DE74121C - Drehgestell für elektrische Eisen-" bahnen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine eigentümliche Einrichtung zur Uebertragung von Kraft und ermöglicht, zwei Achsen mit beliebigen Geschwindigkeiten dadurch anzutreiben, dafs man die eine Achse mit dem Anker oder Inductor, die andere mit den beweglich angeordneten erregenden Magneten des Elektromotors verbindet. Wie des Weiteren ausgeführt werden wird, bezweckt vorliegende Erfindung im Besonderen den Antrieb der Achsen von sich selbst fortbewegenden, auf Schienen laufenden Wagen, bei denen ein einziger Elektromotor die beiden Achsen eines Radgestelles antreibt; es ist dies aber nur die eine der Anwendungen vorliegender Erfindung, welche sich unter Zuhülfenahme von gebräuchlichen Uebertragungsvomchtungen dem Antriebe zweier Achsen anpafst, von denen die eine gegen die andere beliebige Stellungen einnimmt. Es kann die Einrichtung auch so getroffen werden, dafs der Anker und die erregenden Magnete desselben Elektromotors ihre Wirkungen vereinigen, um auf ein und dieselbe Achse zu wirken.

Die Erfindung soll beispielsweise so beschrieben werden, als wenn es sich um den elektrischen Antrieb eines Strafsenbahnwagens handelt.

Verwendet man als Elektricitätskraftwelle zum selbsttätigen Fortbewegen von Strafsenbahnwagen eine Stromsammeibatterie, so hat die Erfahrung gezeigt, dafs ein Wagen mit 50 Plätzen (welche Zahl am besten der Annehmlichkeit beim Verkehr entspricht) unter Einschlufs der Fahrgäste kaum weniger als 16, t wiegen kann, falls er die Bedingungen eines guten Betriebes erfüllen soll.

Bei so beträchtlichem Gewichte eines Wagens, der auf gewöhnlichen Strafsen fahren soll, mufs auf eine sorgfältige Vertheilung der Last auf die Achsen Rücksicht genommen werden.

In den Zeichnungen sind die verschiedenen Theile eines Wagens, auf welche sich die Erfindung bezieht, angegeben und ist

Fig. ι ein Grundrifs eines der Radgestelle mit dem Anker und den erregenden Magneten im wagerechten Schnitt,

Fig. 2 ein Längsschnitt nach Linie A-B der

Fig· ι, Fig. 3 ein Schnitt durch den Anker und die erregenden Magnete nach Linie C-D der Fig. 1; diese Schnittfigur zeigt die Lage der Achsen gegen die Antriebswellen,

Fig. 4 eine Stirnänsicht des Radgestelles (links von Fig. 1 gesehen),

Fig. 5 eine Stirnansicht des Radgestelles (rechts von Fig. 1 gesehen),

Fig. 6 einen Grundrifs des Gestelles sowie der Federgehänge für das Radgestell, wobei der Antriebsmechanismus weggelassen gedacht ist,

Fig. 7 eine Längsansicht des Radgestellrahmens und der Federgehänge,

Fig. 8 dasselbe Radgestell, halb in Stirnansicht (linksseitig), halb im Querschnitt (rechtsseitig) und

Fig. g eine Gesammtansicht des auf seinen beiden Radgestellen aufruhenden Wagens.

Beide Radgestelle stimmen in ihrer Anordnung überein.

Um die beiden Achsen ι und. 2 zu Treibachsen zu gestalten, ohne dafs sich für jedes Radgestell zwei Strom aufnehmende Maschinen oder Elektromotoren nöthig machen, wird die eine Achse 1 vom Anker angetrieben und die Gegenwirkung der erregenden Magnete für die Drehung der zweiten Achse ausgenutzt.

In dieser Vorrichtung liegt das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung.

Wenn man in einer stromaufnehmenden Maschine die erregenden Magnete so aufhängt, dafs sie sich auf der Achse des Ankers drehen können, so werden, sowie man den Strom in den Elektromotor schickt, der Anker und die erregenden Magnete in umgekehrter Richtung sich gegen einander in Drehung versetzen.

Um in demjenigen Falle, in welchem der Elektromotor zum Antreiben der beiden Achsen eines Radgestelles dient, zu diesem Ergebnifs zu gelangen, wird der Anker 3 (Fig. 1 bis 5) unter Vermittelung eines Winkelräderpaares 4, 5 oder eines jeden anderen beliebigen Uebertragungsorganes (Kette, Riemen etc.) an die eine Achse 1 angeschlossen.

In gleicher Weise werden die erregenden Magnete 6 beispielsweise durch eine gleiche Zahnradübersetzung 7, 8, 9, 10 an die andere Achse 2 angeschlossen, wobei man in jedem Falle besondere Vorkehrungen trifft, um die gleiche Drehrichtung für beide Achsen zu sichern, die auf diese Weise mittelst eines einzigen Elektromotors Antrieb erhalten.

Es ist von Wichtigkeit, hier hervorzuheben, dafs unter diesen Bedingungen die Arbeitsgeschwindigkeit des Elektromotors, welche der Umdrehungsgeschwindigkeit des Ankers gegenüber den erregenden Magneten gleich ist, in diesem Falle die Summe ihrer absoluten Geschwindigkeiten ausmacht. Wenn man also als Umsetzungsverhältnifs zweier Zahnräderübersetzungen Y₃ annimmt, wie dies in Fig. 1 und 2 der Fall ist, und wenn man ferner annimmt, dafs die Achse 1 100 Touren pro Minute macht, so wird, der Anker 3 in der einen Drehrichtung 300 Touren machen, während sich die erregenden Magnete 6 in umgekehrter Richtung mit einer Geschwindigkeit von 900 Umdrehungen drehen. Die relative Geschwindigkeit zwischen diesen beiden Antriebsorganen wird also 1200 Touren betragen, wodurch ein leichter Elektromotor gebildet wird, der unter sehr angemessenen Geschwindigkeitsverhältnissen in Bezug auf Centrifugalkraft und andere sonstige Factoren arbeitet. Ueberdies wird die Bewegung auf zwei sehr nahe an einander liegende Achsen übertragen, welche zu Radgestellen gehören, die sich leicht in den Krümmungen einstellen, so dafs der in diesen Theilen des" Gleises auftretende Widerstand vermindert wird, wobei für die Adhäsion das Gesammtgewicht des Wagens ausgenutzt wird.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen die besondere Anordnung, welche für die Vertheilung" der Last getroffen ist. Aus Gründen eines bequemen Betriebes mufs die Stromsammeibatterie vom Wagengestell vollständig unabhängig gemacht und demzufolge vom Drehgestell (Truck) aufgenommen werden.

Ebenso mufs die Batterie in Anbetracht eines guten Schutzes ihrer Platten möglichst elastisch aufgehängt werden.

Zu¹ diesem Zwecke stellen die Erfinder jedes Dreh- oder Radgestell aus zwei parallel zu einander liegenden Rahmentheilen 11 und 12 her, welche gleichzeitig Schutzplatten bilden, die durch vier Querbalken 13 unter einander verbunden sind und einen festen und sicheren Rahmen bilden. Letzterer ruht mittelst der Federn 15 auf den Schmierbüchsen 14 auf und trägt zwei Kästen 16. In jeden dieser Kästen ist ein Viertel der gesammten Stromsammeibatterie eingesetzt; die Kästen selbst sind in zu diesem Zwecke vorgesehene Oeffnungen einsetzt.

Das Wagengestell mit den Fahrgästen ruht unter Vermittelung von zwei Stellspindeln 17 unmittelbar auf den Achsen auf; diese Spindeln sind an ihrem oberen, ausgehöhlten Theile mit Röllchen 23 besetzt, welche die radiale Einstellung der Drehgestelle in den Krümmungen auf zwei unter den Schmierbüchsen aufgehängten Tragfedern 18 ermöglichen. Das Wagengestell ruht dadurch auf vier Federn auf, die vollständig unabhängig von den oben genannten Federn 15 sind, die ihrerseits nur das Radgestell und die Stromsammeibatterien zu tragen haben.

Der Elektromotor endlich ist auf einem kräftigen Rahmen 19, Fig. 1 bis 4, gelagert, der durch zwei Lager 20, 20 auf die Achse. 1 des Drehgestelles aufgesetzt ist und sich gegen die Achse 2 mittelst eines dritten Lagers 21 mit zwischengelegter Feder 22 anlegt, so dafs der Elektromotor ganz und gar frei und elastisch zwischen den Achsen aufgehängt ist.

Nachstehende Rechnung erweist den Vortheil der beschriebenen Aufhängungsweise gegenüber der jetzt üblichen Aufhängung. Es sei angenommen, dafs sich das Gesammtgewicht des Wagens aus folgenden Elementen zusammensetzt :

Wagengestell nebst Zubehör 2,5 t,

Fahrgäste 3,5 t,

2 Elektromotoren nebst Rahmen 2,51,

4 Paar Räder 4,0 t,

Drehgestelle und Batterie 5,5 t.

Diese Last wird wie folgt vertheilt:

Das Gewicht des Wagengestelles nebst Zubehör sowie der Fahrgäste in Höhe von. 6 t wird auf die vier Tragfedern 18 aufgesetzt, denen man ganz gut 1 m Länge geben kann. Das Gewicht der beiden Elektromotoren nebst

deren Gestellen in Höhe von 2,5 t ruht auf vier festliegenden Stützpunkten zweier Schraubenfedern 22 von ungefähr 50 mm Ganghöhe auf.

Das Gewicht der vier Räderpaare in Höhe von 4 t ruht an acht Punkten unmittelbar auf dem Gleise auf.

Endlich wird das Eigengewicht der Drehgestelle sowie der Behälter zur Aufnahme der Stromsammler in Höhe von 5,5 t auf die acht Schraubenfedern 15 mit etwa 120 mm Ganghöhe vertheilt. Bei Berechnung des von den einzelnen Federn getragenen Gewichts ergiebt sich, dafs eine jede Tragfeder 18 eine Last von 1,5 t, eine jede Schraubenfeder 22 eine Last von 0,4 t und eine jede Schraubenfeder 15 eine Last von 0,7 t trägt.

Hieraus ergiebt sich, dafs jede dieser Federn so angeordnet ist, dafs die Vibrationen gewissermafsen vollständig abgeschwächt werden, weil man für eine zu tragende, verhältnifsmäfsig geringe Last weite Grenzen für die Biegung zur Verfügung hat.

Ueberdies hängen die Erfinder die vier Stromsammelbatteriekästen unterhalb der Drehgestelle elastisch auf, um ihnen hierdurch die Vortheile doppelter Aufhängung zu sichern.

In Bezug auf den Betrieb ist ersichtlich, dafs der Anker 3 durch Zahnräder auf die Achse ι wirkt, während die erregenden Magnete 6 durch ein doppeltes Zahnrädergetriebe 7, 8, 9, 10 auf die andere Achse 2 wirkßn.

Die Erfinder wollen diese Anordnung auch umkehren und das Verhältnifs der Geschwindigkeiten bezw. die Einrichtung der einzelnen Theije abändern.

Jede in Umdrehung befindliche Achse zieht unter Vermittelung der Lager 20,. 20, der Schmierbüchsen 14 und der Rahmentheile 11 und 12 das zugehörige Drehgestell mit sich. Ueberdies bilden auch die Theile 11 und 12 Schutzplatten für den Querbalken 24, welcher den Drehzapfen 25 trägt, so dafs das Wagengestell durch das Truckgestell 11, 12 für Queroder Mittelbalken 24 und Drehzapfen 25 mitgenommen wird. Das Wagengestell ermöglicht überdies die Verbindung zweier Drehgestelle unter einander, wobei dieselben Theile zur Verwendung kommen.

Das Wagengestell ruht, wie schon oben hervorgehoben, mit seinen Langträgern auf den Stellbolzen 17 mittelst der Rollenlager 23 auf, welche auf diese Weise Biegungen in den Gleiskrümmungen sichern.

Das Einsetzen der Stromsammeibatterien kann in einer Grube erfolgen, über welche der Wagen fährt. Ein hydraulisches Hebewerk kann die Kästen oder Behälter 16 aus dem Wagen heben und sie auf den Boden der Grube zum Laden der Sammelbatterie absetzen, die quer zum Gleis angelegt ist.

Das Hebewerk bringt dann die Kästen mit den frisch geladenen Sammelbatterien auf ihren Platz zurück.

Man kann an den Kästen Laufröllchen anbringen, um. sie selbstständig zu bewegen, wenn sie vom Wagen herabgenommen sind.

Durch Einsetzen der Stromsammelbehälter auf die Drehgestelle kann man eine sehr einfache Vorrichtung zur Bedienung der Stromsammelbatterien schaffen.

In Vorstehendem ist eine Antriebsweise durch Elektromotor mit drehendem Anker und drehenden erregenden Magneten beschrieben, wie sie sich zum Betriebe eines sich selbstthätig fortbewegenden Wagens eignen; es können natürlich die Vorrichtungen auch in allgemeinerer und ausgedehnterer Weise zur Anwendung gelangen. Auch behalten sich die Erfinder vor, die beschriebene Vorrichtung zum Antriebe zweier Wellen oder Achsen eines Eisenbahnwagens oder eines anderen Gefährtes zu verwenden, der durch eine beliebige Elektricitätskraftquelle Antrieb erhält, wie auch die Vorrichtung für zwei beliebige, parallel oder nicht parallel zu einander liegende oder für nur eine einzige Welle dienen kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei durch Elektromotoren mit frei und gegen einander sich drehendem Anker und erregenden Magneten betriebenen Strafsenbahn- und anderen Wagen, zum Zwecke einer richtigen Vertheilung der Last auf die Laufachse, in Verbindung mit einem den Elektromotor tragenden und gegen die Laufachsen sich verschiebenden Rahmen oder Gestell (19) Anordnung eines die Strombatterien für den Motorbetrieb aufnehmenden Drehgestelles (12, 13, 25), welches aufser seiner federnden Auflagerung auf den Schmierbüchsen durch nachstellbare Spindeln (17) auf den Achszapfen unmittelbar aufruht, wobei die Einstellung dieses Drehgestelles in den Krümmungen der Bahn durch an den oberen Enden der Spindeln gelagerte Laufröllchen (23) und durch an ■ die unteren Spindelenden sich anschliefsende, unterhalb der Schmierbüchsen aufgehängte Tragfedern (18) gesichert wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.