Antriebseinrichtung an Eisenbahntriebfahrzeugen, bei welcher die Antriebskraft. von einer die Fahrzeugachse mit Spiel umgebenden Hohlwelle auf die Treibräder übertragen wird. Bei elektrischen Fahrzeugen für hohe Geschwindigkeiten wurde bisher in vielen Fällen Hohlwellenantrieb mit Federtöpfen angewendet. Dabei ist der Motor, in dem die Hohlwelle gelagert ist, am Rahmen befestigt. In der Hohlwelle befindet sich mit allseitigem radialen Spiel die Treibachswelle. Da der Treibradsatz gegenüber der Hohlwelle im Betrieb senkrechte Bewegungen ausführt, ist für die Übertragung des Drehmomentes von der Hohlwelle auf die Treibachse eine elastische Verbindung erforderlich.
Sie besteht bei der vorgenannten Antriebseinrichtung aus Schraubenfedern, die in Federtöpfen gebettet liegen. Die Federtöpfe selbst, sind in einem an der Hohlwelle angeschraubten Stahlguss gehäuse gelagert und finden ihr Widerlager an Druckplatten, die an den Speichen des Radsternes angebracht sind. Es sind ent sprechend dem zur Verfügung stehenden Raum fünf bis sechs Ausleger je Radseite vorgesehen.
Einzelne der sich relativ zueinander be wegenden Teile des Federtopfantriebes müssen Gleitbewegungen ausführen. Trotz der in den Betriebspausen vorgenommenen Schmierung lässt sich nicht vermeiden, dass an den vielen Gleitstellen eine starke Abnutzung stattfindet. Die Antriebsteile bedürfen ausserdem noch einer Wartung. Eine einwandfrei arbeitende Schmierung lässt sich auch nicht vornehmen, weil das Schmiermittel durch die Fliehkräfte bei hohen Geschwindigkeiten weggeschleudert wird. Man hat ferner als nachgiebige Verbin dungsorgane Gummipuffer verwendet, die ;jedoch wegen ihrer Anordnung eine harte Federung ergeben und auch die kinematischen Bedingungen nicht voll erfüllen können.
Ferner gestatten sie auch nicht, dass die Treib- achsen bei grossem Achsstand seitlich frei ver sehiebbar ausgebildet werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine An triebseinrichtung an Eisenbahntriebfahrzeu gen, bei welcher die Antriebskraft von einer die Fahrzeugachse mit Spiel umgebenden Hohlwelle auf die Treibräder übertragen wird, und bei welcher die Einrichtung, die die Energie von der Hohlwelle auf die Treibräder überträgt, auf Schub beanspruchte, allseitig nachgiebige und in Gehäusen gelagerte Gummielemente aufweist.
In den Fig.1 bis 9 der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. In Fig.1 ist die An sicht auf das Treibrad und in Fig. 2 der da zugehörige Querschnitt gezeigt. In den Fig. 3, 4 und 5 ist. ausserdem noch die elastische Ver bindung in der Ansicht, im Grundriss und Querschnitt dargestellt. Fig. 6 zeigt die Ver formung des Gummielementes durch Zug kräfte und Fig. 7 und 8 die Verformung bei A.ehssprung. In Fig.9 ist ein weiteres Aus- führungsbeispiel der elastischen Verbindung dargestellt.
Die Gummielemente können entweder ausserhalb der Treibräder, wo sie gut. zugäng lich sind, oder zwischen Treibrad und Zahn rad, das heisst innerhalb der Treibräder, an geordnet werden. Es ist. auch möglich, diese Antriebsteile gleichzeitig sowohl innerhalb als auch ausserhalb der Treibräder anzuordnen. Die Anordnung der Gummielemente ausser halb der Treibräder hat .den Vorteil, dass zwi schen den Treibrädern mehr Platz für den Motor zur Verfügung steht.
In Fig.1 und 2 wird die Treibachse 1. von vier Hohlwelle 2 unter Einhaltung eines freien Spielraumes konzentrisch umgeben. An den beiden äussern Enden .der Hohlwelle<B>'-</B> sind die Zahnräder 3 angebracht. Die Gehäuse 4 der Gummielemente 6 sind an der Hohlwelle \-_' und die Gehäuse 5 der Gummielemente 6' am Treibrad 12 angeschraubt. Für die Gehäuse 4 sind am Treibrad Aussparungen vorgesehen, und zwar wegen der erforderlichen Bewegung. Die Gehäuse 4 und 5 der Gummielemente sind zweiteilig ausgeführt, um die Gummielemente 6, 6' mit den aufvulkanisierten Buchsen 7, 7' und 8, 8' leicht auswechseln zu können (Fig.3, 4, 5).
Die mehrteiligen Buchsen 7, 7' sind in Eindrehungen der Gehäuse 4, 5 gelagert, so dass die Befestigungsschrauben 9 gegen Ab scheren gesichert, sind. Zwischen den beiden Gummielementen 6, 6' befindet sich ein Distanzrohr 10, in dem der Kuppelbolzen 11 liegt. Jeweils zwei Gummielemente sind also durch den Kuppelbolzen miteinander ver bunden. Der Kuppelbolzen kann auch mit Gewinde an den beider Enden ausgeführt. und in die Gummibuchsen 8, 8' eingeschraubt sein. Dadurch entfällt das Distanzrohr. Für das Spannen der beiden Gummielemente 6, 6' müsste dann allerdings der Kuppelbolzen in der Mitte mit einem kurzen Sechskant ver sehen werden.
Die Gehäuse 4, 5 können unter Umständen auch einteilig ausgeführt sein. Sie müssen dann allerdings auf der einen Seite einen solchen Durchmesser haben, dass die Gummi elemente mit den aufvulkanisierten Buchsen leicht eingeführt werden können. Die Befesti gung der Gummielemente erfolgt auf dieser Seite zweckmässig durch Seegerringe.
Die mit den Gummielementen verbundenen Buchsen sind zweckmässigerweise mehrteilig. Die Gummielemente können beliebig weich und elastisch ausgebildet werden. Durch die vorgesehene Kupplung von je zwei Gummi elementen 6, 6' mit. dem Kuppelbolzen 10 sind die beiden Gummielemente hintereinander geschaltet.. Sie ergeben dadurch einen grösse ren Federweg und damit. eine weichere Federung als beim Federtopfantrieb. Dies wirkt sich insbesondere bei Achssprung-wor unter die senkrechte Bewegung der Achswelle gegenüber der Hohlwelle zu verstehen ist günstig aus. Die Tragfedern 1.3 über den Achslagern (Fig. ?) sind bei senkrechter Bewegung der Achse mit den Antriebsfedern parallel geschaltet.
Je weicher die Feder konstante der Gummielemente ist, desto gerin ger ist. ihre Belastung bei Achssprung. Die vorgesehenen. Kuppelbolzen ermöglichen auch eine seitliche Verschiebung der Treibachse im Rahmen, ohne dass hierbei nennenswerte Kräfte auftreten.
Das Drehmoment des Motors wird von den Zahnrädern 3 gleichmässig auf die Gehäuse 4, die äussern Buchsen 7, das Gummielement 6, die Buchse 8 und durch den Kuppelbolzen 11 auf die Buchsen 8', das andere Gummielement 6', die Buchsen 7' und das Gehäuse 5 auf das Treibrad 12 übertragen. Unter der Ein wirkung der Zugkräfte oder anderer tangen tialer Kräfte (in Richtung der Kuppelbolzen) verformen sieh, wie Fig. 6 zeigt, die zusam mengehörenden Gummielemente, und zwar das Gummielement 6 um den Betrag f,, und das Gummielement 6' um den gleichen Betrag<B>f..</B> Die Gesamtbewegung zwischen den Gehäusen 4 und 5 beträgt demnach 2 f;,.
Diese Hintereinanderschaltung der Gummi- elemente ist, vor allem bei Aclräsprung sehr günstig. Steht der Kuppelbolzen 11 gerade lotrecht und springt die Achse um den Betrag a, so wird jedes Gummielement nur um den Betrag
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verformt, wie Fig. 8 zeigt. Betrachtet man den Bewegungsvorgang, wenn der obere und untere Kuppelbolzen gerade waagrecht liegt, wie es Fig. 7 zeigt, so ergibt sich folgendes: Das mit dem Treibrad in Verbindung stehende Gummielement 5 bewegt sich bei Achssprung um den Betrag s1 na-eh oben. Hierdurch stellt sich der Kuppelbolzen schräg ein mit einem Winkel a gegen die Horizontale.
Diese Verformung der besonders angeordneten Gummielemente, die vorwiegend ihre gün stigste Beanspruchung auf Schub erfahren, ist hervorragend geeignet, die an den Antrieb für Fahrzeuge mit hohen Geschwindigkeiten gestellten kinematischen Bedingungen in vollem Masse zu erfüllen. Zwangskräfte und Reibung, wie sie der Federtopfantrieb besitzt., werden gänzlich vermieden.
Eine weitere Ausführungsform der elasti schen Verbindung ist in Fig.9 dargestellt. Darin bezeichnet 3 wiederum einen Teil ,der Hohlwelle, 12 den Radstern des Treibrades. Durch eine Lücke im Radstern ist jeweils ein Gummielement. 6 in der gezeichneten Weise durchgeführt und mit einem zweiten Gummi element 6' im Treibradkranz durch ein Ge stänge 11 verbunden.
Die neue Antriebseinrichtung mit Gummi elementen hat gegenüber den bisher übli chen Antriebseinrichtungen folgende Vorteile: Schmierung und Wartung der Antriebsteile lallen vollständig weg. Hierdurch werden auch die Unterhaltungskosten stark herab gesetzt. Die Lokomotive wird nicht durch von der Fliehkraft abgeschleudertes öl be schmutzt. Auch bei Achssprung des Treibrad sa.tzes ist eine weiche Federung der Lokomo tive vorhanden. Die Kommutierungsverhält nisse des Fahrmotors, insbesondere beim Anfahren, werden verbessert. Selbst bei noch stillstehendem Treibrad kann der Kollektor infolge der Gummielemente bereits eine grössere Drehung ausführen. Die Kohlebürsten können sieh dann um einige Kollektorseg mente verschieben.
Die kinematischen Bedingungen bei Achs sprung werden restlos erfüllt. Es ist möglich, diese Antriebseinrichtung auch bei kleinem Treibraddurchmesser anzuwenden. Der An trieb gestattet eine freie seitliche Verschiebung der Treibachse im Rahmen und erfordert nicht die grosse Genauigkeit bei der Fertigung. Das Gewicht des Antriebes wird kleiner. Gleitende Reibung der Antriebsteile und Zwangskräfte fallen weg. Es ist demnach keine Abnutzung an den Antriebsteilen vor handen. Die Anordnung der Gummielemente kann derart sein, dass sie leicht auswechselbar sind. Infolge der dämpfenden Eigenschaft des Gummis werden Resonanzschwingungen ver mieden.
Drive device on rail vehicles, in which the drive force. is transmitted to the drive wheels by a hollow shaft surrounding the vehicle axle with play. In the case of electric vehicles for high speeds, hollow shaft drives with spring cups have been used in many cases. The motor in which the hollow shaft is mounted is attached to the frame. The drive axle shaft is located in the hollow shaft with radial play on all sides. Since the drive wheel set executes vertical movements with respect to the hollow shaft during operation, an elastic connection is required for the transmission of the torque from the hollow shaft to the drive axle.
In the case of the aforementioned drive device, it consists of coil springs which are embedded in spring pots. The spring pots themselves are stored in a cast steel housing screwed onto the hollow shaft and find their abutment on pressure plates that are attached to the spokes of the wheel spider. There are five to six arms per wheel side, depending on the space available.
Some of the parts of the spring cup drive moving relative to one another must perform sliding movements. Despite the lubrication carried out during the breaks in operation, it cannot be avoided that the many sliding points are subject to heavy wear. The drive parts also require maintenance. A properly working lubrication cannot be carried out because the lubricant is thrown away by the centrifugal forces at high speeds. Rubber buffers have also been used as resilient connec- tion organs, which, however, because of their arrangement give a hard suspension and cannot fully meet the kinematic conditions.
Furthermore, they also do not allow the driving axles to be designed to be freely displaceable laterally in the case of a large axle base.
The invention relates to a drive device to Eisenbahntriebfahrzeu conditions, in which the driving force is transmitted from a hollow shaft surrounding the vehicle axle with play to the drive wheels, and in which the device that transfers the energy from the hollow shaft to the drive wheels, claimed to thrust , rubber elements that are flexible on all sides and mounted in housings.
Some exemplary embodiments of the invention are shown schematically in FIGS. 1 to 9 of the drawing. In Fig.1 the view of the drive wheel and in Fig. 2 the associated cross section is shown. In Figs. 3, 4 and 5 is. also still the elastic connection in the view, shown in plan and cross-section. Fig. 6 shows the deformation of the rubber element by tensile forces and Fig. 7 and 8 the deformation at A.ehssprung. Another exemplary embodiment of the elastic connection is shown in FIG.
The rubber elements can either be outside the drive wheels, where they are good. are accessible, or between the drive wheel and the gear wheel, that is, within the drive wheels, to be arranged. It is. also possible to arrange these drive parts at the same time both inside and outside the drive wheels. The arrangement of the rubber elements outside the drive wheels has the advantage that more space is available for the motor between the drive wheels.
In FIGS. 1 and 2, the drive shaft 1 is concentrically surrounded by four hollow shafts 2 while maintaining a free space. The gears 3 are attached to the two outer ends of the hollow shaft <B> '- </B>. The housings 4 of the rubber elements 6 are screwed to the hollow shaft \ -_ 'and the housings 5 of the rubber elements 6' to the drive wheel 12. For the housing 4 recesses are provided on the drive wheel because of the required movement. The housing 4 and 5 of the rubber elements are made in two parts so that the rubber elements 6, 6 'with the vulcanized bushings 7, 7' and 8, 8 'can be easily exchanged (FIGS. 3, 4, 5).
The multi-part sockets 7, 7 'are mounted in recesses in the housing 4, 5 so that the fastening screws 9 are secured against shearing off. Between the two rubber elements 6, 6 'there is a spacer tube 10 in which the coupling bolt 11 is located. In each case, two rubber elements are connected to each other by the coupling bolt. The coupling bolt can also be threaded at both ends. and be screwed into the rubber bushings 8, 8 '. This eliminates the need for a spacer tube. For the tensioning of the two rubber elements 6, 6 ', however, the coupling bolt in the middle would have to be seen with a short hexagon.
The housings 4, 5 can under certain circumstances also be made in one piece. On the one hand, however, you must have such a diameter that the rubber elements can be easily inserted with the bushings vulcanized on. The rubber elements are fastened on this page using Seeger rings.
The sockets connected to the rubber elements are expediently made up of several parts. The rubber elements can be made as soft and elastic as desired. By the intended coupling of two rubber elements 6, 6 'with. the coupling bolt 10, the two rubber elements are connected in series .. They result in a larger spring travel and thus. a softer suspension than with the spring cup drive. This has a favorable effect in particular in the case of a jump in the axis where the vertical movement of the axis shaft relative to the hollow shaft is to be understood. The suspension springs 1.3 above the axle bearings (Fig.?) Are connected in parallel with the drive springs when the axle moves vertically.
The softer the spring constant of the rubber elements, the lower it is. their load at axis jump. The intended. Coupling bolts also enable the drive axle to be shifted to the side in the frame without any significant forces occurring.
The torque of the motor is evenly transmitted by the gears 3 to the housing 4, the outer bushings 7, the rubber element 6, the bushing 8 and through the coupling bolt 11 to the bushings 8 ', the other rubber element 6', the bushings 7 'and the Transfer housing 5 to drive wheel 12. Under the action of tensile forces or other tangential forces (in the direction of the coupling bolt) deform see, as Fig. 6 shows, the rubber elements belonging together, namely the rubber element 6 by the amount f ,, and the rubber element 6 'by the same Amount <B> f .. </B> The total movement between the housings 4 and 5 is therefore 2 f;,.
This series connection of the rubber elements is very favorable, especially when there is an offset. If the coupling bolt 11 is just perpendicular and the axis jumps by the amount a, each rubber element is only increased by the amount
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deformed as shown in FIG. If one considers the movement process when the upper and lower coupling bolts are straight horizontally, as shown in FIG. 7, the following results: The rubber element 5 connected to the drive wheel moves by the amount s1 na-eh above when there is a jump in the axle. As a result, the coupling bolt is inclined at an angle α to the horizontal.
This deformation of the specially arranged rubber elements, which mainly experience their most favorable stress on thrust, is ideally suited to fully meet the kinematic conditions placed on the drive for vehicles at high speeds. Forces and friction, as they have the spring cup drive., Are completely avoided.
Another embodiment of the elastic connection is shown in Fig.9. Therein, 3 again designates a part, the hollow shaft, 12 the wheel spider of the drive wheel. There is a rubber element through a gap in the wheel spider. 6 carried out in the manner shown and connected to a second rubber element 6 'in the drive wheel rim by a linkage 11 Ge.
The new drive device with rubber elements has the following advantages over the previously usual drive devices: Lubrication and maintenance of the drive parts are completely omitted. This also greatly reduces the maintenance costs. The locomotive is not polluted by oil thrown off by centrifugal force. The locomotive also has a soft suspension when the drive wheel set is skewed. The commutation ratios of the drive motor, especially when starting, are improved. Even when the drive wheel is still at a standstill, the collector can perform a greater rotation as a result of the rubber elements. The carbon brushes can then move a few collector segments.
The kinematic conditions for an axis jump are completely fulfilled. It is possible to use this drive device even with a small drive wheel diameter. The drive allows free lateral displacement of the drive axis in the frame and does not require great precision in manufacture. The weight of the drive is reduced. Sliding friction between the drive parts and constraining forces are eliminated. There is therefore no wear and tear on the drive parts. The arrangement of the rubber elements can be such that they are easily exchangeable. Due to the dampening properties of the rubber, resonance vibrations are avoided.