DE1002777B

DE1002777B - Device for avoiding or reducing cardan errors in cardan shaft drives of vehicles, in particular motor rail vehicles

Info

Publication number: DE1002777B
Application number: DED19666A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Happ
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1955-01-29
Filing date: 1955-01-29
Publication date: 1957-02-21

Description

Vorrichtung zur Vermeidung oder Verminderung von Kardanfehlern in Gelenkwellenantrieben von Fahrzeugen, insbesondere Motorschienenfahrzeugen Für Motorschienenfahrzeuge sind verschiedene gegenseitige Anordnungen von Motoren, Getrieben und Achsantrieben bekannt, bei deren Anwendung es möglich ist, vermittels Gelenkwellen Drehmomente bzw. Leistungen von dem einen auf das andere Element auch dann ohne Kardanfehler oder mit nur ganz geringen Kardanfehlern zu übertragen, wenn diese Elemente Relativbewegungen verschiedener Art gegeneinander ausführen. Insbesondere liegen Lösungsvorschläge vor für die Kraftübertragung von Getrieben, die fest im Rahmen des Motorschienenfahrzeuges montiert sind, auf Achsgetriebe, die auf den Treibachsen bzw. in den Drehgestellen gelagert sind.Device for avoiding or reducing cardan errors in Cardan shaft drives for vehicles, in particular motorized rail vehicles for motorized rail vehicles are different mutual arrangements of motors, gearboxes and axle drives known, with the application of which it is possible to achieve torques by means of cardan shafts or performance from one element to the other without any cardan errors or to be transmitted with only very small cardan errors if these elements have relative movements perform different ways against each other. In particular, there are proposed solutions before for the power transmission of gears, which are fixed in the frame of the motorized rail vehicle are mounted on axle drives that are on the driving axles or in the bogies are stored.

Nachteilig an den vorgeschlagenen Lösungen ist die Notwendigkeit, die Elemente, von denen aus der Kraftfluß vom Fahrzeugrahmen auf das Drehgestell erfolgt, in unmittelbarer Nachbarschaft des Drehzapfens und in geometrisch bestimmter relativer Lage zu diesem anzuordnen. Diese Elemente-z. B. Hauptgetriebe, Zwischengetriebe, feste Hilfslager od. dgl. - müssen aus diesem Grunde im Drehgestell selbst montiert oder über dem Drehgestell aufgehängt werden, was wegen der auftretenden Erschütterungen die Lebensdauer beeinträchtigen oder wegen der schlechten Zugänglichkeit die Unterhaltung dieser Elemente erschweren kann. Auch führen solche Anordnungen zu komplizierteren Bauweisen der Drehgestelle und lassen unter Umständen die Anwendung eines echten Drehzapfens nicht zu. Im übrigen sind diese Anordnungen meist nicht geeignet, Kardanfehler bei Kurvenfahrt dann zu vermeiden oder wesentlich zu vermindern, wenn gleichzeitig, wie dies häufig der Fall ist, auch' Wankbewegungen (Wiegenspiel) auftreten.The disadvantage of the proposed solutions is the need to the elements from which the power flow from the vehicle frame to the bogie takes place in the immediate vicinity of the pivot and in geometrically specific relative position to this. These elements-z. B. main gear, intermediate gear, Fixed auxiliary bearings or the like - have to be mounted in the bogie itself for this reason or be hung above the bogie, which is because of the vibrations that occur impair the service life or, because of the poor accessibility, the entertainment these elements can make it difficult. Such arrangements also lead to more complicated ones Construction methods of the bogies and possibly leave the application of a real one Pivot not closed. Otherwise, these arrangements are usually not suitable, cardan errors then to be avoided or significantly reduced when cornering, if at the same time, as is often the case, swaying movements (cradle play) also occur.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung bei Gelenkwellenantrieben von Fahrzeugen, insbesondere Motorschienenfahrzeugen, bei denen die auftretenden Gelenkwellenabbeugungswinkel zwischen den im Fahrzeugrahmen angeordneten Antriebsaggregaten und den gegenüber dem Rahmen beweglichen, in den Drehgestellen od. dgl. angeordneten Baugruppen zwangläufig so beeinflußt werden, daß bei Kurvenfahrt Kardanfehler vermieden oder weitgehend vermindert werden. Um die aufgezeigten Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, zur Kraftübertragung zwischen den Antriebsaggregaten und den Baugruppen ein aus zwei Gelenkwellen mit dazwischenliegender Hilfswelle bestehendes Glied zu verwenden, wobei die Hilfswelle in einem Hilfslager gelagert ist, dessen Lage durch die relative Lage des Fahrzeugrahmens zum Laufwerk gesteuert wird.The invention relates to a device in cardan shaft drives of vehicles, in particular motorized rail vehicles, in which the occurring Cardan shaft deflection angle between the drive units arranged in the vehicle frame and the movable with respect to the frame, od in the bogies. The like. Arranged Assemblies are inevitably influenced in such a way that cardan errors are avoided when cornering or be largely reduced. To the disadvantages of the known designs to avoid, the invention provides for power transmission between the drive units and the assemblies one of two cardan shafts with an auxiliary shaft in between to use existing link, with the auxiliary shaft stored in an auxiliary bearing is, whose position is controlled by the relative position of the vehicle frame to the drive will.

Die Abb. 1 und 2 sowie 3, 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei Geradeaus- bzw. Kurvenfahrt des Fahrzeuges.Figs. 1 and 2 and 3, 4 and 5 show embodiments of the Invention, when driving straight ahead or cornering the vehicle.

Beim Beispiel nach den Abb. 1 und 2 ist das Hilfslager 1 um eine lotrechte, mit dem Fahrzeugrahmen in fester Verbindung stehende Achse 2 schwenkbar so angeordnet, daß die Gelenkwelle 3 zwischen dem ebenfalls im Fahrzeugrahmen gelagerten Getriebe 4 und dem Hilfslager 1 an den Gelenkpunkten 5 und 6 symmetrisch abgewinkelt wird. Die Bewegungen des Hilfslagers 1 werden in Abhängigkeit von den Drehbewegungen des Drehgestells 7 um den lotrechten Drehzapfen 8 durch zwei Lenker 9 und 10 und eine Schwinge 11 gesteuert. Die Schwinge 11 ist in einem lotrechten Zapfen 12 am Fahrzeugrahmen angelenkt. Vom Hilfslager 1 führt eine Gelenkwelle 13 zum Achsgetriebe 14. Das Achsgetriebe 14 ist im Drehgestell 7 derart angeordnet, daß seine Antriebswelle waagerecht und in der Längsmittel,ebene des Drehgestells verläuft. Die Hebelarme der Schwinge 11 sind so bemessen, daß sich bei Drehbewegungen des Drehgestells 7 bzw. des Achsgetriebes 14 um den Drehzapfen 8 die Längsachse des Hilfslagers 1 stets parallel zur Längsmittelebene des Drehgestells 7 einstellt, die Gelenkwelle 13 also in den Gelenkpunkten 15 und 16 um gleiche Winkel gegensinnig (Z-förmig) abgewinkelt wird.In the example according to Figs. 1 and 2, the auxiliary bearing 1 is pivotable about a vertical axis 2, which is firmly connected to the vehicle frame, so that the cardan shaft 3 between the transmission 4, which is also mounted in the vehicle frame, and the auxiliary bearing 1 at the pivot points 5 and 6 is angled symmetrically. The movements of the auxiliary bearing 1 are controlled as a function of the rotational movements of the bogie 7 about the vertical pivot pin 8 by two links 9 and 10 and a rocker arm 11. The rocker 11 is articulated in a vertical pin 12 on the vehicle frame. A cardan shaft 13 leads from the auxiliary bearing 1 to the axle drive 14. The axle drive 14 is arranged in the bogie 7 in such a way that its drive shaft runs horizontally and in the longitudinal center plane of the bogie. The lever arms of the rocker 11 are dimensioned so that when the bogie 7 or the axle drive 14 rotates around the pivot 8, the longitudinal axis of the auxiliary bearing 1 is always parallel to the longitudinal center plane of the bogie 7, i.e. the articulated shaft 13 at the pivot points 15 and 16 the same angle is angled in opposite directions (Z-shaped).

Bei dem Beispiel nach den Abb. 3, 4 und 5 ist das Hilfslager ja am Fahrzeugrahmen um eine waagerechte Achse 2a schwenkbar so angeordnet, daß in jeder Stellung des Hilfslagers die Achse des in dem Hilfslager gelagerten Wellenstückes 17 parallel zur Achse des im Fahrzeugrahmen gelagerten Getriebes 4a liegt, die Gelenkwelle 3,1 also in den Gelenkpunkten 511 und 6a um gleiche Winkel gegensinnig (Z-förmig) abgewinkelt wird. Die Schwenkbewegungen des Hilfslagers 1a werden in Abhängigkeit von den Drehbewegungen des Drehgestells 711 um den lotrechten Drehzapfen 8a durch einen Lenker 9a gesteuert.In the example according to Figs. 3, 4 and 5, the auxiliary camp is on Vehicle frame arranged pivotably about a horizontal axis 2a so that in each Position of the auxiliary bearing is the axis of the shaft section supported in the auxiliary bearing 17 is parallel to the axis of the gear 4a mounted in the vehicle frame, the cardan shaft 3.1 so in the hinge points 511 and 6a in opposite directions by the same angle (Z-shaped) angled will. The pivoting movements of the auxiliary bearing 1a will be as a function of the rotational movements of the bogie 711 about the vertical pivot pin 8a controlled by a handlebar 9a.

Der Hebelarm, an dem der Lenker 9a an dem Hilfslager 1a angreift, ist gegenüber dem Abstand der Achse des Wellenstückes 17 von der Schwenkachse 2a so bemessen, daß die Gelenkwelle 13a an den Gelenkpunkten 15a und 16a symmetrisch abgewinkelt wird.The lever arm on which the link 9a engages the auxiliary bearing 1a, is compared to the distance between the axis of the shaft piece 17 and the pivot axis 2a dimensioned so that the articulated shaft 13a is symmetrical at the pivot points 15a and 16a is angled.

Bei den Beispielen nach den Abb. 1 und 2 und den Beispielen nach den Abb. 3, 4 und 5 ist das Hilfslager 1 bzw. 1,1 jeweils am Fahrzeugrahmen angelenkt. Die gleiche Wirkung läßt sich erzielen, wenn das Hilfslager am Gehäuse des im Fahrzeugrahmen gelagerten Getriebes, Motor od. dgl. angelenkt ist. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Möglichkeit, das Hilfslager im Drehgestell oder an einem im Drehgestell gelagerten Element der Maschinenanlagen anzulenken und vom Fahrzeugrahmen oder einem damit in fester Verbindung stehenden Element aus zu steuern.In the examples according to Figs. 1 and 2 and the examples according to Figs. 3, 4 and 5, the auxiliary bearing 1 or 1, 1 is hinged to the vehicle frame. The same effect can be achieved if the auxiliary bearing is hinged to the housing of the gearbox, engine or the like mounted in the vehicle frame. Further embodiments result from the possibility of articulating the auxiliary bearing in the bogie or on an element of the machine systems mounted in the bogie and controlling it from the vehicle frame or an element firmly connected to it.

Die Steuerung braucht nicht nur aus Lenkern bzw. kinematischen Elementen zu bestehen, die eine Führung in einem bestimmten räumlichen Abstand ermöglichen, sondern auch aus solchen, die eine räumliche Parallelführung bewirken.The control does not only need links or kinematic elements exist that allow guidance at a certain spatial distance, but also from those that create a spatial parallel guidance.

Claims

PATEN ITAN SPRÜCII.L: 1. Device for cardan shaft drives of vehicles, especially motorized rail vehicles, in which the joint shaft deflection angle between the drive units arranged in the vehicle frame and the assemblies that are movable in relation to the frame and arranged in the bogies or the like are inevitably influenced in this way that cardan errors are avoided or largely reduced when cornering, characterized in that a link of two cardan shafts (3, 13 or 3a, 13a) which mediates the power transmission between the drive units (4, 4a) and the assemblies (14, 14a) intermediate auxiliary source (17, 17a), the auxiliary shaft being mounted in an auxiliary bearing (1, 1a), the position of which is controlled by the position of the vehicle frame relative to the drive.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the auxiliary bearing (1) around a vertical axis (2) that is firmly connected to the vehicle frame can be pivoted is arranged.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Auxiliary bearing (1d) stored in the vehicle frame and around a horizontal axis (2a), the parallel to the output shaft of the gearbox, which is also mounted in the vehicle frame (4a) or motor is arranged, is pivotably articulated.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the auxiliary bearing around a perpendicular, with the bogie frame is pivotally arranged in a fixed connection axis.

5. Device according to Claim 1, characterized in that the auxiliary bearing around a horizontal, for Drive shaft of the axle drive or to the drive shaft of the one mounted in the bogie Gearbox parallel axis firmly connected to the bogie frame is pivotably arranged.