CH250256A - Driving frame for electric vehicles. - Google Patents

Driving frame for electric vehicles.

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CH250256A
CH250256A CH250256DA CH250256A CH 250256 A CH250256 A CH 250256A CH 250256D A CH250256D A CH 250256DA CH 250256 A CH250256 A CH 250256A
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CH
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gear
drive
frame
motor
vehicle frame
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Inventor
Werz Jacob
S A Des Ateliers De Secheron
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Werz Jacob
Secheron Atel
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

  

  Triebgestell für elektrische     Fahrzeuge.       Es werden immer wieder neue Lösungen  vorgeschlagen, um die ideal einfache Anord  nung des sogenannten Tatzenlagermotors mit       Zahnradübersetzung    so zu     verbessern,    dass  die     Achsstösse        vermindert        werden.    Bekannt  lich ruht bei dieser Anordnung der Trieb  wotor mit etwa der Hälfte seines     Gewichtes     ungefedert auf der Triebachse, während er  an der dieser Lagerung     abgewendeten    Seite  federnd am Drehgestellrahmen aufgehängt  ist.  



  Zur     Klarstellung    der     Verhältnisse    diene  zunächst folgende grundsätzliche Betrach  tung an Hand der Fig. 1 und 2 über das  Kräftespiel beim Tatzenlagermotor. Der An  ker des     Motors    1 erteilt dem Triebrad 2     das     Moment M. Am Zahnkolben 3     entsteht    der  Zahndruck P und in den Motorankerlagern  ein gleich grosser     Lagerdruck    nach unten.  Dieser Lagerdruck erzeugt einerseits eine  Reaktionskraft in den Tatzenlagern 6, ander  seits eine Zugkraft am Hängeeisen 4, welche  auf den Rahmen 5 belastend wirkt. Dadurch  werden aber auch die Tragfedern mehr be  lastet.

   Bei     Fahrt    in der entgegengesetzten       Richtung    kehren die Kräfte ihre Richtung  um, wobei dann die Tragfedern weniger be  lastet werden.  



  Diese dem     Strassenbahnmotor    mit     Zahn-          radübersetzung    eigentümliche     Beeinflussung     der Tragfedern ist ein nicht zu     unterschät-          zender    Nachteil des Tatzenlagermotors, da  die     Rechnung    zeigt, dass die zusätzliche Be  lastung der Tragfedern bis zu 35 % der sta  tisch vorhandenen     Last    betragen kann,         Ein        weiterer    Nachteil     liegt    daran, dass das  Zahnrad bei vertikalem Spiel der Triebachse  7 drehende Impulse auf die grosse Trägheits  masse des Rotors überträgt.

   Wenn sich die  Triebachse 7 nach oben bewegt, so ist zu  nächst die     Massenträgheit        des.    Motors zu über  winden. Ferner ist dem     Rotor    der erwähnte  drehende     Impuls    zu     erteilen,        was        in    der Wir  kung einer     ,scheinbaren        Massenvergrösserung     entspricht, die wegen der Zahnradüberset  zung relativ gross     ausfällt.    Es sind Ausfüh  rungen bekannt, bei welchen der Anteil des  Rotors am Gesamtstoss bis zu 80 % beträgt.

    Durch diese     ,Stösse,    welche sich über die Ver  zahnung auf den Rotor übertragen, leiden die  Getriebe. Überdies erzeugt der Stoss auf das  Zahnrad eine Tangentialkraft am Triebrad  umfang, was ein momentanes Gleiten an der       Berührungsstelle        mit    der Schiene verursacht.  Dieses zerstörende Gleiten ist die eigentliche  Ursache der häufig beobachteten Abnützun  gen an den Schienen.  



  Um diese Nachteile mindestens zum Teil  beseitigen zu können, würde die in Fig. 3       schematisch        dargestellte,    ebenfalls     bekannte     Anordnung vorgeschlagen. Gemäss dieser  Konstruktion ist der Motor 1 vom     Getriebe    3,  3'     abgetrennt    am gefederten Fahrzeugrahmen  5 gelagert,     während    das Zahnradgetriebe, be  stehend aus     Zahnrad    3' und Kolben 3, in  einen     Radkasten    8 eingeschlossen wurde, den  man Tatzenlagergetriebekasten nennen kann,

    weil er     .sich    genau wie der obenerwähnte       Tatzenlagermotor    einerseits auf die Trieb  achse 7 abstützt     und    anderseits am Fahrzeug-      rahmen 5 allseitig beweglich aufgehängt ist.  Natürlich erfordert diese Anordnung ein Zwi  schenglied, das die Relativbewegung zwi  schen Motorwelle und Kolbenwelle gestattet.

    Diese Lösung besitzt noch die Nachteile, dass  trotz der Befestigung des Motors 1 im ge  federten Fahrzeugrahmen 5     immer    noch in  grossem Masse Achsstösse über das Zahnrad 3'  und den Kolben 3 auf den Rotor des Trieb  motors 1 übertragen werden, und dass die je  nach der     Fahrtrichtung    wechselnden-     Kräfte     im Aufhängepunkt des Tatzenlagergetriebe  kastens zusätzliche Belastungen oder Ent  lastungen in der Fahrzeugabfederung hervor  rufen.  



  Die mit Tatzenlagergetriebekasten ver  sehene     Anordnung    weist     also,    jedoch in we  niger bedeutendem Masse, beide für den Tat  zenlagermotor     vorerwähnten    Nachteile auf  (zusätzliche Belastung der Tragfedern sowie  die bei     Vertikalbewegungen    der Achse am  Kolben     auftretenden        Drehimpulse).     



  Der Zweck der vorliegenden Erfindung  ist, eine neue Lösung zu schaffen, durch wel  che     die    angedeuteten Nachteile auf jeden Fall  verkleinert werden     können,    oder der eine oder  der andere vollständig     beseitigt    werden kann.

    Gegenstand der Erfindung ist ein Trieb  gestell     für    elektrische     Fahrzeuge,    in welchem  die Triebachse durch einen am gefederten  Fahrzeugrahmen     abgestützten    Motor vermit  tele eines     aus    Zahnrad und Zahnkolben be  stehenden     Zahnradgetriebes        angetrieben    wird  und in welchem der Getriebekasten auf der  Triebachse gelagert ist, wobei zwischen der  Motorwelle und der Kolbenwelle ein Zwi  schenglied     eingeschaltet    ist, das die Relativ  bewegung     zwischen    den genannten Wellen  gestattet, dadurch gekennzeichnet, dass eine  Drehmomentstütze vorgesehen ist,

   welche       zwischen    dem     Getriebekasten        und    dem Fahr  zeugrahmen derart angeordnet     ist,    dass die  durch die     Befestigungspunkte    dieser Dreh  momentstütze auf dem Getriebekasten und  auf dem     Fahrzeugrahmen    durchgehende Ge  rade unter     einem        Winkel    zur Horizontalen  steht, der     zwischen    0     und    15  liegt.  



  Die Fig. 4 bis 6 der beiliegenden Zeich-    nung stellen schematisch zwei beispielsweise  Ausführungsformen des Triebgestelles nach  der Erfindung dar.  



  Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht der ersten  Ausführungsform nach IV-IV der Fig. 5.  Fig. 5 zeigt eine Draufsicht, teilweise im       Schnitt,    dieser Ausführungsform, und  Fig. 6 ist eine schematische Vorderansicht  der zweiten Ausführungsform.  



  In der in Fig. 4 und 5 dargestellten Aus  führungsform ist der Motor 1     im.    Rahmen 5  des Fahrzeuges fest     eingebaut.    Auf der       Triebachse    7 ist der Getriebekasten 8 vermit  tels Lager 8' gelagert. Die Motorwelle 9 ist  hohl und von einer Kardanwelle 10 durch  setzt, welch letztere     vermittels    beliebiger Ge  lenke 11 einerseits mit der Motorwelle 9, an  derseits mit dem Kolben 3 verbunden ist.  



  Der Getriebekasten 8, welcher     mit    seinem  Gewicht hauptsächlich auf der Triebachse 7  ruht, ist durch eine bewegliche Drehmoment  stütze 12     mit    einem festen     Punkt    13 am  Fahrzeugrahmen gelenkig     verbunden.     



  Die Drehmomentstütze 12 besteht aus  einer horizontalen Kuppelstange, deren  Länge grösser ist als der Durchmesser des       Zahnrades    3'.     In.    andern Ausführungsformen  kann die Länge dieser     ,Stange        zwischen    den  Werten des Zahnraddurchmessers und dem  doppelten Triebraddurchmesser variieren.  



  Anstatt dass das vom Motor     entwickelte     Drehmoment wie bei der gewöhnlichen     Ge-          triebekastenaufhängung    nach     Fig.    3 eine ver  tikale Zug- oder Druckkraft auf den Rahmen  ausübt,     wirkt    die je nach     Fahrtrichtung    ent  stehende Zug- oder Druckkraft in der Dreh  momentstütze in horizontaler Richtung.

   Die       Kräftereaktion    findet an     unschädlicher    Stelle  in den     Achslagerführungen        statt.    Ein wei  terer Vorteil dieser Bauart gegenüber der  üblichen     vertikalen        Aufhängung-    des     Ge-          triebekastens    besteht     darin,    dass bei vertika  lem Spiel der Triebachse 7 im Rahmen 5 der  Getriebekasten praktisch parallel geführt  wird, was eine Abschwächung der oben  erwähnten Drehimpulse auf die Motormasse  zur Folge hat.

   Streng genommen ist Parallel  führung nur bei     unendlicher    Länge     der    Dreh-      momentstütze vorhanden. Da es, sich aber bei  den     Vertikalbewegungen    der Triebachse um  Werte der Grössenordnung 20 bis 30 mm han  delt, so spielt die Abweichung von der voll  kommenen     Parallelführung        keine    Rolle.

   Bei  spielsweise ist bei einer     Aufwärtsbewegung     des     Rades    von 20     mm    und bei einer Dreh  momentstützenlänge von 1 m die Abweichung  des interessierenden     Kolbenmittelpunktes    von  einem     parallel    geführten Mittelpunkt nur  etwa 0,2 mm, wenn der     Zahnraddurchmesser     0,6 m und der Zahnkolbendurchmesser 0,2 m  beträgt.  



  In der zweiten     Ausführungsform    gemäss  Fig. 6 besteht die den Getriebekasten 8 mit  dem Rahmen 5 verbindende Drehmoment  stütze 12 aus einer unter einem kleinen Win  kel zur Horizontalen liegenden Stange. Die  ser Winkel ist höchstens 15 , vorzugsweise  aber kleiner als dieser Höchstwert.  



  Im Falle der horizontalen Drehmoment  stütze und im Falle der geneigten Dreh  momentstütze     könnte    diese Stütze in ihrer  Längsrichtung leicht federnd gemacht wer  den, damit etwaige Anfahrstösse gedämpft  sind.



  Driving frame for electric vehicles. New solutions are constantly being proposed to improve the ideally simple arrangement of the so-called paw-bearing motor with gear ratio so that the axle shocks are reduced. Known Lich rests in this arrangement of the drive motor with about half its weight unsprung on the drive axle, while it is resiliently suspended on the bogie frame on the side facing away from this storage.



  To clarify the situation, the following basic consideration is first used with reference to FIGS. 1 and 2 on the play of forces in the paw-bearing motor. The armature of the motor 1 gives the drive wheel 2 the torque M. At the toothed piston 3, the tooth pressure P is created and in the motor armature bearings an equal downward bearing pressure. This bearing pressure generates, on the one hand, a reaction force in the paw bearings 6, on the other hand, a tensile force on the hanging iron 4, which acts on the frame 5 in a stressful manner. However, this also puts more strain on the suspension springs.

   When driving in the opposite direction, the forces reverse their direction, in which case the suspension springs are less loaded.



  This influence on the suspension springs, which is peculiar to the tram engine with gear transmission, is a disadvantage of the pawl bearing motor that should not be underestimated, as the calculation shows that the additional load on the suspension springs can be up to 35% of the static load. Another disadvantage is because the gear wheel transmits rotating impulses to the large inertial mass of the rotor with vertical play of the drive axis 7.

   When the drive axis 7 moves upwards, the inertia of the motor is to be overcome. Furthermore, the rotor is to be given the aforementioned rotating impulse, which corresponds in the We effect to an apparent increase in mass which is relatively large because of the gear ratio. Versions are known in which the rotor accounts for up to 80% of the total shock.

    The gears suffer from these shocks, which are transmitted to the rotor via the teeth. In addition, the impact on the gear generates a tangential force on the drive wheel circumference, which causes momentary sliding at the point of contact with the rail. This destructive sliding is the actual cause of the frequently observed wear and tear on the rails.



  In order to be able to at least partially eliminate these disadvantages, the arrangement shown schematically in FIG. 3, likewise known, would be proposed. According to this construction, the engine 1 is separated from the transmission 3, 3 'and mounted on the sprung vehicle frame 5, while the gear transmission, consisting of gear 3' and piston 3, was enclosed in a wheel housing 8, which can be called a paw-bearing gear case,

    because it .sich just like the above-mentioned paw-bearing motor on the one hand is supported on the drive axis 7 and on the other hand is suspended on the vehicle frame 5 so that it can move on all sides. Of course, this arrangement requires an inter mediate member that allows relative movement between the motor shaft and piston shaft.

    This solution still has the disadvantages that despite the mounting of the motor 1 in the sprung vehicle frame 5, still to a large extent axle shocks are transmitted via the gear 3 'and the piston 3 to the rotor of the drive motor 1, and that depending on the Changing direction of travel forces in the suspension point of the pawl bearing gear box cause additional loads or relief in the vehicle suspension.



  The arrangement provided with paw-bearing gear box has, however, to a significant extent, both of the disadvantages mentioned above for the Tat zenlagermotor (additional load on the suspension springs and the angular momentum occurring during vertical movements of the axis on the piston).



  The purpose of the present invention is to create a new solution by which the indicated disadvantages can in any case be reduced, or one or the other can be completely eliminated.

    The invention relates to a drive frame for electric vehicles, in which the drive axle is driven by a motor supported on the sprung vehicle frame vermit tele of a gear and toothed piston be standing gear drive and in which the gearbox is mounted on the drive axle, with between the motor shaft and the piston shaft an intermediate member is switched on, which allows the relative movement between said shafts, characterized in that a torque support is provided,

   which is arranged between the gear box and the driving tool frame such that the straight through the fastening points of this torque support on the gear box and on the vehicle frame is at an angle to the horizontal that is between 0 and 15.



  4 to 6 of the accompanying drawings show schematically two exemplary embodiments of the drive frame according to the invention.



  Fig. 4 shows a front view of the first embodiment according to IV-IV of Fig. 5. Fig. 5 shows a plan view, partly in section, of this embodiment, and Fig. 6 is a schematic front view of the second embodiment.



  In the embodiment shown in Fig. 4 and 5, the engine 1 is in the. Frame 5 of the vehicle permanently installed. On the drive axle 7 of the gear box 8 is supported by means of bearings 8 '. The motor shaft 9 is hollow and is set by a cardan shaft 10, the latter being connected to the motor shaft 9 on the one hand and to the piston 3 on the other hand by means of any Ge joints.



  The gear box 8, which rests with its weight mainly on the drive axle 7, is articulated by a movable torque support 12 with a fixed point 13 on the vehicle frame.



  The torque support 12 consists of a horizontal coupling rod, the length of which is greater than the diameter of the gear 3 '. In. In other embodiments, the length of this rod can vary between the values of the gear wheel diameter and twice the drive wheel diameter.



  Instead of the torque developed by the motor exerting a vertical tensile or compressive force on the frame as in the usual gear case suspension according to FIG. 3, the tensile or compressive force that arises depending on the direction of travel acts in the horizontal direction in the torque support.

   The force reaction takes place in a harmless place in the axle bearing guides. Another advantage of this design over the usual vertical suspension of the gear box is that with vertical play of the drive axis 7 in the frame 5, the gear box is practically parallel, which results in a weakening of the above-mentioned angular momentum on the motor mass .

   Strictly speaking, parallel guidance is only available with an infinite length of the torque arm. However, since the vertical movements of the drive axis are values of the order of magnitude of 20 to 30 mm, the deviation from the perfectly parallel guidance does not matter.

   For example, with an upward movement of the wheel of 20 mm and a torque support length of 1 m, the deviation of the piston center point of interest from a parallel center point is only about 0.2 mm if the gear wheel diameter is 0.6 m and the toothed piston diameter 0.2 m amounts.



  In the second embodiment according to FIG. 6, the gear box 8 with the frame 5 connecting torque support 12 consists of a rod below a small angle to the horizontal. This angle is at most 15, but preferably less than this maximum value.



  In the case of the horizontal torque support and in the case of the inclined torque support this support could be made slightly resilient in its longitudinal direction who the, so that any starting shocks are dampened.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Triebgestell für elektrische Fahrzeuge, in welchem die Triebachse durch einen am ge federten Fahrzeugrahmen abgestützten Motor vermi tels eines aus Zahnrad und Zahnkolben bestehenden Zahnradgetriebes angetrieben wird und in welchem der Getriebekasten auf der Triebachse gelagert ist, wobei zwischen Motorwelle und Kolbenwelle ein Zwischen glied eingeschaltet ist, das die Relativbewe gung zwischen den genannten Wellen gestat tet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dreh momentstütze vorgesehen ist, welche zwischen dem Getriebekasten und dem Fahrzeugrah men derart angeordnet ist, PATENT CLAIM: Drive frame for electric vehicles in which the drive axle is driven by a motor supported on the sprung vehicle frame using a gear drive consisting of a gear and toothed piston and in which the gearbox is mounted on the drive axle, with an intermediate member switched on between the motor shaft and piston shaft is that the relative movement between said shafts gestat tet, characterized in that a torque support is provided, which is arranged between the gear box and the vehicle frame men in such a way, dass die durch die Befestigungspunkte dieser Drehmomentstütze auf dem Getriebekasten und auf dem Fahr zeugrahmen durchgehende Gerade unter einem Winkel zur Horizontalen steht, der zwischen 0 und 15 liegt. UNTERANSPRUCH: Triebgestell nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Drehmoment stütze in ihrer Längsrichtung federnd aus geführt wird. that the straight line passing through the fastening points of this torque arm on the gear box and on the vehicle frame is at an angle to the horizontal that is between 0 and 15. SUBSTANTIAL CLAIM: Drive frame according to claim, characterized in that the torque support is performed resiliently in its longitudinal direction.
CH250256D 1943-08-27 1943-08-27 Driving frame for electric vehicles. CH250256A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013210235A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Zf Friedrichshafen Ag Torque support for a rail vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013210235A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Zf Friedrichshafen Ag Torque support for a rail vehicle

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