DE102010020981A1

DE102010020981A1 - Drive for rail vehicles

Info

Publication number: DE102010020981A1
Application number: DE102010020981A
Authority: DE
Inventors: Erwin Skumawitz; Thomas Kürsten; Michael Stockmayer; Werner Cepak
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2011-11-17
Also published as: ES2635592T3; EP2569197B1; CN103108790B; CN103108790A; WO2011141510A1; ES2635592T5; EP2569197A1; PL2569197T3; EP2569197B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Schienenfahrzeuge, aufweisend
– einen Antriebsmotor (1) mit einem Ständer (22) und einem Läufer (4) und
– zumindest ein vom Antriebsmotor (1) angetriebenes Rad (7) oder einen vom Antriebsmotor angetriebenen Radsatz (7a, 7b), das/der beim Betrieb des Schienenfahrzeugs auf den Fahrschienen eines Schienenweges rollt, wobei
– der Ständer (22) des Antriebsmotors (1) über eine kardanisch bewegliche Aufhängung (2) an einem Drehgestell (100) des Schienenfahrzeugs, an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs oder an einer mit dem Drehgestell und/oder dem Wagenkasten verbundenen Konstruktion abgestützt ist und
– der Läufer (4) des Antriebsmotors (1) über ein kardanisch bewegliches Gelenk (5) und/oder über eine kardanisch bewegliche Kupplung mit dem Rad (7), mit dem Radsatz (7a, 7b), mit zumindest einem Rad des Radsatzes und/oder mit einer Welle des Radsatzes gekoppelt ist, sodass beim Betrieb des Schienenfahrzeugs die Antriebskraft des Antriebsmotors (1) über das Gelenk (5) und/oder die Kupplung übertragen wird.The invention relates to a drive for rail vehicles, comprising
- A drive motor (1) with a stator (22) and a rotor (4) and
- At least one of the drive motor (1) driven wheel (7) or driven by the drive motor gear set (7a, 7b), which rolls on the rails of a railroad during operation of the rail vehicle, wherein
- The stand (22) of the drive motor (1) via a gimbal movable suspension (2) on a bogie (100) of the rail vehicle, is supported on a car body of the rail vehicle or on a connected to the bogie and / or the car body construction and
- The rotor (4) of the drive motor (1) via a gimbal movable joint (5) and / or a gimbal mobile coupling with the wheel (7), with the wheelset (7a, 7b), with at least one wheel of the wheelset and / Is coupled to a shaft of the wheelset, so that during operation of the rail vehicle, the driving force of the drive motor (1) via the joint (5) and / or the clutch is transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Schienenfahrzeuge mit einem Antriebsmotor und mit zumindest einem von dem Antriebsmotor angetriebenen Rad oder Radsatz. Das Rad oder die Räder des Radsatzes rollen beim Betrieb des Schienenfahrzeugs auf den Fahrschienen eines Schienenweges. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Antriebs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Antrieb.The invention relates to a drive for rail vehicles with a drive motor and with at least one of the drive motor driven wheel or wheelset. The wheel or the wheels of the wheelset roll during operation of the rail vehicle on the rails of a rail track. The invention further relates to a method for producing such a drive. Moreover, the invention relates to a rail vehicle with such a drive.

Antriebsmotoren von Schienenfahrzeugen werden häufig am Drehgestell abgestützt, dessen Räder der Antriebsmotor antreiben soll. Unter Abstützung wird die Aufnahme der Gewichtskraft des Antriebsmotors und der dynamischen Kräfte durch Bewegungen des Schienenfahrzeugs und Stöße während des Betriebes sowie die Abstützung des Motors zur Erzeugung des Drehmomentes verstanden. Dabei können insbesondere Relativbewegungen des Antriebsmotors einerseits und des angetriebenen Rades oder Radsatzes andererseits auftreten. Auf die damit verbundenen Probleme wird noch näher eingegangen. Alternativ zu der Abstützung des Antriebsmotors am Drehgestell kommt eine Abstützung am Wagenkasten des Schienenfahrzeugs oder an Bauteilen infrage, die mit dem Drehgestell und/oder dem Wagenkasten verbunden sind. Diese Teile können auch relativ zu dem Wagenkasten und/oder dem Drehgestell beweglich sein, obwohl sie daran mechanisch angekoppelt sind. Z. B. kann am Wagenkasten eine Motoraufhängung befestigt sein, die es dem Antriebsmotor erlaubt, eine Pendelbewegung relativ zu dem Wagenkasten auszuführen.Drive motors of rail vehicles are often supported on the bogie whose wheels drive the drive motor. Support is understood to mean the absorption of the weight of the drive motor and of the dynamic forces by movements of the rail vehicle and impacts during operation as well as the support of the motor for generating the torque. In this case, in particular relative movements of the drive motor on the one hand and the driven wheel or wheel set on the other hand can occur. The related problems will be discussed in more detail. As an alternative to the support of the drive motor on the bogie is a support on the body of the rail vehicle or components in question, which are connected to the bogie and / or the car body. These parts may also be movable relative to the carbody and / or the bogie, although they are mechanically coupled thereto. For example, an engine mount may be attached to the car body that allows the drive motor to oscillate relative to the car body.

Die erwähnte Relativbewegung zwischen dem Antriebsmotor und dem angetriebenen Rad oder Radsatz ist zu einem wesentlichen Teil darauf zurückzuführen, dass das Rad oder der Radsatz bei der Fahrt des Schienenfahrzeuges keine geradlinige, gleichförmige Bewegung ausführt (d. h. mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus auf der Fahrschiene abrollt), sondern Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen aufgrund von Stößen, Kurvenfahrten und anderen Ereignissen ausgesetzt ist. Bei einem Radsatz mit zwei einander gegenüberliegenden drehfest auf einer Radsatzwelle montierten Rädern z. B. kann sich die Radsatzwelle relativ zum Drehgestell in beliebigen Richtungen aus ihrer Neutralstellung herausbewegen, insbesondere verkippen. Der Drehpunkt einer Kippbewegung kann nicht nur in der Mitte der Radsatzwelle liegen, sondern z. B. auch in deren Endbereichen oder nahe der Räder. Auch kann sich die Radsatzwelle parallel zu ihrer Neutralstellung verlagern. Außerdem ist die Radsatzwelle Torsions- und Biegeschwingungen ausgesetzt.The mentioned relative movement between the drive motor and the driven wheel or wheel set is due in large part to the fact that the wheel or the wheel set does not execute a straight, uniform movement during the travel of the rail vehicle (ie rolls straight on the running rail at a constant speed), but instead Longitudinal accelerations and lateral acceleration due to bumps, cornering and other events is exposed. In a set of wheels with two opposing wheels rotatably mounted on a wheelset shaft z. B. can move the wheelset relative to the bogie in any direction from its neutral position, in particular tilt. The pivot point of a tilting movement can not only be in the middle of the axle, but z. B. in the end or near the wheels. Also, the axle can shift parallel to its neutral position. In addition, the axle is subjected to torsional and bending vibrations.

Daher ist es üblich, die Übertragungsmittel zum Übertragen des Antriebs-Drehmoments vom Antriebsmotor auf das Rad oder die Radsatzwelle so auszugestalten, dass eine Elastizität oder Beweglichkeit gegeben ist, die das Antriebssystem vor Schäden bewahrt. Bekannt ist z. B. der Hohlwellenantrieb, bei dem die Radsatzwelle innerhalb einer Hohlwelle angeordnet ist und wobei der Antriebsmotor das Antriebs-Drehmoment über die Hohlwelle auf ein Rad des Radsatzes überträgt. Die Hohlwelle ist über eine Kupplung (z. B. Gummikupplung, Membrankupplung, Laschenkupplung oder Zahnkupplung) mit dem angetriebenen Rad verbunden. Am gegenüberliegenden Ende der Hohlwelle ist diese über ein kardanisch bewegliches Gelenk mit einem Getriebe verbunden, welches von dem Antriebsmotor angetrieben wird. Antriebe mit Hohlwellen sind konstruktiv und herstellungstechnisch aufwendig. Außerdem beschränken sie den für den Antriebsmotor zur Verfügung stehenden Bauraum, da die Hohlwelle und die mit der Hohlwelle gekoppelten Gelenke und/oder Getriebe entsprechend großen Bauraum benötigen.Therefore, it is customary to design the transmission means for transmitting the drive torque from the drive motor to the wheel or the wheel set shaft in such a way that an elasticity or mobility is present which protects the drive system from damage. It is known z. B. the hollow shaft drive, wherein the wheelset is disposed within a hollow shaft and wherein the drive motor transmits the drive torque via the hollow shaft to a wheel of the wheelset. The hollow shaft is connected to the driven wheel via a coupling (eg rubber coupling, diaphragm coupling, tab coupling or toothed coupling). At the opposite end of the hollow shaft, this is connected via a cardanically movable joint with a gear, which is driven by the drive motor. Drives with hollow shafts are structurally and manufacturing technically complex. In addition, they limit the space available for the drive motor space, since the hollow shaft and coupled to the hollow shaft joints and / or gear require correspondingly large space.

Unter einem kardanisch beweglichen Gelenk wird ein Gelenk verstanden, das den über das Gelenk miteinander gekoppelten Teilen ermöglicht, sich relativ zueinander um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen zu bewegen. Bei den Drehachsen kann es sich um gedachte Drehachsen handeln, die nicht den Rotationsachsen von Wellen entsprechen müssen, wie es z. B. bei dem Kreuzgelenk (auch Kardangelenk genannt) der Fall ist. Ein kardanisch bewegliches Gelenk muss auch nicht einstückig ausgestaltet sein. Z. B. kann es aus Teilen bestehen, die jeweils die Rotation um eine der beiden zueinander senkrecht stehenden Rotationsachsen ermöglichen. Außerdem kann eine Relativbewegung der über das Gelenk miteinander gekoppelten Teile aus einer Neutralstellung des Gelenks in eine ausgelenkte Stellung des Gelenks mit einer elastischen Verformung verbunden sein, die zu Rückstellkräften in die Neutralstellung führt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Teile des Gelenks aus elastischen Materialen bestehen, wie es z. B. bei der Hardy-Scheibe der Fall ist.A cardanically movable joint is understood as meaning a joint which allows the parts which are coupled to one another via the joint to move relative to one another about two mutually perpendicular axes of rotation. The axes of rotation may be imaginary axes of rotation that do not have to correspond to the axes of rotation of waves, as z. B. at the universal joint (also called universal joint) is the case. A cardanically movable joint also does not have to be designed in one piece. For example, it may consist of parts which each allow the rotation about one of the two mutually perpendicular axes of rotation. In addition, a relative movement of the parts coupled together via the joint from a neutral position of the joint to a deflected position of the joint can be connected to an elastic deformation, which leads to restoring forces in the neutral position. This is particularly the case when parts of the joint are made of elastic materials, such as z. B. is the case with the Hardy disc.

Die oben beschriebene Ankopplung der Hohlwelle über eine Gummikupplung mit ringförmigem Gummielement an das angetriebene Rad ist ein weiteres Beispiel für ein kardanisch bewegliches Gelenk mit elastischen Rückstellkräften. Anstelle von Gummimaterialien kann ein kardanisch bewegliches Gelenk z. B. auch Bauteile aus Materialien mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) aufweisen, die jedoch elastisch formveränderlich sind (z. B. Federelemente wie Blattfedern aus Stahl).The above-described coupling of the hollow shaft via a rubber coupling with annular rubber element to the driven wheel is another example of a gimbal joint with elastic restoring forces. Instead of rubber materials can be a gimbal movable joint z. B. also have components made of materials with a high modulus of elasticity (eg steel), but which are elastically deformable (eg spring elements such as leaf springs made of steel).

Die elastische oder nicht elastische Relativbeweglichkeit von Teilen des Antriebsstranges kann auch als Masseentkopplung bezeichnet werden, da unerwünschte dynamische Anregungen und Bewegungen von Massen (z. B. des Rades oder des Radsatzes) nicht oder nicht vollständig auf andere Massen übertragen werden (z. B. den Antriebsmotor).The elastic or non-elastic relative mobility of parts of the drive train can also be referred to as mass decoupling, since unwanted dynamic excitations and movements of masses (eg of the wheel or the wheelset) are not or not completely transferred to other masses (eg the drive motor).

Zur Masseentkopplung von Komponenten des Antriebsstranges können außer dem beschriebenen Hohlwellensystem auch andere Spezialkupplungen, spezielle Getriebe und/oder Gelenkwellen eingesetzt werden. Häufig ist auch eine axiale Nachgiebigkeit im Antriebsstrang, d. h. eine Nachgiebigkeit in Richtung der Rotationsachse, gewünscht, um die ein Teil oder mehrere Teile des Antriebsstrangs rotieren, um das Antriebs-Drehmoment zu übertragen. Wenn hier von dem Antriebs-Drehmoment die Rede ist, so schließt dies selbstverständlich den Fall ein, dass dieses Drehmoment z. B. durch ein Getriebe im Antriebsstrang gewandelt wird. Z. B. bei dem im ICE 3 der Deutschen Bahn AG verwendeten Antrieb ist ein so genannter Querantrieb realisiert, bei dem die Rotationsachse des Läufers des Antriebsmotors etwa parallel zur Radsatzwelle des angetriebenen Radsatzes verläuft. Der Ständer des Antriebsmotors ist an einem Querträger des Drehgestells abgestützt. Die Läuferwelle weist eine doppelte Bogenzahnkupplung auf. Diese Kupplung entspricht der Hintereinanderschaltung von zwei Gelenken mit kardanischer Beweglichkeit, wobei außerdem noch eine axiale Beweglichkeit der über die Bogenzahnkupplung miteinander gekoppelten Wellenabschnitte gegeben ist. Nachteilig an dieser Art der Masseentkopplung ist, dass zwischen den beiden kardanisch beweglichen Gelenken in axialer Richtung des Antriebsstrangs lediglich ein kurzer Abschnitt des Antriebsstrangs liegt. Daher kann anders als bei der oben beschriebenen Entkopplung mit Hohlwelle lediglich ein relativ kleiner Versatz der Radsatzwellenachse aus ihrer Neutralstellung ausgeglichen werden. Bei dem Querantrieb ist das aus Sicht des Läufers entfernte Ende der Läuferwelle über ein so genanntes achsreitendes Getriebe, d. h. ein Getriebe, welches sich zumindest teilweise auf der Radsatzwelle abstützt, mit der Radsatzwelle gekoppelt.For mass decoupling of components of the drive train other special clutches, special gear and / or propeller shafts can be used in addition to the described hollow shaft system. Frequently there is also an axial compliance in the drive train, i. H. a compliance in the direction of the axis of rotation, desired to rotate the one or more parts of the drive train to transmit the drive torque. If this is the drive torque, so this naturally includes the case that this torque z. B. is converted by a transmission in the drive train. For example, in the case of the drive used in ICE 3 of Deutsche Bahn AG, a so-called transverse drive is realized in which the axis of rotation of the rotor of the drive motor runs approximately parallel to the wheelset shaft of the driven wheelset. The stator of the drive motor is supported on a cross member of the bogie. The rotor shaft has a double curved tooth coupling. This coupling corresponds to the series connection of two joints with gimbal mobility, in addition also an axial mobility of the coupled via the gear coupling shaft sections is given. A disadvantage of this type of mass decoupling is that only a short section of the drive train lies between the two cardanically movable joints in the axial direction of the drive train. Therefore, unlike the above-described decoupling with hollow shaft, only a relatively small offset of the wheelset axle can be compensated from its neutral position. In the case of the transverse drive, the end of the rotor shaft remote from the runner's point of view is via a so-called axle-riding gear, i. H. a transmission, which is at least partially supported on the axle, coupled to the wheelset.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antrieb für Schienenfahrzeuge anzugeben, der bei geringem benötigtem Bauraum Relativbewegungen des angetriebenen Rades oder Radsatzes einerseits und des Antriebsmotors andererseits über einen möglichst weiten Bewegungsbereich ermöglicht. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Getriebe und ein Schienenfahrzeug mit einem derartigen Getriebe anzugeben.It is an object of the present invention to provide a drive for rail vehicles, which allows relative movement of the driven wheel or wheelset on the one hand and the drive motor on the other hand over the widest possible range of motion with little space required. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method for such a transmission and a rail vehicle with such a transmission.

Es wird vorgeschlagen, dass der Ständer des Antriebsmotors über eine kardanisch bewegliche Aufhängung an einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs, an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs oder an einer mit dem Drehgestell und/oder den Wagenkasten verbundenen Konstruktion abgestützt ist.It is proposed that the stator of the drive motor is supported via a cardanically movable suspension on a bogie of the rail vehicle, on a car body of the rail vehicle or on a construction connected to the bogie and / or the car body.

Unter einer kardanisch beweglichen Aufhängung wird analog zu der oben genannten Definition eines kardanisch beweglichen Gelenks ein Gelenk verstanden, das den über das Gelenk miteinander gekoppelten Teilen ermöglicht, sich relativ zueinander um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen zu bewegen, d. h. zu rotieren. Die kardanisch bewegliche Aufhängung ist jedoch nicht im Antriebsstrang (zwischen Läufer und Rad oder Radsatz) angeordnet ist und rotiert daher nicht kontinuierlich, um ein Drehmoment zu übertragen. Andererseits stützt die kardanisch bewegliche Aufhängung den Ständer des Antriebsmotors derart ab, dass das Drehmoment des Läufers übertragbar ist. Die zwei zueinander senkrecht stehenden Drehachsen der kardanisch beweglichen Aufhängung stehen etwa senkrecht zu der Drehachse des Läufers.A gimbal-type mobile suspension, analogously to the above-mentioned definition of a gimbal-type joint, is understood as meaning a joint which allows the parts coupled together via the joint to move relative to one another about two mutually perpendicular axes of rotation, i. H. to rotate. However, the gimballed suspension is not located in the driveline (between rotor and wheel or wheelset) and therefore does not rotate continuously to transmit torque. On the other hand, the gimbal movable suspension supports the stator of the drive motor so that the torque of the rotor is transferable. The two mutually perpendicular axes of rotation of the gimbal-mounted suspension are approximately perpendicular to the axis of rotation of the rotor.

Je nach Ausführung müssen die Drehachsen der kardanisch beweglichen Aufhängung nicht unbedingt einander kreuzen, wie es bei einem Kreuzgelenk der Fall ist (s. o. zur Definition und zu Ausführungen des kardanisch beweglichen Gelenks). Unter senkrecht wird auch verstanden, dass die eine Drehachse lediglich eine Parallele der anderen Drehachse senkrecht kreuzt. Auch kann sich die Lage der Drehachsen im Raum und relativ zu dem Ständer und dem abstützenden Teil (z. B. Drehgestellrahmen) während der Drehung leicht verändern. Ferner müssen die Steifigkeiten und/oder Widerstände der Rotationsbewegungen um die beiden Drehachsen der kardanisch beweglichen Aufhängung nicht gleich sein.Depending on the design, the gimbals of the gimbal-mounted suspension need not necessarily cross each other, as is the case with a universal joint (see above for the definition and execution of the gimbal-hinged joint). Under perpendicular is also understood that the one axis of rotation crosses only a parallel of the other axis of rotation perpendicular. Also, the location of the axes of rotation in the space and relative to the stand and the supporting part (eg bogie frame) may vary slightly during rotation. Furthermore, the stiffnesses and / or resistances of the rotational movements about the two axes of rotation of the gimbal mobile suspension need not be equal.

Die kardanisch bewegliche Aufhängung kann in gleicher Weise wie oben bei der Definition des Begriffs kardanisch bewegliches Gelenk beschrieben realisiert werden. Insbesondere kann sie aus einer Anordnung von mehreren Teilen bestehen, die nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern lediglich über die abstützende Konstruktion und über den Ständer miteinander verbunden sind. Wie ebenfalls oben erwähnt, kommen jedoch auch einstückige kardanisch bewegliche Gelenke (z. B. das Kreuzgelenk) für die Aufhängung infrage.The gimbal mobile suspension can be realized in the same way as described above in the definition of the term gimbal movable joint. In particular, it can consist of an arrangement of several parts which are not directly connected to each other, but are connected to each other only via the supporting structure and the stand. However, as also mentioned above, one-piece gimbals (eg the universal joint) are also suitable for the suspension.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die kardanisch bewegliche Aufhängung durch zwei langgestreckte Elemente aus elastischem Material, insbesondere aus natürlichem oder künstlichem Gummimaterial, realisiert. Dabei ist die Steifigkeit der beiden langgestreckten Elemente in Richtung ihrer Längsachse (der Achse, in der die Elemente langgestreckt sind) wesentlich größer als für Verkrümmungen der Elemente um ihre Längsachse. Die Verkrümmungen können Torsionen um die Längsachse sein und/oder Krümmungen der Längsachse in zwei verschiedene zueinander senkrecht stehende Richtungen. Die beiden langgestreckten Elemente sind mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordnet, so dass aufgrund der Verkrümmungen die beschriebenen Drehbewegungen der kardanisch beweglichen Aufhängung realisiert sind. Dabei wird ferner bevorzugt, dass die Längsachsen der langgestreckten Elemente in der Neutralstellung (siehe unten) in vertikaler Richtung verlaufen. Da die langgestreckten Elemente in dieser Richtung sehr steif ausgestaltet sind, führt das von ihnen getragene Gewicht des Antriebsmotors und gegebenenfalls eines Teils des Antriebsstranges nicht zu einer ungleichen Längenänderung der beiden gleich ausgestalteten langgestreckten Elemente. Insbesondere führt daher eine gleiche Verbiegung beider langgestreckten Elemente um ihre Längsachsen zu einer Drehbewegung um eine Drehachse, die die beiden Längsachsen der langgestreckten Elemente etwa senkrecht kreuzt. Ferner führen Torsionsbewegungen der beiden langgestreckten Elemente zu einer Drehbewegung des Ständers relativ zu der abstützenden Konstruktion, wobei diese zweite Drehachse etwa mittig zu den beiden Längsachsen der langgestreckten Elemente in Richtung der Längsachsen in Neutralstellung, d. h. parallel zu den Längsachsen in Neutralstellung verläuft. Kombinationen der Drehbewegungen um die beiden genannten Drehachsen sind ebenfalls möglich, wobei es zu einer leichten Verschiebung der Lage der beiden Drehachsen kommen kann.In a preferred embodiment, the gimballed suspension is realized by two elongated elements of elastic material, in particular natural or synthetic rubber material. The stiffness of the two elongated elements in the direction of their longitudinal axis (the axis in which the elements are elongated) is substantially greater than for curvatures of the elements about their longitudinal axis. The curvatures may be torsions about the longitudinal axis and / or curvatures of the longitudinal axis two different mutually perpendicular directions. The two elongate elements are arranged with their longitudinal axes parallel to each other, so that due to the curvatures described rotational movements of the gimbal movable suspension are realized. It is further preferred that the longitudinal axes of the elongated elements in the neutral position (see below) extend in the vertical direction. Since the elongated elements are designed very stiff in this direction, carried by them weight of the drive motor and optionally a portion of the drive train does not lead to an uneven change in length of the two identically designed elongated elements. In particular, therefore, an equal bending of both elongate elements about their longitudinal axes leads to a rotational movement about an axis of rotation, which crosses the two longitudinal axes of the elongated elements approximately perpendicularly. Furthermore, torsional movements of the two elongate elements lead to a rotational movement of the stator relative to the supporting structure, said second axis of rotation approximately in the middle of the two longitudinal axes of the elongated elements in the direction of the longitudinal axes in the neutral position, ie parallel to the longitudinal axes in neutral position. Combinations of the rotational movements about the two said axes of rotation are also possible, which may lead to a slight shift in the position of the two axes of rotation.

Die erwähnte axiale Beweglichkeit des Läufers gegenüber dem Ständer des Elektromotors hat außerdem den Vorteil, dass das kardanisch bewegliche Gelenk im Antriebsstrang einfacher ausgeführt werden kann. Z. B. wird keine Bogenzahnkupplung mit axialer Nachgiebigkeit benötigt. Generell gilt für alle Ausführungsformen, dass die Anzahl der komplexen Bauteile für die Gewährleistung des Versatzes reduziert werden kann. Ein kardanisch bewegliches Gelenk und eine separate kardanisch bewegliche Aufhängung sind einfacher zu realisieren als zwei kardanisch bewegliche Gelenke im Antriebsstrang. Daher kann auch das Gewicht der Anordnung reduziert werden. Die axiale Beweglichkeit des Motors hat ferner den Vorteil, dass die Lagerung des Läufers durch das magnetische Feld des Motors vollständig reibungs- und verschleißfrei ist.The mentioned axial mobility of the rotor relative to the stator of the electric motor also has the advantage that the gimbal joint in the drive train can be made simpler. For example, no curved tooth coupling with axial compliance is needed. In general, for all embodiments, the number of complex components for ensuring the offset can be reduced. A gimbal-hinged joint and a separate gimbal-mounted suspension are easier to implement than two gimbals movable in the drive train. Therefore, the weight of the arrangement can be reduced. The axial mobility of the motor also has the advantage that the bearing of the rotor by the magnetic field of the motor is completely friction and wear-free.

Für die kardanisch bewegliche Aufhängung kann eine Neutralstellung definiert werden, in der die Rotationsachse des Läufers die beiden Drehachse der kardanisch beweglichen Aufhängung jeweils senkrecht jedoch nicht zwangsläufig in demselben Punkt kreuzt.For the gimbal-mounted suspension, a neutral position can be defined, in which the axis of rotation of the rotor crosses the two axis of rotation of the gimbal-mounted suspension perpendicularly but not necessarily in the same point.

Da – wie erwähnt – Drehbewegungen des Ständers und des abstützenden Teils um die beiden Drehachse der kardanisch beweglichen Aufhängung möglich sind und da sich auch im Antriebsstrang ein kardanisch bewegliches Gelenk befindet, ist eine Gelenkkette realisiert, wobei der Antriebsmotor Teil der Gelenkkette ist. Der Antriebsmotor befindet sich hinsichtlich des Kraftflusses zwischen der abstützenden Konstruktion und dem Antriebsstrang zwischen der kardanisch beweglichen Aufhängung und dem kardanisch beweglichen Gelenk.Since - as mentioned - rotational movements of the stator and the supporting part about the two axis of rotation of the gimbal movable suspension are possible and there is also a gimbal movable joint in the drive train, a joint chain is realized, wherein the drive motor is part of the joint chain. The drive motor is located in the force flow between the supporting structure and the drive train between the gimbal movable suspension and the gimbal joint.

Im Gegensatz zu der oben erwähnten Anordnung von zwei Bogenzahnkupplungen im Antriebsstrang kann durch die Kombination der kardanisch beweglichen Aufhängung mit dem kardanisch beweglichen Gelenk im Antriebsstrang ein wesentlich größerer Versatz ausgeglichen werden. Unter dem Versatz wird insbesondere der Versatz der Rotationsachse des Läufers oder der Versatz des Antriebsstrangs aus Sicht des Läufers jenseits des kardanisch beweglichen Gelenks verstanden. Bei gleichem Versatz sind die Winkel der Auslenkungen der kardanisch beweglichen Aufhängung und des kardanisch beweglichen Gelenks geringer. Es können daher z. B. kardanisch bewegliche Gelenke eingesetzt werden, die ein geringeres Bauvolumen haben, weil sie nur eine geringere Auslenkung ermöglichen. Dies gilt insbesondere bei Bogenzahnkupplungen. Die Erfindung eignet sich daher besonders für den Querantrieb und für Betriebssituationen, in denen besonders starke oder schnelle Bewegungen des Rades oder des Radsatzes gegenüber dem Antriebsmotor zu erwarten sind. Dies ist z. B. bei Hochgeschwindigkeitszügen der Fall. Beim Querantrieb ist die Länge des Antriebsstrangs in Verlängerung der Rotationsachse des Läufers durch die Breite quer zur Fahrtrichtung begrenzt, die für den Einbau zur Verfügung steht. Wenn geringere Auslenkungen zu erwarten sind, können auch an die Präzision der Bauteile des kardanisch beweglichen Gelenks im Antriebsstrang geringere Anforderungen gestellt werden.In contrast to the above-mentioned arrangement of two gear couplings in the drive train can be compensated by the combination of the gimbal mobile suspension with the gimbal joint in the drive train a much larger offset. The offset is understood in particular to mean the offset of the axis of rotation of the rotor or the offset of the drive train from the perspective of the rotor beyond the cardanically movable joint. At the same offset angle of the deflections of the gimbal movable suspension and gimbal joint are lower. It can therefore z. B. gimbals movable joints are used, which have a smaller volume, because they allow only a smaller deflection. This is especially true for curved gear couplings. The invention is therefore particularly suitable for transverse drive and for operating situations in which particularly strong or rapid movements of the wheel or the wheelset relative to the drive motor are to be expected. This is z. B. in high-speed trains of the case. In transverse drive, the length of the drive train in extension of the axis of rotation of the rotor is limited by the width transverse to the direction of travel, which is available for installation. If lower deflections are to be expected, lower demands can also be placed on the precision of the components of the gimbal-mounted joint in the drive train.

Die oben erwähnte Kombination von zwei Bodenzahnkupplungen im Antriebsstrang ermöglicht den bei Auslenkung bzw. Versatz des Antriebsstrangs erforderlichen Längenausgleich in Richtung der Rotationsachse des Antriebsstrangs. Bei gängigen Antriebsmotoren mit einem Läufer, der innerhalb des Ständers über das Magnetfeld gelagert ist, kann eine axiale Bewegung des Läufers in Richtung seiner Rotationsachse relativ zum Ständer stattfinden. Da die kardanisch bewegliche Aufhängung und das typischerweise am anderen Ende des Motors oder sogar noch deutlich weiter entfernt vom Motor angeordnete kardanisch bewegliche Gelenk im Vergleich zu der Kombination zweier Bodenzahnkupplungen sehr weit auseinander liegen, ist auch der axiale Ausgleich in Richtung der Rotationsachse des Läufers vergleichsweise gering. Gängige Antriebsmotoren ermöglichen ohne konstruktive Änderung den erforderlichen axialen Ausgleich.The above-mentioned combination of two bottom gear couplings in the drive train enables the length compensation in the direction of the axis of rotation of the drive train required during deflection or offset of the drive train. In conventional drive motors with a rotor which is mounted within the stator via the magnetic field, an axial movement of the rotor can take place in the direction of its axis of rotation relative to the stator. Since the gimbal-mounted suspension and typically at the other end of the engine or even further away from the engine arranged gimbal joint are very far apart compared to the combination of two bottom teeth couplings, the axial compensation in the direction of the axis of rotation of the rotor is comparatively low , Common drive motors allow the required axial compensation without any structural change.

Die axiale Beweglichkeit in Richtung der Rotationsachse des Läufers und/oder in Richtung des mit der Läuferwelle über das kardanisch bewegliche Gelenk verbundenen weiteren Antriebsstrangs kann alternativ zu einer axialen Beweglichkeit des Läufers relativ zum Stator auch über ein in axialer Richtung bewegliches kardanisch bewegliches Gelenk erzielt werden. Diese Variante wird eingesetzt, wenn der Motor keine axiale Beweglichkeit besitzt. Besitzt der Motor dagegen eine solche axiale Beweglichkeit, wird auf die axiale Beweglichkeit des kardanisch beweglichen Gelenks verzichtet, damit der Läufer sich nicht frei in axialer Richtung zwischen zwei Endpunkten hin und her bewegen kann. Eine dritte Möglichkeit der axialen Beweglichkeit besteht in einer Beweglichkeit der kardanisch beweglichen Aufhängung. In diesem Fall sind weder der Motor noch das kardanisch bewegliche Gelenk in axialer Richtung auslenkbar. The axial mobility in the direction of the axis of rotation of the rotor and / or in the direction of the drive shaft connected to the rotor shaft via the cardanically movable joint can be achieved alternatively to an axial mobility of the rotor relative to the stator via a gimbal movable joint in the axial direction. This variant is used when the motor has no axial mobility. On the other hand, if the motor has such an axial mobility, the axial mobility of the gimbal-type joint is dispensed with so that the rotor can not move freely in the axial direction between two end points. A third possibility of axial mobility is a mobility of the gimbal mobile suspension. In this case, neither the motor nor the gimbal movable joint are deflectable in the axial direction.

Es wurde erwähnt, dass sich die kardanisch bewegliche Aufhängung und das kardanisch bewegliche Gelenk (betrachtet in Richtung der Rotationsachse des Läufers) an gegenüberliegenden Enden oder sogar in einer Entfernung von den Enden befinden können. Es ist jedoch auch möglich, dass die kardanisch bewegliche Aufhängung seitlich des Motors angeordnet ist. Auf eine Ausführungsform wird noch eingegangen. Diese Anordnung verkürzt zwar den Abstand zwischen Aufhängung und Gelenk. Der Abstand wird aber in aller Regel immer noch deutlich größer sein als bei zwei kardanisch beweglichen Gelenken im Antriebsstrang. Durch die seitliche Anordnung der kardanisch beweglichen Aufhängung wird weiterer Bauraum für die Anordnung des Motors und des Antriebsstrangs gespart.It has been mentioned that the gimbal-mounted suspension and the gimbal-movable joint (as viewed in the direction of the axis of rotation of the rotor) may be at opposite ends or even at a distance from the ends. However, it is also possible that the gimbals movable suspension is arranged laterally of the engine. An embodiment will be discussed. Although this arrangement shortens the distance between the suspension and the joint. As a rule, however, the distance will still be significantly greater than with two cardanically movable joints in the drive train. The lateral arrangement of the gimbal movable suspension further space for the arrangement of the engine and the drive train is saved.

Wenn zuvor oder im Folgenden von dem kardanisch beweglichen Gelenk im Antriebsstrang die Rede ist, so schließt dies mit ein, dass statt des kardanisch beweglichen Gelenks eine kardanisch bewegliche Kupplung im Antriebsstrang vorgesehen ist. Gemäß der obigen Definition von dem Begriff kardanisch bewegliches Gelenk ist darunter auch eine Kupplung mit kardanischer Beweglichkeit zu verstehen. In der Praxis werden bereits Bauteile und Baugruppen eingesetzt, die mit dem Begriff Kupplung bezeichnet sind. Daher wird klargestellt, dass es sich bei dem Element oder der Baugruppe mit kardanischer Beweglichkeit im Antriebsstrang auch um eine Kupplung handeln kann.If previously or in the following the gimbal articulated joint in the drive train is mentioned, this implies that instead of the gimbal movable joint a gimbal movable coupling is provided in the drive train. According to the above definition of the term cardanically movable joint, this also means a coupling with gimbal mobility. In practice, components and assemblies are already used, which are designated by the term coupling. Therefore, it will be understood that the element or assembly with gimbal mobility in the powertrain may also be a clutch.

Insbesondere wird ein Antrieb für Schienenfahrzeuge vorgeschlagen, der einen Antriebsmotor mit einem Ständer und einem Läufer und zumindest ein vom Antriebsmotor angetriebenes Rad oder einen vom Antriebsmotor angetriebenen Radsatz, das/der beim Betrieb des Schienenfahrzeugs auf den Fahrschienen eines Schienenweges rollt, aufweist. Der Ständer des Antriebsmotors ist über eine kardanisch bewegliche Aufhängung an einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs, an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs oder an einer mit dem Drehgestell und/oder dem Wagenkasten verbundenen Konstruktion abgestützt. Der Läufer des Antriebsmotors ist über ein kardanisch bewegliches Gelenk und/oder über eine kardanisch bewegliche Kupplung mit dem Rad, mit dem Radsatz, mit zumindest einem Rad des Radsatzes und/oder mit einer Welle des Radsatzes gekoppelt, sodass beim Betrieb des Schienenfahrzeugs die Antriebskraft des Antriebsmotors über das Gelenk und/oder die Kupplung übertragen wird.In particular, a drive for rail vehicles is proposed, which has a drive motor with a stator and a rotor and at least one driven by the drive motor wheel or a drive motor driven wheelset that rolls in the operation of the rail vehicle on the rails of a rail track. The stator of the drive motor is supported via a gimbal-mounted suspension on a bogie of the rail vehicle, on a car body of the rail vehicle or on a construction connected to the bogie and / or the car body. The rotor of the drive motor is coupled via a cardanically movable joint and / or a cardanically movable coupling with the wheel, with the wheelset, with at least one wheel of the wheelset and / or with a shaft of the wheelset, so that during operation of the rail vehicle, the driving force of Drive motor is transmitted via the joint and / or the clutch.

Insbesondere treibt der Läufer beim Betrieb des Antriebes eine Antriebswelle an, die über ein Getriebe ein Rad des Radsatzes oder eine Radsatzwelle des Radsatzes antreibt.In particular, during operation of the drive, the rotor drives a drive shaft which drives a wheel of the wheelset or a wheelset shaft of the wheelset via a transmission.

Der Läufer kann beim Betrieb des Antriebes eine Antriebswelle antreiben, wobei das kardanisch bewegliche Gelenk einen ersten Abschnitt der Antriebswelle, der mit dem Läufer verbunden ist, mit einem zweiten Abschnitt der Antriebswelle koppelt, sodass die Rotationsachsen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts gegeneinander abgewinkelt verlaufen können.The rotor may drive a drive shaft during operation of the drive, the gimbal movable joint coupling a first portion of the drive shaft connected to the rotor to a second portion of the drive shaft such that the rotational axes of the first portion and the second portion are angled relative to one another can.

Bei einer Realisierung als Querantrieb verlaufen die Rotationsachsen der Antriebswelle quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs. Jedoch ist z. B. auch ein Längsantrieb möglich, bei dem die Rotationsachsen der Antriebswelle ungefähr in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs verlaufen.In a realization as a transverse drive, the axes of rotation of the drive shaft extend transversely to the direction of travel of the rail vehicle. However, z. B. also a longitudinal drive possible, in which the axes of rotation of the drive shaft extend approximately in the direction of travel of the rail vehicle.

Bei einer speziellen Ausgestaltung erlaubt das Gelenk eine axiale Relativbewegung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts in Richtung zumindest einer der Rotationsachsen der Abschnitte. Bevorzugt wird jedoch, dass die axiale Nachgiebigkeit bzw. Beweglichkeit durch den Motor, relativ zwischen Läufer und Ständer, realisiert ist, d. h. der Läufer ist in Richtung seiner Rotationsachse beweglich gelagert, vorzugsweise allein durch das Magnetfeld des Motors.In a specific embodiment, the joint allows axial relative movement of the first portion and the second portion in the direction of at least one of the axes of rotation of the sections. However, it is preferred that the axial compliance or mobility is realized by the motor, relatively between rotor and stator, d. H. the rotor is movably mounted in the direction of its axis of rotation, preferably solely by the magnetic field of the motor.

Eine mit dem Läufer verbundene Antriebswelle kann wie üblich an einer ersten Seite des Motors (so genannte A-Seite) angeordnet sein und die kardanisch bewegliche Aufhängung am Ständer des Motors kann

– an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Motors (so genannte B-Seite) angeordnet sein und/oder
– zwischen der ersten und der zweiten Seite des Motors angeordnet sein, insbesondere näher an der zweiten Seite des Motors als an der ersten Seite.

A drive shaft connected to the rotor can, as usual, be arranged on a first side of the motor (so-called A side) and can be the gimbal-mounted suspension on the stator of the motor

- Be arranged on one of the first side opposite the second side of the engine (so-called B-side) and / or
Be arranged between the first and the second side of the engine, in particular closer to the second side of the engine than on the first side.

Zum Umfang der Erfindung gehört auch ein Schienenfahrzeug, wobei das Schienenfahrzeug einen Antrieb gemäß einer der beschriebenen Ausgestaltungen aufweist.The scope of the invention also includes a rail vehicle, wherein the rail vehicle a drive according to one of the described embodiments.

Ferner gehört zum Umfang der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Antriebs für ein Schienenfahrzeug, wobei folgendes bereitgestellt wird:

– ein Antriebsmotor mit einem Ständer und einem Läufer und
– zumindest ein vom Antriebsmotor angetriebenes Rad oder ein vom Antriebsmotor angetriebener Radsatz, das/der beim Betrieb des Schienenfahrzeugs auf den Fahrschienen eines Schienenweges rollt, wobei
– der Ständer des Antriebsmotors über eine kardanisch bewegliche Aufhängung an einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs, an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs, oder an einer mit dem Drehgestell und/oder dem Wagenkasten verbundenen Konstruktion abgestützt wird und
– der Läufer des Antriebsmotors über ein kardanisch bewegliches Gelenk und/oder über eine kardanisch bewegliche Kupplung mit dem Rad, mit dem Radsatz, mit zumindest einem Rad des Radsatzes und/oder mit einer Welle des Radsatzes gekoppelt wird, sodass beim Betrieb des Schienenfahrzeugs die Antriebskraft des Antriebsmotors über das Gelenk und/oder die Kupplung übertragen wird.

Further, within the scope of the invention is a method of manufacturing a drive for a rail vehicle, the following being provided:

A drive motor with a stator and a rotor and
- At least one of the drive motor driven wheel or a driven by the drive motor wheelset that rolls in the operation of the rail vehicle on the rails of a rail track, wherein
- The stator of the drive motor is supported via a gimbal mobile suspension on a bogie of the rail vehicle, to a car body of the rail vehicle, or on a connected to the bogie and / or the car body construction and
- The rotor of the drive motor is coupled via a cardanically movable joint and / or a gimbal mobile coupling with the wheel, with the wheel, with at least one wheel of the wheelset and / or with a shaft of the wheelset, so that during operation of the rail vehicle, the driving force the drive motor is transmitted via the joint and / or the coupling.

Weitere Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:Further embodiments and embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:

1 schematisch eine erste Ausgestaltung eines Querantriebes, wobei die axiale Nachgiebigkeit durch eine Beweglichkeit des kardanisch beweglichen Gelenks im Antriebsstrang realisiert ist, 1 schematically a first embodiment of a transverse drive, wherein the axial compliance is realized by a mobility of the gimbal joint in the drive train,

2 eine Frontalansicht der Draufsicht gemäß 1 in Richtung des Pfeils A in 1, 2 a frontal view of the top view according 1 in the direction of the arrow A in 1 .

3 eine Ausgestaltung ähnlich der in 1, wobei jedoch die axiale Beweglichkeit durch eine Relativbeweglichkeit des Läufers und des Ständers des Antriebsmotors gegeben ist, 3 an embodiment similar to the one in 1 but wherein the axial mobility is given by a relative mobility of the rotor and the stator of the drive motor,

4 eine Draufsicht ähnlich der in 1 und 3, wobei jedoch gemäß dem Stand der Technik keine kardanisch bewegliche Aufhängung des Motors vorgesehen ist, sondern zwei kardanisch bewegliche Gelenke mit axialer Beweglichkeit relativ zueinander im Antriebsstrang, 4 a plan view similar to the one in 1 and 3 However, according to the prior art, no gimbal movable suspension of the engine is provided, but two gimbals movable joints with axial mobility relative to each other in the drive train,

5 eine Draufsicht ähnlich der in 1, 3 und 4, die schematisch eine Ausführungsform des in 1 oder 3 gezeigten Querantriebs zeigt, 5 a plan view similar to the one in 1 . 3 and 4 schematically showing an embodiment of the in 1 or 3 shown transverse drive,

6 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 5, um die elastische Aufhängung des Getriebes darzustellen, 6 a section along the line BB in 5 to represent the elastic suspension of the transmission,

7 eine Variante der Aufhängung des Getriebes zu der Ausführungsform von 6, 7 a variant of the suspension of the transmission to the embodiment of 6 .

8 einen Schnitt entlang der Linie C-C in 5, wobei die Schnittebene wie auch bei den 6 und 7 senkrecht zu der Bildebene der 5 verläuft, 8th a section along the line CC in 5 , where the section plane as well as the 6 and 7 perpendicular to the image plane of the 5 runs,

9 eine Ausführungsform bei einem Längsantrieb in Draufsicht, 9 an embodiment in a longitudinal drive in plan view,

10 schematisch eine Neutralstellung einer Anordnung mit einem Antriebsmotor, der über eine kardanisch bewegliche Aufhängung aufgehängt ist und dessen Läufer über ein kardanisch bewegliches Gelenk einen Antriebsstrang antreibt, 10 schematically a neutral position of an arrangement with a drive motor, which is suspended via a gimbal-mounted suspension and the rotor drives a drive train via a gimbal movable joint,

11 schematisch eine Anordnung wie in 10, wobei jedoch die Anordnung nicht nur dem Ausgleich eines parallelen Versatzes der Antriebswelle dient, sondern eine asymmetrische Anordnung der kardanisch beweglichen Aufhängung ausgleicht, 11 schematically an arrangement as in 10 However, the arrangement not only compensates for a parallel offset of the drive shaft, but compensates for an asymmetric arrangement of the gimbal movable suspension,

12 schematisch eine Variante der kardanisch beweglichen Aufhängung bei einer Anordnung wie in 10 und 11, wobei die kardanisch bewegliche Aufhängung seitlich des Motors angeordnet ist, 12 schematically a variant of the gimbal mobile suspension in an arrangement as in 10 and 11 in which the cardanically movable suspension is arranged laterally of the motor,

13 eine Ansicht auf eine Ausführungsform der seitlich des Motors angeordneten kardanisch beweglichen Aufhängung, 13 a view of an embodiment of the side of the motor arranged gimbal mobile suspension,

14 eine Ausführungsform eines langgestreckten Elements, das als Gummifeder zur Realisierung der kardanisch beweglichen Aufhängung ausgestaltet ist, 14 An embodiment of an elongated element, which is designed as a rubber spring for the realization of the gimbal movable suspension,

15 eine Draufsicht auf eine Anordnung, bei der mit Hilfe von zwei langgestreckten elastisch verformbaren Elementen eine kardanisch bewegliche Aufhängung realisiert ist, 15 a plan view of an arrangement in which is realized by means of two elongated elastically deformable elements a gimbal movable suspension,

16 die Anordnung von 15, wobei jedoch die Anordnung in einem ausgelenkten Zustand gegenüber der Neutralstellung aus 15 zu sehen ist, bei der bezüglich einer Drehachse der kardanisch beweglichen Aufhängung, die parallel zu den Längsachsen der langgestreckten Elemente verläuft, eine Auslenkung um den Winkel α stattgefunden hat, 16 the arrangement of 15 However, wherein the arrangement in a deflected state from the neutral position 15 it can be seen, with respect to an axis of rotation of the gimbal movable suspension, which runs parallel to the longitudinal axes of the elongated elements, a deflection has taken place by the angle α,

17 eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 15, die die Neutralstellung zeigt, 17 a side view of the arrangement according to 15 showing the neutral position,

18 die Anordnung von 17, wobei jedoch eine Auslenkung um eine Drehachse der kardanisch beweglichen Aufhängung stattgefunden hat, die senkrecht zu den Längsachsen der langgestreckten Elemente verläuft, wobei eine Auslenkung um den Winkel β stattgefunden hat, und 18 the arrangement of 17 , wherein, however, a deflection about an axis of rotation of the gimbal mobile suspension has taken place, which is perpendicular to the longitudinal axes of the elongated elements, wherein a deflection has taken place by the angle β, and

19 eine Draufsicht ähnlich der von 1 und 3, wobei jedoch die Welle des Radsatzes in einer Hohlwelle des Motors angeordnet ist und der Motor an einem Querträger des Drehgestells über eine kardanisch bewegliche Aufhängung aufgehängt ist. 19 a plan view similar to that of 1 and 3 However, wherein the shaft of the wheelset is disposed in a hollow shaft of the engine and the motor is suspended from a cross member of the bogie via a gimbal movable suspension.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Drehgestell mit einem Radsatz, der über einen Querantrieb angetrieben wird. Das Drehgestell weist einen Drehgestellrahmen 100 mit einem in Fahrtrichtung offenen H-förmigen Tragprofil auf, dessen Querträger mit 9 bezeichnet ist und dessen Längsträger mit 3a, 3b bezeichnet sind. An gegenüberliegenden Längsträgern des Drehgestellrahmens 100 sind Lager 11a und 11b angeordnet, in denen die Radsatzwelle 6 des Radsatzes 7a, 7b drehbar gelagert ist. Die Radsatzwelle 6 wird über ein achsreitendes Getriebe 8 angetrieben, welches über eine elastische Aufhängung 25 an dem Querträger 9 aufgehängt ist. Das Antriebsmoment wird über eine Antriebswelle 19 in das Getriebe 8 eingeleitet. 1 shows a plan view of a bogie with a wheel, which is driven by a transverse drive. The bogie has a bogie frame 100 with an open in the direction of travel H-shaped support profile, whose cross member with 9 is designated and the side member with 3a . 3b are designated. On opposite side rails of the bogie frame 100 are bearings 11a and 11b arranged in which the wheelset shaft 6 of the wheelset 7a . 7b is rotatably mounted. The wheelset shaft 6 is about an outrageous gear 8th powered by an elastic suspension 25 on the cross member 9 is suspended. The drive torque is via a drive shaft 19 in the transmission 8th initiated.

Die Antriebswelle 19 ist über ein kardanisch bewegliches Gelenk 5 von der Läuferwelle 18 eines Elektromotors 1 angetrieben. Das kardanisch bewegliche Gelenk 5 weist in Richtung der Rotationsachse der Läuferwelle 18 eine axiale Nachgiebigkeit bzw. Beweglichkeit auf. Der Läufer des Antriebsmotors 1 ist mit 4 bezeichnet. An dem Ständer 22 ist eine Befestigung 21 angebracht, die über eine kardanisch bewegliche Aufhängung 2 an einer Längsstütze 12 aufgehängt ist, welche an dem Querträger 9 befestigt ist.The drive shaft 19 is via a gimbal joint 5 from the rotor shaft 18 an electric motor 1 driven. The cardanic joint 5 points in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft 18 an axial compliance or mobility. The runner of the drive motor 1 is with 4 designated. On the stand 22 is a fixture 21 attached, which has a gimbal-mounted suspension 2 on a longitudinal support 12 is suspended, which on the cross member 9 is attached.

2 zeigt die Anordnung in einer Frontansicht, wobei außerdem noch die Federung 16a, 16b zu erkennen ist, über die die Radlager 11a, 11b federnd mit dem Wagenkasten 14 des Schienenfahrzeugs verbunden sind. 2 shows the arrangement in a front view, where also the suspension 16a . 16b it can be seen about the wheel bearings 11a . 11b springy with the car body 14 of the rail vehicle are connected.

In den folgenden Figuren werden für gleiche oder einander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie in 1 oder wie in verschiedenen der folgenden Figuren.In the following figures, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in 1 or as in various of the following figures.

3 zeigt eine Draufsicht, die der Draufsicht in 1 sehr ähnlich ist, wobei jedoch das kardanisch bewegliche Gelenk 5 durch ein kardanisch bewegliches Gelenk 15 ersetzt ist, welche keine axiale Nachgiebigkeit aufweist. Stattdessen ist die axiale Nachgiebigkeit in Richtung der Läuferwelle durch eine Beweglichkeit des Läufers 4 relativ zum Ständer 22 gegeben. 3 shows a plan view, the top view in 1 is very similar, but with the gimbal joint 5 through a cardanic joint 15 is replaced, which has no axial compliance. Instead, the axial compliance in the direction of the rotor shaft by a mobility of the rotor 4 relative to the stand 22 given.

Die in 4 dargestellte Draufsicht auf eine Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik unterscheidet sich von der in 1 dadurch, dass der Motor über eine starre Aufhängung 29 an dem Querträger 9 aufgehängt ist. Außerdem sind die Läuferwelle 18 und die Antriebswelle 19 über zwei kardanisch bewegliche Gelenke 35a, 35b zur Übertragung des Drehmoments miteinander gekoppelt, wobei die kardanisch beweglichen Gelenke 35 in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind.In the 4 A top view of an embodiment according to the prior art differs from that in FIG 1 in that the engine has a rigid suspension 29 on the cross member 9 is suspended. In addition, the rotor shaft 18 and the drive shaft 19 over two gimbal joints 35a . 35b coupled to transmit the torque to each other, the gimbals movable joints 35 are movable relative to each other in the axial direction.

5 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung, die eine Ausgestaltung der Anordnung gemäß 3 ist. Die Ausgestaltung betrifft die kardanisch bewegliche Aufhängung und die Aufhängung des Getriebes 8. Diese beiden Aufhängungen können auch bei der in 1 dargestellten Anordnung verwendet werden. 5 shows a plan view of an arrangement, the one embodiment of the arrangement according to 3 is. The embodiment relates to the gimbal movable suspension and the suspension of the transmission 8th , These two suspensions can also be found at the in 1 shown arrangement can be used.

Die kardanisch bewegliche Aufhängung des Elektromotors 1 verbindet die Längsstütze 12 mit dem Ständer 22 des Motors 1. Um die Drehbeweglichkeit der kardanisch beweglichen Aufhängung um die zwei senkrecht zueinander stehenden Drehachsen zu gewährleisten, weist die Aufhängung zwei langgestreckte elastische Elemente 52a, 52b auf, deren Längsachsen in der Darstellung von 5 senkrecht zur Bildebene verlaufen. Auf Höhe des Querträgers 9 des Drehgestellrahmens 100 erstreckt sich die Längsstütze 12. Die beiden langgestreckten Elemente 52a, 52b sind in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs, d. h. in der Richtung der Längserstreckung der Längsstütze 12, voneinander beabstandet und erstrecken sich in Richtung ihrer Längsachsen nach oben. An ihrem oberen Ende sind die Elemente 52 mit einer Konsole 51 verbunden, die im oberen Bereich am Ständer 22 befestigt ist. Eine ähnliche Anordnung wird noch anhand der 15 bis 18 beschrieben. Daran wird auch die Beweglichkeit der langgestreckten Elemente 52 erläutert. Die Elemente 52 sind in Richtung ihrer Längsachse steif, d. h. die Länge in Richtung der Längsachse verändert sich durch die Einwirkung der üblicherweise beim Betrieb des Drehgestells auftretenden Kräfte nicht oder nur geringfügig.The gimbal-mounted suspension of the electric motor 1 connects the longitudinal support 12 with the stand 22 of the motor 1 , In order to ensure the rotational mobility of the gimbal-mounted suspension about the two mutually perpendicular axes of rotation, the suspension has two elongated elastic elements 52a . 52b on whose longitudinal axes in the representation of 5 perpendicular to the image plane. At the level of the cross member 9 of the bogie frame 100 extends the longitudinal support 12 , The two elongated elements 52a . 52b are in the longitudinal direction of the rail vehicle, ie in the direction of the longitudinal extent of the longitudinal support 12 , spaced apart and extending in the direction of their longitudinal axes upwards. At the top are the elements 52 with a console 51 connected to the top of the stand 22 is attached. A similar arrangement is still based on the 15 to 18 described. This is also the mobility of the elongated elements 52 explained. The Elements 52 are stiff in the direction of their longitudinal axis, ie the length in the direction of the longitudinal axis does not change or only slightly by the action of the forces usually occurring during operation of the bogie.

Die Aufhängung 55 des Getriebes 8 ist auch aus der Schnittzeichnung in 6 erkennbar. Wie 6 zeigt, ist ein C-förmiger Bügel an dem Querträger 9 des Drehgestells befestigt. An den einander gegenüberliegenden Innenseiten der freien Enden des C-förmigen Bügels 63 setzen Gummifedern 61a, 61b an, deren entgegengesetzte Enden zwischen sich einen Endbereich des Getriebes 8 aufnehmen und daran befestigt sind. Die einander gegenüberliegenden Gummifedern 61 weisen jeweils eine Längsachse auf, die mit der Längsachse der anderen Gummifeder fluchtet und die die Antriebswelle 10 senkrecht zu deren Rotationsachse schneidet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Längsachsen aus der in 6 gezeigten Position versetzt sind und daher eine Parallele der Rotationsachse schneiden. Ebenfalls erkennbar in 6 ist die Lage der Radsatzwelle 6, die über das Getriebe 8 angetrieben wird. Details der Getriebekonstruktion sind aus 6 nicht erkennbar. Die Aufhängung 55 erlaubt insbesondere Drehungen der Antriebswelle 10 um drei aufeinander senkrecht stehende Drehachsen. Diese Drehachsen verlaufen in 6 in vertikaler und horizontaler Richtung in der Figurenebene sowie senkrecht zur Figurenebene.The suspension 55 of the transmission 8th is also from the sectional drawing in 6 recognizable. As 6 shows is a C-shaped bracket on the cross member 9 attached to the bogie. At the opposite inner sides of the free ends of the C-shaped bracket 63 put rubber springs 61a . 61b at, whose opposite ends between them an end portion of the transmission 8th pick up and attached to it. The opposite rubber springs 61 each have a longitudinal axis which is aligned with the longitudinal axis of the other rubber spring and the drive shaft 10 perpendicular to their axis of rotation intersects. However, it is also possible that the longitudinal axes of the in 6 shown position and therefore intersect a parallel axis of rotation. Also recognizable in 6 is the position of the wheelset shaft 6 that about the gearbox 8th is driven. Details of the gear design are out 6 not visible. The suspension 55 allows in particular rotations of the drive shaft 10 around three mutually perpendicular axes of rotation. These axes of rotation run in 6 in the vertical and horizontal direction in the plane of the figure and perpendicular to the plane of the figure.

Die in 7 dargestellte Variante einer Aufhängung des Getriebes 8 weist eine Pendelstütze auf. Mit dem Querträger 9 ist ein Pendelträger 71 fest verbunden, der an seinem oberen, in Richtung Getriebe 8 vorspringendem Ende ein erstes Gelenk 73 aufweist, das eine Drehbewegung eines Pendels 77 um eine senkrecht zur Bildebene von 7 verlaufende Drehachse erlaubt. Am unteren Ende des Pendels 77 ist dieses über ein weiteres Gelenk 75 mit dem Getriebe verbunden. Das zweite Gelenk 75 erlaubt ebenfalls eine Drehbewegung um eine senkrecht zur Bildebene von 7 verlaufende Drehachse. Somit lässt die Aufhängung hauptsächlich Bewegungen in Richtung der horizontalen Achse in 7 zu, die etwa auf Höhe der Antriebswelle 10 und der Radsatzwelle 6 verläuft. Anders als in 7 gezeigt, kann das zweite Gelenk 75 auch oberhalb oder unterhalb der Höhe der Antriebswelle 10 verlaufen.In the 7 illustrated variant of a suspension of the transmission 8th has a pendulum support. With the cross member 9 is a pendulum carrier 71 firmly connected, at its upper, towards the gearbox 8th projecting end of a first joint 73 that has a rotational movement of a pendulum 77 around a perpendicular to the image plane of 7 running axis of rotation allowed. At the bottom of the pendulum 77 is this about another joint 75 connected to the transmission. The second joint 75 also allows a rotational movement about a perpendicular to the image plane of 7 extending axis of rotation. Thus, the suspension mainly allows movements in the direction of the horizontal axis 7 at about the height of the drive shaft 10 and the wheelset shaft 6 runs. Unlike in 7 shown, the second joint 75 also above or below the height of the drive shaft 10 run.

Aus 8 ist die bereits anhand von 5 beschriebene kardanisch bewegliche Aufhängung erkennbar. An dem Querträger 9 setzt (in 8 nach links erstreckend) die Längsstütze 12 an, auf deren Oberseite die langgestreckten Elemente 52a, 52b befestigt sind, und zwar in einem Abstand zueinander. An deren oberen Enden sind die Elemente 52 mit der Konsole 51 verbunden, die im oberen Bereich an dem Ständergehäuse befestigt ist.Out 8th is already based on 5 described gimbal movable suspension visible. At the crossbeam 9 sets (in 8th extending to the left) the longitudinal support 12 on top of which are the elongated elements 52a . 52b are fixed, and at a distance from each other. At the upper ends are the elements 52 with the console 51 connected, which is fastened in the upper region to the stator housing.

9 zeigt in Draufsicht einen Längsantrieb für einen Radsatz mit Rädern 7a, 7b. Wiederum ist die Radsatzwelle 6 über Radlager 11a, 11b mit dem Drehgestellrahmen 101 verbunden, der in Fahrtrichtung einseitig offen ist. An dem der Öffnung des Rahmens gegenüberliegenden Ende weist das Drehgestell einen Querträger 91 auf, an dem die kardanisch bewegliche Aufhängung 92 ansetzt. Die Aufhängung 92 lässt über eine mit dem Ständer des Motors 1 verbundene Trägerstruktur 97 Drehbewegungen um eine horizontal in der Figurenebene der 9 verlaufende Drehachse und um eine senkrecht zu der Figurenebene von 9 verlaufende Drehachse zu. Dagegen werden Drehbewegungen um die vertikal in der Figurenebene der 9 verlaufende Achse verhindert, die mit der Drehachse der Läuferwelle 108 fluchtet. Der Läufer 4 des Motors 1 überträgt das von ihm produzierte Drehmoment über die Läuferwelle 108 und das kardanisch bewegliche Gelenk 95 auf die Antriebswelle 109, welche über das Getriebe 98 die Radsatzwelle 6 antreibt. Die axiale Beweglichkeit in Richtung der Rotationsachse der Läuferwelle 108 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine axiale Beweglichkeit zwischen Läufer und Ständer des Motors 1 gewährleistet. Es sind jedoch die oben beschriebenen anderen Ausführungsformen möglich bezüglich der axialen Beweglichkeit. 9 shows in plan view a longitudinal drive for a wheelset with wheels 7a . 7b , Again, the wheelset shaft 6 over wheel bearing 11a . 11b with the bogie frame 101 connected, which is unilaterally open in the direction of travel. At the opposite end of the opening of the frame, the bogie has a cross member 91 on which the gimbal-mounted suspension 92 attaches. The suspension 92 leaves over with the stator of the engine 1 connected carrier structure 97 Rotational movements about a horizontal in the plane of the figure 9 extending axis of rotation and about a perpendicular to the plane of the figure 9 extending axis of rotation. In contrast, rotational movements are around the vertical in the plane of the figure 9 extending axis prevents, with the axis of rotation of the rotor shaft 108 flees. The runner 4 of the motor 1 transmits the torque produced by it via the rotor shaft 108 and the gimbal-joint 95 on the drive shaft 109 that about the gearbox 98 the wheelset shaft 6 driving. The axial mobility in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft 108 is in this embodiment by an axial mobility between rotor and stator of the motor 1 guaranteed. However, the other embodiments described above are possible with respect to the axial mobility.

Ein Längsantrieb mit der erfindungsgemäßen Aufhängung des Motors kann auch anders als anhand von 9 erläutert realisiert werden. Zum Beispiel kann der Läufer des über eine kardanische Aufhängung an dem Querträger des Drehgestells abgestützten Motors direkt, ohne Zwischenschaltung eines kardanischen Gelenks mit einem Getriebe, zum Beispiel einem Kegel-Stirnradgetriebe, gekoppelt sein. Die Läuferwelle des Motorläufers ist daher nicht relativ zu dem Getriebe kardanisch beweglich. Die kardanische Beweglichkeit im Antriebsstrang ist in diesem Fall in dem Bereich des Antriebsstranges zwischen dem Getriebe und dem Radsatz realisiert. Zum Beispiel kann ein Ritzel des Getriebes ein Großrad antreiben, welches drehfest mit der Antriebsseite eines kardanischen Gelenks verbunden ist. Bei diesem kardanischen Gelenk kann es sich zum Beispiel um eine Bogenzahnkupplung handeln. Die Abtriebseite der Bogenzahnkupplung kann zum Beispiel unmittelbar mit der Welle des anzutreibenden Radsatzes verbunden sein.A longitudinal drive with the suspension of the engine according to the invention can also be different than based on 9 be realized explained. For example, the runner of the motor supported via a gimbal on the cross member of the bogie may be coupled directly to a transmission, for example a beveled helical gear, without the interposition of a cardan joint. The rotor shaft of the motor rotor is therefore not gimbal movable relative to the transmission. The gimbal mobility in the drive train is realized in this case in the area of the drive train between the gearbox and the wheelset. For example, a pinion of the transmission can drive a large gear, which is rotatably connected to the drive side of a gimbal joint. This gimbal joint may be, for example, a curved tooth coupling. The output side of the curved tooth coupling can for example be connected directly to the shaft of the driven wheelset.

10 zeigt schematisch das Grundprinzip der Beweglichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung. Die tragende Struktur links im Bild ist mit dem Bezugszeichen 90 bezeichnet. An dieser tragenden Struktur 90 ist der Motor 1 mit seinem Ständer 22 über ein Verbindungselement 21 und die kardanisch bewegliche Aufhängung 2 aufgehängt. Drehbeweglich ist der Ständer 22 somit relativ zur tragenden Struktur 90 um zwei zueinander senkrecht verlaufende Drehachsen, insbesondere die senkrecht zur Bildebene in 10 verlaufende Drehachse. In der Praxis kann diese senkrecht zur Bildebene verlaufende Drehachse z. B. die horizontale oder die vertikale Achse sein. 10 shows schematically the basic principle of the mobility of the arrangement according to the invention. The supporting structure on the left in the picture is with the reference number 90 designated. At this supporting structure 90 is the engine 1 with his stand 22 via a connecting element 21 and the gimbal-mounted suspension 2 suspended. Rotatable is the stand 22 thus relative to the supporting structure 90 about two mutually perpendicular axes of rotation, in particular perpendicular to the image plane in 10 extending axis of rotation. In practice, this perpendicular to the image plane extending axis of rotation z. B. be the horizontal or the vertical axis.

10 zeigt zwei Drehstellungen des Motors 1 und der gemeinsam mit dem Motor 1 beweglichen Teile der Anordnung. Die eine Stellung ist durch die mit durchgezogenen Linien dargestellten Umrisse repräsentiert. Die andere Stellung ist durch die mit unterbrochenen Linien dargestellten Teile repräsentiert. Man erkennt, dass aus der Neutralstellung (Stellung, die mit den durchgezogenen Linien gezeichnet ist) in der Drehachse durch die kardanisch bewegliche Aufhängung 2 eine Drehbewegung stattfinden kann, so dass die Verbindung 21, der Ständer 22, der Läufer 4 und die Läuferwelle 18 um einen Winkel gegen die Neutralstellung gedreht ausgerichtet sind. Aufgrund des kardanisch beweglichen Gelenks 5 am Übergang zwischen der Läuferwelle 18 und der Antriebswelle 19 kann die Antriebswelle 19 lediglich parallel versetzt zu der Neutralstellung aber in die gleiche Richtung verlaufen. Es ist jedoch auch möglich, dass in der ausgelenkten Stellung die Antriebswelle 19 nicht parallel zu der Neutralstellung ausgerichtet ist, sondern anders als in 10 gezeigt auf einen Punkt ungefähr am rechten Ende der Antriebswelle ausgerichtet verläuft, an dem sie aufgehängt ist. 10 shows two rotational positions of the engine 1 and that together with the engine 1 moving parts of the arrangement. One position is represented by the outlines shown by solid lines. The other position is represented by the broken line parts. It can be seen that from the neutral position (position, which is drawn by the solid lines) in the axis of rotation by the gimbal-mounted suspension 2 a rotational movement can take place, so the connection 21 , the stand 22 , the runner 4 and the rotor shaft 18 are aligned at an angle to the neutral position. Due to the gimbal joint 5 at the transition between the rotor shaft 18 and the drive shaft 19 can the drive shaft 19 only parallel offset to the neutral position but in the same direction. However, it is also possible that in the deflected position, the drive shaft 19 is not aligned parallel to the neutral position, but unlike in 10 shown aligned at a point approximately at the right end of the drive shaft, on which it is suspended.

Die axiale Beweglichkeit in Richtung der Rotationsachse der Läuferwelle oder der Antriebswelle ist aus dem Beispiel von 10 nicht erkennbar. Das Beispiel entspricht vielmehr z. B. einer Axialbeweglichkeit am Übergang zwischen der Antriebswelle und dem nicht in 10 gezeigten Getriebe.The axial mobility in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft or the drive shaft is from the example of 10 not visible. The example corresponds rather z. B. an axial mobility at the transition between the drive shaft and not in 10 shown gear.

11 zeigt eine Variante, in der die in 10 gezeigt Anordnung in ihrer Neutralstellung ist, wobei jedoch die Verbindung 21 nicht in Richtung der Läuferwelle ausgerichtet ist, sondern bereits geneigt bezüglich der tragenden Struktur 90 verläuft. Dieses Beispiel zeigt, dass die kardanisch bewegliche Aufhängung 2 auch gestattet, die Aufhängung in gewissen Grenzen zu versetzen, ohne die Funktion zu behindern. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt daher in gewissen Grenzen Toleranzen bei der Fertigung und Montage, ohne die Funktion zu gefährden. 11 shows a variant in which the in 10 shown arrangement in its neutral position, but the connection 21 is not aligned in the direction of the rotor shaft, but already inclined with respect to the supporting structure 90 runs. This example shows that the gimbal mobile suspension 2 also allowed to put the suspension within certain limits without hindering the function. The arrangement according to the invention therefore allows within certain limits tolerances in the production and assembly, without jeopardizing the function.

12 zeigt schematisch, dass die kardanisch bewegliche Aufhängung auch seitlich des Motors 1 angeordnet sein kann. Die tragende Struktur 109 ist über eine Verbindung 31 mit der kardanisch beweglichen Aufhängung 32 verbunden, die im linken Bereich des Ständergehäuses an den Motor 1 angreift. 12 schematically shows that the gimbals movable also side of the engine 1 can be arranged. The supporting structure 109 is about a connection 31 with the gimbal mobile suspension 32 connected in the left area of the stator housing to the engine 1 attacks.

Eine konkrete Ausführungsform zeigt 13. Tragende Teile 19a, 19b sind rechts und links in der Figur erkennbar. Über diese Teile ist die Aufhängung z. B. mit dem Querträger eines Drehgestells verbunden. Von den tragenden Teilen 19a, 19b erstreckt sich jeweils in Richtung des anderen tragenden Teils 19 ein Verbindungselement 131, 132, das am unteren Ende eines elastischen Elements 135a bzw. 135b befestigt ist. Am oberen Ende des elastischen Elements 135 ist jeweils ein Verbindungselement 136a, 136b aus nicht elastischem Werkstoff befestigt, welches das elastische Element 135a, 135b mit dem Gehäuse des Motors 1 verbindet. Die Funktion der kardanisch beweglichen Aufhängung gemäß 13 ist z. B. wie bei der in 8 gezeigten Aufhängung. Die Funktion wird auch noch anhand der 15 bis 18 erläutert.A concrete embodiment shows 13 , Carrying parts 19a . 19b can be seen on the right and left in the figure. About these parts, the suspension z. B. connected to the cross member of a bogie. From the supporting parts 19a . 19b each extends in the direction of the other supporting part 19 a connecting element 131 . 132 at the lower end of an elastic element 135a respectively. 135b is attached. At the upper end of the elastic element 135 is in each case a connecting element 136a . 136b made of non-elastic material, which is the elastic element 135a . 135b with the housing of the engine 1 combines. The function of gimbal mobile suspension according to 13 is z. B. as in the 8th shown suspension. The function is still based on the 15 to 18 explained.

14 zeigt ein Beispiel für ein langgestrecktes elastisches Element. Dieses Element hat eine zylindrische Form. In der Praxis muss die Form jedoch nicht zylindrisch sein, sondern kann vielmehr z. B. wie in 13 dargestellt einen in Längsrichtung gekrümmten Verlauf haben. 14 shows an example of an elongate elastic member. This element has a cylindrical shape. In practice, however, the shape need not be cylindrical, but rather may be z. B. as in 13 represented have a longitudinally curved course.

An den in Längsrichtung (horizontale Richtung in 14) gegenüberliegenden Enden des Elements ist jeweils ein scheibenförmiger Teil 141a, 141b aus einem nicht elastischen Material, z. B. aus Metall, angeordnet. Zwischen diesen End-Scheiben 141 befinden sich im Ausführungsbeispiel 5 scheibenförmige Segmente 142a bis 142e aus elastischem Material, z. B. aus natürlichem oder künstlichem Gummimaterial. Durch alle Scheiben 141, 142 hindurch erstreckt sich eine Bohrung in Längsrichtung. Nicht dargestellt ist in 14, dass sich bei dem betriebsfertigen elastischen Element ein Zugelement aus nicht elastischem Material hindurcherstreckt, über das die End-Scheiben 141 gegeneinander verspannt sind, so dass die Scheiben 142 aus elastischem Material in Längsrichtung zusammengespannt werden. Daher ist in Längsrichtung keine oder nur eine sehr geringe elastische Verformung möglich. Dagegen ist die Verspannung so ausgeführt, dass das elastische Element um seine Längsachse tordieren kann und sich so verbiegen kann, dass die Längsachse nicht mehr gradlinig, sondern gekrümmt verläuft.At the longitudinal direction (horizontal direction in 14 ) opposite ends of the element is in each case a disk-shaped part 141 . 141b made of a non-elastic material, for. B. metal, arranged. Between these end slices 141 are in the embodiment 5 disc-shaped segments 142a to 142e made of elastic material, eg. B. of natural or artificial rubber material. Through all discs 141 . 142 through a bore extending in the longitudinal direction. Not shown in 14 in that, in the case of the ready-to-use elastic element, a tension element made of non-elastic material extends beyond which the end washers 141 are braced against each other, so that the discs 142 be stretched together from elastic material in the longitudinal direction. Therefore, no or only a very small elastic deformation is possible in the longitudinal direction. In contrast, the tension is designed so that the elastic element can twist around its longitudinal axis and can bend so that the longitudinal axis is no longer straight, but curved.

15 zeigt schematisch eine Anordnung mit zwei elastischen Elementen 151a, 151b, deren Längsachsen senkrecht zur Bildebene von 15 verlaufen. In Längsrichtung an einem Ende der Elemente 151 sind diese mit der tragenden Struktur 150 verbunden. Am anderen Ende sind die Elemente 151 mit jeweils einer Verbindungsstruktur 153a, 153b verbunden, wobei die Verbindungsstrukturen 153a, 153b auch eine einzige Struktur sein können, d. h. sie können auch fest miteinander verbunden sein oder ein Stück bilden. Mit der tragenden Struktur 153 ist das Gehäuse des Motors 1 verbunden. Wiederum ist die Läuferwelle 18 über ein kardanisch bewegliches Gelenk 155 im Antriebsstrang mit der Antriebswelle 19 verbunden. 15 schematically shows an arrangement with two elastic elements 151a . 151b whose longitudinal axes are perpendicular to the image plane of 15 run. Longitudinally at one end of the elements 151 these are with the load-bearing structure 150 connected. At the other end are the elements 151 each with a connection structure 153a . 153b connected, the connecting structures 153a . 153b can also be a single structure, ie they can also be firmly connected or form a piece. With the supporting structure 153 is the housing of the engine 1 connected. Again, the rotor shaft 18 via a cardanic joint 155 in the drive train with the drive shaft 19 connected.

15 zeigt die Neutralstellung der durch die elastischen Elemente 151 realisierten kardanisch beweglichen Aufhängung des Motors 1. 15 shows the neutral position of the through the elastic elements 151 realized gimbal movable suspension of the engine 1 ,

16 zeigt eine ausgelenkte Stellung. In der Figur ist das fest mit der tragenden Struktur 150 verbundene Ende der elastischen Elemente 151 durch eine gestrichelte Kreislinie dargestellt, während das fest mit der Verbindungsstruktur 153 verbundene Ende durch eine ununterbrochene Linie dargestellt ist. Man erkennt, dass durch eine Drehung um eine senkrecht zur Bildebene in 16 verlaufende Drehachse, die sich in der Mitte zwischen den Längsachsen der elastischen Elemente 151 befindet (der Drehwinkel beträgt α), das an der Verbindungsstruktur 153a befestigte Ende des Elements 151a geringfügig nach links bewegt hat, während sich das an der Verbindungsstruktur 153b befestigte Ende des Elements 151b etwas nach rechts bewegt hat. Beide Elemente 151 haben daher sowohl eine Torsionsbewegung um ihre Längsachse ausgeführt, als auch eine Biegebewegung, bei der die Längsachse leicht gekrümmt verläuft. 16 shows a deflected position. In the figure, this is solid with the supporting structure 150 connected end of the elastic elements 151 represented by a dashed circle, while that stuck with the connection structure 153 connected end is represented by a continuous line. It can be seen that by a rotation about a perpendicular to the image plane in 16 extending axis of rotation, located in the middle between the longitudinal axes of the elastic elements 151 is located (the angle of rotation is α), the at the connection structure 153a fastened end of the element 151a has moved slightly to the left while at the connection structure 153b fastened end of the element 151b has moved something to the right. Both elements 151 have therefore carried out both a torsional movement about its longitudinal axis, as well as a bending movement, in which the longitudinal axis is slightly curved.

17 und 18 zeigen die Anordnung von 15 in einer Seitenansicht. 17 zeigt dabei die Neutralstellung. In der Ansicht von 17 befinden sich die elastischen Elemente 151 oberhalb der tragenden Struktur 150 hintereinander. Daher sind nur die Umrisse eines der Elemente 151 erkennbar. 17 and 18 show the arrangement of 15 in a side view. 17 shows the neutral position. In the view of 17 are the elastic elements 151 above the supporting structure 150 behind each other. Therefore, only the outlines are one of the elements 151 recognizable.

18 zeigt eine andere Drehstellung als 16. Die Verbindungsstruktur 153 und der damit verbundene Motor 1 sind um eine senkrecht zur Bildebene der 17 und 18 verlaufende Drehachse nach oben gedreht. Um dies zu ermöglichen, haben die elastischen Elemente eine Bewegung ausgeführt, bei der sich ihre Längsachse (verläuft in 17 und 18 in vertikaler Richtung) verkrümmt hat. Die Längsachse verläuft von unten nach oben, wobei sie sich leicht nach links neigt. 18 shows a different rotational position than 16 , The connection structure 153 and the associated engine 1 are at a perpendicular to the image plane of the 17 and 18 extending axis of rotation turned up. To make this possible, the elastic elements have performed a movement in which their longitudinal axis (runs in 17 and 18 in the vertical direction) has curved. The longitudinal axis runs from bottom to top, leaning slightly to the left.

19 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Querantriebes. Wiederum ist der Radsatz 207a, 207b, der drehfest auf der Radsatzwelle 6 montiert ist, über Drehlager 11a, 11b an dem Drehgestellrahmen 200 befestigt. Ein Querträger 209 des Drehgestells verbindet die gegenüberliegenden Längsträger, an denen die Drehlager 11 montiert sind. 19 schematically shows a plan view of another embodiment of a transverse drive according to the invention. Again, the wheelset 207a . 207b , the rotation on the axle 6 is mounted, via pivot bearings 11a . 11b on the bogie frame 200 attached. A crossbeam 209 of the bogie connects the opposite side members, on which the pivot bearing 11 are mounted.

Zwischen den Rädern 207 befindet sich der Antriebsmotor 201. Sein Läufer 221 ist als Hohlwelle ausgestaltet und umfängt konzentrisch die Radsatzwelle 6. Durch die Bezugszeichen 205a, 205b ist das kardanisch bewegliche Gelenk bezeichnet, das jedoch anders als schematisch dargestellt wie oben beschrieben und wie bei Hohlwellen mit kardanischer Beweglichkeit üblich über ringförmige elastische Elemente realisiert werden kann. Im Ergebnis ist der Läufer 212 über das kardanisch bewegliche Gelenk 205 mit einem Getriebe 208 oder mit einem fest auf der Radsatzwelle 6 montierten Übertragungselement verbunden.Between the wheels 207 is the drive motor 201 , His runner 221 is designed as a hollow shaft and concentrically surrounds the wheelset shaft 6 , By the reference numerals 205a . 205b is the gimbal movable joint referred to, but unlike schematically illustrated as described above and as with hollow shafts with cardan motion usual on annular elastic elements can be realized. The result is the runner 212 over the gimbal joint 205 with a gear 208 or with a fix on the wheelset shaft 6 connected transmission element connected.

Erfindungsgemäß ist auch der Ständer des Elektromotors 201 über eine kardanisch bewegliche Aufhängung 202, die über eine Längsstütze 212 an dem Querträger 209 befestigt ist, kardanisch beweglich aufgehängt. Die Drehachsen der kardanisch beweglichen Aufhängung 202 verlaufen bezüglich der Bildebene von 19 senkrecht zu der Bildebene und vertikal in der Bildebene, d. h. senkrecht zur Rotationsachse der Radsatzwelle 6.According to the invention is also the stator of the electric motor 201 via a gimbal-mounted suspension 202 that have a longitudinal support 212 on the cross member 209 fixed, gimbal-hung mobile. The axes of rotation of the gimbal mobile suspension 202 run with respect to the image plane of 19 perpendicular to the image plane and vertically in the image plane, ie perpendicular to the axis of rotation of the axle 6 ,

Claims

Drive for rail vehicles, comprising - a drive motor ( 1 ) with a stand ( 22 ) and a runner ( 4 ) and - at least one of the drive motor ( 1 ) powered wheel ( 7 ) or driven by the drive motor wheelset ( 7a . 7b ), which rolls on the rails of a rail track during operation of the rail vehicle, wherein - the stator ( 22 ) of the drive motor ( 1 ) via a gimbal-mounted suspension ( 2 . 92 ) on a bogie ( 100 ) of the railway vehicle, on a car body of the rail vehicle or on a construction connected to the bogie and / or the car body is supported and - the runner ( 4 ) of the drive motor ( 1 ) via a gimbal joint ( 5 . 95 ) and / or via a cardanically movable coupling with the wheel ( 7 ), with the wheelset ( 7a . 7b ), is coupled to at least one wheel of the wheelset and / or to a shaft of the wheel set, so that during operation of the rail vehicle, the driving force of the drive motor ( 1 ) over the joint ( 5 . 95 ) and / or the coupling is transmitted.

Drive according to the preceding claim, wherein the runner ( 4 ) during operation of the drive, a drive shaft ( 19 ), which via a transmission ( 8th ) drives a wheel of the wheelset or a wheelset shaft of the wheelset.

Drive according to one of the preceding claims, wherein the runner ( 4 ) drives a drive shaft during operation of the drive, wherein the gimbal movable joint ( 5 ) a first section ( 18 ) of the drive shaft, with the rotor ( 4 ), with a second section ( 19 ) couples the drive shaft so that the axes of rotation of the first section ( 18 ) and the second section ( 19 ) can run angled against each other.

Drive according to the preceding claim, wherein the axes of rotation of the drive shaft ( 18 . 19 ) extend transversely to the direction of travel of the rail vehicle.

Drive according to claim 3 or 4, wherein the joint ( 5 ) an axial relative movement of the first section ( 18 ) and the second section ( 19 ) is allowed towards at least one of the axes of rotation of the sections.

Drive according to one of claims 1 to 4, wherein the runner ( 4 ) is movably mounted in the direction of its axis of rotation.

Drive according to one of the preceding claims, wherein one with the runner ( 4 ) connected drive shaft ( 18 . 19 ) is arranged on a first side of the motor (A-side) and wherein the gimbal-mounted suspension ( 2 ) on the stand ( 22 ) of the motor ( 1 ) - is attached to one of the first side opposite the second side of the motor (B side) and / or - Is attached between the first and the second side of the engine closer to the second side of the engine.

Rail vehicle, wherein the rail vehicle has a drive according to one of the preceding claims.

Method for producing a drive for a rail vehicle, comprising: - a drive motor ( 1 ) with a stand ( 22 ) and a runner ( 4 ) and - at least one of the drive motor ( 1 ) powered wheel ( 7 ) or a driven by the drive motor wheelset ( 7a . 7b ), which rolls on the rails of a rail track during operation of the rail vehicle, wherein - the stator ( 22 ) of the drive motor ( 1 ) via a gimbal-mounted suspension ( 2 . 92 ) on a bogie ( 100 ) of the railway vehicle, on a car body of the rail vehicle, or on a construction connected to the bogie and / or the car body is supported and - the runner ( 4 ) of the drive motor ( 1 ) via a gimbal joint ( 5 . 95 ) and / or via a cardanically movable coupling with the wheel ( 7 ), with the wheelset ( 7a . 7b ), is coupled to at least one wheel of the wheelset and / or with a shaft of the wheel set, so that during operation of the rail vehicle, the driving force of the drive motor ( 1 ) over the joint ( 5 . 95 ) and / or the coupling is transmitted.