DE84808C

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Publication number: DE84808C
Application number: DENDAT84808D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

Federkraftmotors.

Vorliegende Erfindung betrifft eine ökonomische Art des Kraftmaschinenantriebes für Eisenbahnwagen mit elektrischem Betrieb. Ein Elektromotor wird in Verbindung mit einem die Triebkraft an die Räderachse übertragenden Federkraftmotor angewendet, so dafs · letzterer Kraft in bekannter Weise aufzuspeichern und im Bedarfsfalle im Ueberschufs abzugeben vermag.
^: Auf beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Ansicht des Wagenantriebwerkes mit an beiden Enden abgebrochen dargestellter Achse,

Fig. 2 eine Endansicht mit Darstellung der Achse im Schnitt,

^; ■■ Fig. 3 ein Aufrifs mit Schnitt durch Achse und Muffe,

Fig. 4 ein Längsschnitt durch den Federkraftmotor.

Fig. 5 zeigt ein Stück der Federhaustrommel mit Darstellung des zur Ausschaltung des Antriebes dienenden Mechanismus.

■ Fig. 6 stellt von diesem Mechanismus die Anordnung der Klinkenarme an der Tragschiene dar.

Fig. 7 ist ein Aufrifs des Triebwerkes nebst Ansicht des zur Ein- und Ausschaltung dienenden Mechanismus.

■< Die in den Zeichnungen mit A bezeichnete Achse des Motorwagens trägt auf- jeder Seite das eine und andere der den Fortbewegungsantrieb aufnehmenden Räder A'. Diese Räder laufen auf den Schienen X des Geleises (Fig. 2); Auf der Achse A lagert ferner die Muffe B in solcher Verbindung mit der Welle, dafs sie zwar in Stillstand gehalten werden kann, andererseits aber, wenn sie in einer Richtung gedreht wird, die Welle mitnimmt (Fig. 4). Diese Muffe kann ein- oder zweitheilig ausgeführt sein; letzteres wird nöthig sein, wenn die Räder von vornherein fest an der Achse sitzen. Die in einer Drehrichtung wirksame Kraftkuppelung zwischen Muffe B und Achse A wird durch Walzen b' gebildet, die in Nuthen b von beiderseits angeordneten Flantschen B' der Muffe B laufen und so angeordnet sind, dafs sie in der Treibrichtung klemmend an die Achse angedrückt werden, um dieselbe mitzunehmen.

Die Muffe B bildet die hohle Spindel oder Welle eines trommeiförmigen Federhauses D; die zwei wirksamen, zwischen beiden Theilen eingeschalteten Spiralfedern C sind einerseits durch Vernietungen α mit der Muffe B, andererseits durch Vernietungen c mit dem Federhause oder der Trommel D verbunden. E und E' sind die dieses Federgehäuse an den Enden abschliefsenden Stirnplatten, von denen die eine E' mittelst Schrauben d befestigt sein kann. Diese Stirnplatten EE' tragen nabenförmige Fortsätze FF', deren innere lichte Weite ein genügendes Bewegungsspiel in Beziehung zu der die Achse A umschliefsenden Muffe B zuläfst. Die Naben FF' bilden die Schildzapfen des Federgehäuses, die an zweitheiligen Lagern G, auf Rollen-" laufend,

drehbar sind. Mit g' (Fig. 3) sind die an den Lagerlappen g hindurchgehenden Verbindungsbolzen bezeichnet (Fig. 1). Die Rollen/werden am seitlichen Heraustreten aus ihrem Ringkanal f durch Schildplatten e gehindert, die mit zugleich zur sicheren Vereinigung der Lagerhälften beitragenden Schrauben e' befestigt sind. Mit H sind die Hängebockschenkel bezeichnet, von denen die Lager G — die übrigens nicht nothwendig Rollenlager sein müssen —_: getragen werden. Die Hängebockschenkel H schliefsen oberhalb an die Tragplatte I an, die mit dem Untergestell des Motorwagens oder der Wagenplattform W (Fig. 2) fest verbunden ist.

Da die Treibachse mit Muffe B innerhalb der weiten Oeffnung F' der Federhausnaben F freies Bewegungsspiel hat, so kann das Wagen gestell den Erschütterungen und Laständerungen entsprechend nachgeben, wobei die Treibfedern C zugleich eine Federung vermitteln, während die den Antrieb von einem Hauptmotor aufnehmende Federtrommel D mit diesem Hauptmotor selbst eine unverrückbare Lage zum Gestell behält.

Zur Uebertragung der Drehung vom Elektromotor N auf die Federhaustrommel D dient ein Räderwerk, bestehend aus dem Zahn trieb M' auf der Elektromotorwelle M, in Eingriff mit dem Zahnrad L' der Zwischenwelle L, welche in Büchsen h der Tragschenkel H gelagert ist und mittelst des Triebes K mit der Zahnung J auf dem Umfange der Federhaustrommel D in Eingriff steht. Bundringe i auf der Welle L nehmen einen etwaigen Längsdruck der Welle auf, indem sie sich gegen die Lagerbüchsen h stützen.

Das übertragende Räderwerk, so weit die Räder M' L' in Betracht kommen, ist doppelt angeordnet, so dafs jedes Ende der Elektromotorwelle M, die in Lagern j gehalten wird, ein Triebrad M' trägt.

Das Uebersetzungsverhältnifs zwischen J und K kann auf 10 zu 1 oder mit der Mafsgabe festgesetzt werden, dafs der Elektromotor an dem vermittelnden Federkraftmotor eine Triebkraft zu erzeugen im Stande ist, die der erforderten Höchstleistung beim Anfahren oder unter anderen Verhältnissen entspricht. Bei der Construction des Elektromotors N ist wesentlich, dafs derselbe eine Leistung haben soll, wodurch der Motorwagen mit genügender Kraft angetrieben wird, und welche gleichzeitig ausreicht, bei constanter und continuirlicher Geschwindigkeit Kraft in dem Federkraftmotor aufzuspeichern, indem mit Drehung der Federhaustrommel die Federn C aufgezogen werden.

An den Flantschen B' der Muffe B sind mit ihren Nabenbüchsen O' die Bremsscheiben O festgelegt, deren Büchsenwangen zugleich die Ringräume b' decken, in denen die Klemmgesperrrollen b laufen. Die Bremsscheiben O sind nach der Zeichnung (ebenso wie die Muffe B) zweitheilig ausgeführt, und die Hälften werden mittelst Schrauben k (Fig. 2) vereinigt. Um den Umfang jeder Bremsscheibe O ist ein Bremsband P, wie aus Fig. 2 ersichtlich, angelegt, indem es einerseits mit dem bei / angelenkten Hängeglied Q, andererseits mit dem Hebel R verbunden ist, der bei m', um die Zapfenwelle ni schwingend, am Wagenkörper gelagert ist und aufwärts in den Bereich des Fahrschaffners reicht, so dafs dieser die Bremsen nach Erfordernifs anziehen oder lösen kann.

Wenn durch Anziehen der Bremse die Muffe B festgestellt wird und der Elektromotor sich wirksam weiterdreht, werden die Federn CC, indem die Federhaustrommel D in Beziehung zur Muffe gedreht wird, aufgezogen. Damit bei vollendetem Aufzug der Elektromotor selbstthätig abgestellt wird, ist folgende Einrichtung getroffen.

Zwischen den Hängebockschenkeln H ist eine Tragschiene S (Fig. 3 bis 6) an einer Seite der Federhaustrommel festgelegt. An dieser Tragschiene ist die mit Sperrzahnung η versehene Schubstange T verschiebbar, die unter der Wirkung einer bei der Führung ρ einerseits und dem Stift o¹ andererseits gestützten Feder ο derart steht, dafs, wenn mit der Sperrzahnung zusammenwirkende Klinken aufser Eingriff gebracht werden, die Stange T zurückgeschnellt wird, wobei ein Anschlagkopf q durch Anstofs an der Führung ρ den Bewegungshub begrenzt.

Mit. U ist der Schaltkasten für den Elektromotor '-N bezeichnet; in demselben sind die üblichen zur Regelung dienenden Spulen oder Rheostaten angebracht, und mittelst des Schalthebels r¹ kann der Betriebsstrom für den Elektromotor aus- oder eingeschaltet werden. Mit diesem Schalthebel r' ist nun die Schubstange T mittelst des Lenkers r in Verbindung gebracht, so dafs, wenn die Schubstange durch Federwirkung rückwärts verschoben wird, Ausschaltung des Betriebsstromes, in entgegengesetztem Falle die Einschaltung des Antriebes stattfindet.

Ein die Klinke t nebst Feder t" tragender winkelförmiger Hebel V ist an einem Zapfen u bei einem oberen Ansatz der Schienen 5 drehbar aufgehängt und reicht mit seinem unteren Ende in den Bereich bezw. die Bahn des an der einen Bremsscheibe O angebrachten Anschlagstiftes ν (Fig. 5). Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist mit dem Zapfenschaft der Klinke t (Fig. 7) ein Arm t' verbunden, der mit einem ähnlichen Arm s'. der Klinke s zusammenwirken soll, die sich an der Tragschiene S befindet und von der Feder s" in Eingriff mit der Zahnung η gezogen wird. Die genannten

beiden zusammenliegenden Klinkenarme s' V bieten nun das Mittel dar, die Klinken s t zeitweise aufser Eingriff zu bringen. ,

Als zu diesem Zwecke wirksamer Anschlag ist mit der einen Treibfeder C ein seitlich durch die Gehäusewand E bei deren Ausschnitt y hindurchreichender Finger oder Ansatz χ (Fig. 4) verbunden. Dieser Finger χ befindet sich, wenn die Feder entspannt oder nicht aufgewunden ist, in einer Aufsenlage derart, dafs er, wenn die Federhaustrommel D gedreht wird, oberhalb oder aufserhalb des Bereiches der Auslösearme s' t' vorbeigeht. Wenn aber die Feder infolge Drehung der Trommel ziemlich vollständig aufgezogen ist, wird infolge der Einwärtskrümmung der Feder D der Finger χ eine Lage einnehmen, bei welcher derselbe an den Arm s' anzustofsen und dessen theilweise Drehung zu bewirken vermag. Diese auch auf den Arm V übertragene Bewegung veranlafst alsdann die Lösung des Eingriffes zwischen den Klinken s t und der Zahnung η der Schubstange T, welche hiernach unter der Wirkung der Feder 0 zurückschnellt und den Betriebsstrom ausschaltet, so dafs der Elektromotor stillgesetzt wird.

Gleichzeitig mit der Stillsetzung des Elektromotors wird seitens der Klinke ^, die nebst ihrer Andrückfeder \' auf dem Hängebock H angeordnet ist (Fig. 3), ein Eingriff bei dem Zahnrade L' bewerkstelligt, wodurch der Rückwirkung und Widerabwickelung der Treibfeder C vorgebeugt wird, die eine Rückwärtsdrehung des Getriebes veranlassen würde.

Unter diesen Umständen bietet sich zur Benutzung für den Wagenantrieb lediglich die Spannung der Feder C dar, die man im Sinne der Fortdrehung der Treibachse wirksam werden lassen kann, indem man durch Einstellung des Hebels R die Bremsbänder P entsprechend auf den Bremsscheiben O lockert.

Zur Wiedereinschaltung des Elektromotorantriebes dient die selbstthätige Einrichtung, welche mittelst des bei der einen Bremsscheibe O angeordneten Anschlagstiftes ν wirksam ist. Letzterer tritt nämlich bei jeder Umdrehung der Muffe B auf das Ende des Hebels F, dreht denselben zur Seite und bewirkt dadurch jedesmal die Fortschaltung der Schubstange T um den Abstand eines Zahnes der Zahnung ti. Nach Mafsgabe der Umdrehungen der Scheibe O wird somit durch den Lenker r der Schalthebel r' bis zur Erreichung der vollendeten Einschaltstellung bewegt. Wenn diese Grenzstellung erreicht und die Schubstange T ganz vorgeschoben ist, drückt ein Anschlag w derselben den Hebel F in der Fortschaltrichtung so zur Seite, dafs dessen Ende nicht mehr von dem Stift ν getroffen wird. In diesem Falle ist dann der Motor zu vollem Betriebe eingeschaltet, und die Schubstange kann sich nicht weiter verschieben.

Die vorbeschriebene Antriebeinrichtung, welche namentlich der Voraussetzung entspricht, dafs der Elektromotor mit annähernd gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft, wenn er einmal angestellt ist, ermöglicht also, den Betrieb des Motorwagens vom Bremshebel R aus zu regeln, so dafs der Fahrschaffner seine Aufmerksamkeit nur auf diese Regelung zu lenken hat und nicht zugleich die Schaltungsbedingungen des Elektromotors zu berücksichtigen und zu überwachen braucht. Für die gewöhnliche Fahrt auf der Strecke kann die Geschwindigkeit des Federkraftmotors mit derjenigen des Motorwagens Schritt halten, oder es kann eine abweichende Drehungsgeschwindigkeit der Federhaustrommel im Verhältnifs zur Achsenraddrehung innegehalten werden, so lange das Uebertragungsverhältnifs ein solches ist, dafs Kraft an den Treibfedern C während der Aufwickelung derselben aufgespeichert wird.

Wenn angehalten wird, oder wenn ohne Beeinflussung des Elektromotorbetriebes die Geschwindigkeit der Muffe B infolge Berührung verzögert wird, mufs gleichwohl der Elektromotor ohne Einbufse an Geschwindigkeit so lange die Drehung der Federhaustrommel fortsetzen, bis die Federn C aufgezogen und vollständig gespannt sind. Erst dann wird durch die Bewegung der Khnkenarme s' V mittelst des Fingers χ der Elektromotorantrieb plötzlich abgestellt, indem die Schubstange T ausgelöst wird. Gleichzeitig wird die Klinke ^ zur Verhinderung des Rücklaufes des Federkraftmotors wirksam. Wenn demnach alsdann die Bremskraft an den Scheiben O der Muffe B nachgelassen wird, so wirken die Federn C direct auf die Achse und treiben den Wagen vorwärts. Während jeder folgenden Umdrehung der Muffe B mit Scheiben O O rückt durch Klinkenhebel F die Schubstange !"schrittweise vor, wodurch allmählich der Elektromotor in Gang gesetzt wird und zuletzt seinen vollen Betriebsstrom erhält.

Jede während der Fahrt infolge Fahrtverlangsam ung sich ergebende Aufspeicherung von Kraft an den Federn C bleibt zur Ueberwindung besonderer Fahrtwiderstände jederzeit nutzbar. Bei ihrer Entspannung können die Federn, während noch der Elektromotor ausgeschaltet ist, den Antrieb für die gewöhnliche Wagengeschwindigkeit leisten, wenn der Bremsdruck an den Scheiben O entsprechend geregelt wird. . Die Einschaltung des Elektromotors erfolgt stets erst, wenn die Federn C sich theilweise abgewickelt haben und auf ihre gröfste Spannkraft nicht mehr beansprucht werden.

Wenn der Fahrschaffner bei Erreichung einer für zweckmäfsig gehaltenen Geschwindigkeit

Claims

die Bremsbä'nder P an den Scheiben 0 0 anzieht, bedeutet dies keine Kraftvergeudung, wie beim Anziehen der gewöhnlichen Bremsen an den Wagenrädern. Vielmehr, wird eine Kraftaufspeicherung infolge Aufzuges der Federn C veranlafst, die so lange fortgesetzt wird, bis bei vollendetem Aufzug der Motor selbsttätig abgestellt wird. Als Mittel, die Fahrtbedingungen zu ändern, dient hiernach dem Fahrschaffner ausschliefslich der Hebel jR; die Aus- und Einschaltung des Elektromotors erfolgt mechanisch.

Endlich sei noch bemerkt, dafs der Hauptmotor, sofern er regelmäfsig umläuft, ein wirksames Mittel ist, Stöfse, die an dem Fahrkraftmotor rückwirkend auftreten, abzufangen und unmerklich zu machen. Dabei stellt sich die in dem Motor wirksam werdende Gegenkraft den rückwärts gerichteten, von dem Federkraftmotor ausgehenden Stöfsen entgegen.

Pa τ ε nt-Ansprüche:

-i. Ein Kraftmaschinenantrieb für Motorwagen mit einem, unmittelbarer Geschwindigkeitsregelung nicht unterliegenden Elektromotor, unter Zuhülfenahme eines Federkraftmotors, gekennzeichnet durch die Regelung des Antriebes vom Bremshebel (R) aus in der Weise, dafs einerseits bei eintretender Bremsung die Federn (C), welche zwischen der gebremsten Treibachsenmufle (B) und der vom Elektromotor (N) angetriebenen Federhaustrommel (D) eingeschaltet sind, so lange gespannt werden, bis mittelst eines mechanisch gesteuerten Mechanismus der Elektromotorantrieb plötzlich abgestellt und gleichzeitig durch Klinkensperrung (\) die Spannung des Federkraftmotors aufrecht erhalten wird, während beim Lösen der Bremse zunächst der Federmotor allein auf die Treibachse einwirkt und die Wiedereinschaltung des Elektromotors zum Vollbetrieb nur allmählich nach Mafsgabe der sich entspannenden Federn (C) veranlafst wird.
An dem Antriebswerk nach Anspruch ι der Mechanismus zur plötzlichen Abstellung des Antriebes der Federhaustrommel (D) und nachherigen allmählichen Wiedereinschaltung desselben, bestehend aus einer mit Sperrzahnung versehenen, an dem Elektromotorstromschalter angreifenden Schubstange (T), welche unter Einflufs der Klinken (s 't') und des Fingers (x) der Treibfeder (C) in die Ausschaltlage vorzuschnellen vermag, während durch Sperrwerk (v V) nach Mafsgabe der Muffendrehung die schrittweise Zurückschiebung der Stange (T) mittelst Klinke (t) im Sinne der allmählichen Betriebsstromeinschaltung veranlafst wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.