DE6607639U - Einzelachsantrieb fuer ein elektrisches triebfahrzeug. - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8520 Erlangen,- 15.7^1965 V

Beritin und München "' ' Werner-von-Siemens-Str. 50

YPA .65/0103 GM D/Win ·

Einzelachsantrieb iür ein elektrisches 'Triebfahrzeug

Neuerung Jöie Torlieeende SSSCMlHl betrifft einen Einzelachsantrieb für

ein elektrisches Triebfahrzeug mit einem im Fahrgestell gela- · gerten elektrischen Fahrmotor, der über ein Getriebe und eine nachgiebige Kupplung mit der Treibachse verbunden ist. Dax Konstruktion derartiger Einzelachsantriebe liegt die Aufgabe '^:<:||§ zugrunde, einmal in dem begrenzten, zur Verfugung stehenden Kaum einen Fahrmotor möglichst großer Leistung unterzubringen und zum anderen die Lagerung des Fahrmotors und die Kupplungen so auszubilden, daß die "welle des Fahrmotors und die Treibachse sich in beliebiger Weise gegeneinander bewegen können, damit

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er Schiene herrührende Stöße bzw. pulsierende Drehmomente des Fahrmotors abgedämpft und nicht übertragen werden.

Neuerung
Gemäß der E3EE£XB2afig ist der Fahrmotor pendelnd im Fahrgestell gelagert und trägt nur auf einer Seite ein starr nix dem Motorgehäuse verbundenes Getriebe, dessen Großraa die Treibachse mit Spiel umgibt und über eine kardanische Kupplung mit dieser verbunden ist. -Treten zwischen der angetriebenen und der antreibenden Welle v/inklige Bewegungen auf, so werden diese von der kardanischen Kupplung aufgenommen. ^Relativbewegungen zwischen Fdrgestell und Treibachse in vertikaler Richtung v/erden dagegen durch die pendelnde Lagerurig des Pahrsiotors ermöglicht. Mithin erfüllt der gemäß der Erfindung ausgebildete Antrieb die Forderungen nach freier Beweglichkeit der Yfellen gegeneinander. Zum anderen wird durch die notwendigen übertragungsmittel nur wenig Baum beansprucht, da nur eine einzige, ssjf TSXi? =©iser· Seite angebrachte Kupplung e^fo^äe^lira ist, so

daß der verbleibende Baum für den jPahrmciDr voll ausgenutzt -*%

werden kann, dessen Leistung bekanntlich um so größer ist, 4CI;

je größer der zur Yerfagung stehende Baum ist.

Die Vervrendung von kardanisch beweglichen Kupplungen ist bei elektrischen !Triebfahrzeugen an sich bereits bekannt. 3ei bekannten derartigen Antrieben ist der !Fahrmotor im Drehgestell fest gelagert und zur Verbindung zv/ischen der Jahrmotorwelle

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und der Treibachse dienen jeweils zwei kardanisch beweglüie" Kupplungen, die hintereinandergeschsltet und untereinander durch eine Hohlwelle, welche die Treibachse mit Spiel umgibt, verbunden sind. .

Bei diesen bekannten Antrieben sind daher jeweils zwei \ iardanisch bewegliche Kupplungen und eine sie verbindende Hohlwelle erforderlich. Außerdem erfordert der im Fahrgestell fest eingebaute Koter einen iuindestabstand zwischen jeweils Kotorgehäuse/ilohlwelle und Hohlwelle/Treibachse, der alle

auftretenden Spiele und Toleranzen berücksichtigt. Dies befeuerung

deutet gegeaüber- des Antrieb nach der XfralaSSag einen wesentlich größeren Raumbedarf und größeren Aufwand für die Übertragungsglieder. . ^:i

Die Sodenfreiheit zwischen dem im Gehäuse fest gelagerten Großrad und der Schienenoberkante wird bei einem fest im Fahrgestell gelagerten Motor zusätzlich um die Fahrgestellfederung vermindert. Hierdurch wird ein maximaler Durchmesser für das

Neuerung "4 GroSrad festgelegt. Da beim Antrieb gemäß der i£^£&-k£g infolge der pendelnden Lagerung des Fahrmotors nur eine evtl. vorhandene und v/es entlich geringere radiale Federung der kardanisch en Kupplung berücksichtigt werden muß, kann das GroBrad entsprechend größer gestaltet werden. Bei einer festliegenden, größtmöglichen Übersetzung bedeutet- dies, daß die Zentrale (Mitten—

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abstand Jahrmotorwelle - Treibachse) größer ist, wodurch äer

'gröSeres Drej^irrent, Motordurchmesser zusätzlich größer ausgeführt werden kann /

größere Leistung). Man kann aber auch eine größere Übersetzung wählen, was eine höhere Motordrehzahl ermöglicht, die wiederum zu einer Leistungssteigerung führt.

Neuerung
Gemäß der weiteren EESSSSXtESgCkann die kardanische Kupplung in radialer Richtung federnd ausgebildet sein* Dadurch kann ein Teil der bei Schienenstößen auftretenden radialen Bewegungen des Antriebes bereits von der kardan^schen Kupplung aufgenommen werden, so daß der Fahrmotor von den entsprechenden Stoßen entlastet wird. Ss ist ferner zweckmäßig, die kardanische Kupplung oder die im Getriebe, - das ein- oder mehrstufig sein kann - verwendeten Zahnräder drehelastisch auszubilden. Die Drehelastisität im Antrieb wirkt sich in bekannter Weise beim Anfahren schonend für den Kommutator des elektrischen Fahrmotors aus und dämpft eventuelle Drehmomentpulsationen. Außerdem werden durch die Drehelastizität von den vertikalen Bewegungen des Treibradsatzes hervorgerufene Zahnradstöße und Drehbeschleuüigungen kompensiert, iuan kann weiterhin eine axiale Beweglichkeit der kardanischen Kupplung vorsehen, was vorteilhaft ist, wenn ein größeres Querspiel zwischen der Treibachse und dein fahrgestell auftritt.

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Als kardanische Kupplung zwischen dem Großrad und der Treibachse - die auch auf der Außenseite des Treibrades angeordnet sein kann - können die verschiedenartigsten Elemente verwendet werden, die jeweils in bekannter Weise eine winklige Lage der beiden verbundenen Stellen zueinander zulassen, wie z.B. Kardankreuzgelenke, Lenker mit elastisch oder als Kugelgelenke ausgebildeten Gelenkpunkten usw..

Um den Verschleiß und auch die erforderliche Wartung herabzusetzen, empfiehlt es sich, die kardanische Kupplung aus Elementen aus gummielastischem Material zu bilden, wie z.B. einteilige Gummiringfedern oder Ringfedersegmente oder Gunmihülsenfedern.

Man kann ferner die kardanische Kupplung aus mehreren hinter-.
ⁿ einandergeschalteten Elementen zusammensetzen, um verschiedene

Eigenschaften, wie z.B. Drehelastizität bzw. Abfederung in radialer oder axialer Richtung, zu kombinieren.

A Neuerung

Gemäß der weiteren %££SEB3G£fe ist es zweckmäßig, die Lagerungen des Fahrmotors im Fahrgestell federnd auszubilden. Der Fahrmotor kann insbesondere an zwei Punkten drehbeweglich im Fahrgestell gelagert sein. Dadurch führt der Motor um eine durch diese beiden Punkte festgelegte Achse Drehungen aus, welche jeweils vertikale Bewegungen der Achse ausgleichen. Ss ist vorteilhaft, diese Drehachse erfindungsgeiaäß in die Hähe des Schwerpunktes des Fahrmotors zu legen, v/eil dadurch die kardanische Kupplung entlastet wird.

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,,Neuerung
Im folgenden sei die2£&S3SX3öX3g: anhand der in den Pig. 1 bis.5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Pig. 1 zeigt die Seitenansicht eines Einzelachsantriebes

Neuerung

eines elektrischen Sriebfahrzeuges, der gemäß der ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I in Pig. I.

Die ?ig. 3 bis 5 zeigen jeweils unterschiedlieh ausgebildete kardanische Kupplungen als Verbindung zwischen dem Großrad und dem Treibrad.

Der in Pig. 1 und 2 gezeigte Einzelachsantrieb eines elektrischen, auf Schienen laufenden Triebfahrzeuges,besteht aus dem zwischen den Treibrädern 1 liegenden elektrischen Fahrmotor 2, der neben der Treibachse 3 angeordnet ist. Am Gehäuse des Fahrmotors 2 sind zv/ei Tragarme 4 und 5 befestigt, die über elastisch und kugelig ausgebildete Lager 6 und 7 im Träger des Fahr- oder Drehgestells 8 des Triebfahrzeuges gelagert sind4 Dadurch ist der Motor im Fahrgestell pendelnd aufgehängt, iis ist außerdem hinsichtlich der möglichen Bewegungen so festgelegt, daß er nur eine Drehbewegung um die durch die Lager 6 und 7 festgelegte Drehachse 9 ausführen kann. Die Drehachse 9 fällt bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Mitte &ΘΙ"· Laufervielle 10 des elektrischen Fahrmotors ZUSSuUnen. JLS

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cei darauf hingeviesen, daß die Anordnung auch so getror' η werden kann, daß sich der Motor um eine andere Dreiiachs» - ^t, wobei die Lager auch ohne Tragarme unmittelbar am Motorgehäur befestigt sein können.

Arn Gehäuse des Fahrmotors 2 ist außerdem der Ansatz 11 starr "befestigt, der die Treibachse 3 mit Spiel umgibt und auf dem das Großrad 12 drehbar gelagert ist. Das Getriebe 13, welches zur Übertragung des Drehmomentes dient und aus dem Großrad 12 und dem von der Läuferwelle des Fahrmotors angetriebenen Ritzel 14 besteht, ist also starr mit dem Motorgehäuse verbunden. Zur Verbindung zwischen dem Großrad 12 und dem Treibrad 1 bzw. der Treibachse 3 dient die kardanische Kupplung 15, die aus Gummiringfedersegmenten besteht, die bei radialen Bewegungen des Treibradsatzes auf i)ruc^v und bei kardanischen bzw. axialen Bewegungen auf Schub beansprucht werden. Jie Hingfedersegmente sind zur Ker-absetsung der auftretenden Zugspannungen durch nicht dargestellte Mittel auf Druck vorgespannt.

Die Befestigung der Ringfedersegmente der kardanischen Kupplung kann so ausgebildet sein, daß die radial außen liegenden metallischen Befestigungsteile der Ringfedersegmente nit dem Großrad und die radial innen liegenden metallischen Befestigungsteile der Ringfedersegmente mit dem Treibrad verbunden sind. Dies

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hat den Vorteil, daß die Bremswäre nicht unmittelbar, sondern erst über einen weiten Weg auf die Gummiteile übertragen wird. Man kann die Befestigung aber auch umgekehrt ausbilden. In diesem Falle kann die Dichtung des Zahnradkastens auf einem kleineren Durchmesser angeordnet v/erden, was sich günstig für die Abdichtung und die Lebensdauer der Dichtung auswirkt.

Die Bindefläche zwischen den Gummi und den metallischen Befest iguiigsteilen der als kardanische Kupplung verwendeten Gurniniringfeder kann zylindrisch, kegelig oder kugelig ausgebildet sein oder aus einer Kombination dieser Flächen bestehen»

Bei dem in Pig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel "besteht die kardanische Kupplung 15 aus Gummihülsenfedern, deren äußere metallischen Sefestigungsteile 16 mit Hilfe von auf der Außenseite des Trei'örades 1 zugänglichen. Bolzen 17 as •Treibrad "befestigt sind. Der Innenbolzen 18 der Gtumnihülsenfeder ist am Großrad 12 "befestigt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer aus mehreren hintereinandergeschalteten Elementen zusammengesetzten kardanischen Kupplung 15 zeigen die Pig. 4 und 5· Am Körper des Großrades sind mehrere Lenker 21 angeordnet, die jeweils kugelig ausge-

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bildete, elastische Gelenkpunkte 22 und 23 aufweisen. Der andere nicht mit dem Großrad verbundene Gelenkpunkt 23 der Lenker 21 ist jeweils mit einem Flansch 24 verbunden, der in zwei gegenüberliegende Ansätze 25 ausläuft. Zwischen' den Ansätzen 25 sind zwei parallelgeschaltete Gummiringfedern 26 einvulkanisiert, deren gemeinsamer metallischer Mittelteil 27 mit dem "Treibrad verbunden ist. Die Gunuairingfedern 26 Λ'/erden also bei radialen Bev/egungen auf Schub beansprucht. Die Lenker sind in ihrer Anzahl und in ihrer gegenseitigen Lage so zu wählen, daß sie den Plansch 24 zentrieren. Durch diese Hintereinanderschaltung von Lenkern und Gumairingfedern -besitzt die kardanische Kupplung 15 eine größe !Nachgiebigkeit gegenüber Sev/egungen in radialer und auch in axialer Richtung.

14 Ansprüche

Claims (14)

PIJl 9/810/4623 'hutzgusorüche

1. Einzelachsantrieb für ein elektrisches Triebfahrzeug aiii einem im Fahrgestell gelagerten elektrischen Fahrmotor, der über ein Getriebe und eine nachgiebige Kupplung mit der

\ Treibachse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der

Fahrmotor pendelnd im .Fahrgestell gelagert ist und: nur auf einer Seite ein starr mit dem Motorgehäuse verbundenes Getriebe trägtj dessen Großrad die Treibachse mit Spiel umgibt un<? über eine kardanisch^ Kupplung mit dieser verbunden ist.

2. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die karda^ische Kupplung in radialer Richtung federnd ausgebildet ist.

3. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Mh daß die kardanisch^ Kupplung drehelastisch ist«

4. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanisehe Kupplung in axialer Richtung beweglich ist.

5. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1 bis 4.

dadurch gekennzeichnet, daß die kardanisehe Kupplung aus mehreren hintereinandergeschalteten Elementen besteht.

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6. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1 oder 5. dadurch g" er zeichnet, daß in der kardanischen Kupplung parallelge ι_ .<= Elemente angeordnet sind.

7. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1 bis 6_S dadurch gekennzeichnet, daß die kardanisehe Kupplung aus* Elementen aus gusani elastischea Material gebildet ist.

8. Einzelachsantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Kupplung aus einer einteiligen oder aus Segmenten zusammengesetzten Ringfeder gebildet ist.

9. Sinzelachsantriea nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die karäanische Kupplung aus Gummihülsenfedem besteht.

10. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Kupplung aus elastisch gelagerten Lenkern gebildet wird.

11. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen des Fahrmotors im Fahrgestell federnd ausgebildet sind.

12. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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gelagert ist.

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13. Einzelachsantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die beiden Lager des Fahrmotors festgelegte Drehachse in der Nähe des Schwerpunktes des pahrmotors liegt. * - -

14. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder des Getriebes drehelastisch ausgebildet sind. V. "· ' *-■■'.

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