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"Antrieb für elektrische Triebfahrzeuge" Die Erfindung betrifft eine
Antriebsanordnung fnr ein elektrisches Triebfahrzeug mit parallel zur Treibachse
angeordnetern Antriebsmotor, der zusammen mit dem Getriebegehäuse eine Baueinheit
bildet, wobei das Großrad des Getriebes auf einer Hohlwelle sitzt und die Hohlwelle
die Treibachse umfaßt.
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Die einfachste und billigste Kraft{ibertragungseinrichtung vorn Antriebselektromotor
zur Treibachse ist der Tatzlagermotor.
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Bei diesem stützt sich der Antriebsmotor mit einer Längs= Seite mittels
der Tatzenlager auf der von ihn mittels Zahnradübersetzung anqetriebenen Treibachse
ab. Die andere Seite des Motors ist mit dem abgefederten Fahrzeugrahmen über Federn
abaestützt, die je nach den Bewequnqen des Motors abwechselnd auf Zug oder Druck
beansprucht werden. Durch die starre Verbindung zwischen Motor und Treibachse über
die Tatzlager ist ein einwandfreier Zahneingriff sichergestellt, während durch die
federnde Aufhängung der Motor nicht an die Bewegungen des Drehgestelles gebunden
ist. Der Antriebsmotor kann unabhängig
von Drehgestell um die Treibachse
schwenken soweit es die Federunq zuläßt, Wenn eine von einem Tatzlagermotor angetriebene
Treibachse über eine Gleisunebenheit, z.B. einen Schienenstoß läuft, muß die Achse
den einseitig ungefederten auf ihr abgestützten Motor mit anheben. Infolge des stetigen
Zahneingriffes zwischen Großrad und Ritzel vollführt zusätzlich der Motoranker noch
fr sich eine Relativbewegung um seine eigene Achse. Dabei muß der Motoranker beschleunigt
werden, was sich genauso aus= wirkt, als wenn ein zusätzliches wesentliches Gewicht
anzu= heben wäre.
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Außer dem geschilderten.Nachteil, der sich in einem nicht winkelgerechten
Lauf zwischen Motoranker und Treibachse auswirkt, sind beim Tatzlagermotorantrieb
sowie auch bei den sogenannten Schwebemotorantrieb noch die unabgefederten Massen
bei einer Vertikalbewegung des Treibradsatzes und des Quernickens der Motorgetriebeeinheit
bei einseitiger Achsfederung nachteilig.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Antriebsanordnung er= gibt
sich bei einer Querbewegung des Treibradsatzes gegen= über dem Drehgestell. Diese
Bewegung kann die Treibachse nämlich nur dann ausff4hren, wenn der gesamte flotor-
und Getriebeblock quer zum Drehqestell verschoben wird, womit natürlich ganz erhebliche
Beschleunigungsstöße auf die Masse der Motores triebeeinheit einwirken, was zu einem
schlechten Einlauf in Gleiskrümmungen führt.
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Die Versuche,den Tatzlagerantrieb ohne größeren technischen Aufwand
zu verbessern führten bisher nur zu geringen Ergebnissen.
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Die Quernickbewegung der Motorgetriebeeinheit bei einseitiger Achsfederung
ist bei dem sogenannten Gummiringnendelantrieb vermieden. Bei diesem wird auch ein
einer Anteil der Achs=
querfederung von der Gummiringfeder bei einer
Querbewegung der Treibachse gegenüber der Motorgetriebeeinheit aufgenommen.
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Bei diesem bekannten Antrieb ist der Motor nicht, wie beim normalen
Tatzlagerantrieb, durch Federn auf der der Treibachse abgewandten Seite am Drehgestellrahmen
aufgehängt, sondern mittels zweier Zapfen, um die der Motor in nur einer Ehene schwenkbar
ist. Auf der Tatzlagerseite stiitzt sich der rotor über eine Gummirinqfeder einseitig
auf das Treibrad und damit auf der Achse ab. Damit können die beiden der Abstützung
des Motors auf die Treibachse dienenden Tatzelager entfallen.
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Die übrigen Nachteile des Tatzlaqermotors, insbesondere die teilweise
unahqefederten Massen bei einer Vertikalbewegung des Treibradsatzes und vor allem
das Fehlen eines unhedingten Gleichlaufes zwischen Antriebsmotorwelle und Treibachse,
das zu zusätzlichen Kräften auf das Motorgehäuse bei einer vertikalen Auslenkung
der Treibachse geqenüber dem Drehge= stell führt, sind aber auch bei dieser Weiterentwicklung
des Tatzlagermotors noch vorhanden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ohne großen technischen Aufwand
und ohne zusätzlichen Raumbedarf den bekannten Tatzen= lagerantrieb in der Hinsicht
zu verbessern, daß sich ein win= kelechter Lauf zwischen Motorwelle und Treibachse
ergibt und daß eine qrd.3ere axiale Versetzung der Treibachse gegenüber dem Getriebe-
und Antriebsnotorblock möglich ist, ohne daß gröbere RrSfte bei einer solchen axialen
Auslenkung auftreten.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten
Antriebsanordnung darin, daß der Antriebsmotor an der nichtantriebsseitigen Stirnseite
mindestens eine Halterung aufweist, die um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende
hori= zontale Achse um mindestens ein an dem der Getriebeseite abgewandten Seite
des Drehgestellrahnens angeordnetes Gelenk
schwenkbar ist und daß
sich die Getriebehohlwelle iiber eine bekannte zentrierende Gelenkhebelkupplung
auf die Treibachse bzw. das Treibrad ab stützt, wobei die Gelenkhebelkupplung mindestens
drei Gelenkhebel, deren eine Enden an der Getriebe= hohlwelle und deren anderen
Enden an einem Treibrad bzw. an der Treibachse angreifen, aufweist. Das Gewicht
der einen, dem Getriebe zuqewandten Motorhälfte stützt sich hierbei iiber den Getriebekasten,
die Getriebehohlwelle und die Gelenkhebel= kupplung auf das Treibrad bzw. die Treibachse
ab. Die er= wähnte zentrierende Gelenkhebelkupplung, die aus der DT-PS 1 253 524
bekannt ist, gestattet es den Gelenkhebeln sphä= rische Bewegungen gegenüber ihren
Befestigungsteilen auszu= führen. Dadurch kann die Querachsbewegung in der zentrischen
Gelenkhebelkupplung ausgeglichen werden, so daß die Motor getriebeeinheit bei einer
axialen Ausler.kung der Treibachse gegenüber dem Drehgestell bzw. Fahrzeugrahmen
nicht quer= verschoben wird. Bei einer Vertikalbewegung des Treibradsatzes findet
keine Winkelverdrehung der Motorwelle statt, so daß heim Hochheben des Motors, z.B.
bei einer Achsanhebung beim Überfahren eines Schienenstoßes keine zusätzlichen Massen
krafte auf den Rotor des Motors wirkten der ein Hochheben des Motors behindert.
Die Antriebsafl:7trdnung ist also winkel= echt, Dies ergibt sich dadurch, daß die
gesamte Motorgetrie= beeinheit durch die zentrische Gelenkhebelkupplung auf der
Getriebeseite in vertikaler Richtung verschiebbar ist und eine kardanische Quernickung
ausführt, wobei nur minimale Rückstellkräfte auftreten. Weiter nimmt die Gelenkhebelkupp=
lung den vertikalen Gewicht und Zahndruckanteil in radialer Richtung auf, ohne das
eine wesentliche Einfederung vorhanden ist und, ohne daß unzulässige Beanspruchungen
in den Ge= lenken auftreten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge= sehen,
daß. an der Stirnseite des Motorgehäuses zwei Halterungen
vorgesehen
sind, die mit am Drehgestell bzw. Fahrzeugrahmen angeordneten Gelenken verbunden
sind, um die der Antriebs= motor schwenkbar ist.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßig an der Stirnseite des Motorgehäuses
nur eine Halterung vorzusehen, insbesondere dann, wenn Bremsausrüstungsteile in
der Nähe der Radscheibe untergebracht werden sollen; Bei einer solchen Ausführung
wiirde jedoch die Motc,rgetriebeeinheit um eine Achse schwenken können, welche durch
die Mitte der zentrischen Gelenkhebelkupp lung und die erwähnte Halterung verläuft.
Um diese Kippung zu verhindern, ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
vorgesehen, daß zwischen Motogehäuse und Drehgestell bzw. Fahrzeugrahmen ein einziges
Gelenk vorgesehen ist, um das das Motorgehäuse schwenkbar ist und daß ein einerseits
in der Nähe des antriebsseitigen Endes der Oberseite des Mo= torgehäuses und andererseits
am Drehgestell oder Fahrzeug rahmen über Gelenke angreifender Lenker, der etwa senkrecht
zu einem durch die Mitte der. zentrischen Gelenkhebelkupplung und das zwischen Drehgestellrahmen
und der Stirnseite des Motorgehäuses angeordnetem Gelenk gedachten Achse verläuft,
vorgesehen ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die eine Hälfte der Gelenkhebel
der Gelenkhebelkupplung im Sinne der Drehrichtung der Kupplung und die andere Hälfte
der Gelenkhebel in entgegen= gesetzter Richtung angeordnet. Diese Kupplung hat den
Vorzug, daß das kritische Drehzahlverhalten in axialer Richtung, bezogen auf beide
Drehrichtungen gleich ist. Eine solche Gelenkhebel= kupplung ist aus der hE-PS 274
492 bekannt.
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Die erwähnten Gelenke dieses Lenkers sowie auch die Gelenke zwischen
der @alterung ar:1 Motorgehäuse und deu Drehgestell bz'q. Fahrzeugrahmen können
in bekannter Weise ewLs Gummigelenke ausgeführt sein.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung die Fig. 1 eine Antriebsanordnung
von oben gesehen mit zwei Schwenk= lagern, Fig. 2 einen Schnitt rings der Linien
A - B der Fig. 1, Fig. 3 eine Antriebr,anordnung von oben gesehen mit einem Schwenklager
und einer Abstützung durch einen zusätzlichen Lenker und Fig. 4 einen Schnitt längs
der Linie A - B der Fig. 3.
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In der Zeichnung ist mit 1 die Treibachse, mit der 2 das Drehgestell
bzw. der Fahrzeugrahmen und mit 3 der Antriebsmo= tor bezeichnet, an dem das Getriebegehäuse
4 angeflanscht ist. Auf der Motorwelle ist das Ritzel 5 aufgesetzt, das mit dem
Großrad 6 k.Rmmt. Dieses sitzt wiederum auf der IIohlwelle 7, die in Wälzlagern
8 im Getriebegehäuse 4 gelagert ist, und die Treihachse 2 umfaßt. Auf dem aus dem
Getriebegehäuse 4 in Richtung auf das nächstliegende Treibrad 11 herausragende Wellenende
der Hohlwelle 7 ist eine zentrierende Gelenkhebel= kupplung 10 aufgesetzt, deren
Gelenkhebel einerseits an einer auf die Hohlwelle 7 aufgesetzten Kupplungsscheibe
und anderer= seits am Treibrad 13 gelenkig angreifen. Bei dem Ausführungs= beispiel
sind jeweils vier Gelenkhebel vorgesehen, von denen zwei in Drehrichtung und die
beiden übrigen entgegen der Dreh richtung der Treibachse angeordnet sind. Bei eLner
solchen bekannten Gelenkhebelkupplung tritt bei axialer und/oder karda= nischer
Auslenkung keine Axialkraft auf und des kritische Drehzahlverhalten in aixaler Richtung
in Bezug auf beide Dreh= richtungen ist gleich.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist an der dem
Getriebe abgewandten Stirnseite des Antriebsmotors ein gabelförmiges Befestigungsteil
14 befestigt, das an seinen dem Drehgestell zugewandten beiden Enden in am Drehaestell-oder
Fahrzeugrahmenträger in Fahrzeuglängsrichtung nebenein= ander in einer flori zontal-Ebene
angeordneten Abstützunqen bzw. Gelenken 9 gelagert ist. Zwischen den Bohrungen in
der Halterung 14 und den Bolzen der Abstützungen 9 sind ver= schleißlose Gummielemente
angeordnet. Der Antriebsmotor 3 ist damit um eine horizontale in Fahrzeuglängsrichtung
| verlaufende Achse schwenkbar. Um diese Achse schwenkt der Antriebsmotor bei Auslenkungen
der Treibachse gegenüber den Drehqestell- bzw. Fahrzeugrahnen in vertikaler Richtung,
Dabei findet im Gegensatz zu der bekannten Tatzlager- oder Schwebemotoranordnung
keine Schwenkung des Antriebsmotors um die Treibachse als Drehachse statt, so daß
bei der neuen Anordnung, die oben beschriebene nachteilige Wirkung einer zusätzlichen
Verschwenkung des Motorankers vermieden ist.
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Axiale und einseitig vertikale Auslenkungen der Treibachse gegenüber
dem Drehgestell- bzw. Fahrzeugrahmen werden, wie schon er.ç.hnt, durch die Gelenkhebelkupplung
lo ausgeglichen, ohne daß sich der Motor bewegt.
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Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausffihrungsvariante unter= scheidet
sich von der oben beschriebenen Anordnung durch die Art der Scharenkworrichtung
für den Antriebsmotor. Hier ist, um Platz für Bremsgestänge und Brer.svorrichtunq
zu schaffen, nur ein Gelenk 9 vorgesehen, an dem die Motoraufhängevorrichtung 15
angreift. nn zu verhindern, daß, wie schon oben aufgeführt, der Antriebsmotor in
unerwünschter Weise um eine durch das Gelenk 9 und die Mitte der zentrierenden Gelenkhebelkupplung
lo verlaufende aedachte Achse schwenken kann, ist im Ausführungs= beispiel nach
Fig. 3 und 4 an der Motoroberseite ein weiteres Gelenk 12 angeordnet, an dem ein
in Winkel zur Fahrzeuglängs= achse verlaufender Lenker 11 angreift, der mit einem
weiteren Gelenk 16 mit einem Querträger des Drehgestell- bzw. Fahrzeug=
rahmens
verbunden ist. Die Gelenke 12 und 16 nind als verschleiß= freie Gummigelenke ausgebildet.
Durch den Lenker 12 wird er= reicht, daß der Antriebsmotor bei den oben erwähnten
Achsaus= lenkungen ebenso wie bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform
um eine. in Fahrzeuglängsrichtung horizontal verlaufende Achse verschwenkt wird.
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Der Lenker 12 kann auch an einem an der Motorunterseite ange= ordneten
Gelenk angreifen. In diesem Falle muß auch das Gelenk 16 an der Untereite des Querträgers
des Drehgestell- bzw.
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Fahrzeugrahmens angeordnet sein.