DE3302639A1 - Antriebsdrehgestell fuer schienenfahrzeuge, wie strassenbahnen - Google Patents
Antriebsdrehgestell fuer schienenfahrzeuge, wie strassenbahnenInfo
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Description
Essen, den 25.1.1983 PZ 3322 Va/bk
Thyssen Industrie AG
Am Thyssenhaus 1
4300 Essen 1
Antriebsdrehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsdrehgestell für Schienenfahrzeuge,
wie Straßenbahnen, mit in einem Querträger durch Gelenke zumindest horizontal schwenkbar gehaltenen und durch Spurstangen miteinander
verbundenen Halbdrehgestellen, in denen die Laufräder jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und über eine
Doppelgelenkwelle angetrieben sind.
Mit derartigen Drehgestellen, wie sie durch DE-OS 29 36 771 bekannt
sind, werden bei Kurvenfahrten zwischen Rädern und Schiene eine mehr
oder weniger große Gleittreibung mit einem Spurkranz- und Bandagenverschleiß
sowie unliebsamen Quietschgeräuschen weitgehend vermieden. Ihre Gelenke sind als Kreuzgelenke ausgebildet und halten die Halbdrehgestelle
gegen seitliches Kippen, ermöglichen ihnen aber zur Anpassung an den Verlauf der Schienen horizontale Winkelausschläge und noch eine
vertikale Schwenkbewegung, die der Federung zugute kommt. Die Elektromotoren sind starr mit dem Querträger verbunden und arbeiten auf die
Laufräder unter Zwischenschaltung von doppelten Kardangelenken. Diese
Bauweise wird bevorzugt, wenn im Zuge der Zusammenfassung der unmittelbaren
Einzelradantriebe stärkere Antriebsleistungen in einer Einheit verlangt werden. Die Kraftübertragung zu den Rädern erfordert allerdings
eine Kardankonstruktion, die vor allem deshalb aufwendig ist, weil große Schiebewege beim Befahren von kleinen Schienenradien bewerkstelligt
werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell der eingangs
genannten Art unter Beseitigung der vorgenannten Schwierigkeit für die Aufnahme von großen, am Querträger angeordneten Motoren im gesteigerten
Maße geeignet auszubilden.
Die Erfindung besteht darin, daß das Antriebsaggregat des Drehgestells
horizontal schwenkbar auf dem Querträger aufgehängt ist. Dabei kann vorteilhaft das Antriebsaggregat entweder aus zwei mit den Laufräderpaaren
gleichachsigen Motor-Getriebe-Einheiten und einem diese miteinander verbindenden und in die Fahrtrichtung weisenden Halter oder aus
einer in die Fahrtrichtung weisenden Motor-Getriebe-Einheit bestehen, deren zwei Achsgetriebe als Winkelgetriebe ausgebildet sind. Das Antriebsaggregat
kann aber auch zwei parallel zu den Laufradachsen neben ihnen liegende Doppelmotoren und einen diese miteinander verbindenden
Halter enthalten, der in die Fahrtrichtung weist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der große Schiebeweg in
der Kardanwelle, der bei kleineren zu durchfahrenden Kurvenradien auftritt, durch das "Mitgehen" der Antriebsmotoren mit den Halbdrehgestellen
vermieden bzw. auf ein Minimum herabgesetzt wird, so daß eine einfachere Kardanwelle ohne großen Schiebeweg verwendet werden kann.
Sie ist somit kürzer und leichter und besitzt infolge der Vereinfachung ihrer Funktion eine größere Sicherheit, was die Durchsetzung
von größeren Leistungen als bisher begünstigt.
Um ein Hochgehen der Laufräder beim überfahren von Gleisunebenheiten
zu begünstigen, ist zweckmäßig das Gelenk jedes Halbdrehgestells als
Kreuzgelenk ausgebildet, dessen in dem Halbdrehgestell gelagerte Teile um eine Achse senkrecht zur Fahrtrichtung schwenkbar sind.
Die horizontale und vertikale Schwenkbarkeit der Halbdrehgestelle kann
vorteilhaft auch dadurch erreicht werden, daß jedes Halbdrehgestell
einen Mittelteil, an dessen Enden vertikal angelenkte Schwingen und einen vertikalen Zapfen enthält, mit dem es kippfest im Querträger
steckt. Hier erübrigt sich das Kreuzgelenk und ist zugleich die Möglichkeit gegeben, die Laufräder in den Halbdrehgestellen unter Zwi-
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schenschaltung von Federn zu lagern, um die nicht abgefederten Massen
möglichst klein zu halten.
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Es hat sich als besonders zweckmäßig ergeben, die Spurstangen zu teilen
und ihre gleichlangen Hälften im Bereich der Teilung an dem Antriebsaggregat horizontal schwenkbar anzulenken.
Ergänzend muß man betonen, daß die Erfindung, d.h. die schwenkbare
Anordnung des Antriebsaggregates, sowohl bei Drehgestellen mit zwei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Elektromotoren, die gegebenenfalls
als Doppelmotoren ausgebildet sein können, als auch bei längs zur Fahrt richtung angeordneten Elektromotoren in Anwendung kommen kann, die
ebenfalls als Doppelmotoren ausgebildet sein können. Dabei ist auch möglich, die Motoren auf einem gemeinsamen Halter anzuordnen, der am
Querträger des.Drehgestells horizontal schwenkbar angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Drehgestell mit quergerichteten Antriebsmotoren im
Längsmittelschnitt,
Fig. 2 dasselbe in Draufsicht,
Fig. 3 ein Drehgestell mit längsgerichteten Antriebsmotoren im
Fig. 2 dasselbe in Draufsicht,
Fig. 3 ein Drehgestell mit längsgerichteten Antriebsmotoren im
Längsmittelschnitt,
Fig. 4 dasselbe in Draufsicht,
Fig. 5 zwei zusammengezeichnete Varianten eines mit Schwingen
Fig. 4 dasselbe in Draufsicht,
Fig. 5 zwei zusammengezeichnete Varianten eines mit Schwingen
versehenen Drehgestells mit quergerichteten Antriebsmotoren im Längsmittelschnitt und
Fig. 6 . dasselbe in Draufsicht.
Fig. 6 . dasselbe in Draufsicht.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Querträger 1 auf jeder Seite mit einem
senkrecht nach unten verlaufenden Zapfen 2 versehen. Die Zapfen 2 greifen in je eine Buchse 3 ein, die in der Mitte der Halbdrehgestelle
quer zur Fahrtrichtung gelenkig gelagert ist. Dazu dienen je zwei Bolzen 5, die seitlich in die Buchse 3 eingreifen. Durch diese kreuzgelenkartige
Lagerung 38 können die Halbdrehgestelle 4 neben einer hori-
- 4 -
zontalen Schwenkbewegung um den Zapfen 2 mit einem Winkel o£ noch eine
vertikale Kippbewegung mit dem Winkel β ausführen. Damit die horizontale
Bewegung, die beim Durchfahren von Kurven eintritt, bei beiden Halbdrehgestellen 4 gleich ist, sind diese durch Spurstangen 7 miteinander verbunden, die weiter unten näher beschrieben werden.
Zwischen dem Querträger 1 und den Halbdrehgestellen 4 sind in Fahrtrichtung
beiderseits des Zapfens 2 Schraubenfedern 8 angeordnet, welche die beim überfahren von Gleisunebenheiten auftretenden Kippbewegungen
abfedern. Im Hinblick auf diese Abfederung sind die Laufräder 9 fest
in den Halbdrehgestellen 4 gelagert.
Auf dem Querträger 1 ist der Wagenkasten 10 beiderseits durch je eine
weitere Feder 11 (Sekundärfeder) abgestützt. Seitliche Lenker 12 dienen
dazu, den Wagenkasten 10 gegenüber den Antriebs- und Bremskräften am Querträger 1 zu halten.
Zwischen den Halbdrehgestellen 4 sind elektrische Antriebsmotoren gleichachsig
mit den einander gegenüberliegenden Laufrädern 9 angeordnet.
Sie sind von einem Halter 13 getragen, der am Querträger 1 um einen mittig angeordneten Bolzen 17 horizontal schwenkbar befestigt ist.
Die Antriebsmotoren 6, die zwei voneinander unabhängige Läufer 14 und
14a in einem Gehäuse (Doppelmotor) enthalten, bilden zusammen mit den stirnseitig angeordneten Planetengetrieben 15 und dem Halter 13 ein
Antriebsaggregat 23.
Die Planetengetriebe 15 treiben über die Kardanwellen 16 über zwischengeschaltete
Gelenkkupplungen 18 die Laufräder 9 an. Die Wellen der Laufräder 9 sind als Hohlwellen 19 ausgebildet, wobei die Kardanwelle
16 die Hohlwelle 19 durchdringt und mit dieser durch die auf der Drehgestell-Außenseite
gelegene Gelenkkupplung 18 verbunden ist.
Die zwischen den Halbdrehgestellen 4 angeordneten Spurstangen 7 sind
gegenüber den sonst üblichen Bauarten geteilt ausgeführt, wobei ihre inneren Enden an dem Halter 13 beidseitig angelenkt sind. Auf Grund
dieser Anordnung macht bei einer Schwenkbewegung der Halbdrehgestelle
- 5 -
um einen Winkel oC auch der horizontal bewegliche Halter 13 eine entsprechende
Schwenkbewegung um denselben Winkel. Dadurch bleibt die Länge der Kardanwelle 16 in etwa konstant. Demzufolge kann eine einfachere,
insbesondere handelübliche Kardanwelle verwendet werden.
In den Figuren 3 und 4 ist die Verbindung der Halbdrehgestelle 4 mit
dem Querträger la wie in den vorangehenden Figuren ebenfalls als Kreuz gelenk 38 ausgeführt. Die Abstützung des Wagenkastens 10 gegenüber
den Halbdrehgestellen 4 erfolgt jedoch durch eine Luftfeder 20.
Zwischen den Halbdrehgestellen 4 ist ein in Längsrichtung liegender
Doppelmotor 21 mit zwei stirnseitigen Winkelgetrieben 22 angeordnet. Die zwei letztbezifferte Teile bilden das Antriebsaggregat 23a. Der
Doppelmotor 21 ist unmittelbar am Querträger la horizontal schwenkbar um den mittigen Bolzen 24 angeordnet.
Die Spurstangen 7 sind ebenfalls geteilt und greifen mit ihren inneren
Enden an den Stirnseiten der Winkelgestriebe 22 in den Gelenkpunkten
26 an.
Der Antrieb der Laufräder 9 erfolgt von den Winkelgetrieben 22 aus
mittels der Kardanwellen 16 und der Gelenkkupplungen 18, welche über die Hohlwelle 19 die Räder antreiben. Auf Grund der möglichen Schwenkbewegung
des Doppelmotors 21 kann die Kardanwelle 16 nach den gleichen vorteilhaften Bedingungen ausgeführt werden wie in den Figuren 1 und
2.
In den Figuren 5 und 6 sind die Halbdrehgestelle 27 bzw. 27a von dem
Querträger 28 nur durch senkrechte Zapfen 29 (kein Kreuzgelenk) gehalten.
Die Laufräder 9 sind in Schwingen 30 gelagert, die vertikal beweglich
durch horizontal gelegene Bolzen 31 an den Halbgestell-Mittelteilen
32 angelenkt und durch Federelemente 33 abgestützt sind. Durch diese Anordnung werden die nicht abgefederten Massen sehr klein gehalten,
jedoch ist eine exakte Parallelführung der Räder zum Mittelteil 32 gewährleistet.
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Zwischen den Halbdrehgestellen 27 bzw. 27a sind die quergerichteten
Antreibsmotoren 6 bzw. 21a angeordnet, die ähnlich wie in den Figuren
1 und 2 ausgebildet sind und von dem Halter 13 bzw. 13a getragen werden, der seinerseits am Querträger 28 mittels des mittig angeordneten
Bolzens 17 horizontal drehbar befestigt ist.
Von den Motoren, die wiederum zwei voneinander unabhängige Läufer 14
und 14a enthalten, sind der linksseitige Antriebsmotor 6 sowie dessen Verbindungen zu den Laufrädern 9 wie in den Figuren 1 und 2 ausgebildet.
In bezug auf die Gesamtheit des Antriebsdrehgestells (spiegelbild liche Anordnung der Antriebe) ist hier das Antriebsaggregat ebenfalls
mit 23 bezeichnet.
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Der rechtsseitige Doppelmotor 21a treibt über die Kardanwellen 35 und
die Gelenkkupplungen 36 die Laufräder 9 über Stirnradstufen 37 an, welche an den Schwingen 30 angeflanscht und unmittelbar mit den Laufrädern
9 verbunden sind. In diesem Falle, d.h. in bezug auf die Gesamtheit
des Antriebsdrehgestells (spiegelbildliche Anordnung der Antriebe),
bilden zwei Doppelmotoren 21a (ohne Getriebe) und der sie verbindende Halter 13a den Antriebsaggregat 23b.
Die geteilten Spurstangen 7 bzw. 25 greifen mit ihren äußeren Enden
an den Schwingen 30 bzw. an den Gehäusen der Stirnradstufen 37 und mit ihren inneren Enden an den Antriebsmotoren 6 bzw. 21a in den Gelenken
34 an.
Die Funktion der horizontal schwenkbaren Motorbefestjgungen und ihr
Vorteil bezüglich der Kardanantriebe ist auch bei diesem Drehgestell dieselbe wie bei den Bauweisen in den Figuren 1 bis 4.
- 7 -
Essen, den 25.1.1983 PZ 3322 Va/bk
BEZUGSZEICHENLISTE
1, la | Querträger |
2 | Zapfen |
3 | Buchse |
4 | Halbdrehgestell |
5 | Bolzen |
6 | Antriebsmotor |
7 | Spurstange |
8 | Schraubenfeder |
9 | Laufrad |
10 | Wagenkasten |
11 | Feder |
12 | Lenker |
13, 13a | Halter |
14, 14a | Läufer |
15 | Planetengetriebe |
16 | Kardanwelle |
17 | Bolzen |
18 | Gelenkkupplung |
19 | Hohlwelle |
20 | Luftfeder |
21, 21a | Doppelmotor |
22 | Winkelgetriebe |
23, 23a, | 23b Antriebsaggregat |
24 | Bolzen |
25 | Spurstange |
26 | Gelenkpunkt |
27, 27a | Halbdrehgestell |
28 | Querträger |
29 | Zapfen |
30 | Schwinge |
31 | Bolzen |
32 | Mittelteil |
33 | Federelement |
34 | Gelenk |
35 | Kardanwelle | Lagerung |
36 | Gelenkkupplung | |
37 | Stirnradstufe | |
38 | kreuzgelenkartige | |
-40-
- Leerseite -
Claims (7)
- -r-Patentansprüche:Θ. Antriebsdrehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mitin einem Querträger durch Gelenke zumindest horizontal schwenkbar gehaltenen und durch Spurstangen miteinander verbundenen Halbdrehgestellen, in denen die Laufräder jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und über eine Doppelgelenkwelle angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (23; 23a; 23b) des Drehgestells horizontal schwenkbar auf dem Querträger (1; la; 28) aufgehängt ist.
- 2. Antriebsdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (23) aus zwei mit den Laufradpaaren gleichachsigen Motor-Getriebe-Einheiten (6, 15) und einem diese miteinander verbindenden und in die Fahrtrichtung weisenden Halter (13) besteht.
- 3. Antriebsdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (23a) aus einer in die Fahrtrichtung weisenden Motor-Getriebe-Einheit (21, 22) besteht, deren zwei Achsgetriebe als Winkelgetriebe (22) ausgebildet sind.
- 4. Antriebsdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (23b) aus zwei parallel zu den Laufradachsen neben ihnen liegenden Doppelmotoren (21a) und einem diese miteinander verbindenden und die Fahrtrichtung weisenden Halter (13a) besteht.
- 5. Antriebsdrehgestell nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk jedes Halbdrehgestells (4) kreuzgelenkartig ausgebildet ist, dessen in dem Halbdrehgestell gelagerte Teile (z.B. 3) um eine Achse senkrecht zur Fahrtrichtung schwenkbar sind.
- 6. Antriebsdrehgestell nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halbdrehgestell (27, 27a) einen Mittelteil (32),_ 8 -■r"an dessen Enden vertikal angelenkte Schwingen (30) und einen vertikalen Zapfen (29) enthält, mit dem es kippfest im Querträger 5 (28) steckt.
- 7. Antriebsdrehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstangen (7; 25) geteilt und ihre gleichlangen Hälften im Bereich der Teilung an dem Antriebsaggre-10 gat (23; 23a; 23b) angelenkt sind.
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