DE702129C

DE702129C - Einrichtung zur Unterdrueckung von Ruettelschwingungen an Wechselstromfahrzeugantrieben mit Tatzlageraufhaengung des Motors

Info

Publication number: DE702129C
Application number: DE1935S0120280
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-10-29
Filing date: 1935-10-29
Publication date: 1941-01-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugantriebe, bei denen die Fahrzeugmotoren durch Tatzenlager an der Wagenachse aufgehängt sind und über ein Zahnradgetriebe die Achse antreiben. Bei diesen Antrieben ist der Motor außerdem noch in der Regel federnd gegenüber dem Fahrzeugrahmen abgestützt. Bei derartigen Antrieben tritt dann, wenn der Motor in der Fahrtrichtung vor der angetriebenen Fahrzeugachse liegt, die Erscheinung auf, daß der Motor gewissermaßen an dem mit der angetriebenen Fahrzeugachse verbundenen großen Zahnrad hochklettert.

Im folgenden seien kurz diese Verhältnisse an Hand der Fig. 1 der Zeichnung erläutert, ι ist die angetriebene Fahrzeugachse, 2 das damit verbundene Zahnrad, 3 das Wagenrad. 4 bedeutet den Antriebsmotor. Der Antriebsmotor ist mittels eines Tatzenlagers S an der Fahrzeugachse aufgehängt und treibt das Ritzel 6 und das mit der Achse verbundene Zahnrad 2 an. Auf der der Achse gegenüberliegenden Seite ist der Motor durch Federn 7 an dem Wagenrahmen 8 abgestützt. Die Be-

²S wegungsrichtung des Fahrzeuges sowie die Drehrichtungen der Zahnräder sind durch Pfeile angedeutet. Wird das Fahrzeug durch den Antriebsmotor so angetrieben, daß der Motor in der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges vor der angetriebenen Achse liegt, so wird durch das Antriebsmoment des Motors auch das Motorgehäuse einem Moment unterworfen, das in der durch die Achse gelegten Ebene eine Kraft T_1n hervorruft. Dieser Kraft wirkt eine von dem Motorgewicht hervorge- ³S rufene Kraftkomponente Q_t entgegen. Durch diese beiden Kräfte können nun unter Umständen, wie dieErfahrung gezeigt hat, außerordentlich störendeSchwingungserscheinungen hervorgerufen werden. Dies beruht im wesentliehen darauf, daß das Drehmoment des Motors, wenn dieser mit einphasigem Wechselstrom gespeist ist, sich periodisch ändert.

Durchfließt den Motor, wie in Fig. 2 angedeutet ist, ein Wechselstrom (Kurve 1), so ändert sich das Drehmoment, wenn die Stromkurve sinusförmig ist, mit dem Quadrat des Stromes. Infolgedessen ergibt sich als Drehmomentkurve 2 eine Sinuslinie, welche die doppelte Frequenz aufweist wie der Strom. Häufig besitzt nun das Motorgewicht eine derartige Größe, daß der Gewichtsanteil Q_t des Motorgewichts, der als Kraft in der Axialebene wirksam wird, etwa halb so groß wie die maximal durch den Motor entwickelte Kraft T_m ist. Da nun die resultierende Kraft, welche auf das Motorgehäuse ausgeübt wird, durch die Differenz der vom Motormoment hervorgerufenen Kraftkomponente T_m und den Gewichtsanteil des Motors Q_t bedingt ist,

ergibt sich, daß während einer Netzperiode durch das Motorgehäuse auf die Achse eine pulsierende Kraft ausgeübt wird, die nach der Kurve 2a verläuft. Diese Kraft ändert sich dabei nach einem Sinusgesetz mit der doppelten Frequenz wie der den Motor durchfließende Strom. Infolgedessen werden auf die Achse während einer Netzperiode zwei Schläge nach oben und zwei Schläge nach ίο unten ausgeübt. Die beschriebene Erscheinung kann sich in zahlreichen Fällen, insbesondere beim Anfahren des Motors, außerordentlich unangenehm durch heftige Rüttelgeräusche bemerkbar machen.

>5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Störungen zu vermeiden. Errindungsgemäß werden Fahrzeugantriebe für Wechselstrom mit Tatzenlageraufhängung der Motoren an den von diesen über Zahnräder ·'■' angetriebenen Achsen, an denen getrennt von dem elektrischen Antriebsmotor der Fahrzeugrahmen oder Kasten federnd abgestützt ist, derart ausgebildet, daß an dem Motorgehäuse, vorzugsweise neben den Tatzen- ~; lagern.. Zusatzgewichte oder Zusatzfedern angreifen. Die Anbringung der Zusatzgewichte oder Zusatzfedern hat zur Folge, daß die Bedingungen für das Auftreten der gefürchteten Schwingungen beseitigt sind. 3ο Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine weitere wesentliche Verbesserung dadurch erzielt, daß zusätzlich auf das Motorgehäuse eine Dämpfungsvorrichtung einwirkt.

Der Erfindungsgedanke kann auch mit Vorteil in der Weise verwirklicht werden, daß das bzw. die Zusatzgewichte mit dem Motor- j gehäuse nicht starr, sondern über Kopplungs- j federn verbunden werden, so daß die Zusatz- ; gewichte mit den Kopplungsfedern Schwin- J gungssysteme bilden. ]

Im folgenden soll die Erfindung näher an j Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert werden.

In Fig. 3 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, bei der ein zusätzliches Gewicht ίο auf das Motorgehäuse in der durch die Achse ι gelegten Ebene einwirkt. Durch das Zusatzgewicht io wird die resultierende, auf das Motorgehäuse ausgeübte Kraft derart verändert, daß eine harmonische Schwingung. ; wie sie in Fig. 2 a \viedergegeben ist, sich ' nicht ausbilden kann. \

Statt eines Gewichts kann, wie in Fig. 4 ■ sä angedeutet ist, auch eine Feder vorgesehen | werden, durch welche eine zusätzliche Kraft komponente auf das Motorgehäuse ausgeübt j wird. Die Feder kann für die Erzeugung einer Zug- oder Druckkraft ausgebildet sein. Selbstverständlich können die bei den Anordnungen gemäß Fig. 2 bis Fig. 4 angewendeten Mittel auch in Kombination miteinander angewendet werden.

Die im vorstehenden erläuterten Anordnungen ermöglichen bereits in zahlreichen Fällen eine derartige Änderung der Schwingungsverhältnisse des Motorgehäuses gegenüber der Fahrzeugachse, daß durch die Schwingungen keine schädlichen Wirkungen, insbesondere Geräusche, mehr hervorgerufen werden können.

Ein wesentlich wirksameres Mittel zur Dämpfung der Schwingungen besteht gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung darin, mit dem Motorgehäuse eine Dämpfungseinrichtung zu verbinden.

Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 5. Die Dämpfungsvorrichtung wird durch ein Bremsglied 20 und daran anliegende Bremsfedern 21 gebildet. Das Bremsglied ist neben der Fahrzeugachse mit dem Motorgehäuse verbunden, während die Bremsfedern an dem Fahrzeugrahmen befestigt sind. Zweckmäßigerweise weist das Bremsglied einen Bremsbelag aus einem Material mit sehr hohem Reibungskoeffizienten, beispielsweise Ferrodoasbest, auf. Vorteilhafterweise wird die Reibvorrichtung so ausgebildet, daß die Reibungskraft eingestellt werden kann. Zur weiteren Vervollkommnung kann außerdem an dem Motorgehäuse noch ein \veiteres Zusatzgewicht 22 angebracht sein, das in gleicher Weise wie das Gewicht bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung wirkt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 werden in wirksamster Weise die auftretenden Schwingungen durch die Dämpfungseinrichtung verhindert, welche die Schwingungsenergie in Wärme umwandelt.

Fig. 6'zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein zusätzliches Gewicht mit dem Motorgehäuse elastisch verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist also gewissermaßen mit dem schwingungsfähigen Motorgehäuse ein zweites Schwingungssystem elastisch ge- >°5 koppelt. Durch geeignete Bemessung der Schwingungsgrößen des gekoppelten Systems hat man es in der Hand, das Auftreten harmonischer Schwingungen gemäß Fig. 2a zu unterdrücken. 30 bedeutet in Fig. 6 das Zu- no satzgewicht, 31 die zwischen diesem and dem Motorgehäuse eingeschalteten Federn. Auch in diesem Falle kann mit Vorteil noch eine zusätzliche Dämpfung vorgesehen werden. Unter Umständen kann die Dämpfungsein- "5 richtung so ausgebildet werden, daß auf das Zusatzgewicht Reibungskräfte ausgeübt werden. Die Federspannung wird zweckmäßigerweise veränderlich gemacht.

Ferner kann es auch vorteilhaft sein, ein >*o zweites Schwingungssystem, das aus Federn und einem Gewicht gebildet wird, an der der

angetriebenen Achse gegenüberliegenden Motorseite anzuordnen.

In besonders vorteilhafter Weise kann der Fahrzeugantrieb derart ausgebildet werden, daß die zusätzlichen Gewichte, Federn o. dgl. an den Motorgehäuseteilen angreifen, welche zur Aufhängung des Getriebeschutzkastens dienen. Hierdurch wird die Anbringung besonderer zusätzlicher Teile an dem Motorgehäuse überflüssig.

Auch bei Gleichstrommotoren kann gegebenenfalls die Erfindung Anwendung finden.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zur Unterdrückung von Rüttelschwingungen an Wechselstromfahrzeugantrieben mit Tatzenlageraufhängung des Motors an der von diesem über Zahnräder angetriebenen Achse, an der getrennt von dem elektrischen Antriebsmotor der Fahrzeugrahmen federnd abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Motorgehäuse, vorzugsweise neben dem Tatzenlager, Zusatzkräfte (Zusatzgewichte io) oder Federn angreifen.
2. Fahrzeugantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf das Motorgehäuse eine Dämpfungsvorrichtung einwirkt.
3. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einem mit dem Motorgehäuse verbundenen Bremsglied (20) besteht, an dem mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundene Federn (21) oder Bremsbacken schleifen (Fig. 6).
4. Fahrzeugantrieb nach Anspruch r oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Zusatzgewichte (30) mit dem Motorgehäuse über Kopplungsfedern (31) verbunden sind, so daß auch das Zusatzgewicht mit den Kopplungsfedern ein, Schwingungssystem bildet (Fig. 6).
5. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf der der Fahrzeugachse abgewandten Motorseite ein gekoppeltes Schwingungssystem vorgesehen ist.
6. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einem mit dem Motorgehäuse verbundenen Bremsglied besteht, an dem mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundene Federn oder Bremsbacken schleifen.
7. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motorgehäuse insbesondere neben der Fahrzeugachse ein zweites Schwingungssystem gekoppelt ist, das aus einem Zusatzgewicht sowie Kopplungsfedern besteht.
8. Fahrzeugantrieb' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 2 und folgende angegebenen gg Mittel in beliebiger Kombination verwendet werden.
9. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf der der Fahrzeugachse abgewandten Motor- η_α seite ein gekoppeltes Schwingungssystem vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen