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.