DE2514265C3 - Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Ritzel an wenigstens einer Treibachse über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Lauferwelle des Fahrmotors verbunden ist und dessen Getriebegehäuse sich einerseits auf der Trel· bachsc abstützt und andererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen trägt, bin derartige'? Antrieb ist aus der US-PS 02 153 und der DE-PS 8 38 452 bekannt. Bei dieser, vor allem für Nahverkehrs-Triebfahrzeuge bewährten Antriebsart i*( nie Läuferwelle auf beiden Seilen im Lagerschild des in normaler Weise mit einem Ständergehäuse ausgebildeten elektrischen Fahrmotors gelagert, während das Antriebsritzel jeweils im Getriebegehäuse gelagert ist. Getriebegehäuse und Lagerschild s bzw. Ständergehäuse des Fahrmotors sind miteinander verbunden, der Fahrmotor stütat sich also über die Winkelgetriebe auf den Treibachsen ab. Zwischen dem Antriebsrilzel und der Lauferwelle liegt eine Bogenzahnkupplung, so daß auch Längsversi-hiebungen

ίο gegeneinander möglich sind und ein vorhandener Achsversatz der beiden getrennt gelagerten Wellen ausgeglichen wird. Durch die beschriebene Anordnung weist der Antrieb jedoch ein verhältnismäßig hohes Gewicht auf, wodurch das Nutzungsgewicht verringert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art durch Integrieren von Funktionen eine wesentliche Gewichisersparnis zu erzielen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß der Ständer des Fahrmotors in an sich bekannter Weise gehäuselos ausgebildet ist. wobei das Ständerblechpaket zwischen Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist.daß die Läuferwelle jeweils in dem Gelriebegehäuse gelagert ist, und daß die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung ausgebildet und zwischen Lauferwelle und Lager angeordnet ist.

Es entfallen somit die Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors, defin der Läufer trägt auf seiner Welk· unmittelbar die Antriebsritzel und ist im Getriebegehäuse gelagert, wobei die Zwischengeschäfte Kupplung die Zentrierung der Lauferwelle sicherstellt. Die Lagerschildfunktion ist also jeweils von dem Getriebegehäuse übernommen, das bis an die Druckplatten des Ständerblechpaket geführt ist. Außerdem isi das Ständerblechpaket des Motors gehäuselos ausgebildet und trägt auf seinem Rücken Spannelemente. weiche das Blechpaket zusammenpressen und das auftretende Reaktionsmoment zum Drehmoment aufnehmen. Diese Konstruklion hat den Vorteil einer Vereinfachung des Aufbaus und damit verbunden eine wesentliche Gewichtsersparnis, die für Antriebe von Triebfahrzeugen im Hinblick auf das Nutzungsgewichi sehr wichtig ist. Außerdem kann durch den Wegfall der getrennten Lagerung der Lauferwelle bei gleicher Leistung ein kleinerer Abstand der Treibachsen untereinander erzielt werden. Der geringere Raumbedarf kann aber auch für ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebe ausgenutzt werden.

Da während des Betriebes des-elektrischen Fahrmotors Läufer und Ständer unterschiedliche Temperaturen und somii unterschiedliche Wärmedehnungen haben.

entstehen zwischen beiden Längsbewegungen, die ausgeglichen werden müssen. Zu diesem Zweck ist zumindest auf einer Seite eine zentrierende Kupplung zwischen Lauferwelle und Lager vorgesehen, die Längsverschiebungen zuläßt. Vorteilhafterweise ist dubei das Aniriebsntzel auf einer Seile (die keine Kupplung aufweist) direkt aber trennbar mit der Läuferwelle verbunden.

Es empfiehlt sich, die genannte Kupplung auf der Kommutatoricite des Fahrmotors anzuordnen, Eine besonders zweckmäßige Ausbildung einer derartigen Kupplung is! gegeben, wenn man die sich notwendig auf der Lauferwelle befindliche Tarierscheibc mit elastischen Armen versieht und diese mit einem das

Antriebsrad tragenden Wellenstumpf verbindet. In diesem Fall werden die Längsbewegungen durch elastische Materialverformung aufgenommen.

Eine weitere Vereinheitlichung aller Bauelemente erhält man bei auf beiden Seiten der Läuferwelle angeordneter Längsverschiebungers zulassender, zentrierender Kupplung, wenn man Rückstellelemente vorsieht, weiche die Läuferwelle in die magnetische Mitte zurückführen. Auf diese Weise ist die Läuferwelle zenirisch unter Vorspannung schwimmend zwischen beiden Abtriebselemenlen gelagert, wobei beide Wellenenden gleich ausgebildet sind. Die Vorspannung der Rückstellelemente ist in der Lage, Längenänderungen der Läuferwelle durch Temperatureinfluß auszugleichen. Dabei is^es zweckmäßig, als Rückstellelemente Tellerfedern zu verwenden, die jeweils zwischen dem mit der Läuferwelle verbündet en Teil der Kupplung und dem das Antriebsritzel tragenden Wellenstumpf liegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Die Fig.! und 2 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch einen gemäß der F.rfindung ausgebildeten Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges.

Bei einem schienengebundenen Triebfahrzeug für den Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von einem quer zwischen ihnen, in Längsrichtung des Triebfahrzeuges angeordneten elektrischen Fahrmotor 2 angetrieben. Jede Treibachse 1 ist dazu von einer Hohlwelle 3 umgeben, die das Großrad 4 eines Winkelgeiriebes irägt. Die Verbindung zwischen drr Hohlwelle 3 und der Treibachse 1 erfolgt in an sich bekannter Weise über nicht dargestellte elastische Kupplungen. Das Getriebegehäuse 5 ist ebenfalls auf der Hohlwelle 3 gelagert.

Der elektrische Fahrmotor 2 treibt beide Treibachsen 1 gleichzeitig an. Dazu trägt die Läuferwelle 6 an jedem Ende das Anlriebsritzel 7 bzw. T des Winkelgetriebes. Außerdem ist auf der Läuferwelle 6 das Läuferblechpaket 8 mit eier Läuferwicklung 9 und dem Kommutator IO angeordnet, sowie ein Lüfter 11 und eine Tarierscheibe 12 Die Lagerung der Läuferwelle 6 erfolgt im Getriebegehäuse 5. Da/u dienen auf jeder Seile Wiil/Iagcr 13. Die Lagerung ist auf beiden Seiten der Läufcrwelle 6 wegen der Winkelgetriebe als Fesilagcr ausgebildet.

Dj sich während des Betriebes des eleklrischen Fahrmoiors 2 das Läuferblechpaket 8 mit der Läuferwicklung 9 im allgemeinen stärker erwärmt als das Ständerblechpaket 14 mit der Ständerwicklung 15, tritt eine Längenänderung der Läuferwelle 6 gegenüber dem Stander des Fahrmotors 2 auf. Damit diese Längenänderung der Läuferwelle 6 den Eingriff der Zahnränder des Winkelgetricbes und die als Festlager ausgebildete Lagerung der Läuferwelle 6 nicht gefahrdel. ist auf der Seite des Kommutators 10 im Verlauf der Läuferwelle 6 eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung 16 vorgesehen, z. B. eine zentrierende Zahnkupplung. Zu diesem Zweck trägt die Läuferwelle 6 das Innenteil der Kupplung 16, während das Außenteil der Kupplung als Wellenstumpf 17 ausgebildet ist, auf dem das Antriebsrilz.el 7 angeordnet ist. Auf der anderen Stirnseite des Fahrmoiors 2 ist das Antriebsrilzel 7' direkt mit cer Lguferwelle 6 verbunden. Diese Verbindung ist aber, um die Montage zu ermöglichen, teilbar ausgeführt, nämlich über die Schrumpfbuchse !8.

Der Ständer des elektrischen Fahrmotors 2 ist zur Gewichtsersparnis gehäuselos ausgebildet. Deshalb ist das zwischen Druckplatten 19 verspannte Ständerblechpaket 14 an seinem Rücken mit Spannelementen 20 versehen, welche das Ständerblechpaket 14 zusammenpressen und das Reaktionsmoment zum Drehmoment des elektrischen Fahrmoiors 2 aufnehmen. Unmittelbar an den Druckplatten 19 ist jeweils das Getriebegehäuse

5 befestigt. Diese tragen somit den Ständer des Fahrmotors 2. Eigene Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors 2 sind daher entfallen und das Getriebegehäuse 5 dient sowohl zur Lagerung der Läuferwelle 6 mit dem Antriebsritzel 7 bzw. T als auch des Ständerblechpaketes 14 mit den Druckplatten 19 und der Ständerwicklung 15.

Die Getriebegehäuse 5 erfüllen inehrere Funktionen, wodurch sich der Aufbau des Antriebes sehr vereinfacht. Dadurch kann bei gleicher Leistung des Fahrmotors ein kürzerer Abstand zwischen den beiden Treibachsen 1 erzielt werden. Außerdem wird, ebenfalls begünstigt durch die gehäuselose Ausführung des elektrischen Fahrmotors 2. eine wesentliche Gewichts ersparnis erzielt, die gerade für Triebfahrzeuge sehr vorteilhaft ist. da dann das Nutzungsgewichl des Triebfahrzeuges entsprechend erhöht werden kann.

Ein etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die F i g. 2. Für Teile, die mit denen der Fig. I übereinstimmen, wurden die gleichen Bezugs/eichen beibehalten.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf beiden Seiten des Fahrmotors 2 eine I.ängsverschiebungen /ulassende, zentrierende Kupplung 16 zwischen der Läuferwelle 6 und den Wälzlagern 13 angeordnet. Die Anlriebsritzel 7 sind daher von einem Welienstumpf 17 getragen, der den Außenteii der zeniriercnden Kupplung 16 bildet und auf dem die Wälzlager 13 angeordnet sind. Die Läuferwelle 6 bildet an ihren Enden jeweils den Innenteil der Kupplung 16. Dadurch ist die Läuferwelle

6 je weil·- in den Wellenstümpfcn 17 zentrier 1. Außerdem sind /wischen dem mit der Lauferwel's 6 verbundenen Innenteil der Kupplung 16 und dem das Anlriebsrilzel 7 tragenden Wellensiumpf 17 jeweils Tellerfedern 21 angeordnet, die unter Verspannung stehen. Die Läuferwelle 6 ist somit unter Vorspannung schwimmend zwischen beiden Antriebselcmenten gelagert. Die Vorspannung der Tellerfedern 21 ist in der Lage. Längenänderungen der Läuferwelle 6 infolge Jcr während des Betriebes des eleklrischen Fahrmotors 2 aufi.etenden größeren Erwärmung des Läufers gegenüber dem Ständer auszugleichen. Auf diese Weise wird der Läufer jeweils in die magnetische Mine /urückgcführl.

Diese Ausfünrungsform hat den Vorteil, daß din beiden Fndcn de Läuferwelle ö und die Wellenstümpfe 17 mit dem Antnebsritzel 7. sowie ihre Lagerung, gleich alisgebildet sind. Man erhält dadurch eine Vereinheitlichung aller Bauelemente, was fertigungstechnisch von Vorteil ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Ritzel an wenigstens einer Treibachse über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors verbunden ist und dessen Getriebegehäuse sich einerseits auf der Treibachse abstützt und anderererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer des Fahrmotors (2) in an sich bekannter Weise gehäuselos ausgebildet ist, wobei das Ständerblechpaket (14) zwischen Druckplatten (19) angeordnet und durch Spannelemente (20) verspannt ist, daß die Läuferwelle (6) jeweils in dem Getriebegehäuse (5) gelagert ist und daß die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung (16) ausgebildet und zwischen Läuferwelle (6) und Lager (13) angeordnet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (7') auf einer Seite direkt aber trennbar mit der Läufer welle (6) verbunden ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) auf der Seile des Kommutators (10) des Fahrmotors (2) liegt.

4. Antr::b nach Anspruch I oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lär-^verschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) eine auf der Läufcrwelle (6) befindliche Ttrierscheibe (12) über elastische Arme mit einem das Antriebsrilzel (7) tragenden Wcllenstumpf verbunden ist.

5. Antrieb nach Anspruch 1, wobei auf beiden Seilen der Läuferwelle eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung angeordnet ist. gekennzeichnet durch Rückstellelemente für die Rückführung der Läuferwelle (6) in die magnetische Mine.

b. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnei. daß als Rücksiellelemente für die Rückführung der Läuferwelle (6) Tcllerfedern (21) dienen, die jeweils zwischen dem mit der Läufcrwelle (6) verbundenen Teil der Kupplung (16) und dem das Aniriebsriize! (7) tragenden Wellenstumpf (17) liegen.