DE10050757A1 - Antriebseinheit für Schienenfahrzeuge - Google Patents
Antriebseinheit für SchienenfahrzeugeInfo
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Abstract
Im Rahmen der Erfindung wird eine Antriebseinheit (A) für Schienenfahrzeuge vorgeschlagen, mit einem am Fahrzeugrahmen oder am Fahrwerk aufgehängten Elektromotor (11), einem Getriebe (2) und einem kardanisch wirkenden Kupplungssystem (3), wobei das Kupplungssystem zwischen der Radsatzwelle (5) und dem Getriebe angeordnet ist, derart, dass ein erster Teil des Kupplungssystems (9) in Form einer Bogenzahnkupplung in das Abtriebszahnrad des Getriebes und in dessen Schmierölkreislauf integriert ist und dass zwischen Getriebe und Radsatz ein abtriebsseitiger zweiter Teil (10) des Kupplungssystems vorgesehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Schie
nenfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Antriebseinheiten für Schienenfahrzeuge enthalten üb
licherweise einen Elektromotor, ein Getriebe und bei abge
federten Antrieben, eine Kupplung.
Kupplungen zum Übertragen des Drehmomentes werden ins
besondere zum Verbinden einer treibenden mit einer getrie
benen Welle verwendet, für den Fall, dass zwischen den bei
den Wellen achsparallele, axiale oder winkelige Verlagerun
gen auftreten, die von der Kupplung ausgeglichen und abge
federt werden müssen. Dies ist insbesondere bei Schienen
fahrzeugen der Fall.
Für einen vollabgefederten Achsantrieb für Schienen
fahrzeuge können aufgrund des verbleibenden Bauraumes für
das Getriebe einschließlich Kupplung zur Achse die herkömm
lichen Kupplungskonzepte nicht mehr geeignet sein.
Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn der Antrieb
an der Außenseite des Rades angeordnet werden soll und kein
direkter Zugang zum Rad besteht, weil das Achslager eben
falls auf der Außenseite des Rades angeordnet ist.
Aus der EP 0 878 368 A1 ist eine Antriebseinheit für
Schienenfahrzeuge bekannt, mit einem am Fahrzeugrahmen oder
am Fahrwerk aufgehängten Elektromotor, einem Getriebe und
einer Kupplung, wobei die Radsatzwelle der beiden Treibrä
der durch eine Hohlwelle geführt ist und wobei die Kupplung
zwischen der Radsatzwelle und dem Getriebe angeordnet ist.
In diesem Fall wird zum Verbinden der getriebenen mit der
treibenden Welle zwischen dem Getriebe und der Hohlwelle
ein erster Teil und zwischen der Hohlwelle und dem Radsatz
ein zweiter Teil einer Bogenzahnkupplung verwendet.
Diese Konstruktion weist jedoch den Nachteil auf, dass
die Verzahnung der Bogenzahnkupplung eine separate Schmie
rung und Abdichtung erfordert.
Des weiteren erweisen sich der Schmiermittelaustausch
sowie die erzielte Wärmeabfuhr bei hoher Belastung als ge
ring.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, ausgehend von dem erwähnten Stand der Technik, eine
Antriebseinheit für Schienenfahrzeuge und insbesondere eine
Kupplungsanordnung anzugeben, derart, dass der Achsantrieb
eines Schienenfahrzeugs voll abgefedert wird bei gleichzei
tiger Einsparung von Bauraum für ein kardanisch wirkendes
Kupplungssystem.
Außerdem soll die erfindungsgemäße Konstruktion einen
verbesserten Schmiermittelkreislauf sowie eine verbesserte
Wärmeabfuhr aufweisen.
Zudem soll die Robustheit der Kupplung erhöht werden,
so dass größere Belastungen möglich sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan
spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Varianten
gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird vorgeschlagen, die Antriebseinheit für
Schienenfahrzeuge derart auszubilden, dass im Bereich des
Abtriebszahnrades des Getriebes und dessen Schmierölkreis
laufs ein erster Teil eines Kupplungssystems in Form einer
Bogenzahnkupplung vorgesehen ist und dass zwischen dem Ge
triebe und dem Radsatz ein abtriebsseitiger zweiter Teil
des Kupplungssystems vorgesehen ist.
Der zweite Teil des Kupplungssystems ist bevorzugter
weise gummielastisch ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Konstruktion basiert auf der Tat
sache, dass aufgrund der Breite des Zahnrades, das ohnehin
vorhanden ist, dieser Bauraum für die Integration des er
sten Teiles des Kupplungssystems - der Zahnkupplung - zur
Verfügung steht, sowie dass das Schmiermittel des Getriebes
ebenfalls schon vorhanden ist.
Da der Durchmesser des Zahnrades relativ groß ist,
kann der Durchmesser der Kupplungsverzahnung erfindungsge
mäß ebenfalls entsprechend groß dimensioniert werden. Da
durch ist die Belastung der Zahnflanken aus der Umfangs
kraft relativ niedrig.
Durch die erfindungsgemäße Lösung, bei der - wie be
reits erläutert - die getriebeseitige Kupplungsverzahnung
im Getriebeölraum erfolgt, wird durch den Entfall des
Dichtsystemes an der Außenseite des Getriebes weiterer Bau
raum - insbesondere bei seitlicher Anordnung des Getrie
bes - hinsichtlich minimaler Gesamtbreite gewonnen.
Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass
die Schmierung der getriebeseitigen Kupplungsverzahnung in
die Schmierung des Getriebes integriert wird, was sowohl
eine zuverlässige Schmierung als auch eine hohe Wärmeabfuhr
zur Folge hat, wodurch eine hohe Betriebssicherheit und
Lebensdauer der Kupplungsverzahnung erzielt wird.
Durch die Kombination mit einem außerhalb des Getrie
bes angeordneten zweiten Teil des Kupplungssystems, bei
spielsweise einer Gummigelenkkupplung, bekommt man ein kar
danisch wirkendes Kupplungssystem mit entsprechendem Ab
stand der beiden Kupplungsebenen und somit entsprechender
Verlagerungsfähigkeit der Achse zum Getriebe. Die Baubreite
des Gesamtsystems (Getriebe und Kupplung) ist, wie bereits
erläutert, sehr gering.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert.
In diesen stellen dar:
Fig. 1 eine Darstellung einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Antriebsein
heit,
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der erfin
dungsgemäßen Kupplungsanordnung und
Fig. 3 eine Darstellung einer weiteren Ausführungs
form, bei der die Antriebseinheit innerhalb
der Räder angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 1 darge
stellt. Hierbei ist Antriebseinheit A an der Außenseite des
Radsatzes angeordnet und mittels Befestigungseinrichtun
gen 18 mit dem Drehgestell 6 verbunden. Die Antriebseinheit
besteht aus einem Elektromotor 1, einem Getriebe 2 und ei
nem Kupplungssystem 3 und treibt den Radsatz an, der die
Radsatzwelle 5 und die Treibräder 4 enthält.
Gemäß Fig. 2 ist im Bereich des Abtriebszahnrades 8
des Getriebes 2 und in dessen Schmierölkreislauf ein erster
Teil 9 eines Kupplungssystems in Form einer Bogenzahnkupp
lung 7 und zwischen dem Getriebe 2 und dem Radsatz 4, 5 ein
abtriebsseitiger zweiter Teil 10 des Kupplungssystems vor
gesehen, wobei der zweite Teil des Kupplungssystems bevor
zugterweise gummielastisch ausgebildet ist. Die erfindungs
gemäße Konstruktion basiert, wie bereits erläutert, auf der
Tatsache, dass der notwendige Bauraum für die Integration
des ersten Teiles 9 des Kupplungssystems aufgrund der Brei
te 11 des Zahnrades vorhanden ist. Die Konstruktion resul
tiert in einem kardanisch wirkenden Kupplungssystem mit
entsprechendem Abstand 14 der beiden Kupplungsebenen 12, 13
und somit entsprechender Verlagerungsfähigkeit der Achse
zum Getriebe 2. Die Wälzlager und die Abdichtung des Sy
stems sind mit 15 bzw. 16 bezeichnet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei der die Antriebseinheit A in
nerhalb der Räder 4 angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist
im Bereich des Abtriebszahnrades 8 des Getriebes 2 und in
dessen Schmierölkreislauf ein erster Teil 9 eines Kupp
lungssystems in Form einer Bogenzahnkupplung 7 vorgesehen.
Abtriebsseitig ist zwischen der Hohlwelle 17 und dem
Radsatz 4, 5 ein abtriebsseitiger zweiter Teil 10 des Kupp
lungssystems vorgesehen.
1
Elektromotor
2
Getriebe
3
Kupplung
4
Treibrad
5
Radsatzwelle
6
Drehgestell (Fahrwerk, Fahrzeugrahmen)
7
Bogenzahnkupplung (Kupplungsverzahnung)
8
Abtriebszahnrad
9
erster Teil der Kupplung
10
zweiter Teil der Kupplung
11
Breite des Abtriebszahnrades
12
Kupplungsebene
1
13
Kupplungsebene
2
14
Abstand der Kupplungsebenen
15
Wälzlager
16
Abdichtung
17
Hohlwelle
18
Befestigung zum Drehgestell
A Antriebseinheit
A Antriebseinheit
Claims (4)
1. Antriebseinheit (A) für Schienenfahrzeuge, mit ei
nem am Fahrzeugrahmen oder am Fahrwerk aufgehängten Elek
tromotor (1), einem Getriebe (2) und einem kardanisch wir
kenden Kupplungssystem (3), wobei das Kupplungssystem
zwischen einer Radsatzwelle (5) und dem Getriebe (2) ange
ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster Teil (9) des Kupplungssystems in Form einer Bo
genzahnkupplung in das Abtriebszahnrad (8) des Getriebes
und in dessen Schmierölkreislauf integriert ist und dass
zwischen Getriebe und Radsatz ein abtriebsseitiger zweiter
Teil (10) des Kupplungssystems vorgesehen ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass der zweite Teil (10) des
Kupplungssystems eine gummielastische Kupplung ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebsein
heit (A) an der Außenseite des Radsatzes angeordnet ist.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit an
der Innenseite des Radsatzes zwischen den Treibrädern ange
ordnet ist.
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