CH350315A - Single axle drive for rail vehicles with frame motor - Google Patents

Single axle drive for rail vehicles with frame motor

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Publication number
CH350315A
CH350315A CH350315DA CH350315A CH 350315 A CH350315 A CH 350315A CH 350315D A CH350315D A CH 350315DA CH 350315 A CH350315 A CH 350315A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
flanges
coupling
elements
drive
axle
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Karl Dipl Ing Geistert
Original Assignee
Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bbc Brown Boveri & Cie filed Critical Bbc Brown Boveri & Cie
Publication of CH350315A publication Critical patent/CH350315A/en

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Classifications

    • 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
    • B61C9/44Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with hollow transmission shaft concentric with wheel axis

Landscapes

  • 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)

Description

  

  Einzelachsantrieb für Schienenfahrzeuge mit Gestellmotor    Gestenmotorantriebe, insbesondere elektromotori  sche Einzelachsantriebe für Schienenfahrzeuge, sind  in den letzten Jahrzehnten in den verschiedensten  Vorschlägen und tatsächlich ausgeführten Bautypen  bekanntgeworden. Im folgenden wird eine Verbesse  rung jener Arten vorgeschlagen, welche eine nach  giebige Kupplung zwischen einem vom Motor ange  triebenen und mit diesem im Fahrgestell gelagerten  Grosszahnrad und einer dann mit Federspiel auf und  ab beweglichen Fahrzeugachse vorgesehen. Unter  diese Art fallen z. B. die verschiedensten gelenk- und  kardanartig ausgebildeten Kupplungen, ferner auch  solche mit elastisch nachgiebigen Zwischengliedern,  wie z. B.

   Blatt- oder Spiralfedern, welche entweder  im ganzen Stück die Achse umschliessen oder in  Länge des Umfangs angeordnete Einzelfederglieder  aufgeteilt sind.  



  Während solche Kupplungen mit elastischen Zwi  schengliedern zusätzlich eine Drehnachgiebigkeit  durch meist rein elastische Verformung der Zwi  schenglieder (insbesondere erwünscht beim Betrieb  mit Einphasen -Wechselstrom-Kommutator-Motoren)  gestatten, wird die Möglichkeit einer radialen Achs  versetzung durch das Achsfederspiel nicht rein ela  stisch erreicht, sondern über zusätzliche gegenseitig  reibende Lagerflächen erzielt, so dass theoretisch die  Kupplung eigentlich als gemischt gelenkelastisch anzu  sprechen wäre.  



  Kraftschlüssig sich gegeneinander bewegende  Reibflächen sind aber einer betriebsmässigen über  wachung und Schmierung einerseits und Abnützung  anderseits unterworfen, und man ersetzt darum der  artige Zwischenelemente, wo angängig, gerne durch  nur elastisch sich     verformende,    in ihren Lagern ein  gespannte Körper. Dabei ist allerdings notwendig, der  artige elastische Glieder nicht nur auf sehr kleinen  Raum, insbesondere zwischen Grosszahnrad und An-    triebsrad, zusammenzudrängen, sondern die Anfor  derung in bezug auf die relative Beweglichkeit durch  Achsversetzung ist auch zudem bedeutend, da das  maximale Federspiel der Achsen gegen den Rahmen  etwa 25 bis<B>30</B> mm beträgt.

   Ausserdem sind die zu  übertragenden Drehmomente und     Kräfte    gross, so dass  hohe elastische und Festigkeitsansprüche an das Ma  terial der Zwischenglieder und deren geschickte  Formgebung zu stellen sind. Ferner ist es wünschens  wert, solche Zwischenglieder, die auf Grund ihrer  hohen Beanspruchung leichter Beschädigungen aus  gesetzt sind als andere, weniger beanspruchte Teile,  leicht auswechselbar zu machen. Dies und eine ein  fachere Herstellmöglichkeit führt dazu, solche Glieder  in eine Anzahl Einzelelemente längs des Umfanges  aufzulösen und anzuordnen, wie sie zahlreiche Kon  struktionen mit federnden Zwischengliedern aus Stahl  oder neuerdings Gummi oder gummiähnlichem Ma  terial, für tatzlagerähnliche Motorabstützung bereits  aufweisen.  



  Die Erfindung betrifft .einen Einzelachsantrieb  für Schienenfahrzeuge mit Gestellmotor mit einer so  wohl in der Drehrichtung wie auch gegenüber einer  Mittellinienversetzung der Kupplungsflanschen nach  giebigen Kupplung zwischen Grosszahnrad und Trieb  achse, wobei das Grosszahnrad in einem gegen die  Triebachse gefederten Rahmen gelagert ist und die  Drehmomentübertragung über ein aus mehreren ring  förmig verteilt angeordneten Einzelelementen beste  henden, elastisch nachgiebigen Zwischenglied erfolgt.

    Erfindungsgemäss sind die aus Gummi oder gummi  ähnlichem Werkstoff bestehenden Einzelelemente des  elastisch nachgiebigen Zwischengliedes zwischen     ge-          geneinandergeneigten    Kupplungsflanschen angeordnet,  wobei die Neigungslinien der beiden Flanschen sich  annähernd auf oder hinter der     Triebachsenmittellinie     schneiden und die Einzelelemente eine sich in radialer      Richtung nach innen verjüngende Form aufweisen,  und das Grosszahnrad auf     Wälzlagern    läuft und durch  die Kupplungselemente seitlich geführt ist,

   so dass  die Einzelelemente sowohl durch das Übertragungs  drehmoment wie auch durch die Mittellinienverset  zung der Kupplungsflanschen im wesentlichen nur  durch die Schubbewegung dieser Flanschen gegenein  ander beansprucht werden.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  erfindungsgemässen Einzelachsantriebes schematisch  dargestellt, wobei die Einzelteile der übersichtlich  keit halber teilweise voneinander getrennt dargestellt  sind.  



  In der Zeichnung bedeutet 1 die Achse des Trieb  rades 2, 4 das Grossrad des Getriebes, das in dem  dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Kupp  lungsflansch 3 mit dem Triebrad 2 verbunden ist.  Zwischen dem Grossrad 4 und dem Kupplungsflansch  3 sind elastische Einzelelemente 5 zwischen abge  schrägten Flanschen 6 derart angeordnet, dass sowohl  die axialen Bewegungen zwischen Grossrad 4 und  Triebrad 2 wie auch die Radialbewegungen zwischen  der festen Hohlwelle 7 des Grossrades und der ab  gefederten Achse 1 das elastische Material der Ein  zelelemente 5 nur auf Schub beanspruchen. Mit 8  sind die Wälzlager des Grossrades 4 auf der Hohl  welle 7 bezeichnet, mit 9 die Sicherheitsanschläge  für den Notbetrieb bei Ausfallen der elastischen Kupp  lungsglieder 5 und mit 10 der übliche Schutzkasten  für das Grossrad 4.  



  Die Gummielemente können bei den zu übertra  genden grossen Kräften und beengten Raumverhält  nissen besonders elastisch günstig gestaltet werden,  denn eine hohe     Nachgiebigkeit    ist in den Schubrich  tungen in mehrfacher Beziehung vorteilhaft. Einmal  gestattet sie für Kommutator-Einphasen-Wechsel  strommotoren eine wertvolle drehelastische Kupplung  (Schonung der Kommutatorsegmente bei hohen An  fahrströmen, Herabminderung des Durchlasseffektes  und sattem Anliegen der     Zahnflanken    trotz des pul  sierenden Wechselstrom-Drehmomentes), ferner blei  ben aber auch die eine gute weiche Federung negativ  beeinflussenden Reaktionskräfte auf Rahmen und  Achse bei dessen Durchfederung klein.

   Im übrigen  erlaubt diese Anordnung nicht nur eine rein parallele  Achsverschiebung, sondern auch hinreichende Ver  schränkungsmöglichkeit und eine gewisse Seiten  beweglichkeit der Triebachsen in ihren Achslagerfüh  rungen. Dabei werden die Gummielemente allerdings  auf Druck- und Zugbewegungen ihrer Flanschen ge  geneinander beansprucht und verhalten sich dann  relativ steifer als bei der Schubbewegung. Um darum  für diese Axialverschiebung zusätzlich Spiel zu gewäh  ren, kann das Grosszahnrad auch seitenbeweglich ge  lagert werden. Dies kann z. B. mittels entsprechen  der seitenverschieblicher Gleitlager oder durch seiten  bewegliche     Wälz-    oder Rollenlager geschehen, an  denen Führungsbunde fehlen oder versetzt sind.  



  Aus Sicherheitsgründen können noch Fang  anschläge vorgesehen sein, welche im Regelbetrieb    nicht in Eingriff stehen, aber bei Zerreissen der  Gummielemente oder deren Überbeanspruchung den  Motor vor dem Durchgehen schützen bzw. einen Not  betrieb zulassen, indem sie sich dann gegeneinander  legen.  



  Es ist weiterhin zweckmässig, dass die Flansch  flächen der Gummielemente gegeneinander geneigt  sind, derart, dass ihre Neigungsgeraden gegen die  Achsmitte hin zum Schnitt kommen. Derartige An  ordnungen sind für koaxiale Kupplungshälften be  reits bekannt, um das Gummimaterial bei reiner Tor  sionsbewegung der Kupplungshälften gegeneinander  möglichst gleichmässig zu beanspruchen, weil radial  weiter aussenliegende Flanschteile grössere Wege ge  geneinander machen als weiter innenliegende. Für die  zusätzliche axiale Versetzung der Kupplungshälften  gegeneinander, wie sie durch das Achsfederspiel not  wendig wird, wären allerdings parallele Flanschflächen  geeigneter.

   Es wird daher ein Zwischenweg beschrit  ten, indem die Neigungsgeraden nicht in der Achse,  sondern je nach     Dimensionierung    und geforderter  Beweglichkeit in der einen oder andern Richtung hin  ter der Achsmittellinie zum Schnitt gebracht werden.  



  Die Einzelgummielemente sind am Umfang der  artig im Abstand voneinander angebracht, dass sie  nicht nur leicht auswechselbar sind, sondern auch  einen entsprechenden Luftdurchlass zwischen sich frei  lassen, damit die durch die Walkarbeit des Gummis  entstehende Wärme sicher von der auf Grund einer  Radial-Gebläsewirkung durchstreichenden Luft ab  geführt wird. Zu diesem Zweck können auch noch zu  sätzliche radiale Bohrungen im einzelnen Gummi  element vorgesehen werden.  



  Wie erwähnt, ist das gezeigte Ausführungsbeispiel  der leichteren     übersieht    halber schematisiert, so dass  die     tatsächliche    Ausführung zweckmässige Abänderun  gen erfahren kann. So kann, um Platz zu sparen, z. B.  der auf der Achse getrennt aufgesetzte Kupplungs  flansch unter Umständen mit dem Triebrad vereint  werden oder ganz in Wegfall kommen, indem die  Gummielemente zwecks Raumersparnis entweder ins  Grossrad oder ins Laufrad oder in beide ganz oder  teilweise versenkt werden.



  Single axle drive for rail vehicles with frame motor gesture motor drives, in particular elektromotori cal single axle drives for rail vehicles, have become known in the last few decades in a wide variety of proposals and actually executed types. In the following, an improvement of those types is proposed, which provided a flexible coupling between a driven by the engine and mounted with this large gear in the chassis and then with spring play up and down movable vehicle axle. This type includes e.g. B. the most varied of articulated and cardan-like couplings, also those with resilient intermediate links, such as. B.

   Leaf or spiral springs, which either enclose the axis as a whole or are divided into individual spring members arranged along the length of the circumference.



  While such couplings with elastic intermediate links also allow torsional flexibility through mostly purely elastic deformation of the intermediate links (particularly desirable when operating with single-phase AC commutator motors), the possibility of a radial axis offset is not achieved in a purely elastic manner due to the axial spring play. but achieved via additional mutually rubbing bearing surfaces, so that theoretically the clutch should actually be addressed as a mixed joint-elastic.



  Friction surfaces that move against each other in a non-positive manner are subject to operational monitoring and lubrication on the one hand and wear and tear on the other, and therefore the type of intermediate elements, where applicable, are replaced by only elastically deforming bodies with a tense body in their bearings. It is necessary, however, not only to push the elastic links together in a very small space, especially between the large gear wheel and the drive wheel, but the requirement in terms of relative mobility due to axial offset is also important, since the maximum spring play of the axes against the frame is about 25 to <B> 30 </B> mm.

   In addition, the torques and forces to be transmitted are large, so that high elastic and strength requirements must be placed on the material of the intermediate links and their skillful shaping. Furthermore, it is desirable to easily replace those intermediate links which, due to their high stress, are more susceptible to damage than other, less stressed parts. This and a simpler manufacturing option leads to dissolving such links in a number of individual elements along the circumference and arranging them, as they already have numerous constructions with resilient intermediate links made of steel or more recently rubber or rubber-like Ma material for peg bearing-like motor support.



  The invention relates to .ein single-axle drive for rail vehicles with a frame motor with an axis as well in the direction of rotation as well as against a center line offset of the coupling flanges according to yielding coupling between the large gear and drive, the large gear is mounted in a frame sprung against the drive axis and the torque transmission via a from several ring-shaped distributed arranged individual elements best existing, resilient intermediate member takes place.

    According to the invention, the individual elements of the elastically flexible intermediate member, made of rubber or rubber-like material, are arranged between mutually inclined coupling flanges, the inclination lines of the two flanges intersecting approximately on or behind the drive axis center line and the individual elements having a shape that tapers inward in the radial direction, and the large gear wheel runs on roller bearings and is laterally guided by the coupling elements,

   so that the individual elements are stressed by the transmission torque as well as by the center line offset of the coupling flanges essentially only by the pushing movement of these flanges against each other.



  In the drawing, an exemplary embodiment of the single-axle drive according to the invention is shown schematically, the individual parts being shown partially separated from one another for the sake of clarity.



  In the drawing, 1 is the axis of the drive wheel 2, 4 is the large wheel of the transmission, which is connected to the drive wheel 2 via a coupling flange 3 in the illustrated embodiment. Between the large wheel 4 and the coupling flange 3, elastic individual elements 5 are arranged between chamfered flanges 6 in such a way that both the axial movements between the large wheel 4 and drive wheel 2 as well as the radial movements between the fixed hollow shaft 7 of the large wheel and the sprung axle 1 are elastic Material of a single elements 5 claim only to thrust. 8 with the roller bearings of the large wheel 4 on the hollow shaft 7 are designated, with 9 the safety stops for emergency operation in the event of failure of the elastic coupling members 5 and with 10 the usual protective box for the large wheel 4.



  The rubber elements can be designed to be particularly elastic in the case of the large forces to be transmitted and the confined spaces, because a high level of flexibility is advantageous in several ways in the directions of thrust. On the one hand, it allows a valuable torsionally flexible coupling for commutator single-phase AC motors (protection of the commutator segments in the event of high starting currents, reduction of the permeability effect and tight fit of the tooth flanks despite the pulsating alternating current torque), but also the good, soft suspension remains negatively influencing reaction forces on the frame and axle with its suspension small.

   In addition, this arrangement allows not only a purely parallel axis shift, but also sufficient Ver schängungsbarkeit and a certain side mobility of the drive axles in their Achslagerfüh ments. Here, however, the rubber elements are subjected to compressive and tensile movements of their flanges against each other and then behave relatively more rigidly than in the pushing movement. In order to grant additional play for this axial displacement, the large gear can also be stored laterally movable. This can e.g. B. by means of the laterally movable sliding bearings or by side movable rolling or roller bearings, where guide collars are missing or offset.



  For safety reasons, catch stops can still be provided, which are not engaged in normal operation, but protect the engine from going through if the rubber elements tear or if they are overstressed or allow an emergency operation by then lying against each other.



  It is also expedient that the flange surfaces of the rubber elements are inclined towards one another in such a way that their straight lines of inclination come to the intersection towards the center of the axis. Such arrangements are already known for coaxial coupling halves to claim the rubber material with pure goal sion movement of the coupling halves against each other as evenly as possible, because radially further outward flange parts make greater distances ge against each other than further inward. For the additional axial offset of the coupling halves against each other, as is not agile due to the axial spring play, parallel flange surfaces would be more suitable.

   There is therefore an intermediate path in that the straight lines of inclination are not brought into the axis, but depending on the dimensioning and required mobility in one direction or the other behind the axis center line to the intersection.



  The individual rubber elements are attached to the circumference at a distance from one another in such a way that they are not only easily exchangeable, but also leave a corresponding air passage free between them so that the heat generated by the flexing work of the rubber is safely removed from the air passing through due to a radial blower effect is carried out. For this purpose, additional radial holes can be provided in the individual rubber element.



  As mentioned, the exemplary embodiment shown is schematized for the sake of simplicity, so that the actual design can be modified appropriately. In order to save space, e.g. B. the coupling flange placed separately on the axis may be combined with the drive wheel or completely eliminated by the rubber elements are sunk either in the large wheel or in the impeller or in both completely or partially to save space.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Einzelachsantrieb für Schienenfahrzeuge mit Ge- stellrnotor mit einer sowohl in der Drehrichtung wie auch gegenüber einer Mittellinienversetzung der Kupp lungsflanschen nachgiebigen Kupplung zwischen Grosszahnrad und Triebachse, wobei das Grosszahnrad in einem gegen die Triebachse gefederten Rahmen ge lagert ist und die Drehmomentübertragung über ein aus mehreren ringförmig verteilt angeordneten Einzel elementen bestehenden, elastisch nachgiebigen Zwi schenglied erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff beste henden Einzelelemente (5) PATENT CLAIM Single axle drive for rail vehicles with angular motor with a coupling between large gear and drive axle that is flexible both in the direction of rotation and with respect to a center line offset of the coupling flanges, the large gear being mounted in a frame sprung against the drive axle and the torque transmission via one of several ring-shaped distributed, elastically resilient intermediate element, characterized in that the individual elements (5) made of rubber or rubber-like material des elastisch nachgiebigen Zwischengliedes zwischen gegeneinander geneigten Kupplungsflanschen (6) angeordnet sind, wobei die Neigungslinien der beiden Flanschen sich annähernd auf oder hinter der Triebachsenmittellinie schneiden und die Einzelelemente (5) eine sich in radialer Richtung nach innen verjüngende Form aufweisen, und dass das Grosszahnrad (4) auf Wälzlagern (8) läuft und durch die Kupplungselemente seitlich ge führt ist, so dass die Einzelelemente sowohl durch das Übertragungsdrehmoment wie auch durch die Mittellinienversetzung der Kupplungsflanschen (6) im wesentlichen nur durch die Schubbewegung dieser Flanschen gegeneinander beansprucht werden. UNTERANSPRÜCHE 1. of the resilient intermediate member are arranged between mutually inclined coupling flanges (6), the inclination lines of the two flanges intersecting approximately on or behind the drive axis center line and the individual elements (5) have a shape that tapers inward in the radial direction, and that the large gear wheel ( 4) runs on roller bearings (8) and is laterally guided by the coupling elements, so that the individual elements are only stressed against each other by the transmission torque and the center line offset of the coupling flanges (6) essentially only by the thrust movement of these flanges. SUBCLAIMS 1. Einzelachsantrieb nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grosszahn rad (4) und der Triebachse (1) Anschläge (9) vor- gesehen sind, welche im Regelbereich einander nicht berühren und erst bei Überbeanspruchung oder beim Versagen der elastischen Zwischenelemente (5) gegen einander zum Anschlag kommen. 2. Einzelachsantrieb nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen den Einzelele menten (5) im wesentlichen radial verlaufende Luft kanäle vorgesehen sind, durch welche auf Grund der Ventilatorwirkung beim Drehen Kühlluft streicht. 3. Single-axle drive according to claim, characterized in that stops (9) are provided between the large toothed wheel (4) and the drive axle (1) which do not touch each other in the control range and only when overstressed or when the elastic intermediate elements (5) fail. come to a stop against each other. 2. Single axle drive according to claim, characterized in that between the Einzelele elements (5) essentially radially extending air channels are provided through which cooling air passes due to the fan action when rotating. 3. Einzelachsantrieb nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung der Ventilatorwirkung zusätzliche Kanäle an den Flan schen (3) innerhalb undloder ausserhalb der Einzel elemente (5) vorgesehen sind, dass die Kühlluft das Gummimaterial möglichst allseitig umspült. Single axle drive according to dependent claim 2, characterized in that additional channels are provided on the flanges (3) inside and / or outside the individual elements (5) to support the fan effect so that the cooling air flows around the rubber material on all sides as far as possible.
CH350315D 1956-03-27 1957-03-15 Single axle drive for rail vehicles with frame motor CH350315A (en)

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