbeiten, diese' Motoren schwingend, unabhängig von dem Vorgelege, am Wagenrahmen aufgehängt. Stöße, die durch Bewegungen des Motors relativ zum Rahmen auftreten, können sich im Zahnradgetriebe selbst nicht bemerkbar machen.

Nach der Erfindung werden nun Bewegungen sowohl zwischen Motor und Rahmen als auch zwischen Motor und Vorgelege zugelassen. Der Motor ist also nicht mehr gezwungen, den Bewegungen und Stoßen des durch Achsen, Rahmen und Achsfedern bestehenden Massensystems zu folgen.

Bei schnellaufenden Motoren mit doppeltem Vorgelege, die bei der Bauart der Erfindung Verwendung finden, ist dies von ganz , besonderem Vorteil. Bei bekannten Bauarten mit doppeltem Vorgelege und schnellaufenden Motoren haben sich nach verhältnismäßig kurzer Zeit Abnutzungen in den Lagern bemerkbar gemacht, die den ruhigen Lauf des Fahrzeuges beeinträchtigten und eine vorzeitige Abnutzung der Zahnräder herbeiführten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Abb. ι ist eine Draufsicht auf das Triebgestell des Eisenbahnfahrzeuges, das den Hauptgedanken der Erfindung bildet. Abb. 2 ist eine Ansicht des Fahrzeuggestells-nach Schnitt H-II der Abb. 1.

Abb. 3 ist eine Ansicht eines einzelnen Übersetzungstriebwerkes der Abb. 1 im Schnitt der Linie IH-III der Abb. 4.

Abb. 4 ist eine Ansicht des Übersetzungstriebwerkes im Schnitt der Linie IV-IV der Abb. 3.

Abb. 5 ist eine Schnittzeichnung des Übersetzungstriebwerkes in vereinfachter Form.

Abb. 6 stellt im Seitenriß die elastische Kupplung dar, die zur Kraftübertragung von dem Motor auf das Triebwerk dient.

Abb. 7 ist eine Schnittansicht der elastischen Kupplung nach der Linie VII-VII der Abb. 6.

Abb. 8 ist eine Seitenansicht eines der zwei Zapfenglieder, die zur Befestigung des Motors am Fahrzeugrahmen dienen.

Abb. 9 ist eine Vorderansicht des in Abb. 8 gezeichneten Zapfengliedes.

Abb. 10 zeigt in der Vorderansicht das Zapfenglied für die gegenüberliegende Motorseite.

Abb. 11 ist eine Seitenansicht des in Abb. 10 dargestellten Gliedes.

Abb. 12 zeigt in der Seitenansicht die Befestigung des Triebwerkes an dem Fahrgestellrahmen.

Wie aus den Abb. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht das Fahrgestell," das den Gegenstand der Erfindung bildet, in der Hauptsache aus zwei Radachsen 1, welche mit Lauf rädern 2 von verhältnismäßig kleinem Durchmesser versehen sind. Die kleinen Laufräder sind nur zulässig wegen der gedrängten Bauart des Triebwerkes, die einer der Hauptvorteile der Erfindung ist. Die Laufachsen 1 sind an ihren Enden mit den gebräuchlichen Lagerbüchsen 3 versehen, welche in vertikaler Richtung in den Achsenlagerführungen 4 gleiten, die einen Teil des Gestellrahmens 5 bilden. Das Gewicht des Fahrgestellrahmens 5 ruht zusammen mit einer auf ihm liegenden Last auf den Achsenlagerbüchsen 3 mittels Federn 6, welche zwischen den oberen Enden der Achsenlagerbüchsen 3 und dem oberen Teil der Achsenlagerführungen 4 in üblicher Weise angeordnet sind'.

Der Gestellrahmen 5 besteht aus einem Paar Versteifungsteilen 7, auf welchen die Achsenlagerführungen befestigt sind und die in ihren mittleren Teilen mit zwei Querträgern 8 und an ihren Enden mit den Querhäuptern 9 in Verbindung stehen. Zur besseren Versteifung des Rahmens sind Eckbleche 11 an den Enden der Querträger 8 vorgesehen, welche diese mit den Versteifungsteilen 7 verbinden. Damit der Wagenkasten auf dem Fahrgestellrahmen 5 abgestützt werden kann, ist eine Wiege 15 gebräuchlicher Bauart in die Querversteifung. 8 eingebaut, die mit einem ringförmigen Drehzapfen 16

5S4732

versehen ist. Die Wiege 15 stützt sich an jedem Ende auf Federn 17 und ist an den Versteifungen 7 mittels Wiegenfedern 18 aufgehängt.

Der Antriebsmechanismus, unter welchem in vorliegender Erfindung das. Triebwerk oder die Zahnradeinheiten 21 zu verstehen sind, ist einerseits auf den Laufachsen 1 befestigt und andererseits an den Querträgern 8 mit Hilfe einer Aufhängevorrichtung aufgehängt. Wie die Teilzeichnung (Abb. 12) zeigt, besteht die Aufhängevorrichtung 22 aus einem Winkelstück 23, welches parallel zu dem Querträger 8 verläuft und mit Hilfe von Bolzen 25 und Muttern 24 gehalten wird.

Die Bolzen 25 sind an den Enden der Winkeleisen 23 angeordnet. An dem einen Ende des Winkeleisens verbinden sie dieses mit dem Eckblech 11, an dem anderen Ende mit dem Querträger 8. Auf den Bolzen 25 gleiten Hülsenglieder 26, zwischen denen das Winkelstück 23 gehalten wird. Damit das Winkelstück 23 eine kleine Bewegungsfreiheit bekommt, sind um den Bolzen 25 und zwischen den Hülsengliedern 2,6 und den Hülsengliedern 28 vorzugsweise aus Gummi bestehende Abstandsglieder 27 angeordnet. Die Hülsenglieder schließen sich an dem einen Ende des Bolzens 25 an den Bolzenkopf 29 und am anderen Ende an das Eckblech 11 oder den Querträger 8 an. Auf Grund der Anordnung der Abstandselemente 27 ist der Antriebsmechanismus 21 in leichter, nachgiebiger Weise an dem Querträger 8 befestigt und ist gleichzeitig genügend starr, um eine geeignete Verbindung mit den anderen Elementen des Fahrgestellrahmens aufrechtzuerhalten.

Das Triebwerk 21 besteht aus der Ritzelwelle 35, die von dem Motor 36 angetrieben

wird, welche zwischen der Laufradachse 1 und dem Querträger 8 angeordnet ist und mit der mit ihr gekuppelten Ankerwelle 37 parallel zur Laufachse χ verläuft. Der Motor 36 ist an einem in der Fahrtrichtung verlaufenden Winkeleisen,, welches sich von dem Querträger 8 bis zu dem Querhaupt 9 erstreckt, mit Hilfe von zwei Hängestangen 41 und 42 über Hängezapfen 43, die an gegenüberliegenden Seiten des Motors 36 angeordnet sind, aufgehängt. Die Hängestangen 41 und 42 sind an Konsolen 44 und 45 aufgehängt, außerdem sind sie befestigt an dem Winkeleisen 38 mit Hilfe von Bolzen 46. Die Konsole 45 stützt sich unmittelbar auf die Querträger 8. Die Führungszapfen 47 laufen durch die oberen Enden der Hängeglieder 41 und 42 und durch die Konsolen 44 und 45, wodurch Führungsverbindungen zwischen den Stangen 41 und dem Rahmen 5 geschaffen sind.

Eine elastische Zapfenkupplung 51 verbindet das Ende der AnkerweHe 37 mit der Ritzelwelle 35, wodurch eine nachgiebige Verbindung für die Kraftübertragung hergestellt ist. Der Antriebsmotor 36 ist vollständig auf die Fahrgestellachse 1 abgestützt, ebenso wie er unmittelbar an dem Gestellrahmen 5 aufgehängt ist. Der Gestellrahmen 5 ist seinerseits mit Hilfe der Feder 6 auf die Achslagerbüchse 3 gesetzt. Ferner ist der Motor mittels der Hängestangen 41 und 42 so aufgehängt, daß er sich der Länge nach frei in einer senkrechten Ebene zum Gestellrahmen bewegen kann, wobei er um die Mittellinien der Führungszapfen 47 schwingt und sich in derselben Ebene auch frei um die Mittellinie seiner Aufhängezapfen 43 bewegen kann. Andererseits ist das Triebwerk 21 unmittelbar auf der Radachse 1 gelagert, und seine Bewegung erfolgt in Übereinstimmung mit der Bewegung.der Achse. Außerdem ist das Ende des Triebwerkes 21, welches an dem Trägerstück 23 sicher aufgehängt ist, ständig in Verbindung mit dem Querrahmenträger 8.

Da der Motor 36 derart aufgehängt ist, daß er sich durch die auf ihn wirksamen Kräfte in einer Ebene senkrecht zum Rahmen bewegen kann, so wird offensichtlich die AnkerweHe 37 den Bewegungen der Ritzelwelle 35 zu folgen suchen. Jede Winkelabweichung, go die zwischen AnkerweHe 37 und Ritzelwelle 35 eintritt, wird durch die nachgiebige Kupplung 51 aufgenommen.

Auf jede Radachse 1 wirkt eine Bremsscheibe 52 mit einer normalen Bandbremse, die auf das Triebwerk 21 mit Hilfe von Stützpolstern 53 aufgesetzt wird. Die Bremse ist in der Zeichnung nicht enthalten.

Das Triebwerk 21 besteht gemäß Abb. 3 bis 5 aus einem einzigen Gehäuse 61, welches auf der Laufachse 1 mit Hilfe von Rollenlagern 62 und 63 gelagert ist. Das doppelt übersetzende Zahnradgetriebe, welches die Kraft von dem Motor 36 auf die Laufachse 1 überträgt, besteht aus einem Zahnrad 64, welches auf der Laufradachse zwischen den Rollenlagern 62 und 63 aufgekeilt ist, ferner aus dem Zahnrad 65, welches mit dem Zahnrad 64 in Eingriff ist und auf einer Vorgelegewelle 66 sitzt,, die mit Hilfe von Rollenlagern 67 in dem Zahnradkasten 61 ruht. Die VorgelegeweUe 66 ist zwischen der Laufachse ι und der Ritzelwelle 3 5 angeordnet. Die Ritzelwelle 35 ist in dem Zahnradgehäuse 61 mit Hilfe der Rollenlager yy gelagert. Das Zahnrad 68 sitzt auf der Zwischenwelle 66 neben dem Zahnrad! 65 und ist in Eingriff mit dem Zahnrad 69 auf der Ritzelwelle 35. Zur Befestigung des Gehäuses 61 auf seiner am weitesten von der Laufachse 1 entfernten Seite dient ein Konsolstück 70.

Um einen Ausbau der Zahnräder aus dem

Zahnradkasten 6i zu ermöglichen, ist dieser mit einer öffnung 71 versehen, durch die die Zahnräder herausgenommen werden, sowie einer öffnung 72 zur Beobachtung des Laufes der Zahnräder.

In der Einzeldarstellung des Triebwerkes in Abb. 5 ist das Zahnradgehäuse 61 über Rollenlager 62 und 63 auf einer Hülse 75 aufgebaut, das auch als Stützglied für das Zahnrad 64 dient. Bei Anwendung der vorliegenden Bauart kann das ganze Triebwerk 21 als eine Einheit, in der Fabrik zusammengebaut, genau eingerichtet und in ein Eisenbahnfahrzeug eingesetzt werden, indem man einfach die Hülse 75 auf die Lauf achsen 1 preßt. Um das in Abb. 5 gezeigte Triebwerk zu zerlegen, wird es zuerst ganz von der Laufachse 1 herabgenommen. Hierauf kann die Hülse 75 aus dem Zahnrad 64 und den Lagern 62 und 63 herausgepreßt werden, wodurch ermöglicht wird, das Zahnrad 64 durch die öffnung 71 des Gehäuses 61 herauszunehmen. Die Rollenlager 62 und 63 können dann seitlich aus dem Gehäuse 61 herausgezogen werden. Um die Zwischenwelle 66 herausnehmen zu können, werden zuerst die äußeren Teile der Rollenlager 67 aus dem Kasten 61 entfernt und dann die Zwischenwelle 66 dn ihrer Längsrichtung so weit verschoben, daß das Zahnrad 68 in die Lage kommt, die früher von der einen Hälfte des Zahnrades 64 eingenommen wurde. Diese Verschiebung des Zahnrades 68 ist ermöglicht durch einen Spalt 76 neben der Zahnradwelle 35. Wenn das Zahnrad 68 in diese Lage gebracht ist, wird der engere innere Teil des Lagers 67 neben dem Zahnrad 65 von der Welle 66 durch eine geeignete Vorrichtung herabgenommen. Es kann dann ein Druck auf die Fläche des Zahnrades 65 und auf das andere Ende der Zwischenwelle 66 ausgeübt werden, bis diese aus den Zahnrädern 65 und 68 herausgepreßt wird. Die Zahnräder 65 und 68 werden darauf aus dem Kasten 61 durch die Öffnung 71 entfernt. Ungefähr derselbe^N Vorgang wiederholt sich für das Herausnehmen der Ritzelwelle 35 und des Ritzels 69, obgleich es wünschenswert ist, einfach die Rollenlager 77 aus dem Gehäuse ßi herauszunehmen und die Welle 35 zusammen mit dem Zahnrad 69 als Ganzes herauszuziehen.

Erwähnungswert ist, daß die Zahnräder 64 und 68, wie aus den Abb. 3 und 5 ersichtlich ist, mit je zwei Ringen 81 von geeignetem Werkstoff, beispielsweise Gußeisen, zweGks Abschwächung des Geräusches der Zahnräder versehen sind. ■

Wie aus den Abb. 6 und 7 ersichtlich ist, besteht die nachgiebige Kupplung 51, welche zur Kraftübertragung von dem Motor 36 auf , das Triebwerk 21 dient, aus Nabenstücken 91, die auf der Anker welle 37 und auf der Ritzelwelle 35 befestigt sind und in welche diese Wellen konisch eingepaßt sind. Der elastische Teil der Kupplung 51 besteht aus mehreren Ringen oder- Scheiben 92 aus unmetallischem Werkstoff, die zusammen mit Zwischenstücken 94 auf mehreren Hülsen 93 befestigt sind. Die Zwischenstücke 94 dienen dazu, einen Spielraum zwischen den nebeneinanderliegenden Scheiben 92 aufrechtzuerhalten. Das Ganze wird zusammengehalten durch Muttern 95, die auf die Enden der Hülsen 93 aufgebracht werden. Die Hülsen 93 sind mit konusförmigen Enden 96 versehen, welche in die konusförmigen öffnungen 97 der Nabenglieder 91, die Abb. 6 und 7 zeigen, passen. Mit Schraubenmuttern 99 versehene Schraubenbolzen 98 sorgen für die sichere Befestigung und halten die Hülsen 93 mit den Naben 91 zusammen.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Fahrgestell für Bahnfahrzeuge, insbesondere Straßenbahntriebwagen, mit elektrischen Antriebsmotoren hoher Drehzahl, die über doppelte Zahnradvorgelege und über ein elastisches Zwischenglied auf die ihnen parallelen Radachsen arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren schwingend,, unabhängig von dem Vorgelege, am Wagenrahmen aufgehängt sind.
2. 2. Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (36) an Zapfen (47), die senkrecht zur Motorachse liegen, derart aufgehängt sind, daß sie sich in Richtung ihrer Längsachse (37) schwingend bewegen können.'
3. 3. Fahrgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren über eine Kupplung (51) auf das Zahnradvorgelege arbeiten, die eine axiale Verschiebung in Richtung der Motorachse sowie eine Winkelverschiebung gestattet.
4. 4. Fahrgestell nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine elastische Scheiben-

   . kupplung (51). no
5. 5. Fahrgestell nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradvorgelege (21) einerseits mit Tatzenlagern (62, 63) auf der Laufachse ruhen, andererseits am Drehgestell (8) befestigt (22) sind, und zwar elastisch in Richtung einer Drehung des Fahrzeugvorgeleges um die Laufachse.
6. 6. - Fahrgestell nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (64, 65, 68, 69) des Vorgeleges sich in einem Gehäuse (61) ohne Teilungsfuge

   5B4732

   in Sichtung der Achsen befinden, aus dem sie durch eine seitlich angebrachte Öffnung (71) entfernt werden können.
7. 7. Fahrgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradvorgelege (21) auf einer Hülse (75) aufgebaut ist, so daß es im zusammengebauten Zustand auf die Laufachse aufgezogen werden kann.
8. 8. Fahrgestell nach Anspruch 1 bis 7,

   dadurch gekennzeichnet, daß die beiden großen Zahnräder (64, 68) des Vorgeleges (21) zur Erzielung eines geräuschlosen Laufes mit Ringen (81) aus Gußeisen versehen sind.
9. 9. Fahrgestell nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch zwei Motoren (36), die symmetrisch versetzt zur Längsachse des Fahrzeuges zwischen den Laufachsen (1) angeordnet sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen