DE3704454A1 - Achsgetriebe - Google Patents
AchsgetriebeInfo
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- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
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- B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
- B61C9/44—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with hollow transmission shaft concentric with wheel axis
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Description
Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe, insbesondere zum An
trieb des Radsatzes in einem Schienenfahrzeug, gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1. Ein Achsgetriebe dieser Gattung ist
bekannt aus der DE-OS 26 16 310.
Die Bemühungen um Leichtbau von Schienenfahrzeugen mit einem
günstigen Verhältnis zwischen der Fahrzeugmasse und der in
stallierten Leistung führten zu einer Bauart für den Radan
trieb, bei dem das Antriebsaggregat, das im vorliegenden Fall
ein Elektromotor ist, im Fahrzeug oder Drehgestell in dessen
Längsrichtung eingebaut und mit den Achsgetrieben zu einer Ein
heit zusammengeflanscht ist. Die komplette Antriebseinheit ist
dabei entweder am Rahmen des Fahrzeugs oder des Drehgestells
aufgehängt, und das Drehmoment wird über eine die Radsatzwelle
umschließende und deren Bewegungen ermöglichende Hohlwelle und
eine entsprechende Lenkerkupplung auf die Räder übertragen. Der
Vorzug dieser Bauweise ist die kompakte raumsparende Anordnung
mit geringstem Aufwand an außenliegenden, der Verschmutzung und
Beschädigung ausgesetzten Übertragungsmitteln.
Die Komponenten eines derartigen Antriebes, also Motor, Achsge
triebe, Radsätze, werden in der Regel bei verschiedenen Her
stellern einzeln gefertigt. Jedes Einzelbauteil aber, insbeson
dere das Achsgetriebe, muß beim jeweiligen Hersteller vormon
tiert und geprüft werden vor der Endmontage z.B. beim Fahrzeug
hersteller. Dies betrifft in besonderem Maße Hochleistungsacha
getriebe, die im Zuge stetiger Erhöhung der pro Achse zu über
tragenden Leistung mit schneller laufenden und größeren An
triebsmotoren höheren Anforderungen an Laufgüte genügen müssen.
Es sind Einstellarbeiten für die Lager- und Zahnradspiele er
forderlich, die am komplett montierten Antriebsaggregat nicht
mehr durchführbar sind.
Aus der DE-OS 30 47 413 ist ein Achsgetriebe für einen Drehge
stellantrieb bekannt, bei dem das Zahnradgetriebe zweistufig
ausgeführt ist, wobei eine Kegelradstufe direkt von einem Elek
tromotor angetrieben wird, während Stirnräder die zweite Stufe
zum Antrieb der Radsatzwelle bilden. Das Gehäuse dieses Achsge
triebes ist im Bereich der Stirnräder mit schräger Teilfuge
versehen. Dies verursacht eine teuere Bearbeitung des Gehäuses,
welches durch die gewählte Zahnradanordnung darüber hinaus sehr
groß ausgebildet ist. Der Rotor des Antriebsmotors ist über
eine Steckkupplung in der Welle des Kegelritzels gelagert. Her
stellungsbedingte Toleranzen und Spiele lassen eine solche Lö
sung nur für relativ kleine Aggregate zu, z.B. in Straßenbah
nen, nicht aber für die Übertragung großer Leistungen. Nachtei
lig ist bei einer der Ausführungsformen insbesondere die Lage
rung des Kegelritzels in einem jenseits der schrägen Teilfuge
befindlichen Gehäuseteil.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Achsgetriebe der
genannten Gattung derart auszubilden, daß eine fertigungstech
nisch einfache Herstellung und eine von einem hochtourigen
Hochleistungs-Antriebsaggregat getrennte Vormontage und Prüfung
sowie einfache Endmontage möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruches 1 gelöst. Es ist vorgesehen, das Achsgetriebe mehrstu
fig, vorzugsweise als zweistufiges, aus Stirnrädern und Kegel
rädern bestehendes Getriebe auszubilden, so daß eine Anpassung
der Motordrehzahl an die erforderliche Raddrehzahl in weiten
Grenzen sowie eine vorteilhafte Auslegung der Zahnräder möglich
ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das eine Ritzel
der Stirnradstufe auf der Achsgetriebeantriebswelle und eines
der Kegelräder auf der Achsgetriebeabtriebswelle befestigt ist.
Ferner ist das Gehäuse des Achsgetriebes mehrteilig und mit
vertikalen, einander parallelen Teilfugen ausgeführt. Diese
Bauweise erlaubt eine konstruktiv besonders vorteilhafte und
einfache Gestaltung des Gehäuses und Anordnung der Wellenlage
rungen innerhalb des Gehäuses sowie eine kostengünstige Her
stellung der Gehäuseteile. Desweiteren ist dadurch eine einfa
che Teil-Montage möglich zur Einstellung der Flanken- und La
gerspiele, sowie eine Prüfung mit Probelauf beim Hersteller.
Auch eine problemlose Endmontage an die stirnseitigen Flansch
flächen des Antriebsaggregates ist dadurch gegeben.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht gemäß
Anspruch 2 darin, daß das Gehäuse dreiteilig mit zwei Teilfugen
ausgeführt wird, wobei die erste Teilfuge zwischen dem ersten,
am Antriebsaggregat angeflanschten Gehäuseteil und dem zweiten
Gehäuseteil, dem Gehäuse-Mittelteil, im Bereich der Ebene der
Stirnräder verläuft. Die zweite Teilfuge zwischen dem Gehäuse-
Mitteilteil und dem dritten Gehäuseteil, dem Gehäuse-Endteil,
verläuft durch die Achse der Achsgetriebe-Abtriebswelle. Da
durch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit zu
allen Lagerstellen bei der Montage. Ferner sind dadurch die
hauptsächlichen Lagerstellen im Gehäusemittelteil unterge
bracht, was deren lage- und richtungsgenaue Herstellung beson
ders erleichtert. Außerdem können praktisch alle wesentlichen
Versorgungsleitungen für Schmiermittel zu den Lagern und den
Zahneingriffen zentral am Gehäusemittelteil angeordnet werden.
In den übrigen Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte kon
struktive Ausführungsformen angegeben. Als Antriebsaggregat
kann ein Elektromotor unmittelbar vorgesehen sein. Stattdessen
wäre es auch denkbar, in einem Drehgestell zwischen zwei erfin
dungsgemäßen Achsgetrieben ein z.B. hydrodynamisches Getriebe
vorzusehen.
Vorteilhaft ist ferner, die Achsgetriebe-Antriebswelle und die
Rotorwelle des Elektromotors, wie für sich allein bekannt, ein
stückig auszuführen, wobei die Rotorwelle über ein Loslager
direkt im Gehäusemittelteil gelagert ist und das erste Stirn
radritzel trägt. Das zweite Stirnrad kann mit dem Kegelritzel
zu einer separat einsetzbaren Baugruppe zusammengefaßt werden,
die ein einfaches Einstellen des Lager- und Flankenspiels in
den Kegelrädern erlaubt. Die Abtriebswelle des Achsgetriebes
kann wie bekannt als Hohlwelle ausgeführt werden, von der aus
das Drehmoment über winkelbewegliche Kupplungen an die Räder
weitergeleitet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Achsgetrie
be mit in die Zeichenebene geschwenkten Zahnrädern;
Fig. 2 eine schematische Ansicht in Fahrzeuglängsrichtung;
Fig. 3 eine schematische Ansicht in Richtung der Radsatzwelle.
An einem Elektromotor 1 sind auf seinen beiden Stirnseiten je
ein Achsgetriebe 2 angeflanscht. Das Drehmoment wird von einer
Rotorwelle 3, die gleichzeitig die Antriebswelle des Achsge
triebes 2 darstellt, über ein Stirnritzel 4, eine Zwischenwelle
6, auf der ein Stirnrad 5 und ein Kegelritzel 7 befestigt ist,
und ein Kegelrad 8 auf eine Abtriebswelle 9 übertragen. Die
Weiterleitung des Drehmoments erfolgt über eine beugefähige
Kupplungsanordnung 24 auf eine mit einer Radsatzwelle 25 dreh
fest verbundene Radscheibe 26.
Das Gehäuse des Achsgetriebes ist dreiteilig ausgeführt und
besteht aus einem ersten Gehäuseteil 10, das direkt an den
Elektromotor 1 angeflanscht ist und an einer gemeinsamen Teil
fuge 13 mit einem zweiten Gehäuseteil 11, dem Gehäusemittel
teil, fest verbunden ist. Das Gehäusemittelteil 11 ist über
eine weitere Teilfuge 14 mit dem dritten Gehäuseteil 12, dem
sogenannten Endteil, verbunden. Die Teilfugen 13 und 14 sind
zueinander parallel und stehen senkrecht zur Achse der Rotor
welle 3. Sie teilen das Achsgetriebegehäuse so, daß die erste
Trennung des Gehäuses parallel zu der durch die Stirnräder 4
und 5 vorgegebenen Ebene erfolgt. Die zweite Teilfuge verläuft
in der zur Achse der Rotorwelle 3 ebenfalls senkrecht stehenden
Abtriebswelle 9. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 10 und dem
Gehäuse-Mittelteil 11 ist eine Kammer gebildet, in der sich die
Stirnräder 4 und 5 befinden.
Die Rotorwelle 3, mit der das Stirnritzel 4 drehfest verbunden
ist, ist nicht im Gehäuse des Elektromotors 1, etwa an einem
Lagerschild, sondern im Achsgetriebe 2 gelagert. Dazu dienen
ein im ersten Gehäuseteil 10 angeordnetes Festlager 17 und ein
im Gehäusemittelteil 11 angeordnetes Loslager 16. Wird, wie in
der Regel üblich, auf beiden Stirnseiten des Elektromotors 1
ein Achsgetriebe 2 angeordnet, so ist zu berücksichtigen, daß
in diesem Falle nur an einem der Achsgetriebe-Gehäuseteile 10
ein Festlager 17, am anderen stattdessen wie bekannt ein Losla
ger anzuordnen ist. Das Kegelritzel 7 kann mit dem Stirnrad 5
und der Zwischenwelle 6 zu einer Baueinheit mit einer Lagerhül
se 19 zusammengefaßt sein, die ein Festlager 18 einschließt und
separat in das Gehäusemittelteil 11 einsetzbar ist. Dies hat
den Vorteil, daß das Spiel in den Kegelrädern 7 und 8 mit Hilfe
von Lagern 23, die meist als Kegelrollenlager ausgeführt sind,
sowie Distanzscheiben 20 an der Lagerhülse 19 eingestellt wer
den kann, bevor die Gehäuseteile 11 und 10 zusammengefügt wer
den.
Durch die Teilung des Gehäuses mittels paralleler und zur Achse
der Rotorwelle 3 senkrechter Teilfugen wird folgender einfacher
Montagevorgang erzielt: Das erste Gehäuseteil 10 wird an der
Stirnseite des Elektromotors 1 befestigt und die Rotorwelle
wird mittels des Festlagers 17 eingesetzt, ferner das Stirn
ritzel 4 und der Innenring des vorzugsweise als bordloses Rol
lenlager ausgebildetes Loslager 16 auf der Rotorwelle befe
stigt. Am Gehäusemittelteil 11 ist die Lagerhülse 19 mit dem
Stirnrad 5 schon vormontiert, und die Zwischenwelle 6 trägt wie
die Rotorwelle einen bordlosen Innenring eines Loslages 21. Die
Außenringe des Loslagers 16 und 21 sind bereits in die Gehäuse
teile 11 und 10 eingesetzt. In diesem Stadium können die beiden
Gehäusehälften zusammengefügt werden, wobei die jeweils freien
Lagerstellen 16 und 21 eine Zentrierung beim Fügevorgang dar
stellen.
Anstelle der dargestellten dreifachen Lagerung der Zwischen
welle 6 mittels der beschriebenen Lager 18 und 21 sowie eines
Stützlagers 22 am Kegelritzel 7 kann entsprechend den Bela
stungserfordernissen auch eine zweifache Lagerung vorgesehen
sein.
Durch die Ausbildung des Zahnradvorgeleges mit Stirnrädern ist
es möglich, ein Drehgestell bekannter Art mit einem Hochlei
stungs-Elektromotor größeren Durchmessers auszurüsten, ohne die
Bodenfreiheit des Fahrzeuges zu beeinträchtigen.
Claims (9)
1. Achsgetriebe, insbesondere zum Antrieb des Radsatzes eines
Schienenfahrzeuges, mit den folgenden Merkmalen:
- a) ein Antriebsaggregat weist eine in Fahrzeuglängsrich tung liegende Ausgangswelle auf, die mit der Antriebs welle des Achsgetriebes fluchtet;
- b) die Achse der Abtriebswelle des Achsgetriebes steht senkrecht zur Antriebswelle des Achsgetriebes;
- c) das Achsgetriebe ist über ein Gehäuse mit dem An triebsaggregat zusammengeflanscht;
- d) das Drehmoment wird über ein Zahnradgetriebe von der Ausgangswelle des Antriebsaggregates auf die Abtriebs welle des Achsgetriebes übertragen;
gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden weiteren
Merkmale:
- e) das Zahnradgetriebe des Achsgetriebes (2) ist mehrstu fig ausgeführt und besteht aus mindestens einem Stirn radpaar (4, 5), von dem das eine Rad (4) auf der An triebswelle (3) befestigt ist, sowie einem Kegelrad paar (7, 8), von dem das eine Rad (8) auf der Ab triebswelle (9) des Achsgetriebes befestigt ist;
- f) das Gehäuse des Achsgetriebes (2) ist mehrteilig aus gebildet und weist zwischen jedem Gehäuseteil (10, 11, 12) einander parallele und zur Antriebswelle (3) senk rechte ebene Teilfugen auf.
2. Achsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäuse des Achsgetriebes dreiteilig mit zwei
Teilfugen (13, 14) ausgebildet ist, wobei die Ebene der
ersten Teilfuge (13) zwischen einem
ersten Gehäuseteil (10) und einem zweiten Gehäuseteil (Ge
häusemittelteil 11) im Bereich der Stirnräder (4, 5) und
die Ebene der zweiten Teilfuge (14) zwischen dem zweiten
Gehäuseteil (11) und einem Abschlußteil (12) in der Achse
der Abtriebswelle (9) verläuft.
3. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das andere Stirnrad (5) mit dem anderen
Kegelrad (7) zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist und als
solche in das zweite Gehäuseteil (11) einsetzbar und mit
einem Lager (21) im ersten Gehäuseteil (10) gelagert ist.
4. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Antriebsaggregat als Elektromotor (1)
ausgeführt ist.
5. Achsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rotorwelle (3) des Elektromotors wie bekannt einstückig
mit der Antriebswelle des Achsgetriebes (2) ausgebildet ist.
6. Achsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rotorwelle (3) des Elektromotors (1) mittels eines
Festlagers (17) in dem am Elektromotor (1) angeflanschten
ersten Gehäuseteil (10) und mittels eines Loslagers (16) im
zweiten Gehäuseteil (11) gelagert ist.
7. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rotorwelle (3) des Elektromotors (1)
oberhalb der Abtriebswelle (9) des Achsgetriebes angeordnet
ist.
8. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abtriebswelle (9) des Achsgetriebes
wie bekannt als Hohlwelle ausgebildet ist.
Priority Applications (2)
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ID=6320864
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