DE10052018A1 - Gearboxes for rail vehicles - Google Patents
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe für Schienenfahrzeuge ist einem linken und einem rechten Rad (8) einer Achse jeweils ein Summierungsgetriebe (22, 22A) zur Überlagerung eines die Räder (8) gleichsinnig antreibenden Fahrantriebs (4) und eines Lenkantriebs (6) zugeordnet. Mit dem Lenkantrieb (6) ist den Rädern eine Differenzdrehzahl aufprägbar, wodurch das Schienenfahrzeug im Spurkanal lenkbar ist. Jedes der Summierungsgetriebe (22, 22A) weist ein mit dem Fahrantriebsmotor (4) verbindbares erstes Eingangsglied (20), ein mit dem Lenkantriebsmotor (6) verbindbares zweites Eingangsglied (32) und ein mit dem zugeordneten Rad (8) verbindbares Abtriebsglied (30) auf. Erfindungsgemäß sind die zweiten Eingangsglieder (32, 32A) der Summierungsgetriebe (22, 22A) über eine Umlenkstufe (56, 54, 54A) derart miteinander gekoppelt, daß ihnen die gleiche Drehzahl, jedoch umgekehrte Drehrichtung, aufgeprägt ist.In the gearbox for rail vehicles according to the invention, a left and a right wheel (8) of an axle are each assigned a summation gear (22, 22A) for superimposing a travel drive (4) driving the wheels (8) in the same direction and a steering drive (6). A differential speed can be impressed on the wheels with the steering drive (6), as a result of which the rail vehicle can be steered in the track channel. Each of the summation gears (22, 22A) has a first input element (20) which can be connected to the travel drive motor (4), a second input element (32) which can be connected to the steering drive motor (6) and an output element (30) which can be connected to the associated wheel (8). on. According to the invention, the second input members (32, 32A) of the summation gear (22, 22A) are coupled to one another via a deflection stage (56, 54, 54A) in such a way that the same speed, but the opposite direction of rotation, is impressed on them.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für Schienenfahr zeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a transmission for rail travel testify according to the preamble of the main claim.
Konventionelle Schienenfahrzeuge sind mit sogenannten Radsätzen ausgerüstet, wobei ein linkes und ein rechtes Rad durch eine Welle fest miteinander verbunden sind. Die Räder weisen dabei kegelige Radprofile auf, so daß bei einem seitlichen Versatz des Radsatzes aus der Gleismitte unter schiedliche Abrollradien am linken und am rechten Rad wirk sam sind, wodurch eine Wendebewegung eingeleitet wird. Ein mal angeregt, wiederholt sich diese Wendebewegung auch bei geraden Gleisen periodisch und verursacht den sogenannten Sinuslauf des Schienenfahrzeugs, bei dem sich das Fahrzeug auf einer Wellenbahn im Spurkanal des Gleises hin- und her bewegt. Dabei schlägt der Spurkranz jedes Rades immer wie der an das Gleis an. Insbesondere bei den hohen Geschwin digkeiten, die moderne Hochgeschwindigkeitszüge erreichen und von zukünftigen Hochgeschwindigkeitszügen noch über troffen werden sollen, werden hierdurch eine erhebliche Komfortminderung sowie ein hoher Verschleiß an Rädern und Schienen verursacht.Conventional rail vehicles are so-called Wheel sets equipped, a left and a right wheel are firmly connected to each other by a shaft. The wheels have conical wheel profiles, so that at one lateral offset of the wheelset from the middle of the track below different rolling radii on the left and right wheels sam, which initiates a turning movement. a once excited, this turning movement is also repeated straight tracks periodically and causes the so-called Sinusoidal run of the rail vehicle, in which the vehicle back and forth on a wave track in the track's track channel emotional. The flange of each wheel always beats like the on the track. Especially at high speeds skills that reach modern high-speed trains and about future high-speed trains should be hit, will be a significant Reduced comfort and high wear on wheels and Rails caused.
Aus der EP 0 511 949 A2 ist bekannt, die beiden Räder einer Achse mit unterschiedlicher Antriebsleistung zu be aufschlagen.The two wheels are known from EP 0 511 949 A2 an axis with different drive power crack open.
In der EP 0 770 533 B1 ist ein Getriebe für Schienen fahrzeuge offenbart, bei dem einem linken und einem rechten Rad einer Achse jeweils ein Summierungsgetriebe zur Über lagerung eines die Räder gleichsinnig antreibenden Fahran triebs und eines Lenkantriebs zugeordnet ist, mit welchem den Rädern eine Differenzdrehzahl aufprägbar ist. Dabei weist jedes Summierungsgetriebe ein mit einem Fahran triebsmotor verbindbares, erstes Eingangsglied, ein mit einem Lenkantriebsmotor verbindbares, zweites Eingangsglied und ein mit dem zugeordneten Rad verbindbares Abtriebsglied auf. Durch die den Rädern aufprägbare Differenzdrehzahl ist das Schienenfahrzeug aktiv im Spurkanal lenkbar, wobei harte Spurkranzanläufe vermieden werden können. Gegenüber einem konventionellen System können erhebliche Vorteile bezüglich Verschleiß- und Geräuschverhalten erzielt werden. Das System ist prinzipiell für sehr hohe Fahrgeschwindig keiten geeignet.EP 0 770 533 B1 describes a transmission for rails vehicles disclosed, one left and one right Wheel of an axle each have a summation gear for over storage of a drive driving the wheels in the same direction Drive and a steering drive is assigned, with which a differential speed can be impressed on the wheels. there has each summing gear with a Fahran drive motor connectable, first input element, a with a steering input motor connectable, second input member and an output member connectable to the associated wheel on. Because of the differential speed that can be impressed on the wheels the rail vehicle can be actively steered in the track channel, whereby hard flange starts can be avoided. Across from A conventional system can have significant advantages regarding wear and noise behavior can be achieved. The system is principally for very high driving speeds suitable.
Es sind symmetrische Ausgestaltungen gezeigt, bei denen der Lenkantrieb den Rädern tatsächlich, unabhängig vom Fahrantrieb, überlagerbar ist. Für diese symmetrische Einleitung der überlagerten Lenkdifferenzdrehzahlen werden jedoch zwei unabhängige Lenkantriebe bzw. Lenkantriebsmoto ren benötigt. Die Summierungsgetriebe, die den einzelnen Rädern zugeordnet sind, sind als Planetengetriebe ausge bildet, wobei als Eingangsglied für den Lenkantrieb jeweils das Hohlrad dient, welches über ein Schneckengetriebe an den Lenkantriebsmotor gekoppelt ist.Symmetrical configurations are shown at which the steering drive the wheels actually, regardless from the drive, can be superimposed. For this symmetrical Introduction of the superimposed steering differential speeds however two independent steering drives or steering drive motor ren needed. The summation gear that the individual Wheels are assigned as planetary gears forms, each as an input member for the steering drive the ring gear, which is connected to a worm gear the steering drive motor is coupled.
Der Fahrantriebsmotor bzw. die Fahrantriebsmotoren verursachen an diesen Hohlrädern hohe Stützmomente, die auf die linken und rechten Schneckengetriebe wirken und in den Schneckengetrieben hohe Reibungsverluste verursachen.The travel drive motor or the travel drive motors cause high support moments on these ring gears the left and right worm gears act and in the Worm gears cause high friction losses.
Weiterhin werden die Schneckengetriebe um die Drehzahl Null herum betrieben, stehen dabei oft still und sind auch ständigen Lastrichtungswechseln ausgesetzt. Eine ausrei chende Schmierung ist unter diesen Bedingungen nur äußerst schwer zu gewährleisten. Die Schneckengetriebe sind daher und aufgrund ihrer hohen Belastung äußerst verschleißge fährdet und verursachen einen schlechten Wirkungsgsrad des Lenkantriebs.Furthermore, the worm gearboxes are at zero speed Operated around, often stand still and are exposed to constant changes in load direction. A sufficient one Adequate lubrication is only extreme under these conditions difficult to guarantee. The worm gears are therefore and extremely wear-resistant due to their high load endangers and cause a poor efficiency of the Steering drive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Getriebes für Schienenfahrzeuge anzugeben, das einen besseren Wirkungsgrad, eine geringere Verschleiß neigung aufweist und bei dem die beiden Räder gleichermaßen und unabhängig vom Fahrantrieb auf einfache Weise mit Dif ferenzdrehzahlen beaufschlagbar sind.The invention is therefore based on the object Specify generic transmission for rail vehicles, that better efficiency, less wear inclination and in which the two wheels equally and regardless of the drive in a simple way with Dif reference speeds can be applied.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein, auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs auf weisendes Getriebe für Schienenfahrzeuge gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen sind durch die Unteransprüche gege ben.According to the invention, this task is performed by one, including the Features of the characterizing part of the main claim Pointing gearbox for rail vehicles solved. benefit adhesive configurations are countered by the subclaims ben.
Erfindungsgemäß sind also die zweiten Eingangsglieder der Summierungsgetriebe, die mit dem Lenkantriebsmotor ver bindbar sind und im Betrieb von diesem angetrieben werden, über eine Umkehrstufe derart miteinander gekoppelt, daß ihnen die gleiche Drehzahl, jedoch umgekehrte Drehrichtung, aufgeprägt ist. Damit ist es möglich, jedes der beiden Räder auf die gleiche Weise an einen einzigen, gemeinsamen Lenkantriebsmotor zu koppeln, wobei die Differenzdrehzahl zwischen den Rädern, die zum Lenken benutzt wird, symme trisch eingeleitet werden kann.The second input elements are therefore according to the invention the summation gearbox ver with the steering drive motor are binding and are driven by it during operation, coupled with one another via a reversing stage such that the same speed, but the opposite direction of rotation, is imprinted. This makes it possible for either of the two Wheels in the same way on a single, common Coupling the steering drive motor, the differential speed between the wheels used for steering, symme can be initiated trically.
Eine vorteilhafte, triebliche Anbindung des Lenkan triebsmotors wird erreicht, wenn der Lenkantriebsmotor trieblich mit einem vorzugsweise zentralen Zwischenglied der Umkehrstufe verbunden ist. An advantageous, driving connection of the Lenkan drive motor is reached when the steering drive motor driven with a preferably central intermediate member the reverse stage is connected.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sum mierungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet, mit mehreren auf einem Planetenträger gelagerten Planeten rädern, die in gleichzeitigem Zahneingriff mit einem Son nenrad und einem Hohlrad sind, wobei das mit dem Fahran trieb verbindbare erste Eingangsglied das Hohlrad ist, das mit dem Lenkantrieb verbindbare, zweite Eingangsglied das Sonnenrad ist und das mit dem zugeordneten Rad verbindbare Abtriebsglied der Planetenträger ist. Da zur Lenkung des Schienenfahrzeugs im Spurkanal im Verhältnis zur Fahrge schwindigkeit nur relativ geringe Differenzgeschwindig keiten bzw. Differenzdrehzahlen an den Rädern eingeleitet werden müssen, ist es vorteilhaft, den Lenkantriebsmotor an das Sonnenrad des Planetengetriebes zu koppeln. Auf das Sonnenrad wirken geringere Stützmomente.In an advantageous embodiment, the sum Mation gear designed as a planetary gear, with several planets supported on a planet carrier wheels that mesh with a son at the same time nenrad and a ring gear, which with the Fahran driven connectable first input member is the ring gear that connectable with the steering drive, the second input member Sun gear and that is connectable to the associated wheel The output member is the planet carrier. Since to control the Rail vehicle in the track channel in relation to the vehicle speed only relatively small difference speed speeds or differential speeds initiated on the wheels , it is advantageous to turn on the steering drive motor to couple the sun gear of the planetary gear. On the Lower support torques act.
Zwischen den beiden Rädern sind damit zwei triebliche Verbindungen hergestellt, zum einen über die drehfest miteinander verbundenen, vom Fahrantriebsmotor angetrie benen Hohlräder der beiden Summierungsgetriebe und zum an deren über die Sonnenräder, die über die Umkehrstufe mit einander gekoppelt sind. Zur Überlagerung des Lenkantriebs werden also keine Glieder benutzt, die direkt vom Fahran trieb beaufschlagt werden.Between the two wheels are thus two drive Connections established, on the one hand via the non-rotatable interconnected, driven by the drive motor ring gears of the two summation gears and to whose via the sun gears, the one with the reverse stage are coupled to each other. For superimposing the steering drive So no links are used directly from the Fahran urged to be acted upon.
Mit einer trieblich zwischen der Umkehrstufe und dem Lenkantriebsmotor angeordneten Vorübersetzungsstufe kann das vom Lenkantriebsmotor aufzubringende Drehmoment redu ziert werden, wodurch ein kleinerer und leichter bauender Lenkantriebsmotor verwendet werden kann.With a drive between the reverse stage and the Steering drive motor arranged pre-translation stage can the torque to be applied by the steering drive motor is reduced be decorated, making a smaller and lighter Steering drive motor can be used.
Eine weitere Reduzierung des vom Lenkantriebsmotor aufzubringenden Drehmoments kann dadurch erreicht werden, daß die Sonnenräder des jeweiligen Summierungsgetriebes über eine weitere Übersetzungsstufe trieblich mit zwei zu einander gegensinnig rotierbaren Gliedern der Umkehrstufe verbunden sind.A further reduction in that of the steering drive motor Torque to be applied can be achieved that the sun gears of the respective summation gear over a further gear ratio drive with two links of the reverse stage which are rotatable in opposite directions are connected.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Umkehrstufe als Kegeltrieb ausgebildet, wobei ein lenk antriebsseitiges Kegelritzel in gleichzeitigem Zahnein griff mit zwei koaxialen, einander zugewandten Kegelrädern ist.In an advantageous embodiment of the invention the reverse stage is designed as a bevel gear, with a steering bevel pinion on the drive side in the same gear gripped with two coaxial, facing bevel gears is.
Wenn der Kegeltrieb symmetrisch zu einer zwischen den beiden Summierungsgetrieben liegenden Mittelebene angeord net ist, kann die weitere, triebliche Verbindung zum linken bzw. zum rechten Rad mit jeweils gleichen Bauteilen herge stellt werden.If the bevel gear is symmetrical to one between the arranged two summation gears middle plane net, the further, instinctive connection to the left or to the right wheel with the same components be put.
Alternativ zum Kegeltrieb kann die Umkehrstufe auch als Stirntrieb ausgebildet sein.As an alternative to the bevel gear, the reverse stage can also be used be designed as a spur gear.
Die vorbeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung kommen ohne ein Schneckengetriebe zur Anbindung des Lenkan triebsmotors aus. Bei einem möglichen Betriebszustand wird der Lenkantriebsmotor weitgehend drehmomentfrei geschaltet, so daß die Umkehrstufe wie ein Differential zwischen dem linken und dem rechten Rad wirkt. Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Schneckengetriebe zur Anbindung des Lenkantriebsmotors wäre dies aufgrund der selbsthemmenden Eigenschaften von Schneckengetrieben nicht möglich.The above-described embodiments of the invention come without a worm gear to connect the Lenkan drive motor. If there is a possible operating state the steering drive motor is largely torque-free, so that the reverse stage is like a differential between the left and right wheel acts. One from a standing start the worm gear known for technology to connect the Steering drive motor would do this due to the self-locking Properties of worm gears are not possible.
Ist eine auf das Zwischenglied der Umkehrstufe direkt oder indirekt wirkende Bremseinrichtung vorgesehen, so wirkt die Umkehrstufe wie ein Sperrdifferential zwischen dem linken und dem rechten Rad. Ist das von der Bremsein richtung erzeugbare Bremsmoment auf einen vorgebbaren Wert steuerbar, so wird quasi ein gesteuertes Sperrdifferential erzeugt. Dies kann in bestimmten Betriebszuständen, z. B. beim Ausfall eines Lenkantriebsmotors, dazu verwendet wer den, um so viel Moment zwischen dem linken und dem rechten Rad zu übertragen, daß ein konventioneller Spurlauf er möglicht wird. Bei engen, zu fahrenden Kurvenradien, bei denen sehr hohe Momente zwischen den Rädern übertragen wer den und bei denen es im Falle des Radsatzes zu großem Schlupf mit damit verbundenen Geräuschen kommt, wird das Sperrmoment des Sperrdifferentials überschritten, so daß es zu einem geräusch- und verschleißmindernden Drehzahlaus gleich zwischen den Rädern kommt.Is a direct link to the reverse stage or indirectly acting braking device is provided, so the reverse stage acts like a limited slip differential between the left and the right wheel. Is that from the brake direction generated braking torque to a predeterminable value controllable, so it becomes a controlled limited slip differential generated. This can occur in certain operating states, e.g. B. in the event of failure of a steering drive motor, who is used for this the so much moment between the left and the right Transfer wheel that he conventional tracking is possible. With tight curve radii to be driven, at to those who transmit very high moments between the wheels and where it is too big in the case of the wheelset Slip with associated noise, it will Locking torque of the locking differential exceeded, so that it to a noise and wear reducing speed comes right between the wheels.
Eine bauraumgünstige Gesamtanordnung wird erzielt, wenn der Lenkantriebsmotor in Fahrzeug-Längsrichtung auf der dem Fahrantriebsmotor gegenüberliegenden Seite an das Getriebe anflanschbar ist. Ein weiterer Vorteil dieser Kon figuration liegt darin, daß sowohl der Lenk- als auch der Fahrantriebsmotor für Wartungsaufgaben leicht zugänglich ist.A space-saving overall arrangement is achieved if the steering drive motor is in the vehicle's longitudinal direction the side opposite the drive motor to the Gearbox can be flanged. Another advantage of this con figuration is that both the steering and the Travel drive motor easily accessible for maintenance tasks is.
Schließlich wird Schutz begehrt für eine Antriebsein heit für Schienenfahrzeuge mit einem Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Fahrantriebsmotor, einem Lenkantriebsmotor, mit einem linken und einem rechten Rad, wobei zwischen jedem der Räder und dem Getriebe eine Achsversatz ausgleichende Kupplung vorgesehen ist und die Räder in vertikaler Richtung federnd aufgehängt sind. Eine solche Antriebseinheit weist geringe, gefederte Massen auf, da sowohl der Fahrantrieb als auch der Lenkantrieb von den gefedert aufgehängten Rädern entkoppelt ist.After all, protection is sought for a drive unit for rail vehicles with a gearbox according to a of the preceding claims, with a travel drive motor, a steering drive motor, with a left and a right one Wheel, with one between each of the wheels and the transmission Axial offset compensating clutch is provided and the Wheels are suspended in a vertical direction. A such drive unit has low, sprung masses, because both the travel drive and the steering drive from the spring-suspended wheels are decoupled.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobeiThe invention will become apparent from the accompanying drawings explained in more detail, whereby
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine An triebseinrichtung mit einem erfindungsge mäßen Getriebe und Fig. 1 shows schematically a section through an on drive device with a transmission according to the invention and
Fig. 2 eine Seitenansicht davon zeigen. Fig. 2 show a side view thereof.
In der Fig. 1 ist mit 2 ein Getriebe für Schienenfahr zeuge bezeichnet, das einen Eingang für einen Fahrantriebs motor 4, einen Eingang für einen Lenkantriebsmotor 6 und einen Ausgang für ein linkes und ein rechtes Rad 8, von denen nur eines gezeigt ist, aufweist. Die Antriebseinrich tung ist im wesentlichen symmetrisch zu einer Längs-Mittel ebene 10 des Fahrzeugs. Auf der Motorwelle 12 des Fahran triebsmotors sitzt ein Kegelritzel 14, das ein Kegelrad 16 antreibt. Eine Außenverzahnung 18 an der Rückseite des Kegelrads 16 greift in die Innenverzahnung eines Hohl rades 20 ein, das Teil eines Summierungsgetriebes 22 ist. Auf der dem Kegelrad 16 gegenüberliegenden Seite ist ein weiteres Summierungsgetriebe 22A angeordnet, dessen Hohl rad 20A von einem Mitnehmerglied 24 mitgenommen wird, das fest mit dem Kegelrad 16 verbunden ist und in die Innenver zahnung des Hohlrades 20A eingreift. Mehrere Planeten räder 26 sind drehbar auf Planetenachsen 28 des Planeten trägers 30 gelagert. Die Planetenräder 26 sind in gleich zeitigem Zahneingriff mit dem Hohlrad 20 und einem Sonnen rad 32, das fliegend in den Zahneingriffen der Planeten räder 26 gelagert ist. Der Planetenträger 30 ist über eine Mitnahmeverzahnung 34 an die Abtriebswelle 36 gekoppelt. In Fig. 1, 2 denotes a gearbox for rail driving witnesses, which has an input for a travel drive motor 4 , an input for a steering drive motor 6 and an output for a left and a right wheel 8 , only one of which is shown , The Antriebseinrich device is substantially symmetrical to a longitudinal center plane 10 of the vehicle. On the motor shaft 12 of the drive motor Fahran sits a bevel pinion 14 which drives a bevel gear 16 . An external toothing 18 on the back of the bevel gear 16 engages in the internal toothing of a hollow wheel 20 which is part of a summation gear 22 . On the opposite side of the bevel gear 16 , a further summation gear 22 A is arranged, the hollow wheel 20 A of which is taken along by a driving member 24 which is firmly connected to the bevel gear 16 and engages in the internal toothing of the internal gear 20 A. Several planet wheels 26 are rotatably mounted on planet axes 28 of the planet carrier 30 . The planet gears 26 are in simultaneous tooth engagement with the ring gear 20 and a sun wheel 32 which is overhung in the meshing of the planet wheels 26 . The planet carrier 30 is coupled to the output shaft 36 via driving teeth 34 .
Die Abtriebswelle 36 ist drehbar im Gehäuse des Getriebes 2 gelagert und nach außen abgedichtet. Zwischen der Abtrieb swelle 36 und einem Flansch 38 des Rades 8 ist eine Welle 40 angeordnet, die an ihren Enden Bogenverzahnun gen 42 aufweist, die in entsprechende Gegenverzahnungen der Abtriebswelle 36 bzw. des Flansches 38 eingreifen. Damit ist das Rad drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, wobei jedoch ein Axialversatz zwischen Rad 8 und Abtriebswelle 36 möglich ist. Das Rad 8 ist durch nicht dargestellte Führun gen vertikal federnd am Fahrzeug aufgehängt.The output shaft 36 is rotatably mounted in the housing of the transmission 2 and sealed to the outside. Between the output shaft 36 and a flange 38 of the wheel 8 , a shaft 40 is arranged which has at its ends Bogenverzahnun conditions 42 which engage in corresponding counter-teeth of the output shaft 36 or the flange 38 . The wheel is thus connected in a rotationally fixed manner to the output shaft, but an axial offset between wheel 8 and output shaft 36 is possible. The wheel 8 is suspended by springs, not shown, on the vehicle in a vertically resilient manner.
Die Welle 40 mit den Bogenverzahnungen 42 bildet einen Teil einer Bogenzahnkupplung, die es ermöglicht, einen Achsversatz zwischen dem Rad 8 und der Abtriebswelle 36 auszugleichen.The shaft 40 with the arc teeth 42 forms part of an arc tooth coupling, which makes it possible to compensate for an axial offset between the wheel 8 and the output shaft 36 .
Die triebliche Verbindung vom Hohlrad 20A des in der Darstellung rechten Summierungsgetriebes 22A bis zum zugeordneten, nicht dargestellten, rechten Rad entspricht der beim linken Rad 8 beschriebenen Verbindung. Das linke Summierungsgetriebe und dessen Anbindung an das Rad ist bezüglich der Mittelebene 10 symmetrisch zum rechten Sum mierungsgetriebe und dessen Anbindung an das zugeordnete Rad.The drive connection from the ring gear 20 A of the right summing gear 22 A in the illustration to the associated, not shown, right wheel corresponds to the connection described for the left wheel 8 . The left summation gear and its connection to the wheel is symmetrical with respect to the center plane 10 to the right sum mierungsantrieb and its connection to the associated wheel.
Auch die Anbindung des Lenkantriebsmotors ist zwischen einer Welle 44 und den Sonnenrädern 32, 32A symmetrisch aufgebaut. Nachfolgend wird daher nur der Aufbau einer Seite detailliert erläutert. Das Sonnenrad 30 greift mit einer Mitnahmeverzahnung 46 in eine Innenverzahnung des Zwischenrades 48 ein. Das Zwischenrad 48 bildet zusammen mit einer Stirnverzahnung 50 der Zwischenwelle 52 eine Übersetzungsstufe zur Reduktion des vom Lenkantriebsmotor aufzubringenden Drehmoments. Eine weitere Übersetzungsstufe wird gebildet durch ein mit der Zwischenwelle 52 verbun denes Kegelrad 54, das von einem Kegelritzel 56 auf der Welle 44 angetrieben wird. Das Kegelritzel 56 ist in gleichzeitigem Zahneingriff mit den beiden koaxialen, ei nander zugewandten Kegelrädern 54, 54A und bildet mit die sen zusammen die Umkehrstufe, über die die Sonnenräder der beiden Summierungsgetriebe 22, 22A derart miteinander ge koppelt sind, daß ihnen die gleiche Drehzahl, jedoch um gekehrte Drehrichtung aufgeprägt ist. Die Welle 44 bzw. das Kegelritzel 56 bildet ein zentrales Zwischenglied der Um kehrstufe, das zur weiteren Drehzahlreduktion der Sonnen räder über eine aus zwei Stirnrädern 58, 60 bestehende Vor übersetzungsstufe mit dem Lenkantriebsmotor 6 verbunden ist. Zwischen dem Lenkantriebsmotor 6 und dem Rad 8 wird die Drehzahl also an drei Räderpaaren 60, 58; 56, 54; 50, 48 sowie über das Summierungsgetriebe 22 ins Langsame über setzt. Der Kegeltrieb 56, 54, 54A ist symmetrisch zu einer zwischen den beiden Summierungsgetrieben 22, 22A liegenden Mittelebene 10 angeordnet, so daß für die Zwischenwel len 52, die Zwischenräder 48 und die Summierungsgetriebe 22 auf der linken und rechten Seite Gleichteile verwendet wer den können.The connection of the steering drive motor is constructed symmetrically between a shaft 44 and the sun gears 32 , 32 A. Therefore, only the structure of one page is explained in detail below. The sun gear 30 engages with an internal toothing 46 in an internal toothing of the intermediate gear 48 . The intermediate gear 48 forms, together with a spur toothing 50 of the intermediate shaft 52, a transmission stage for reducing the torque to be applied by the steering drive motor. Another gear ratio is formed by a bevel gear 54 connected to the intermediate shaft 52 , which is driven by a bevel pinion 56 on the shaft 44 . The bevel pinion 56 is in meshing engagement with the two coaxial, egg-facing bevel gears 54 , 54 A and forms with them together the reversing stage, via which the sun gears of the two summing gears 22 , 22 A are coupled to one another such that they are the same Speed, however, is imprinted in the opposite direction of rotation. The shaft 44 and the bevel pinion 56 forms a central intermediate element of the reverse stage which is connected to the steering drive motor 6 via a spur gear consisting of two spur gears 58 , 60 for further speed reduction of the sun gears. Between the steering drive motor 6 and the wheel 8 , the speed is thus on three pairs of wheels 60 , 58 ; 56 , 54 ; 50 , 48 and via the summation gear 22 in the slow over sets. The bevel gear 56 , 54 , 54 A is arranged symmetrically to a lying between the two summing gears 22 , 22 A central plane 10 , so that for the Zwischenwel len 52 , the idler gears 48 and the summing gear 22 on the left and right side common parts who used the can.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Lenkantriebsmotor 6 in Fahrzeuglängsrichtung auf der dem Fahrantriebsmotor 4 gegenüberliegenden Seite an das Ge triebe 2 angeflanscht. Beide Motoren 4, 6 sind von außen leicht für Wartungsarbeiten zugänglich.As can best be seen from FIG. 2, the steering drive motor 6 is flanged in the vehicle longitudinal direction on the opposite side of the drive motor 4 to the gearbox 2 . Both motors 4 , 6 are easily accessible from the outside for maintenance work.
Das beschriebene Getriebe ermöglicht durch die Um kehrstufe 56, 54, 54A eine symmetrische Einleitung der überlagerten Drehzahlen mit nur einem zentralen Lenkan triebsmotor 6. Es benötigt wenig Bauraum und weist viele, doppelt verwendete Gleichteile auf. Das Getriebe, das ohne eine Schneckenradstufe auskommt, weist einen hohen Wir kungsgsrad und eine geringe Verschleißneigung auf. Durch mehrere Übersetzungsstufen ist der Lenkantriebsmotor 6 sehr indirekt an das Rad 8 angekoppelt, wodurch ein kleiner Lenkantriebsmotor 6 einsetzbar ist. Durch die kleinen Träg heitsmomente kann ein solcher kleiner Lenkmotor mit einer sehr hohen Dynamik betrieben werden, die zur Lenkung eines schnell fahrenden Schienenfahrzeugs im Spurkanal benötigt wird.The gearbox described enables through the reverse stage 56 , 54 , 54 A a symmetrical introduction of the superimposed speeds with only a central Lenkan drive motor 6th It takes up little installation space and has many identical parts that are used twice. The gearbox, which works without a worm gear, has a high efficiency and a low tendency to wear. The steering drive motor 6 is coupled to the wheel 8 very indirectly by means of several gear ratios, as a result of which a small steering drive motor 6 can be used. Due to the small moments of inertia, such a small steering motor can be operated with a very high dynamic range, which is required for steering a fast-moving rail vehicle in the track channel.
Es ist grundsätzlich möglich, den Lenkantriebsmotor 6 drehmomentfrei zu schalten, zu blockieren oder mit einem vorgebbaren Bremsmoment zu beaufschlagen. Bei blockiertem Lenkantriebsmotor 6 wird das Verhalten eines Radsatzes mit starrer Verbindung des linken und des rechten Rades simu liert. Ist der Lenkantriebsmotor 6 drehmomentfrei, ergibt sich das Verhalten eines Differentials zwischen den beiden Rädern, dem durch ein vorgebbares Bremsmoment eine vorgeb bare Sperrwirkung aufgeprägt werden kann.It is fundamentally possible to switch the steering drive motor 6 torque-free, to block it or to apply a predefinable braking torque. When the steering drive motor 6 is blocked, the behavior of a wheelset with a rigid connection of the left and right wheels is simulated. If the steering drive motor 6 is torque-free, this results in the behavior of a differential between the two wheels, which can be impressed by a predeterminable braking torque.
Das Getriebe kann auch an einer nicht angetriebenen Achse für Lenkzwecke verwendet werden, wobei die Ausführung bis auf den fehlenden Antriebsmotor gleich ist. The gear can also be on a non-driven Axle can be used for steering purposes, the execution is the same except for the missing drive motor.
22
Getriebe
transmission
44
Fahrantriebsmotor
Traction drive motor
66
Lenkantriebsmotor
Steering drive motor
88th
Rad
wheel
1010
Mittelebene
midplane
1212
Motorwelle
motor shaft
1414
Kegelritzel
bevel pinion
1616
Kegelrad
bevel gear
1818
Mitnahmeverzahnung
engaging gears
2020
Hohlrad
ring gear
2222
Summierungsgetriebe
summing
2222
A Summierungsgetriebe
A summation gear
2424
Mitnehmerglied
driver link
2626
Planetenrad
planet
2828
Planetenachse
planetary axle
3030
Planetenträger
planet carrier
3232
Sonnenrad
sun
3434
Mitnahmeverzahnung
engaging gears
3636
Abtriebswelle
output shaft
3838
Flansch
flange
4040
Welle
wave
4242
Bogenverzahnung
curved teeth
4444
Welle
wave
4646
Mitnahmeverzahnung
engaging gears
4848
Zwischenrad
idler
5050
Stirnrad
spur gear
5252
Zwischenwelle
intermediate shaft
5454
Kegelrad
bevel gear
5656
Kegelritzel
bevel pinion
5858
Stirnrad
spur gear
6060
Stirnrad
spur gear
Claims (13)
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| DE10052018A DE10052018A1 (en) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | Gearboxes for rail vehicles |
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