DE1530036C3 - Doppelachsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug mit einem im Drehgestell gelagerten, elektrischen Fahrmotor, der über Getriebe und nachgiebige Kupplungen mit den Treibachsen verbunden ist, bei dem die Treibachsen drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweils mit den sie mit Spiel umgebenden Großrädern des bzw. der starr mit dem Fahrmotorgehäuse verbundenen Getriebe über eine kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung verbunden sind. Derartige Doppelachsantriebe sind z. B. durch die USA.-Patentschrift 290 643 und die deutsche Patentschrift 838 452 bekanntgeworden. Die sehr vielfältigen Relativbewegungen zwischen den einzelnen Antriebsteilen der Doppelachsantriebe, die sich dadurch ergeben, daß sich beide Treibachsen unabhängig voneinander bewegen können, werden bei diesen bekannten Doppelachsantrieben durch die kardanischen und in radialer Richtung federnden Kupplungen aufgenommen. Diese müssen demzufolge entsprechend stark dimensioniert werden.

Weiterhin ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 825 824 eine Anordnung bekannt, durch die bei einem Einzelachsantrieb der Tatzlagermotor dahingehend verbessert werden soll, daß das Motorgewicht voll abgefedert gegen den Fahzeugrahmen abgestützt ίο ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Fahrmotor drehbar und pendelnd im Fahrzeugrahmen bzw. Drehgestell aufgehängt ist. Diese Aufhängung besteht u. a. aus zwei Pendeln, zwei Lagerzapfen und Lagern sowie unter Umständen einem Pendelrahmen. Die Pendel und der Pendelrahmen können hierbei auch mit Kugelgelenken ausgerüstet sein, um die Pendel zum Fahrzeugrahmen allseitig beweglich zu machen. Diese bekannte Motoraufhängung, bei welcher das Motorgevvicht voll vom Fahrzeugrahmen getragen wird, ist sehr aufwendig und schränkt den Einbauraum des Fahrmotors ein. Außerdem ist die Verwendung dieser bekannten Anordnung bei einem Doppelachsantrieb für gefederte Treibachsen nicht möglich, da die Motoraufhängung keine gegenseitigen Achsschränkungen zuläßt, weil zwischen Motorflansch und Getriebe eine zentrierende Lagerung vorgesehen ist, die nur reine Schwenkbewegungen des Getriebes um die Ritzelachse zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Doppelachsantrieb die kardanischen Kupplungen von einem Teil der möglichen Relativbewegungen zu entlasten, ohne die freie Beweglichkeit der Treibachsen gegeneinander einzuschränken. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Doppelachsantrieb der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß der Fahrmotor in an sich bekannter Weise in einem Punkt "über ein Kugelgelenk im Fahrgestell gelagert. Diese sich durch ihren einfachen Aufbau auszeichnende Lagerung des Fahrmotors im Fahrgestell in einem" einzigen Kugelgelenk entlastet die kardanischen Kupplungen des Doppelachsantriebes von einem Teil der möglichen Relativbewegungen, so daß diese kleiner dimensioniert werden können. Werden nämlich die Treibachsen ausgelenkt, so stellen sich selbständig Drehachsen für den Fahrmotor ein, die jeweils durch eine Kupplung und das Kugelgelenk gehen und um welche der Fahrmotor Dreh- bzw. Pendelbewegungen zum Ausgleich der Relativbewegungen ausführen kann. Die Achse, um welche der Motor seine Pendelbewegungen ausführt, paßt sich dabei selbständig den jeweiligen Lagen der Treibachse an.

Da die beiden Treibachsen drehelastisch mit dem Getriebe gekoppelt sind, wird der Kommutator des elektrischen Fahrmotors beim Anfahren des Triebfahrzeuges geschont. Stöße von den Treibrädern werden gedämpft, so daß ein Radsatz den anderen nicht ungünstig beeinflußt. Außerdem werden durch die Drehelastizität eventuelle Drehmomentpulsationen des Motors abgedämpft.

Die gewünschte Drehelastizität bei der Kopplung der beiden Treibachsen kann entweder durch eine drehelastische Ausbildung der beiden Kupplungen erzielt werden oder es können bei Verwendung einer nicht drehelastischen, kardanischen Kupplung (z. B. aus Lenkern bestehend) die Zahnräder des Getriebes drehelastisch ausgebildet sein.

Bei Doppelachsantrieben hat man die Möglichkeit,

den Fahrmotor mit seiner Längsachse entweder parallel oder senkrecht zu den Treibachsen auszurichten. Die Ausrichtung des Fahrmotors derart, daß seine Längsachse parallel zu den Treibachsen liegt, hat den Vorteil, daß zur Übertragung des Drehmomentes auf die Treibachsen ein Stirnradgetriebe mit nur einem Ritzel und Zwischenrädern verwendet werden kann. Da das Ritzel das Drehmoment auf zwei Zwischenräder überträgt, heben sich außerdem die durch die Übertragung entstehende Umfangskräfte, welche die Achse des Ritzels auf Biegung beanspruchen würden, auf. Demgegenüber ist die Verwendung eines mit seiner Längsachse senkrecht zu den Treibachsen angeordneten Fahrmotors dann vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Treibachsen so groß ist, daß er mehrere Zwischenräder erforderlich machen würde. In diesem Fall besitzt der Fahrmotor auf jeder Stirnseite ein Ritzel, das jeweils ein über eine kardanische Kupplung mit einer Treibachse verbundenes Großrad antreibt. Allerdings erfordert diese Anordnung die Verwendung von Kegelzahnrädern.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf einen Doppelachsantrieb gemäß der Erfindung, während in

F i g. 2 eine seitliche Ansicht dieses Antriebs schematisch angedeutet ist;

F i g. 3 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Draufsicht dar.

Der elektrische Fahrmotor 1 dient zum Antreiben der beiden Treibachsen 2 und 3 eines elektrischen Schienentriebfahrzeuges. Die Treibachsen 2 und 3 tragen jeweils' die Treibräder 4 und 5 bzw. 6 und 7, die auf Schienen laufen. Die Längsachse des elektrischen Fahrmotors 1 verläuft parallel zu den Treib-. achens 2 und 3. Zur Übertragung des Drehmomentes von dem elektrischen Fahrmotor 1 auf die Treibachsen 2 und 3 dient das Getriebe 8, das zusammen mit dem Getriebekasten 9 starr mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Das Getriebe 8 besteht aus fünf f c Stirnrädern, nämlich dem Ritzel 10 des elektrischen Fahrmotors 1, das über Zwischenräder 11 und 12 die Großräder 13 und 14 antreibt, welche im Getriebekasten 9 gelagert sind und die Treibachsen 2 bzw. 3 jeweils mit Spiel umgeben.

Zur Kupplung zwischen den Großrädern 13 und

14 und den Treibachsen 2 und 3 dient jeweils eine aus Segmenten zusammengesetzte Gummiringfeder

15 bzw. 16, die an ihren radial innenliegenden Mantelflächen 17 jeweils mit einem Großrad und an den radial außenliegenden Mantelflächen 18 jeweils mit einem Treibrad verbunden sind. Diese Gummiringfedern 15 bzw. 16 bilden zwischen dem Getriebe 8 und den Treibachsen 2 und 3 eine drehelastische, kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung, über die sich ein Teil des Gewichtes des Fahrmotors 1 mit dem Getriebe 8 auf die Treibachsen 2 und 3 abstützt.

Der andere Teil des Gewichtes des Fahrmotors 1 mit Getriebe 8 wird über ein Kugelgelenk 19 vom Fahrgestell getragen, wobei die pendelnde Aufhängung des Fahrmotors 1 durch das kugelig ausgebildete Lager 20 erfolgt, dessen Längsachse senkrecht zu den Treibachsen 2 und 3 liegt, damit der Fahrmotor 1 in Richtung der Treibachsen 2 und 3 möglichst festgelegt ist. Der Fahrmotor 1 führt pendelnde Bewegungen um das Lager 20 aus, wobei sich die Achse der Pendelbewegungen auf Grund der kugeligen Ausbildung des Lagers 20 räumlich einstellen kann, um sich den Lagen der Treibachsen 2 und 3 anzupassen. Zur besseren Geräuschisolierung und zur Vermeidung von Verschleiß ist im Lager 20 ίο ebenfalls eine kugelig ausgebildete Gummischicht 21 angeordnet, welche die Bewegungen im Lager 20 verschleißfrei zuläßt.

Die Verwendung einer Gummiringfeder, deren radial innen- und außenliegende Mantelflächen als Befestigungsflächen für die zu verbindenden Teile dienen, hat neben der großen Drehelastizität einer Gummiringfeder den Vorteil, daß das Gewicht des Fahrmotors mit dem Getriebe die Ringfeder auf Druck beansprucht. Die kardanischen Bewegungen der Treibachsen beanspruchen dagegen die Ringfeder auf Schub. In dieser Beanspruchungsrichtung ist die Ringfeder also sehr weich und es ergeben sich nur geringe Rückstellkräfte. Dadurch können die Abmessungen der Ringfeder verhältnismäßig klein gehalten werden. Es empfiehlt sich außerdem, die Ringfeder zur Herabsetzung der auftretenden Zugspannungen durch nicht dargestellte Mittel auf Druck vorzuspannen.

Die Befestigung der Ringfedersegmente der kardarüschen Kupplung kann so ausgebildet sein, daß, wie dargestellt, die radial außenliegenden Befestigungsteile mit den Treibrad und die radial innenliegenden Befestigungsteile mit dem Großrad verbunden sind. Dies hat den Vorteil, daß die Dichtung des Getriebekastens auf einem kleinen Durchmesser angeordnet werden kann, was sich günstig für die Abdichtung und für die Lebensdauer der Dichtung auswirkt. Man *~känn die Befestigung aber auch umgekehrt ausbilden. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil, daß die Brejnswärme vom Radkranz der Treibräder nicht unmittelbar, sondern erst über einen weiteren Weg auf die Gummiteile übertragen wird.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Doppelachsantriebes gemäß der Erfindung, bei dem die Längsachse des elektrischen Fahrmotors 31, der die Treibachsen 32 und 33 antreibt, senkrecht zu den Treibachsen 32 und 33 liegt. Das vom Fahrmotor 31 erzeugte Drehmoment wird über je ein auf jeder Stirnseite des Fahrmotors 31 angeordnetes und mit dem Fahrmotorgehäuse fest verbundenes Getriebe 34 bzw. 35 auf die Treibachsen 33 und 32 übertragen. Die Ritzel 36 und 37 des Fahrmotors 31 stehen über je eine Kegelradverzahnung direkt mit dem im Getriebekasten 38 bzw. 39 gelagerten Großrad 40 bzw. 41 in Eingriff. Jedes Großrad 40 und 41 umgibt jeweils die Treibachse 33 bzw. 32 mit Spiel. Als Verbindung zwischen Großrad und Treibachse dient wiederum jeweils eine aus Segmenten zusammengesetzte Gummiringfeder 42 bzw. 43.
Der Fahrmotor 31 mit den Getrieben 34 und 35 stützt sich nur teilweise über die Ringfedem 42 und 43 auf den Treibachsen 32 und 33 ab. Er ist außerdem im Fahrgestell kardanisch pendelnd aufgehängt. Dazu dient das Kugelgelenk 44, das wie das Kugelgenlenk 21 nach F i g. 1 angeordnet und durch die eingesetzte Gummischicht 45 federnd ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Doppelachsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug mit einem im Drehgestell gelagerten, elektrischen Fahrmotor, der über Getriebe und nachgiebige Kupplungen mit den Treibachsen verbunden ist, bei dem die Treibachsen drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweils mit den sie mit Spiel umgebenden Großrädern des bzw. der starr mit dem Fahrmotorgehäuse verbundenen Getriebe über eine kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (1 bzw. 31) in an sich bekannter Weise in einem Punkt über ein Kugelgelenk (19 bzw. 44) im Fahrgestell gelagert ist.

2. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanischen Kupplungen in an sich bekannter Weise drehelastisch sind.

3. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder des Getriebes (8 bzw. 34 und 35) in an sich bekannter Weise drehelastisch ausgebildet sind.

4. Doppelachsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Kupplung in an sich bekannter Weise aus einer einteiligen oder aus Segmenten zusammengesetzten Gummiringfeder (15 bzw. 16 oder 42 bzw. 43) gebildet ist, deren in radialer Richtung innen- und außenliegende Mantelflächen (17 und 18) jeweils mit dem Großrad (13 bzw. 14 oder 40 bzw. 41) bzw. dem Treibrad (4 bzw. 6) verbunden sind.

5. Doppelachsantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteile der Ringfeder (15 bzw. 16 oder 42 bzw. 43) in an sich bekannter Weise auf Druck vorgespannt sind.

6. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (19 bzw. 44) in an sich bekannter Weise eine Gummischicht (21 bzw. 45) enthält.