DE102007002039A1

DE102007002039A1 - Verbindung eines Elektromotors mit einem Getriebe bei einem Niederflur-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007002039A1
Application number: DE200710002039
Authority: DE
Inventors: Friedrich Diermeier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-01-13
Filing date: 2007-01-13
Publication date: 2008-07-17
Also published as: ITMI20080024A1

Abstract

Es wird eine Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der Elektromotor (1) mit dem Getriebe (5) mittels zumindest eines Gummielementes verbunden ist, bei der am antriebsseitigen Gehäuse des Getriebes (5) ein dem Gummielement zugeordnetes Auge vorgesehen ist, an dessen Innendurchmesser, radial betracht in Richtung auf die Längsachse des Auges, eine Außenbuchse (6), ein Gummielement (7) und eine Innenbuchse (8) angeordnet sind, wobei am Innendurchmesser der Innenbuchse (8) Gleitlagerbuchsen (9) eingebaut sind und wobei ein am Elektromotor (1) befestigter und dem Auge zugeordneter Bolzen (4) in den Gleitlagerbuchsen (9) aufgenommen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung eines Elektromotors mit einem Getriebe bei einem Niederflur-Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Niederflur-Fahrzeugen, beispielsweise bei Niederflur-Straßenbahnen mit Elektroantrieb, sind bauartbedingt sowohl der Antriebsmotor sowie das vom Antriebsmotor angetriebene Getriebe miteinander in Längsrichtung des Fahrzeugs verbunden und an der äußersten Seite des Fahrzeugs angeordnet, um einen gleichtiefen Durchgang im Fahrzeuginneren zu ermöglichen. In der Regel ist der Elektromotor mit dem Getriebe mittels einer vorzugsweise als Bogenzahnkupplung ausgeführte Kupplung und Gummielementen verbunden.
Bei einer derartigen Antriebsanordnung ist das Getriebe mit dem unteren Drehgestell um die Radachse schwenkbar gelagert und am oberen Drehgestellrahmen mittels einer Drehmomentstütze angehängt. Der Elektromotor ist mit der hinteren Aufhängung ebenfalls am oberen Drehgestellrahmen befestigt.
Die vordere Aufhängung des Elektromotors wird nach dem Stand der Technik mittels Gummielementen ausgeführt, die am Antrieb des Getriebes im Getriebegehäuse vorgesehen sind. Diese Gummielemente dienen zudem der Übernahme der anteiligen Gewichtskräfte sowie der Beschleunigungskräfte sowie die resultierenden Reaktionskräfte aus dem Antriebsdrehmoment des Motors. Des weiteren müssen die Gummielemente Winkelbewegungen um alle drei möglichen Achsen sowie Bewegungen in diesen drei Achsrichtungen zulassen. Die Gummielemente sollten eine Mindestlebensdauer von sechs Jahren erreichen, was bisher nicht erreicht werden konnte.
Gummielemente werden in der Automobiltechnik in vielen Bereichen eingesetzt. Beispielsweise ist aus der EP 0 525 435 B1 ein Gummilager für die Lagerung des Fahrerhauses eines Nutzfahrzeuges bekannt. Hierbei ist das Lager zwischen einem Aufnahmeauge des Fahrzeugrahmens und einem Lagerbolzen des kippbaren Fahrerhauses angeordnet und weißt eine Außen- und eine Innenhülse auf, zwischen denen ein Gummielement angeordnet ist, wobei die Innenhülse als Radialgleitlager mit innerer ringförmiger Gleitfläche ausgebildet ist, in dem der Lagerbolzen aufgenommen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung eines Elektromotors bei einem Niederflur-Fahrzeug über zumindest ein Gummielement anzugeben, durch die die Belastungen des Gummielementes reduziert werden, wodurch die Lebensdauer des Gummielementes erhöht wird. insbesondere soll die auftretende Verformung in Längsrichtung des zumindest einen Gummielementes aufgrund der Relativbewegung zwischen Motor und Getriebe und zusätzlich aufgrund eventuell vorhandener Einbautoleranzen aus dem Drehgestellaufbau minimiert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Verbindung eines Elektromotors mit dem Getriebe bei einem Niederflur-Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der Elektromotor mit dem Getriebe mittels zumindest eines Gummielementes verbunden ist, bei der am antriebsseitigen Gehäuse des Getriebes ein dem Gummielement zugeordnetes Auge vorgesehen ist, an dessen Innendurchmesser radial betrachtet in Richtung auf die Längsachse des Auges eine Außenbuchse, ein Gummielement und eine Innenbuchse angeordnet sind, wobei am Innendurchmesser der Innenbuchse Gleitlagerbuchsen eingebaut sind und wobei ein am Elektromotor befestigter und dem Auge zugeordneter Bolzen in den Gleitlagerbuchsen aufgenommen ist.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann in vorteilhafter Weise als vordere Aufhängung des Elektromotors bei einem Niederflur-Fahrzeug, beispielsweise bei einer Niederflur-Straßenbahnen mit Elektroantrieb eingesetzt werden; hierbei ist in vorzugsweise die hintere Aufhängung des Elektromotors am oberen Drehgestellrahmen befestigt, wobei das Getriebe mit dem unteren Drehgestell um die Radachse schwenkbar gelagert und am oberen Drehgestellrahmen mittels einer Drehmomentstütze angehängt ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden die auftretenden Axialbewegungen durch eigene Gleitlager aufgenommen, die im Innendurchmesser bzw. in der Innenbuchse des Gummielementes angeordnet sind, wodurch das Gummielement nur die aus dem Motorgewicht resultierenden radialen Belastungen und die aus der Drehgestellverlagerung resultierenden kardanischen Bewegungen aufnehmen muss. Somit kann die Dimensionierung der Verbindung bzw. der Aufhängung klein gehalten werden; in vorteilhafter Weise können die Steifigkeiten des Gummis des Gummielementes auf die Anforderungen der radialen und kardanischen Bewegung abgestimmt werden.
Von der vom Bolzen eingebrachten Längsbewegung, wird erfindungsgemäß nur der Kraftanteil, der sich aus dem Reibwert vom Bolzen zu den Lagern ergibt, in das Gummielement eingeleitet. Dieser Wert erhöht sich bei gleichzeitiger kardanischer Auslenkung um die durch die Rückstellkraft des Gummielementes erzeugte Reibkraft.
Durch die erfindungsgemäß erzielbare Reduzierung der Axialkraft verringert sich in vorteilhafter Weise die Walkarbeit in den Gummielementen und somit die dadurch verursachte Temperaturerhöhung, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Des weiteren ist der Einbau der erfindungsgemäßen Aufhängung bezüglich etwaiger Einbautolleranzen unempfindlich.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Gleitlagerbuchsen als wartungsarme ungefettete Gleitlagerbuchsen ausgeführt; alternativ kann auch eine Fettschmierung mittels eines stirnseitigen Schmiernippels und geeigneter Dichtungen an den Lagerbuchsen vorgesehen sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform ist, beispielhaft näher erläutert.
In der Figur ist ein Lagerschild 2 eines Elektromotors 1 dargestellt, in dem eine Aufnahme 3 für einen Bolzen 4 vorgesehen ist, wobei der Bolzen 4 vorzugsweise mittels einer Verschraubung in der Aufnahme 3 angeordnet ist.
Am Gehäuse des Getriebes 5 ist ein Auge vorgesehen, wobei am Innendurchmesser des Auges radial betrachtet in Richtung auf die Längsachse des Auges eine Außenbuchse 6, ein Gummielement 7 und eine Innenbuchse 8 angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Außenbuchse 6 mit dem Gummielement 7 und das Gummielement 7 mit der Innenbuchse 8 zusammenvulkanisiert, wobei die Außenbuchse 6 und/oder die Innenbuchse 8 als Stahlbuchsen ausgebildet sind.
Gemäß der Erfindung sind in der Innenbuchse 8 Gleitlagerbuchsen 9 eingebaut, welche die auftretenden Axialbewegungen aufnehmen; der am Elektromotor 1 befestigte Bolzen 4 ist in den Gleitlagerbuchsen 9 aufgenommen.
Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel ist mit 10 ein am Bolzen 4 stirnseitig angeordneter Schmiernippel zur Fettschmierung bezeichnet. Hierbei wird das Schmiermittel über eine im Bolzen 4 vorgesehene Axialbohrung 11 und Radialbohrungen 12 den Lagern bzw. Gleitlagerbuchsen 9 unter Druck zugeführt.
Die erfindungsgemäße vordere Aufhängung eines Elektromotors bei einem Niederflur-Fahrzeug wird in vorteilhafter Weise mit zwei Bolzen realisiert; in Abhängigkeit vom Gewicht und den konstruktiven Gegebenheiten ist jedoch auch die Verwendung nur eines Bolzens möglich. Des weiteren lässt sich die hier vorgestellte Aufhängung auch mit mehr als zwei Bolzen realisieren, falls dies erforderlich ist.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Elemente der erfindungsgemäßen Verbindung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Verbindung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Elektromotor
2: Lagerschild
3: Aufnahme
4: Bolzen
5: Getriebe
6: Außenbuchse
7: Gummielement
8: Innenbuchse
9: Gleitlagerbuchse
10: Schmiernippel
11: Axialbohrung
12: Radialbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0525435 B1 [0005]

Claims

Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, wobei der Elektromotor (1) mit dem Getriebe (5) mittels zumindest eines Gummielementes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass am antriebsseitigen Gehäuse des Getriebes (5) ein dem Gummielement zugeordnetes Auge vorgesehen ist, an dessen Innendurchmesser radial betrachtet in Richtung auf die Längsachse des Auges eine Außenbuchse (6), ein Gummielement (7) und eine Innenbuchse (8) angeordnet sind, wobei am Innendurchmesser der Innenbuchse (8) Gleitlagerbuchsen (9) eingebaut sind und wobei ein am Elektromotor (1) befestigter und dem Auge zugeordneter Bolzen (4) in den Gleitlagerbuchsen (9) aufgenommen ist.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Gummielemente (7) vorgesehen sind, wobei für jedes Gummielement (7) ein Bolzen (4) und ein Auge vorgesehen sind.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) mittels einer Verschraubung in einer Aufnahme (3) am Gehäuse des Elektromotors (1) angeordnet ist.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (3) an einem Lagerschild (2) des Elektromotors (1) vorgesehen ist.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbuchse (6) mit dem Gummielement (7) und das Gummielement (7) mit der Innenbuchse (8) zusammenvulkanisiert sind.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbuchse (6) und/oder die Innenbuchse (8) als Stahlbuchsen ausgebildet sind.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbuchsen (9) als wartungsarme ungefettete Gleitlagerbuchsen ausgeführt sind.
Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierung Gleitlagerbuchsen (9) ein am Bolzen (4) stirnseitig angeordneter Schmiernippel (19) vorgesehen ist, wobei das Schmiermittel über eine im Bolzen (4) vorgesehene Axialbohrung (11) und Radialbohrungen (12) den. Gleitlagerbuchsen (9) unter Druck zugeführt wird.
Verwendung der Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche als vordere Aufhängung des Elektromotors bei einem Niederflur-Fahrzeug mit Elektroantrieb.
Verwendung der Verbindung eines Elektromotors (1) mit einem Getriebe (5) bei einem Niederflur-Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die hintere Aufhängung des Elektromotors (1) am oberen Drehgestellrahmen befestigt ist und wobei das Getriebe (5) mit dem unteren Drehgestell um die Radachse schwenkbar gelagert und am oberen Drehgestellrahmen mittels einer Drehmomentstütze angehängt ist.