DE566042C - Zahnradvorgelege, insbesondere fuer Bahnantrieb mit Tatzenlagermotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 566042 KLASSE 201 GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Dezember 1930 ab

Bei Zahnradvorgelegen, wie sie beispielsweise bei Bahnantrieben durch sogenannte Tatzenlagermotoren verwendet werden, kann man bereits nach verhältnismäßig kurzer Laufzeit starke Abnutzungserscheinungen beobachten. Insbesondere nutzen sich die Zahnflanken auf der dem Antrieb zugekehrten Seite ab, es kann aber auch ein Ausbrechen der Zähne, besonders bei Linkslauf, auf der gleichen Zahnradseite eintreten.

Geht man der Ursache dieser Erscheinungen nach, so findet man, daß sich die beiden Achsen des Vorgeleges schief, d. h. in einem Winkel zueinander, während des Betriebes

*5 einstellen müssen. Es sei dies an Hand der Abb. ι näher erläutert. Der Motor m ist einerseits mittels der Tatzenlager t auf der Fahrzeugachse w abgestützt, andererseits am Fahrzeugrahmen durch (nicht dargestellte) Federn aufgehängt. Der Motor treibt über das Ritzel r und das Achsenzahnrad a die Fahrzeugachse w an, auf der die Laufräder n, von denen nur eines dargestellt ist, befestigt sind.

*5 Läuft der Anker des Bahnmotors m entgegen dem Uhrzeigersinn um, wie der ungefiederte Pfeil an dem Ritzel r andeutet, so wird das Achszahnrad α in der durch den weiteren ungefiederten Pfeil gekennzeichneten Richtung mitgenommen. Da das Achszahnrad aber dem Ritzel einen Widerstand entgegensetzt, sucht sich das Ritzel auf der Verzahnung des Achszahnrades in der durch den gefiederten Pfeil gekennzeichneten Richtung abzuwälzen und tut dies auch um einen gewissen kleinen Betrag, begünstigt durch die Durchbiegung der Motorwelle, auf der es fliegend befestigt ist, durch die Durchbiegung der Fahrzeugachse w und durch das etwa vorhandene geringe Spiel in den Tatzenlagern t und den Motorlagern. Hierdurch stellt sich aber die Verzahnung des Ritzels r schräg zu der Verzahnung des Achszahnrades α ein, so daß die Zähne hauptsächlich auf der dem Motor zugekehrten Seite kämmen. Die einseitige Abnutzung der Zähne schreitet noch um so schneller vorwärts, als die Zähne auf der einen Seite das ganze Drehmoment übertragen, während sie auf der anderen Seite nur einen geringen Teil des Drehmomentes übertragen oder im schlimmsten Fall überhaupt nicht kraftschlüssig im Eingriff stehen.

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Adalbert Bremer in Berlin-Schmargendorf, Hermann Mecke in Berlin-Zehlendorf

und Ernst Stoff regen in Berlin-Pankow.

Es ist hiernach auch erklärlich, da8 die Zähne auf der dem Motor zugekehrten Seite leicht ausbrechen können.

Diese Erscheinungen treten natürlich nicht nur bei Bahnantriebsvorgelegen auf, sondern überall da, wo gleiche oder ähnliche Betriebsbedingungen herrschen.

Bei Zahnradgetrieben ist bereits bekannt geworden, die Zahnflanken der Länge nach ballig auszuführen, um bei winkliger Lage der Getriebewellen ein Klemmen der Zähne zu vermeiden. Hierbei findet jedoch stets nur eine Zahnflankenberührung in einem Punkt statt. Es ist leicht einzusehen, daß diese Anj 5 Ordnung für die Übertragung großer Kräfte nicht geeignet und unwirtschaftlich ist.

Bei doppelseitigen Bahnantrieben besteht die Schwierigkeit, die Zahnflanken beider Ritzel zum Anliegen an die Gegenzahnflanken ao der beiden Achszahnräder zu bringen, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu erreichen. Es ist zur Erreichung dieses Zieles zwar bekannt geworden, die Vorgelegewelle schief zu stellen, diese Schiefstellung ist aber a5 für die Beseitigung eines nur bei doppelseitigen Bahnantrieben auftretenden Mißstandes benutzt worden und kann daher keine Anregung für die Anwendung bei einseitigen Antrieben geben, zumal es sich hier um die Lösung der eingangs erläuterten, grundsätzlich abweichenden Aufgabe, nämlich Vermeidung des Ausbrechens der Zahnecken, handelt. Bei der bekannten Einrichtung ist überdies auf der einen Seite bereits bei Leerlauf, d. h. ohne Lastübertragung, ein Anliegen der Zähne auf der Innenseite vorhanden, so daß der beschriebene Ubelstand noch verschlimmert wird.

Um das beschriebene Ausbrechen der Zähne bei elektrischen Bahnantriebsvorgelegen zu verhindern, hat man auch bereits versucht, die der Triebseite zugekehrte Seite des Motorritzels weicher zu machen als die übrigen Teile. Diese Maßnahme ist aber nur geeig-4S net, die nachteiligen Folgen, nicht aber die Ursachen des angegebenen Mißstandes zu beseitigen.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, werden

. erfindungsgemäß die Verzahnungen der Zahnräder so zueinander angeordnet, daß die Zahnflanken der Zahnräder im unbelasteten Zustande nur auf der vom Motor (im axialen Sinne) abgekehrten Seite Kantenberührung haben und erst unter Last zum Anliegen auf der ganzen Zahnflankenlänge kommen.

Die Mittel zur Ausführung einer solchen Verzahnung können natürlich verschiedene sein. So wäre es beispielsweise denkbar, die beiden Achsen des Vorgeleges in einen aus den Erfahrungen ermittelten oder errechneten Winkel zueinander zu bringen, wie dies beispielsweise in der Abb. 2 zur Darstellung gebracht wird. Die das Ritzel r tragende Motorwelle b ist unter einem Winkel α zu der das Achszahnrad α tragenden Fahrzeugachse w angeordnet. Im Ruhezustand liegen die Zahnflanken der beiden Verzahnungen nur auf der Außenseite an. Wird jedoch bei dem in der Abb. r angenommenen Drehsinn ein Drehmoment übertragen, so stellen sich die Zahnräder so ein, daß die Zähne sich auf der ganzen Flankenlänge berühren.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die Verzahnungen der Zahnräder bei parallelen Vorgelegeachsen im unbelasteten Zustande in einem bestimmten Winkel α zueinander stehen.

Die Größe des Winkels α ist für bestimmte Antriebslagerungen mit 6' bis 10' bestimmt worden. Diese Maße stellen jedoch keine Grenzwerte dar, sie können vielmehr in anderen Fällen über- oder unterschritten werden.

Dem oben geschilderten Übelstand läßt sich auch dadurch abhelfen, daß die Zähne bei parallelen Vorgelegeachsen konisch ausgebildet sind, indem die Zahnstärke längs des Zahnes nach der Motorseite hin abnimmt. Diese Anordnung hat insbesondere den Vorteil, daß sie bei Vorgelegen, die abwechselnd in der einen oder in der anderen Drehrichtung betrieben werden, stets so wirkt, daß unter Last die Zähne auf der ganzen Zahnflankenlänge kämmen.

Bei Zahnradvorgelegen mit schräg verzahnten Zahnrädern lassen sich auch die Schrägungswinkel, d. h. jene Winkel, um welche die Zahnflanken in ihrer Längsrichtung von der Achsrichtung abweichen, beim Ritzel und großen Zahnrad verschieden groß ausbilden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zahnradvorgelege mit Stirn- oder Schraubenrädern für einseitige Antriebe, insbesondere für Bahnantriebe mit Tatzenlagermotoren, bei welchem die Verzahnungen der Zahnräder in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken der Zahnräder im unbelasteten Zustande nur auf der vom Motor (im axialen Sinn) abgekehrten Seite Kantenberührung haben und erst unter Last zum Anliegen auf der ganzen Zahnflankenlänge kommen.

2. Zahnradvorgelege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen der Zahnräder in einem bestimmten Winkel zueinander bei parallelen Vorgelegeachsen stehen.

3. Zahnradvorgelege nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne bei parallelen Vorgelegeachsen konisch ausgebildet sind, indem die Zahnstärke längs des Zahnes nach der Motorseite hin abnimmt.

4. Zahnradvorgelege nach Anspruch 1 mit schräg verzahnten Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel beim Ritzel und großen Zahnrad verschieden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen