DE69832C - Federndes Schraubengetriebe mit eingeschalteter Reibungskupplung als Kraftübertragungsmittel für allmäligen Antrieb - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

für allmäligen Antrieb.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung an Einrichtungen zum Uebertragen der Kraft von der Armaturwelle eines Elektromotors auf die Räder eines Eisenbahnwagens oder sonstigen vom Motor zu treibenden Gefährtes. Das Wesen dieser Neuerung besteht in erster Linie in der Anordnung einer Feder (oder mehrerer), welche mit der jeweiligen Belastung des Gefährtes entsprechend hohem Drucke zusammengeprefst wird und eine Reibungskupplung behufs Umdrehung der Triebräder in Eingriff bringt, wobei indessen die erreichbar stärkste Zusammenpressung der Feder und demnach auch der erreichbar stärkste Adhäsionsdruck der Reibungskupplung durch Einschaltung von Hubbegrenzungen derart bemessen sind, dafs bei übergrofser Belastung, also beim Stillstande des Gefährtes die Kupplungshälften mit hinreichend hoher Geschwindigkeit auf einander gleiten, um durch die entsprechend schnelle Drehung des Motorankers die Erzeugung einer elektromotorischen Gegenkraft zu ermöglichen, welche eine Beschädigung der Ankerwickelung und der Stromquelle verhindert.

In zweiter Linie bezieht sich diese Erfindung auf eine Vorrichtung, durch welche unter Mitbenutzung des durch Patent Nr. 61527 geschützten Schraubengetriebes ein Anpressen der erwähnten, die Reibungskupplung bethätigenden Feder, jedoch nur bis zu einem vorher bestimmten Grade, bewirkt wird.

In den Zeichnungen ist diese Erfindung veranschaulicht, und zwar stellt die Fig. 1 einen Grundrifs eines Strafsenbahnwagens dar, welcher sämmtliche den Gegenstand der Erfindung bildenden Theile enthält. Die Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch das mehrfache conaxiale Schraubengetriebe, die Fig. 3 eine Vorderansicht der letzteren nebst den aus einander gleitenden Muffen, und die Fig. 4 eine Seitenansicht derselben. Die Fig. 5 zeigt den für gewöhnlich angewendeten Frictionsring in der Vorderansicht und die Fig. 6· und 7 veranschaulichen in gröfserem Mafstabe als die Fig. 1 die Anordnung der Räder und des mehrfachen conaxialen Schraubengetriebes, sowie der Frictionsvorrichtung in zwei verschiedenen Modificationen, welche sich dadurch unterscheiden, dafs im einen Falle die fest mit den Laufrädern verbundene Achse noch von einer besonderen, das mehrfache Schaubengetriebe aufnehmenden Hülse umgeben wird, während im anderen Falle das Schraubengetriebe unmittelbar auf der Achse angebracht ist und die Laufräder lose auf . der letzteren zwischen Stellringen sich befinden.

Bei der Fig. 1 sind an ein und demselben Wagengestell zwei verschiedene Arten von Frictionsübertragungen dargestellt. Diejenige, welche für gewöhnlich angewendet werden soll, befindet sich auf der rechten Seite der Zeichnung.

Bei dieser Anordnung wird die Achse A mit einer Hülse B umgeben, welche sich zwischen den Rädern von dem einen Ende der Achse bis zum anderen erstreckt und mit nach innen vorragenden Ansätzen a, Fig. 6, versehen ist, welche zur Lagerung dieser Hülse

dienen, derart, dafs die letztere an anderen Stellen mit der Achse A nicht in Berührung kommt. Die Hülse B ist an jedem Ende mit einem Flantsch b versehen, auf dessen Aufsenseite das Wagenrad C auf der Laufachse befestigt ist. Auf seiner Innenseite besitzt das Rad eine vorspringende Muffe bezw. einen Ring D, welcher am zweckmäfsigsten aus einzelnen Theilen besteht, die durch Schrauben c, erforderlichenfalls beliebig lösbar mit dem Rade verbunden sind. Auf der Aufsenseite der Hülse B befindet sich lose ein konischer Ring d, welcher keilartig zwischen die Theile des zusammengesetzten Ringes e eingreift. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich, besteht der zusammengesetzte Ring e aus drei auf ihrer Innenseite abgeschrägten und auf der Aufsenseite mit je einer Verstärkungsrippe f versehenen Theilen. Diese Rippen/ greifen in Schlitze desFlantschesZ; derart ein, dafs der Frictionsring e an einer Drehung verhindert wird, während seinen Theilen eine Bewegung nach aufsen gegen die Muffe D gestattet ist, wenn der Konus d gegen die innere abgeschrägte Fläche des Ringes e gedrückt wird.

Auf der Hülse B, Fig. 6, befindet sich eine Spiralfeder E. Auf der entgegengesetzten Seite der Achse A und der Hülse B ist eine ähnliche Vorrichtung zur Uebertragung der Bewegung auf das Rad C' vorgesehen. D^l ist die an dem erwähnten Rade sitzende Muffe und E¹ die Spiralfeder an dem anderen Ende der Achse.

In dem mittleren Theile der Achse zwischen den Federn E und E¹ befindet sich eine Vorrichtung N, welche als ein mehrfaches conaxiales Schraubengetriebe anzusehen ist und welche in den Fig. 2, 3 und 4 im Einzelnen dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist in diesen Figuren die Hülse B nicht dargestellt, sondern die Vorrichtung direct auf der Achse sitzend gezeichnet, wie dies in der Praxis oft angewendet wird und im Nachstehenden beschrieben werden soll.

Auf der Achse A, Fig. 7, oder anderenfalls auf der Hülse B, Fig. 6, ist mittels Legekeiles eine Muffe g angebracht, welche auf ihrer Aufsenseite Schraubengewinde trägt. Aufserhalb dieser Muffe befindet sich eine zweite Muffe h, welche wiederum von der Muffe i umschlossen wird. Die Muffen h und i sind jede innen und aufsen mit Schraubengewinde versehen. Die Muffe i wird noch von einer äufseren Muffe k mit Muttergewinde umschlossen. Sämmtliche Gewinde besitzen, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, eine sehr steile Ganghöhe und sind mehrgängig. Der eine Gang eines jeden äufseren Schraubengewindes ist in seiner Vertiefung mit einer Nuth / versehen, welche sich von dem einen Ende dieses Schraubenganges bis nahe an das andere erstreckt, und die Erhöhung des in diese Vertiefung des Aufsengewindes eingreifenden Innengewindeganges ist mit einem Anschlag Z¹ versehen, welcher in den erwähnten Schlitz eingreift. Werden die Muffen daher in der einen Richtung gedreht, so wird sich der Stift in der anderen Richtung bewegen, bis er das Ende des Gewindes erreicht und eine Weiterbewegung in dieser Richtung verhindert. Eine andere Vertiefung eines jeden Aufsengewindes ist mit einer Nuth Z² versehen, deren offenes Ende an demjenigen Ende der Muffe liegt, an welchem sich das geschlossene Ende der Nuth / befindet. In der Nähe desjenigen Endes der Muffe, an welchem die Nuth Z offen, ist die Nuth Z² geschlossen. Die Anschläge Z³ greifen in die Nuthen Z² ein. Die Anschlagstifte bestehen aus Schrauben, welche durch Oeffnungen in die Muffen hineinragen, so dafs dieselben nach dem Montiren derselben eingesetzt werden können. An jedem Ende des mehrfachen conaxialen Schraubengetriebes befinden sich auf der Welle Gleitringe F und F¹, welche an ihrer inneren Stirnseite Vertiefungen tragen, in welchen in regelmäfsigen Abständen die Rollen η η eingesetzt sind. Die Achsen der letzteren liegen im rechten Winkel zur Welle und werden von Bolzen m gebildet, welche sich von der Peripherie des Gleitringes bis zur Welle erstrecken. Die andere Achse A¹ des Gefährtes ist mit einer Vorrichtung versehen, welche der vorstehend beschriebenen analog ist. Die Aufhängung des zum Antrieb des Wagens dienenden Motors geschieht am zweckmäfsigsten auf folgende Weise:

Mit G ist der den Wagenkasten aufnehmende und mittels Federn an den Laufachsen gelagerte Rahmen bezeichnet. Innerhalb dieses Rahmens sind zwei Querträger HH angebracht, zwischen welchen zwei Elektromotoren mit den Enden ihrer Feldmagnete, befestigt sind.

Die in den Zeichnungen dargestellten Motoren besitzen Feldmagnete mit Folgepolen und sind mit den Querträgern H durch Bolzen 0 verbunden, welche durch an den Enden der Feldmagnete angebrachte und auf den Querträgern H ruhende Laschen Q hindurchgesteckt werden. Die Anker J und J¹ sind auf einer gemeinsamen Ankerwelle K angeordnet, welche an beiden Seiten durch von den Feldmagneten selbst getragene Lagerarme gehalten wird. Auf diese Weise sind die Lager der Ankerwelle von den Seiten des Wagens aus leicht zugänglich. Die Commutatoren werden an der Innenseite der Anker dicht bei einander angebracht, derart, dafs sie gleichzeitig durch eine im Boden des Wagens befindliche Fallthür beobachtet werden können.

Auf der Welle K sind zwischen den beiden Commutatoren Kettenräder PP¹ angebracht,

von welch ersterem aus eine Kette L über ein zweites auf der äufseren Muffe des mehrfachen Schraubengetriebes N befestigtes Kettenrad M gelegt, während vom Kettenrad P¹ eine Kette L¹ über ein auf der äufseren Muffe des Schraubengetriebes N ⁱ befestigtes Kettenrad M¹ geführt ist.

Wenn die beiden Motoren in Gang gesetzt werden, so findet die Drehung der Ankerwelle K in der Weise statt, dafs beide Achsen behufs Fortbewegung des Wagens in demselben Sinne gedreht werden. Bei der in der Fig. 6 und auf der rechten Seite der Fig. ι dargestellten Anordnungsweise setzt der Motor zunächst die . äufsere Muffe k des mehrfachen conaxialen Schraubengetriebes in Bewegung, und die Wirkung der Drehkraft zeigt sich darin, dafs die Muffen k und h nach der einen Richtung, z. B. gegen den Gleitring F¹ geprefst werden, während die Muffen g und i sich in der anderen Richtung gegen den Gleitring F hin bewegen.

Die Rollen η sind zu dem Zwecke angeordnet , um eine übergrofse Reibung der Muffenenden an den Gleitringen zu vermeiden, so dafs demnach eine leichte Drehung dieser Muffen ermöglicht wird.

Wird die Kraft dazu benutzt, um den Wagen in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, so wird auch die Bewegung der beiden Muffenpaare eine entgegengesetzte sein, d. h. die Muffen g und i werden gegen den Gleitring F\ die Muffen h und k dagegen gegen den Ring F geprefst. In beiden Fällen werden die Federn EE¹ zusammengedrückt und bewirken j dafs die Reibungskegel-rf sich zwischen die Abtheilungen der zusammengesetzte;! Reibungsringe e hineinschieben und, gewissermafsen als Keil wirkend, dieselben nach aufsen gegen die Segmente der Naben D D¹ pressen, so dafs die Naben einem Reibungsdruck ausgesetzt und die Räder in Umdrehung versetzt werden. Die Stärke der Reibung wird naturgemäfs von dem Grade abhängig sein, in welchem die Federn zusammengedrückt werden, und dieser Grad des Zusammendrückens wiederum richtet sich nach der Bewegung des Schraubengetriebes. Je gröfser aber die Last des in Bewegung zu setzenden Gefährtes ist, desto gröfser wird auch die Bewegung sein, welche erforderlich ist, um die Federn in einem solchen Mafse zusammenzudrücken, dafs der zur Drehung der Räder erforderliche Reibungsdruck erhalten wird. Die Anordnung der die Achse umgebenden Hülse B ermöglicht es, dafs die Räder auf dieser Achse fest angebracht werden, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist.

Werden die Motoren aus dem Stromkreise ausgeschaltet und hört die Kraft demnach auf, auf die seitlichen Scheiben FF¹ des Schraubengetriebes zu wirken, so schnellen die Federn die mit Gewinde versehenen Muffen in ihre normale Stellung (Fig. 6 und 7) zurück. Die Reibung an den Rädern hört auf, und der Wagen kann zum Stillstand kommen. Bei der Bewegung auf einem Gefälle hingegen können die Räder fortfahren sich zu drehen, ohne dafs der Motor einen Antrieb erhält. Indem die Muffen des mehrfachen Schraubengetriebes durch die Federn zurückgedrängt werden, werden dieselben gleichzeitig veranlafst, sich in einer Richtung zu drehen, welche derjenigen entgegengesetzt ist, in welcher die anfänglich durch den Motor herbeigeführte Drehung stattfand. Hierdurch wird eine Rückwärtsbewegung des Motors erreicht, welche das Anhalten desselben beschleunigt.

Die auf der linken Seite der Fig. 1 und in der Fig. 7 der Zeichnung dargestellte Frictionsvorrichtung unterscheidet sich in mancher Beziehung von der vorstehend beschriebenen, obgleich die allgemeine Wirkungsweise dieselbe ist. Bei dieser Anordnung wird eine Hülse B, welche in der bereits erläuterten Weise die Welle des Schraubengetriebes bildete, nicht angewendet, sondern das Rad C² wird zwischen den fest aufgekeilten ' Haltringen r und b lose auf die Achse A aufgesetzt. Die Muffen D D¹ erstrecken sich ebenso wie im vorigen Falle nach innen über die Welle hinweg, auf welcher die konischen und keilartig wirkenden Reibungsringe dd aufgesetzt sind. In der Arbeitsstellung drücken die Reibungskegel dd in der bereits beschriebenen Weise die Segmente der Ringe e e nach aufsen gegen die Naben D D\ -

Die Anschlagstifte und Nuthen in den Schraubengängen bilden, wie bereits erwähnt, Regelungsvorrichtungen, welche verhindern, dafs die Leistungsfähigkeit des Motors überschritten wird.

Dieses ist ein wesentliches Moment der vorliegenden Erfindung. Wenn nämlich die auf dem Wagen befindliche Last für das Ingangsetzen des Motors, welcher sich zunächst im Ruhezustande befindet und bei seiner Bewegung die Trägheit des Wagens zu überwinden hat, zu grofs ist, um ohne Anwendung einer den Motor gefährdenden Stromstärke in Bewegung gesetzt werden zu können, so würde, falls diese Anschlagstifte nicht vorhanden wären, der Motor fortfahren, den Reibungsdruck auf die Räder zu erhöhen, und da der Motor nicht im Stande sein würde, sich frei zu drehen, so würde er durch den allzu starken Strom wahrscheinlich zerstört werden. Die Regelungsanschläge werden indessen so angebracht, dafs, ehe der Motor diesen Gefahren ausgesetzt wird, .die seitliche Bewegung der mit Schraubengewinde versehenen Muffen vollständig gehemmt wird, so dafs der Reibungsdruck nicht weiter vermehrt werden kann und demnach

die Hülse B sich leer dreht und die Flächen der Ringe D und e auf einander gleiten, ohne dafs eine Fortbewegung des Wagens bezw. ein Mitnehmen des Ringes D durch den Ring e erfolgt. Die Kraft des Motors wird daher lediglich durch die Reibung der Frictionsflächen gegen einander aufgezehrt, bis der Motor einen solchen Wirkungsgrad erreicht, dafs derselbe zum gefahrlosen Antreiben des Wagens hinreicht, oder wenn die Last auch dann noch zu schwer ist, bis die Last herabgemindert oder in einer sonstigen Weise Abhülfe geschafft worden ist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Eine Ausführungsform der durch Patent Nr. 61527 geschützten Einrichtung, gekennzeichnet durch die Einschaltung einer Reibungskupplung zwischen dem Schraubengetriebe und der anzutreibenden Welle, für welche die gröfste Pressung in den Reibflächen durch eine Hubbegrenzung in dem Schraubengetriebe derart festgelegt wird, dafs bei übermäfsigen Widerständen die Leistungsfähigkeit des Motors nicht überschritten wird, vielmehr ein Gleiten in den Reibflächen eintritt.
   Eine Ausführungsform der .durch das Patent Nr. 61527 geschützten Vorrichtung, gekennzeichnet dadurch, dafs das einfache Schraubengewinde durch ein mehrfaches Schraubengetriebe (W bezw. N¹) ersetzt ist, dessen einzelne gleichachsige Schraubenpaare abwechselnd entgegengesetzte Steigung besitzen, zum Zweck, die Anzahl der freien Umläufe, welche die Triebwelle vom Anlassen bis zum Mitnehmen des getriebenen Theiles machen kann, zu vermehren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.