DE2616310C3 - Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug - Google Patents
Antrieb für ein elektrisches SchienenfahrzeugInfo
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Description
Das Hauptpatent 25 14 265 betrifft 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 Läuferwelle des Fahrmotors verbunden ist und dessen Getriebegehäuse sich einerseits auf der Treibachse
abstützt und andererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und
diesen trägt, wobei der Ständer des Fahrmotors gehäuselos ausgebildet ist und das Ständerblechpaket
zwischen Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist, während die Läuferwelle jeweils
in dem Getriebegehäuse gelagert ist und die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende
Kupplung ausgebildet und zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet ist.
Ein derartiger Antrieb hat den Vorteil, daß durch Integrieren von Funktionen eine wesentliche Gewichtsersparnis erzielt wird, da die Lagerschilde des
elektrischen Fahrmotors entfallen.
Der Läufer trägt vielmehr auf seiner Welle unmittelbar die Antriebsritzel und ist im Getriebegehäuse
gelagert, wobei die zwischengeschaltete Kupplung die Zentrierung der Läuferwelle sicherstellt Das Getriebegehäuse
trägt außerdem den gehäuselos ausgebildeten Ständer des Fahrmotors. Durch den Wegfall der
getrennten Lagerung der Läuferwelle ist ferner der Platzbedarf in axialer Richtung verringert
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb nach dem Hauptpatent durch den Einsatz eines
Fahrmotors höherer Drehzahl die Leistung zu steigern und die dadurch jeweils erforderliche zweite Gelriebestufe
in den Abstand zwischen den Treibachsen mit einzubauen, wobei der Antrieb eine kritische Drehzahl
aufweisen muß, die oberhalb der Betriebsdrehzahlen liegt
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung zwischen dem Ritzel und der Läuferwelle jeweils ein im
Getriebegehäuse fixiertes Planetenrädervorgelege vorgesehen, dessen von der Läuferwelle getragenes
Sonnenrad über in einem feststehenden Planetenträger gelagerte Planetenräder ein Hohlrad antreibt, das über
eine Bogenzahnkupplung mit der Ritzelwelle verbunden ist
Das dem Winkelgetriebe jeweils vorgeschaltete Planetenrädervorgelege nimmt in axialer Richtung nur
sehr geringen Raum ein, zumal die Wellenenden der Läuferwelle selbst durch die Verzahnung zu den
Sonnenrädern werden. Der feststehende Planetenträger ist am Getriebegehäuse befestigt. Durch die Planetenräder
verteilt sich der Kraftschluß gleichmäßig und ein Achsversatz zwischen Hohl- und Sonnenrad wird durch
die Bogenzahnkupplung, welche die Verbindung zwischen Hohlrad und Ritzelwelle bildet, ausgeglichen. Die
während des Betriebes auftretenden Längsbewegungen infolge der unterschiedlichen Temperatur von Ständer
und Läufer werden durch ein Längsgleiten an der Verzahnung von Sonnenrad und Planetenrädern aufgenommen,
so daß das Sonnenrad als Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung wirkt.
Der Einsatz des zweistufigen Getriebes unter Verwendung eines Planetenrädervorgeleges ergibt eine
hohe Untersetzung und erlaubt hochtourige elektrische Fahrmotoren. Deshalb sind für diesen Antrieb auch
Asynchronmotoren als Fahrmotoren geeignet.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn sich die Läuferwelle über vorgespannte Tellerfedern und Axiallager
gegen die Ritzelwelle abstützt und sich radial in radial in drei Planetenrädern zentriert. Durch diese
selbsttätige Zentrierung erfordert diese Lagerung nur einen sehr geringen Aufwand. Die Axiallager gleichen
die unterschiedliche Drehzahl von Läuferwelle und Ritzelwelle aus, während die vorgespannten Tellerfedern
den Läufer in seiner vorgesehenen Position halten. Im folgenden wird die Erfindung noch anhand der in
der Zeichnung in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Antrieb eines elektrischen
Schienenfahrzeuges,
F i g. 2 als Teil des Längsschnittes nach F i g. 1 im größeren Maßstab den Aufbau des zweistufigen
Getriebes und der Lagerung der Läuferwelle,
F i g. 3 ebenfalls im Längsschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel
mit abgewandelter Lagerung der Läuferwelle.
Bei einem elektrischen Schienenfahrzeug für den Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von
einem quer zwischen ihnen in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges angeordneten Fahrmotor 2 angetrieben.
Es handelt sich dabei um einen elektrischen
Fahrmotor 2 hoher Drehzahl, weshalb zwischen jede Treibachse 1 und der Läuferwelle 3 des Fahrmotors 2
zur Erreichung einer hohen Obersetzung ein zweistufiges Getriebe angeordnet ist, nämlich das Plan."itenrädervorgelege
4 und das danach geschaltete Winkelgetriebe 5.
Das Tellerrad 6 des Winkelgetriebes 5 ist auf einer Hohlwelle 7 angeordnet, welche die Treibachse 1
umgibt. Die Verbindung zwischen der Hohlwelle 7 und der Treibachse 1 erfolgt in an sich bekannter Weise über
nicht dargesteUte elastische Kupplungen. Das Getriebegehäuse 8 ist ebenfalls auf der Hohlwelle 7 gelagert
Damit die Läuferwelle 3 des Fahrmotors 2, auf der das Läuferblechpaket 9 und Lüfter 10 angeordnet sind,
beide Treibachsen 1 gleichzeitig antreiben kann, ist sie an ihrem Ende jeweils mit einer Verzahnung versehen,
die das Sonnenrad 11 des Planetenrädervorgeleges 4 bildet Dieses Sonnenrad 11 treibt drei in einem
feststehenden Planetenträger 12, der am Getriebegehäuse 8 befestigt ist, gelagerte Planetenräder 13 an, die
: ihrerseits in das Hohlrad 14 eingreifen. Vom Hohlrad 14
• -wird das Drehmoment über eine Bogenzahnkupplung 15 auf die Ritzelwelle 16 übertragen, die das Ritzel 17
des Winkelgetriebes 5 trägt, das in das Tellerrad 6 eingreift, welches seinerseits die Treibachse 1 antreibt.
Die Bogenzahnkupplung 15 gleicht dabei einen möglichen Achsversatz zwischen dem Hohlrad 14 und
dem Sonnenrad 11 des Planetenrädervorgeleges 4 aus.
Der aus der Läuferwelle 3 und den beiden Ritzelwellen 16 gebildete Wellenstrang ist jeweils im
Getriebegehäuse 8 gelagert Zur radialen Lagerung der Ritzelwelle 16 dienen zwei Wälzlager 18 und ein
weiteres Wälzlager 19 ist zur axialen Lagerung vorgesehen (siehe F i g. 2). Die Läuferwelle 3 ist radial in
den Verzahnungen der drei Planetenräder 13 zentrisch geführt In axialer Richtung halten vorgespannte
Tellerfedern 20 und Axiallager 21 den Läufer in der magnetischen Mitte, wobei die Axiallager 21 die
unterschiedlichen Drehzahlen der Ritzelwelle 16 und der Läuferwelle 3 aufnehmen. Längenänderungen der
Läuferwelle 3 gegenüber dem Ständer 22 bzw. dem Getriebegehäuse 8 werden durch die Verzahnung von
Sonnenrad 11 und Planetenräder 13 aufgenommen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g;. 3 (für gleiche
Teile wurden jeweils die gleichen Bezugszeichen beibehalten) ist die Läuferwelle 3 über einen Zapfen 23
und als Nadellager ausgebildete Wälzlager 24 auch
Tadial in der Ritzelwelle 16 gelagert. Diese Lagerung ist zwar aufwendiger als die alleinige radiale Führung
durch die Planetenräder 13, doch die Zentrierung des Läufers hat ein geringeres Spiel und ist somit genauer.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
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
andererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen
trägt, wobei der Ständer des Fahrmotors gehäuselos ausgebildet ist und das Ständerblechpaket zwischen
Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist, während die Läuferwelle jeweils in
dem Getriebegehäuse gelagert ist und die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als
zentrierende Kupplung ausgebildet und zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet ist, nach Patent
25 14 265, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ritzel (17) und der Läuferwelle (3)
jeweils ein im Getriebegehäuse (8) fixiertes Planetenrädervorgelege (4) vorgesehen ist, dessen von der
Läuferwelle (3) getragenes Sonnenrad (11) über in einem feststehenden Planetenträger (12) gelagerte
Planetenräder (13) ein Hohlrad (14) antreibt, das über eine Bogenzahnkupplung (15) mit der Ritzelwelle
(16) verbunden ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Läuferwelle (3) über vorgespannte
Tellerfedern (20) und Axiallager (21) gegen die Ritzelwelle (16) abstützt und sich radial in drei
Planetenrädern (13) zentriert.
3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle (3) sich mit einem Zapfen
(23) in der Ritzelwelle (16) zentriert und in Wälzlagern (24), die sich in der Ritzelwelle (16)
befinden, radial gelagert ist.
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