Titel: | Ueber Fahrwiderstände an Laufkranen. |
Autor: | Martin Pape |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 216 |
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Ueber Fahrwiderstände an Laufkranen.
Von Dipl.-Ing. Martin Pape,
Berlin.
(Schluß von S. 199 d. Bd.)
Ueber Fahrwiderstände an Laufkranen.
Dritter
Abschnitt.Beurteilung verschiedener Ausführungen nach den Ergebnissen der
Untersuchung.
In den vorhergehenden Abschnitten wurden die einzelnen Kräfte, welche den
Fahrwiderstand erzeugen, und die dadurch hervorgerufenen Reibungsmomente
ermittelt. Die daraus gewonnene Kenntnis über das Wesen der einzelnen Verlustquellen
soll im folgenden verwendet werden, um die Güte der im Kranbau üblichen
Konstruktionen hinsichtlich des Fahrwiderstandes zu beurteilen. Dabei ist es
hinreichend, die Spurkranzreibung, Zapfenreibung und Nabenstirnreibung der
einzelnen Ausführungsarten zu dergleichen, da die Quergleitung und der
Rollwiderstand durch die Verschiedenartigkeit der Ausführung unbeeinflußt bleiben.
Dementsprechend sind in der folgenden Tab. 5, die aus den oben genannten Ursachen
hervorgehenden Verlustmomente für verschiedene Konstruktionen zusammengestellt. Die
einzelnen Momente sind für den ungünstigsten Kräftezustand (Seite 172) unter der
Annahme Rn > Rg und für diejenige
Katzenstellung berechnet, welche in der größten Schräglage die ungünstigsten Werte
ergibt. Der Rechnung ist das auf Seite 177 angegebene Beispiel zugrunde gelegt.
Bezüglich der Spurkranzreibung dürfte für alle
Ausführungen das gleiche gelten: daß nämlich die Ausbildung des Spurkranzes und der
Schiene wohl niemals in der Absicht geschehen ist, das Spurkranzreibungsmoment zu
beschränken. Letzteres ist jedoch, wie im Abschnitt I 3 gezeigt wurde, recht gut
möglich durch einen kleinen Abrundungshalbmesser ρ der
Schiene und einen geringen Steigungswinkel γ des
Spurkranzes. Die einzelnen Konstruktionen unterscheiden sich vielmehr in der Größe
der Zapfenreibung und Nabenstirnreibung, wie aus der folgenden Erörterung
hervorgeht.
1. Die Räder sind auf einer Welle
befestigt, deren Zapfen in Lagern laufen.
Die Abnahme des Biegungsmomentes nach den Auflagerstellen der Welle zu gestattet,
den Durchmesser der Zapfen kleiner zu halten als den der eigentlichen Welle.
Damit wird im gleichen Maße das Zapfenreibungsmoment verringert. Die
Konstruktion läßt sich nun weiter so ausbilden, daß auch die durch die
Wagerechtkräfte bedingte Nabenstirnreibung abnimmt. Die Möglichkeit hierzu ist
in der äußersten Beschränkung des Halbmessers rm und der Reibungsziffer μ2 gegeben. Dieses Ziel verfolgt die
in Fig. 28 wiedergegebene Konstruktion, welche
meines Wissens in dieser Art noch nicht ausgeführt ist.
Bei den bisherigen Anordnungen stützt sich die Nabenstirn unmittelbar gegen
das Lager. Will man rm vermindern, so liegt es zunächst nahe, die abgesetzte Welle an das
Lager anlaufen zu lassen. Dies ist aus zwei Gründen zu vermeiden: Die bei der
größten Schräglage auftretenden Wagerechtkräfte (Fig.
20 und 26), über deren Größe Tab. 3
und 4 Aufschluß geben, bedingen bei der dann bestehenden geringen Auflagerfläche
Pressungen, welche das zulässige Maß bei weitem überschreiten würden. Ferner
müßte ein Keil den Achsialdruck des Rades übertragen; dies ist wegen der Größe
und der wechselnden Richtung der Wagerechtkräfte unsicher. Deshalb ist zwischen
Nabe und Lager je ein Ring eingelegt (Fig. 28).
Diese Ringe stützen sich gegen einen vorstehenden Bund des Lagers, welcher mit
Rücksicht auf die spezifische Pressung zu bemessen ist. Dadurch wird rm für das früher
berechnete Beispiel (Seite 177) von 7,0 auf 5,5 cm verkleinert. Bei guter
Bearbeitung der Berührungsflächen B und etwaigem
Staubschutz wird sich außerdem die Reibungsziffer μ2 auf 0,08 beschränken lassen. Wie
aus Tab. 5, Spalte lila ersichtlich ist, wird durch die Ausbildung des Fahrwerks
nach Fig. 28 die Nabenstirnreibung wie die
Zapfenreibung gegenüber der früheren Konstruktion auf Seite 149 nicht
unwesentlich vermindert.
Textabbildung Bd. 325, S. 217
Fig. 28.
Tabelle 5.
Textabbildung Bd. 325, S. 217
Ungünstigster Kräftezustand
(Ungünstigste Katzenstellung); Reibungsmomente vor Erreichung der größten
Schräglage; Züsätzl. Reibungsmomente nach Erreichung der größten Schräglage;
Spurkranzreibung; Zapfenreibung; Nabenstirnreibung; Gesamt.
Fahrwiderstandsmoment M; Spurkranzreibung; Nabenstirnreibung;
Höchstwert.
Die weitere Verfolgung des Zieles, die Reibungsmomente nach Möglichkeit
herabzusetzen, führt zur Umgestaltung der Stütz- und Traglager in Kugellager.
Schon vor Erreichung der größten Schräglage können die an den Nabenstirnen der
geführten Räder auftretenden Wagerechtkräfte so bedeutend sein, daß die
Verwendung von Kugellagern zweckmäßig ist. Dies ist in gesteigertem Maße der
Fall beim Verfahren des Kranes in der größten Schräglage, wo an den Nabenstirnen
der geführten Räder noch die Kräfte H zusätzlich
auftreten. In der Tab. 5 ist das Moment der Nabenstirnreibung und der
Zapfenreibung bei Benutzung von Kugellagern (μ =
μ2 = 0,002)
ebenfalls angegeben. Aus der Tabelle geht ferner hervor, daß das
Fahrwiderstandsmoment \frakfamily{M}, welches sämtliche
Reibungsmomente vor Erreichung der größten Schräglage in sich schließt, um rund
⅔, der Höchstwert Mmotor um rund ½ vermindert werden.
Die eben besprochenen Konstruktionen zielen auf eine Beschränkung des Hebelarmes
der einzelnen Reibungskräfte und der Reibungsziffer hin und erreichen dadurch
eine Verringerung des Fahrwiderstandes. Die Anordnung des Fahrwerkes läßt sich
jedoch auch so treffen, daß die wirksamen Kräfte
selbst kleiner werden.
2. Die Räder der nicht geführten
Seite besitzen in ihren Lagern achsiales Spiel.
Bei dieser Ausführungsart ist der Ungenauigkeit in der Spurweite durch eine
achsiale Beweglichkeit der nicht geführten Räder Rechnung getragen. Dafür
erhalten andrerseits sämtliche Räder enges Profil. Dann wird bei beiden nicht
geführten Rädern stets die durch die Quergleitung erzeugte Querkraft unmittelbar
vom Spurkranz desselben Rades aufgenommen. Das hat zur Folge, daß nennenswerte
Querkräfte von den nicht geführten Rädern auf die Eisenkonstruktion der
Fahrbühne nicht übertragen werden können. In dieser Absicht ist die Anordnung
achsial beweglicher Räder getroffen worden. Die Konstruktion hat ferner den
Vorteil, daß sie die Nabenstirnkräfte und damit das Fahrwiderstandsmoment 9 K
vermindert. Für den ungünstigsten Kräftezustand
(Fig. 14) gelten dann folgende Werte:
\frakfamily{M}_1=Q_1\,\left(\mu\,r+f+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)+Q_2\,\mu_1\,\mu_2\,r_m+(Q_1+Q_2\,{\mu_1}^2\,h)
\frakfamily{M}_2=Q_2\,\left(\mu\,r+f+\mu_1\,\mu_2\,r_m+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)
\frakfamily{M}_3=Q_3\,\left(\mu\,r+f+{\mu_1}^2+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)
\frakfamily{M}_4=Q_4\,\left(\mu\,r+f+{\mu_1}^2+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)
Die Werte \frakfamily{M}_3 und
\frakfamily{M}_4 sind von dem Schrägstellungssinn der
Räder unabhängig. Dagegen hat die Schrägstellung der Räder 1 und 2 (Fig. 13) Einfluß auf den Fahrwiderstand.
Letzterer wird am kleinsten, wenn für die geführten Räder der Fehlerwinkel α2
entgegengesetzten Sinn hat. In diesem Fall verschwindet die Spurkranzreibung des
Rades 1. Man erhält demnach für den günstigsten Kräftezustand:
\frakfamily{M}'_1=Q_1\,\left(\mu\,r+f+\mu_1\,\mu_2\,r_m+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)
\frakfamily{M'}_2=\frakfamily{M}_2
\frakfamily{M'}_3=\frakfamily{M}_3
\frakfamily{M'}_4=\frakfamily{M}_4
Die Vorgänge während der Kranfahrt in der größten
Schräglage bleiben durch die seitliche Beweglichkeit der nicht geführten Räder
natürlich unberührt.
Zweckmäßig verbindet man die vorliegende Konstruktion mit der in Fig. 28 dargestellten. Die Figur ist dann dahin
abzuändern, daß bei den nicht geführten Rädern die Ringe zwischen den Lagern und
den Nabenstirnen fortfallen. Außerdem ist das Spiel zwischen Laufrad und Zahnrad
um die achsiale Verschiebungsgröße zu erhöhen. Die nicht geführten Räder werden
auf ihrer Welle festgekeilt, was bei den nur geringen Wagerechtkräften, die hier
in Frage kommen, zu keinem Bedenken Anlaß gibt. Tab. 5 Spalte IIIb zeigt, daß
der Fahrwiderstand für die letzte Konstruktion noch günstiger ist wie für die in
Fig. 28 wiedergegebene. Es muß jedoch
andererseits erwähnt werden, daß durch den Wechsel der im Lager laufenden
Zapfenflächen die Lager selbst leicht verschmutzen. Darunter muß die
Reibungsziffer μ leiden. Es könnte der Fall
eintreten, daß der durch die achsiale Beweglichkeit der Räder gewonnene Vorteil
durch die Vergrößerung der Lagerreibung wieder zunichte gemacht wird.
3. Die Räder besitzen nur je einen
Spurkranz.
Für die Berechnung ist es gleichgültig, ob die Spurkränze der Räder sämtlich
innerhalb oder sämtlich außerhalb der Führung liegen. Man überzeugt sich leicht,
daß sowohl für den ungünstigsten sowie für den günstigsten Kräftezustand (Fig. 14 bezw. 15)
die Momente \frakfamily{M}_1,
\frakfamily{M}_2,
\frakfamily{M}_3,
\frakfamily{M}_4 die gleichen Werte behalten wie auf Seite
172. Es bleibt somit das gesamte Fahrwiderstandsmoment vor Erreichung der
größten Schräglage ungeändert. ist jedoch die größte Schräglage eingetreten, so
geschieht die Führung des Wagens für die in Fig.
20 angegebene Fahrtrichtung im Gegensatz zu früher entweder durch die
Räder 2 und 4 Rg > Rn oder durch die Räder 3 und 1 (Rn
> Rg). Im ersten Fall bleibt die Rechnung die gleiche
und die auf Seite 179 und 180 entwickelten Werte für Mv gelten auch hier, weil
\frakfamily{M}_2 und \frakfamily{M}_3
dieselbe Größe behalten. Ist jedoch Rn > Rg, so ändert sich die Gleichung für den
Grenzwert Mv; denn
das zusätzliche Reibungsmoment \frac{\frakfamily{M}_z}{2}
tritt jetzt nicht mehr am Rade 2, sondern am Rade
3 auf. Entsprechend der Ableitung auf Seite 179
und 180 erhält man:
\left.
{{M_v=Q_4\,\mu_1\,R-\frakfamily{M}_3-\frac{\frakfamily{M}_z}{2}\mbox{
oder}}\atop{M_v=c_2\,[Q_4=\mu_1\,R-\frakfamily{M}_3]\ \ \ \ \ \ \ }}
\right\}
wenn das An-triebsrad 4gleitet
48)
und
, wenn das
Antriebsrad 1 gleitet . 49)
Die Gleichsetzung der Werte Mv ergibt:
\frac{Q_1+Q_2}{Q_3+Q_4}=\frac{2\,Q_1}{2\,Q_4}=\frac{c_2\,\left[\mu_1\,R-\left(\mu\,r+f+\mu_1\,\mu_2\,r_m+\frac{\mu_1\,R}{200}\right)\right]}{\mu_1\,R+\mu\,r+f+\mu_1\,\mu_2\,r_m+\frac{\mu_1\,R}{200}}
50)
wodurch die ungünstigste Katzenstellung gekennzeichnet
ist. Die vorstehenden Werte gelten sowohl für den ungünstigsten wie günstigsten
Kräftezustand, da im vorliegenden Fall
\frakfamily{M}_2=\frakfamily{M'}_2 und
\frakfamily{M}_3=\frakfamily{M'}_3 ist.
Würde man die Linienzüge Mv nach Gleichung 48 und 49 in der auf Seite 180 und 196 angegebenen
Weise als Funktion der Katzenstellung verzeichnen, so ergäbe sich daraus der
Wert Hmax etwa um
35 v. H. kleiner als für die gleiche Konstruktion mit doppeltem Spurkranz. Im
selben Maße vermindert sich der Höchstwert Mz max (s. Tab. 5 Spalte II). Die Konstruktion
liefert demnach für Rn > Rg
günstigere Werte als die gleiche mit doppeltem Spurkranz.
Es wurde bereits erwähnt, daß bei nur einseitigen Spurkränzen der Kranwagen in
seiner größten Schräglage durch zwei diagonal gegenüberliegende Räder
geführt wird. Das seitliche Spiel der Räder muß daher mit Rücksicht auf die
Ungenauigkeit in der Spurweite bemessen werden und fällt deshalb größer aus als
bei Führungsrädern mit doppeltem Spurkranz, welche auf derselben Schiene laufen.
Das hat zur Folge, daß α1 max um das Doppelte und mehr vergrößert wird. Bei einseitigen
Spurkränzen wird daher im allgemeinen die Spurkranzreibung einen etwas größeren
Beitrag zum gesamten Fahrwiderstand liefern (vergl. S. 170). Ist jedoch die
Spannweite nur gering, so wird man auch das seitliche Spiel der Räder klein
halten können. In diesem Fall wird α1 den auf S. 148 berechneten Höchstwert nicht
überschreiten, so daß für kleine Spannweiten der oben erwähnte Vorteil der Räder
mit einseitigem Spurkranz voll erhalten bleibt.
Vierter
Abschnitt.Aufstellung einer für die Praxis brauchbaren Formel zur
Bestimmung der Motorleistung.
Es handelt sich im weiteren darum, die Ergebnisse der vorhergehenden Untersuchung in
eine für die Praxis verwendbare Form zu bringen. Solange die größte Schräglage nicht
erreicht ist, läßt sich der Fahrwiderstand nach Gleichung 20 oder 26 leicht
bestimmen. Die aus beiden erhaltenen Werte geben die Grenzen wieder, innerhalb
welcher die Größe des Fahrwiderstandes je nach dem Vorzeichen des Fehlerwinkels α2 beeinflußt werden
kann. Bei elektrischem Betriebe, wo in dem Motor ein überlastungsfähiges
Antriebsmittel zur Verfügung steht, dürfte es daher angebracht sein, den
Fahrwiderstand \frakfamily{W} aus dem Mittelwert der Gleichungen
20 und 26 zu berechnen. Man hat dann:
\frakfamily{M}_{\mbox{mittel}}^{mkg}=\frakfamily{W}\,.\,R=Q\,\left[\mu\,r+f+\frac{4}{5}\,\mu_1\,\mu_2\,r_m+\frac{1}{2}\,{\mu_1}^2\,h+\frac{1}{200}\,\mu_1\,R\right]
51)
Hierin bedeutet:
Q das Gesamtgewicht des Kranes
einschließlich Last in kg,
R den Halbmesser des Laufrades in
m,
r den Halbmesser des Zapfens in
m,
f den Hebelarm des
Rollwiderstandes in m,
h den ideellen Hebelarm der
Spurkranzreibung in m,
μ die Reibungsziffer der
Gleitlager,
Μ1 die Reibungsziffer zwischen Rad und Schiene,
μ2 die Reibungsziffer an der Nabenstirn.
Während früher die letzten drei Glieder in Hundertteilen der ersten angenommen
wurden, ist in Gleichung 51 jede einzelne Verlustquelle durch ein besonderes, sich
auf die Abmessungen des Fahrwerks stützendes Glied berücksichtigt, so daß der aus
dieser Gleichung sich ergebende Zahlenwert im allgemeinen der Wirklichkeit näher
kommen wird, als der der Gleichung 1.
Während der Kranfahrt in der größten Schräglage hat der Motor außerdem das
zusätzliche Reibungsmoment \frakfamily{M}_z zu überwinden. Nach
den früheren Darlegungen könnte man vielleicht erwarten, daß der Einfluß von
\frakfamily{M}_z auf das erforderliche Motormoment durch eine
einfache, allgemein giltige Beziehung zum Ausdruck gebracht werden kann; das ist
aber nicht der Fall. Die folgenden Erwägungen zeigen vielmehr, daß sich eine scharfe
Grenze nicht ziehen läßt, wann und um wieviel das Motormoment größer zu halten ist
als aus Gleichung 51 hervorgeht.
Der Höchstwert Mz max
tritt nur selten auf und zwar dann, wenn der Kran vollbelastet und in seiner
ungünstigsten Katzenstellung, d. i. Ordinate II in Fig.
25 und 27, verfahren wird. Der elektrische
Motor andererseits gestattet starke Ueberlastungen, sobald diese nur vorübergehend
auftreten; denn das größte Drehmoment des Motors ist etwa das zwei- bis
dreifache des normalen Momentes, und letzteres wiederum ist dadurch bestimmt, daß
die Erwärmung des Motors eine mit Rücksicht auf die Widerstandsfähigkeit des
Isoliermaterials festgelegte Grenze nicht überschreitet. Man erkennt daraus, daß
jedenfalls nur ein Teilbetrag von Mz max zur Berechnung des normalen Motormomentes in
Frage kommt. Die Größe dieses Betrages wird im allgemeinen davon abhängen:
1. ob der Kran dauernd vollbelastet ist oder nicht,
2. ob der Beirieb ein angestrengter ist oder nicht,
3. wie lang die Fahrbahn ist.
Die Erwägung dieser drei Umstände dürfte in vielen Fällen zu
einem verschiedenen Ergebnis führen. Für das auf S. 177 behandelte Beispiel läßt
sich unter der Voraussetzung, daß die oben genannten Bedingungen im ungünstigen
Sinne erfüllt sind, die Bestimmung des in Rechnung zu setzenden Teilbetrages Mz in folgender Weise
vornehmen.
Der Grenzwert Mz
verändert sich mit der Katzenstellung; sein Mittelwert beträgt für beliebige
Verhältnisse etwa \frac{2}{3}
Mz max (Fig. 25 und 27). Für
die mittlere Anstrengung des Motors kommt ferner in Betracht, daß die größte
Schräglage erst nach Zurücklegung eines gewissen Weges auftreten kann. In welchem
Verhältnis diese Strecke zu der insgesamt durchlaufenen steht, werde durch den
folgenden kleinen Ueberschlag veranschaulicht. Es betrage: die Länge der Fahrbahn
100 m, die Spannweite 15 m, der Radstand 2,5 m, der Raddurchmesser ∾ 0,6 m, das
Spiel der geführten Räder auf der Schiene 10 mm und die Differenz der Durchmesser
der Antriebsräder 1 mm. Letztere Angabe entspricht, wie der Verfasser an einer Reihe
von Kranen festgestellt hat, häufig der Wirklichkeit. Danach ergibt sich für den
größten Schrägstellungswinkel des Kranwagens (Fig.
3) nach Gleichung 3:
\mbox{tg}\,\alpha_{1\,max}=\frac{1}{250}
Setzt man voraus, daß der Kranwagen in seiner größten
Schräglage steht und jetzt in entgegengesetzter Richtung in Bewegung gesetzt wird,
so muß der von beiden Kranseiten unterschiedlich zurückgelegte Weg
x=2\,.\,1500\,\frac{1}{250}=12\mbox{ cm}
betragen, damit der Kran von neuem in die größte Schräglage
gelangt. Dem entsprechen
n=\frac{12}{0,1\,\pi}=\frac{120}{\pi}
Umdrehungen des Laufrades und
0,6\,.\,\pi\,.\,\frac{120}{\pi}=72\mbox{ m}
Fahrstrecke, d.h. es werden 100 – 72 = 28 m in der größten
Schräglage durchlaufen. Die Länge der Fahrbahn verhält sich demnach zu dem in der
größten Schräglage zurückgelegten Wege etwa wie 4 : 1. Nach diesen Erwägungen würde
der gesuchte Teilbetrag von Mz max gleich \frac{2}{3}\,.\,\frac{1}{4}
Mz max sein. Da nun
\frakfamily{M}_z von 0 an gleichmäßig auf seinen Grenzwert
Mz anwächst, so ist
es ferner von Wichtigkeit, auch diejenige Wegstrecke zu kennen, welche der Kran
zurücklegen muß, damit \frakfamily{M}_z oder was zu gleicher Zeit
eintritt, \frakfamily{M}_v seinen Grenzwert erreicht hat. Nach
Tab. 4 ist Mv max =
45400 cmkg; dem entspricht eine auf den Radumfang bezogene Verdrehungsstrecke von 7
cm, wenn der Durchmesser der Antriebswelle 65 mm beträgt. Daraus ergibt sich, daß der Kran in
der größten Schräglage 42 m durchlaufen muß, ehe \frakfamily{M}_z
seinen Höchstwert Mz
max angenommen hat. Im gegebenen Fall ist der Kran bereits vorher am Ende
seiner Fahrbahn angelangt. Somit teilt sich die mittlere Anstrengung des Motors
mindestens abermals durch zwei, und der in Rechnung zu stellende Teilbetrag von Mz max sinkt auf ⅔ . ¼
. ½ = 1/12
Mz max. Wäre die
Fahrbahn wesentlich länger als 100 m, so müßte man den Zuschlag sinnentsprechend
vergrößern.
Die vorstehenden Betrachtungen lassen erkennen, in welcher Weise in jedem einzelnen
Falle der Einfluß des zusätzlichen Reibungsmomentes
\frakfamily{M}_z bei Bestimmung der Motorleistung zu
berücksichtigen ist. Da meistens die Kranbewegungen mit längeren Unterbrechungen vor
sich gehen und die Vollbelastung nur bei wenigen Sonderausführungen ständig
auftritt, so wird es im allgemeinen genügen, den Fahrwiderstand nach Gleichung 51 zu
bemessen. Man hat sich dann nur davon zu überzeugen, daß der Grenzwert Mz max nicht so groß
ist, daß der Motor dadurch zum Stillstand gebracht werden kann. Dies ist
ausgeschlossen, solange das Verhältnis von Spannweite zu Radstand gering ist. Für
das früher berechnete Beispiel war \frac{s}{a}=6, der nach
Gleichung 51 berechnete Wert \frakfamily{M}=217 mkg, der
Höchstwert \frakfamily{M}+\frakfamily{M}_{z\ max}=547,5 mkg. Der
Motor wird also um das \frac{547,5}{217}=2,52\mbox{fache}
überlastet, sofern seine normale Leistung nach Gleichung 51 bestimmt war und würde
somit den größten Fahrwiderstand gerade noch durchziehen.
Die früheren Ermittlungen gelten natürlich auch für Laufkatzen. Auch hier gehört die
Erreichung der größten Schräglage nicht zur Unmöglichkeit. Bei Katzen können schon
sehr geringe Unterschiede im Durchmesser der Antriebsräder diese Lage herbeiführen;
denn letztere tritt um so eher ein, je kleiner die Spurweite und das seitliche Spiel
der Räder auf der Schiene ist. Zwar werden Unterschiede im Raddurchmesser durch
ungleiche Abnutzung kaum eintreten, falls der Antrieb auf zwei gegenüberliegende
Räder wirkt und die Trommeln doppelt bewickelt sind, jedoch ist es nicht
ausgeschlossen, daß Fehler in den Raddurchmessern bereits in der Werkstätte
entstanden sind. Allerdings ist bei Katzen die Größe des zusätzlichen
Reibungsmomentes infolge des bedeutend kleineren Verhältnisses von Spannweite zu
Radstand nur gering, weshalb es auch hier ausreichend sein dürfte, den
Fahrwiderstand nach Gleichung 51 zu bestimmen, umsomehr als die in der größten
Schräglage zurückgelegte Strecke wegen der Kürze der Fahrbahn nur klein sein
kann.
Zum Schluß sei noch eine Bemerkung angefügt über die Kräfte, welche die Festigkeit
einzelner Konstruktionsteile des Fahrwerkes beanspruchen. Die Wagerechtkräfte H, welche am Spurkranz und an der Nabenstirn der
geführten Laufräder auftreten, bestimmen sich bei Verwendung doppelter Spurkränze
nach Gleichung 41 oder 43. Beide Gleichungen ergeben mit denjenigen Werten Q1 und Q4, welche der
ungünstigsten Katzenstellung zugeordnet sind, den gleichen Höchstwert; Q1 und Q4 selbst sind in
diesem Fall aus Gleichung 47 zu ermitteln. Die Kräfte Hmax, welche besonders bei großem
\frac{s}{a} sehr bedeutend sein können, sind bei der
Festigkeitsrechnung unbedingt zu berücksichtigen. Ihr Einfluß macht sich auch
geltend bei der Bemessung der Laufradachse bezw. Welle, welche nicht allein durch
den lotrechten Raddruck, sondern auch durch die Kräfte H auf Biegung beansprucht wird. Schließlich lassen die Untersuchungen im
Abschnitt II auch erkennen, welchen Kräften die Antriebswelle ausgesetzt ist. Nach
Fig. 26 wird das größte Drehmoment, welches von
der Welle aufzunehmen ist, gleich
[\frakfamily{M}_1+\frakfamily{M}_2+\frakfamily{M}_z+\frakfamily{M}_v]\,.\,\frac{1}{\eta\,.\,\Psi}
worin Ψ die Uebersetzung des
Laufradvorgeleges und η seinen Wirkungsgrad bedeutet.
Es bestimmt sich hierin \frakfamily{M}_1 nach Gleichung 45,
\frakfamily{M}_2 nach Gleichung 46, Mz nach Gleichung 42, Mv nach Gleichung 39.
In alle Gleichungen sind wiederum die aus Gleichung 47 gefundenen Werte Q1 und Q4 einzusetzen.