DE102013222086A1

DE102013222086A1 - Drive train for a rail vehicle

Info

Publication number: DE102013222086A1
Application number: DE201310222086
Authority: DE
Inventors: Mario Kettlitz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug mit einem Antriebsmotor (1) und mit zumindest einer ersten antreibbaren Fahrzeugachse (10), Der Antriebsstrang weist ein an der ersten antreibbaren Fahrzeugachse (10) angeordnetes Achswendegetriebe (4) auf. Über das Achswendegetriebe (4) ist eine der ersten Fahrzeugachse zugeordnete erste Radsatzwelle (11) antreibbar. Das Achswendegetriebe (4) weist eine Antriebswelle (5) auf, die mit einer Motorabtriebswelle (39) des Antriebsmotors (1) verbunden oder verbindbar ist. Die Antriebswelle (5) ist dabei unterhalb einer Horizontalebene (37) angeordnet, in der eine Rotationsachse (12) der ersten Radsatzwelle (11) liegt.The invention relates to a drive train for a rail vehicle with a drive motor (1) and with at least one first drivable vehicle axle (10). The drive train has an axle turning gear (4) arranged on the first drivable vehicle axle (10). About the Achswendegetriebe (4) is one of the first vehicle axle associated first Radsatzwelle (11) drivable. The Achswendegetriebe (4) has a drive shaft (5) which is connected to a motor output shaft (39) of the drive motor (1) or connectable. The drive shaft (5) is arranged below a horizontal plane (37), in which an axis of rotation (12) of the first wheel set shaft (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a drive train for a rail vehicle according to the preamble of claim 1.

Bei angetriebenen Achsen von schienengebundenen Triebwagen werden Achsgetriebe eingesetzt, welche von einer in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Gelenkwelle angetrieben werden und die Antriebsleistung auf eine Radsatzwelle übertragen, auf der ein linkes und ein rechtes Schienenrad verdrehfest befestigt ist. Die Gelenkwelle kann dabei direkt von einem Antriebsmotor angetrieben werden oder von einem Getriebe mit veränderlicher Übersetzung, welches zwischen der Gelenkwelle und dem Antriebsmotor angeordnet ist. Die Rotationsachse der Eingangswelle des Achsgetriebes bzw. der Gelenkwelle verläuft oberhalb der Radsatzwelle. In the case of driven axles of rail-bound railcars, axle drives are used which are driven by a propeller shaft aligned in the vehicle longitudinal direction and transmit the drive power to a wheelset shaft on which a left and a right rail wheel are fastened in a rotationally fixed manner. The propeller shaft can be driven directly by a drive motor or by a transmission with a variable ratio, which is arranged between the propeller shaft and the drive motor. The axis of rotation of the input shaft of the transaxle or the propeller shaft extends above the axle.

Aus der DE 19827580 A1 ist ein solcher Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen bekannt. Dabei wird die Antriebsleistung eines Antriebsmotors über ein Schaltgetriebe, eine Gelenkwelle und eine an einem Achsgetriebe der ersten Fahrzeugachse angeordnete Wendegetriebestufe auf eine der ersten Fahrzeugachse zugeordnete erste Radsatzwelle übertragen. Deshalb wird hier auch von einem Achswendegetriebe gesprochen. Die Gelenkwelle verläuft dabei oberhalb der ersten Fahrzeugachse und ist abtriebseitig mit einer Eingangs- bzw. Antriebswelle des Achswendegetriebes verbunden. Die Eingangswelle treibt ein erstes Stirnrad, welches in ständigem Zahneingriff mit einem zweiten Stirnrad ist, welches auf einer Kegelritzelwelle angeordnet ist. Das Kegelritzel der Kegelritzelwelle ist im Zahneingriff mit einem auf der Radsatzwelle angeordneten, abtriebsseitigen Kegelrad. Die Kegelritzelwelle dient als Abtriebswelle, um die Antriebsleistung sowohl auf die erste Fahrzeugachse, als auch auf eine zweite antreibbare Fahrzeugachse zu leiten. Dazu wird an dem dem Kegelritzel entgegen gesetzten Ende der Kegelritzelwelle eine weitere Gelenkwelle angeschlossen, die die Antriebsleistung zu einem Achsgetriebe der zweiten Fahrzeugachse weiterleitet. Die Eingangswelle und die Kegelritzelwelle sind vertikal übereinander oder schräg übereinander angeordnet, so dass sie zumindest eine vertikale Achsabstandskomponente aufweisen. From the DE 19827580 A1 is such a drive train for a rail vehicle with two drivable vehicle axles known. In this case, the drive power of a drive motor is transmitted via a gearbox, a propeller shaft and a reversing gear stage arranged on an axle gear of the first vehicle axle to a first gearset shaft assigned to the first vehicle axle. Therefore, this is also referred to as a Achswendegetriebe. The propeller shaft extends above the first vehicle axle and is connected on the output side with an input or drive shaft of Achswendegetriebes. The input shaft drives a first spur gear which is in constant meshing engagement with a second spur gear disposed on a bevel pinion shaft. The bevel pinion of the bevel pinion shaft is meshing with a arranged on the axle, output side bevel gear. The bevel pinion shaft serves as an output shaft to direct drive power to both the first vehicle axle and a second drivable vehicle axle. For this purpose, a further propeller shaft is connected to the bevel pinion opposite end of the bevel pinion shaft, which forwards the drive power to a final drive of the second vehicle axle. The input shaft and the bevel pinion shaft are vertically stacked or obliquely stacked so as to have at least one vertical center distance component.

Ein derartiges Triebwagen-Achswendegetriebe wird in der Regel zwischen den linken und rechten Antriebsrädern unterflurig, d. h. unterhalb des Fahrzeugbodens, welcher als Flur dient, eingebaut. Der Fahrzeugboden muss dabei in einer bestimmten Höhe angeordnet sein, um darunter die Fahrzeugachse mit dem Achswendegetriebe und die Gelenkwelle zum Antrieb des Achswendegetriebes unterbringen zu können. Dadurch wird insbesondere der zwischen dem Antriebsstrang und dem Fahrzeugboden benötigte Bauraum in vertikaler Richtung verhältnismäßig groß, so dass der Fahrzeugboden gegenüber der Schienenebene verhältnismäßig hoch angeordnet werden muss, was aus ergonomischen Gründen unerwünscht ist. Such a railcar Achswendegetriebe is usually unterflurig between the left and right drive wheels, d. H. below the vehicle floor, which serves as a corridor, installed. The vehicle floor must be arranged at a certain height in order to accommodate underneath the vehicle axle with the Achswendegetriebe and the propeller shaft for driving the Achswendegetriebes. As a result, in particular the space required between the drive train and the vehicle floor in the vertical direction is relatively large, so that the vehicle floor must be arranged relatively high relative to the rail plane, which is undesirable for ergonomic reasons.

In der EP 1557587 A2 wird ein Triebwagen-Achsgetriebe vorgeschlagen, dessen Kegelradgetriebe einen Achsversatz und eine Hypoidverzahnung aufweist, um den benötigten Bauraum unterhalb des Fahrzeugbodens in vertikaler Richtung zu minimieren, um so eine niedrige Flurhöhe zu erreichen. In the EP 1557587 A2 is proposed a railcar axle drive, the bevel gear has an axial offset and a Hypoidverzahnung to minimize the space required below the vehicle floor in the vertical direction, so as to achieve a low floor height.

Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug zu schaffen, der eine möglichst niedrige Höhe des Fahrzeugbodens und damit eine niedrige Flurhöhe zu ermöglichen. It is the object of the present invention to provide a drive train for a rail vehicle, which allow the lowest possible height of the vehicle floor and thus a low floor height.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. The object underlying the invention is achieved by a drive train for a rail vehicle according to claim 1. Advantageous developments are claimed in the dependent claims.

Demnach umfasst der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug einen Antriebsmotor und zumindest eine erste antreibbare Fahrzeugachse. Der Antriebsstrang weist ein an der ersten antreibbaren Fahrzeugachse angeordnetes Achswendegetriebe auf, über welches eine der ersten Fahrzeugachse zugeordnete erste Radsatzwelle antreibbar ist. Das Achswendegetriebe weist wiederum eine Antriebswelle auf, die mit einer Motorabtriebswelle des Antriebsmotors verbunden oder verbindbar ist. Accordingly, the drive train according to the invention for a rail vehicle comprises a drive motor and at least one first drivable vehicle axle. The drive train has an axle turn gear arranged on the first drivable vehicle axle, via which a first wheel set shaft assigned to the first vehicle axle can be driven. The Achswendegetriebe in turn has a drive shaft which is connected to a motor output shaft of the drive motor or connectable.

Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle unterhalb einer Horizontalebene angeordnet, in der die Rotationsachse der ersten Radsatzwelle liegt. According to the invention, the drive shaft is arranged below a horizontal plane in which the axis of rotation of the first axle is located.

In dieser Schrift verwendete Positionsangaben, sind auf eine Betriebsposition des Schienenfahrzeuges bezogen, in der das Schienenfahrzeug aufrecht auf Schienen steht bzw. fährt, die auf einem horizontal angeordneten Gleisbett verlaufen. Folglich verläuft die Radsatzwelle ebenfalls horizontal und die Horizontalebene liegt parallel zu der Ebene des Gleisbettes. Dementsprechend bedeutet die Formulierung, wonach die Antriebswelle unterhalb einer Horizontalebene angeordnet ist, in der die Rotationsachse der ersten Radsatzwelle liegt, dass die Antriebswelle in vertikaler Richtung zwischen dem Gleisbett und der Höhe der Rotationsachse der ersten Radsatzwelle angeordnet ist. Die Antriebswelle kann beispielsweise unter der Radsatzwelle hindurch verlaufen, sodass sich die Rotationsachsen beider Wellen von oben gesehen kreuzen. In der beschriebenen Betriebsposition des Schienenfahrzeuges liegen die Rotationsachsen der ersten Radsatzwelle und einer zweiten Radsatzwelle in derselben Horizontalebene. Positions used in this specification are related to an operating position of the rail vehicle in which the rail vehicle is upright on rails that run on a horizontally arranged track bed. Consequently, the wheelset also runs horizontally and the horizontal plane is parallel to the plane of the track bed. Accordingly, the formulation according to which the drive shaft is arranged below a horizontal plane in which lies the axis of rotation of the first axle, means that the drive shaft is arranged in the vertical direction between the track bed and the height of the axis of rotation of the first axle. The drive shaft can extend, for example, under the wheel set shaft, so that the axes of rotation of both shafts cross as seen from above. In the described Operating position of the rail vehicle are the axes of rotation of the first axle and a second axle in the same horizontal plane.

Durch diese Anordnung der Antriebswelle des Achswendegetriebes wird Bauraum oberhalb der Radsatzwelle, d.h. zwischen der Radsatzwelle und dem Fahrzeugboden eingespart, wodurch der Fahrzeugboden niedriger angeordnet werden kann. Insbesondere zum leichten und zügigen Ein- und Ausstieg der Passagiere ist ein niedriger Fahrzeugboden vorteilhaft. This arrangement of the drive shaft of Achswendegetriebes space above the wheelset shaft, i. saved between the wheelset and the vehicle floor, whereby the vehicle floor can be arranged lower. In particular, for easy and rapid entry and exit of the passengers, a lower vehicle floor is advantageous.

Die angegebenen Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Antriebsstranges können entweder unmittelbar oder über dazwischen angeordnete weitere Komponenten des Antriebsstranges wie beispielsweise Gelenkwellen, Kupplungen oder Getrieben realisiert werden. Insbesondere ist in der Regel zwischen dem Antriebsmotor und dem Wendegetriebe ein Wechselgetriebe angeordnet, mit dem verschiedene Übersetzungsverhältnisse entweder kontinuierlich oder mittels mehrerer Gangstufen eingestellt werden können, um so verschiedene Fahrgeschwindigkeitsbereiche des Schienenfahrzeuges realisieren zu können. The specified connections between the individual components of the drive train can be realized either directly or via interposed further components of the drive train such as propeller shafts, clutches or gears. In particular, a change gear is usually arranged between the drive motor and the reverse gear, with the various gear ratios can be adjusted either continuously or by means of multiple gear ratios, so as to be able to realize different driving speed ranges of the rail vehicle.

Abhängig von der Anordnung der antriebsseitigen Komponenten des Antriebsstranges im Unterbau des Schienenfahrzeuges, im Wesentlichen dem Antriebsmotor und einem Wechselgetriebe, kann so auch eine Gelenkwelle, über die die Antriebsleistung dem Achswendegetriebe zugeführt wird, unterhalb der Rotationsachse der Radsatzwelle angeordnet sein. Dadurch ergeben sich noch mehr Freiräume im Unterbau, die vorteilhaft genutzt werden können, um den Fahrzeugboden möglichst niedrig anzuordnen. Depending on the arrangement of the drive-side components of the drive train in the substructure of the rail vehicle, essentially the drive motor and a change gear, a propeller shaft, via which the drive power is supplied to the Achswendegetriebe, can be arranged below the axis of rotation of the wheelset. This results in even more open spaces in the substructure, which can be advantageously used to arrange the vehicle floor as low as possible.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bevorzugt dadurch erfüllt, dass auch eine erste Abtriebswelle des Achswendegetriebes unterhalb der Rotationsachse der ersten Radsatzwelle angeordnet ist. Die erste Abtriebswelle ist mit der ersten Radsatzwelle verbunden. Diese niedrige Anordnung der ersten Abtriebswelle ermöglicht auch eine niedrige Anordnung der weiteren notwendigen Komponenten des Achsantriebes der ersten Fahrzeugachse, sodass der Fahrzeugboden niedrig angeordnet werden kann. The problem underlying the invention is preferably met by the fact that a first output shaft of the Achswendegetriebes is arranged below the axis of rotation of the first axle. The first output shaft is connected to the first axle. This low arrangement of the first output shaft also allows a low arrangement of the other necessary components of the final drive of the first vehicle axle, so that the vehicle floor can be arranged low.

Die vorliegende Erfindung umfasst vorzugsweise auch einen Antriebsstrang, der eine zweite antreibbare Fahrzeugachse und eine der zweiten Fahrzeugachse zugeordnete zweite Radsatzwelle aufweist. Die zweite Radsatzwelle ist über eine zweite Abtriebswelle des Achswendegetriebes und über ein an der zweiten Fahrzeugachse angeordnetes Achsgetriebe antreibbar. Die zweite Abtriebswelle ist dabei ebenfalls unterhalb der Horizontalebene angeordnet ist, in der die Rotationsachse der ersten Radsatzwelle liegt. Die niedrige Anordnung der beiden Abtriebswellen ermöglicht auch eine niedrige Anordnung der weiteren Komponenten der Achsantriebe der ersten und der zweiten Fahrzeugachse, sodass der Fahrzeugboden insgesamt niedrig angeordnet werden kann. The present invention preferably also includes a powertrain having a second drivable vehicle axle and a second axle set shaft associated with the second vehicle axle. The second wheel set shaft can be driven via a second output shaft of the Achswendegetriebes and arranged on the second vehicle axle axle drive. The second output shaft is also arranged below the horizontal plane, in which the axis of rotation of the first axle is. The low arrangement of the two output shafts also enables a low arrangement of the other components of the axle drives of the first and the second vehicle axle, so that the vehicle floor as a whole can be arranged low.

Das Achswendegetriebe hat bei der letztgenannten Ausführungsform mit zwei antreibbaren Fahrzeugachsen neben der Funktion der Fahrtrichtungsumkehr auch die Funktion eines Verteilergetriebes, das die Antriebsleistungen auf die erste und die zweite Fahrzeugachse verteilt. The Achswendegetriebe has in the latter embodiment with two drivable vehicle axles in addition to the function of reversing the direction of the function of a transfer case, which distributes the drive power to the first and the second vehicle axle.

Die erste und die zweite Abtriebswelle können auch als eine einzige Welle ausgeführt sein, wenn die Abtriebswelle beispielsweise an ihrem ersten Wellenende mit dem ersten Achsgetriebe und an ihrem zweiten Wellenende mit dem zweiten Achsgetriebe in Verbindung steht. The first and the second output shaft may also be designed as a single shaft when the output shaft is connected to the first axle drive, for example, at its first shaft end and to the second axle drive at its second shaft end.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die erste und die zweite Abtriebswelle orthogonal zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung hat sich als besonders vorteilhaft in Bezug auf einen einfachen Aufbau des Achswendegetriebes herausgestellt. A further preferred embodiment provides that the first and the second output shaft are arranged orthogonal to each other. Such an arrangement has been found to be particularly advantageous with respect to a simple structure of Achswendegetriebes.

Das Achswendegetriebe umfasst bevorzugt ein erstes Kegelradgetriebe, welches gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ein erstes Tellerrad, ein antriebsseitiges Kegelrad und ein abtriebsseitiges Kegelrad aufweist. Das erste Tellerrad steht dabei ständig mit dem antriebsseitigen und dem abtriebsseitigen Kegelrad im Eingriff. The Achswendegetriebe preferably comprises a first bevel gear, which according to a particularly preferred embodiment, a first ring gear, a drive-side bevel gear and a driven side bevel gear. The first ring gear is constantly engaged with the drive-side and the output side bevel gear.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das antriebsseitige Kegelrad rotierbar auf der Antriebswelle gelagert, wogegen das abtriebsseitige Kegelrad verdrehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist. Zur Realisierung der Vorwärts- und der Rückwärtsfahrtrichtung ist eine Schiebemuffe in dem Achswendegetriebe angeordnet. Die Schiebemuffe ist zum Umschalten der Fahrtrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung derart verschiebbar angeordnet, dass die Antriebswelle in einer ersten Schaltstellung durch die Schiebemuffe mit dem antriebsseitigen Kegelrad verdrehfest verbunden ist, und dass die Antriebswelle in einer zweiten Schaltstellung durch die Schiebemuffe mit dem abtriebsseitigen Kegelrad verdrehfest verbunden ist. Die erste Schaltstellung entspricht dabei beispielsweise der Vorwärtsfahrtrichtung und die zweite Schaltstellung entspricht der Rückwärtsfahrtrichtung. Auf diese Weise kann die Drehrichtung der Radsatzwellen umgekehrt werden, weil ein Antriebsmotor eines Schienenfahrzeuges, insbesondere ein Verbrennungsmotor, häufig nur in einer Drehrichtung betreibbar ist. According to a further preferred embodiment, the drive-side bevel gear is rotatably mounted on the drive shaft, whereas the output-side bevel gear is rotationally connected to the second output shaft. To realize the forward and reverse direction of a sliding sleeve is arranged in the Achswendegetriebe. The sliding sleeve is arranged to switch the direction of travel between a first and a second switching position so slidably that the drive shaft is rotationally connected in a first switching position by the sliding sleeve with the drive side bevel gear, and that the drive shaft in a second switching position by the sliding sleeve with the output side Bevel gear is rotationally connected. The first shift position corresponds, for example, the forward direction of travel and the second shift position corresponds to the reverse direction. In this way, the direction of rotation of the wheelset can be reversed, because a drive motor of a rail vehicle, in particular an internal combustion engine, often only in one direction of rotation is operable.

Zusätzlich zu der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung, ist bevorzugt vorgesehen, dass in einer dritten Schaltstellung, nämlich der Neutralstellung, keine mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle und der ersten Abtriebswelle und keine mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle und der zweiten Abtriebswelle besteht. Eine solche Neutralstellung ist insbesondere von Vorteil, wenn eine antriebsseitige Komponente des Antriebsstranges blockiert. Dann kann das Schienenfahrzeug in der Neutralstellung beispielsweise abgeschleppt werden oder in einen Fahrzeugverbund weiter mitlaufen. In addition to the first shift position and the second shift position, it is preferably provided that in a third shift position, namely the neutral position, there is no mechanical connection between the drive shaft and the first output shaft and no mechanical connection between the drive shaft and the second output shaft. Such a neutral position is particularly advantageous when blocking a drive-side component of the drive train. Then the rail vehicle can be towed in the neutral position, for example, or continue to run in a vehicle network.

Zur Übertragung der Antriebsleistung auf die Radsatzwellen der ersten bzw. der zweiten Fahrzeugachse umfasst das Achswendegetriebe bevorzugt eine erste Stirnradstufe und das Achsgetriebe eine zweite Stirnradstufe. Die erste und die zweite Stirnradstufe weisen dabei das gleiche Übersetzungsverhältnis auf. Diese Ausführung ermöglicht die Verwendung von Gleichteilen im Achswendegetriebe und im Achsgetriebe, was eine kostengünstige Herstellung des Antriebsstranges sowie niedrigere Beschaffungs- und Lagerhaltungskosten zur Folge hat. To transmit the drive power to the wheelset shafts of the first and the second vehicle axle, the Achswendegetriebe preferably comprises a first spur gear and the axle drive a second spur gear. The first and second spur gears have the same gear ratio. This design allows the use of common parts in the Achsegetriebegetriebs and in the axle, resulting in a cost-effective production of the drive train and lower procurement and storage costs result.

Dasselbe Ziel ist mit einer weiteren bevorzugten Ausführung erreichbar, bei der das Achsgetriebe ein zweites Kegelradgetriebe mit einem zweiten Tellerrad und einem weiteren Kegelrad aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis des ersten Kegelradgetriebes und des zweiten Kegelradgetriebes gleich groß ist. Mit diesen Ausführungen wird des Weiteren ermöglicht, dass das Achswendegetriebe und das Achsgetriebe ein baugleiches Getriebegehäuse aufweisen können. Dazu kann das Getriebegehäuse des Achsgetriebes an der zweiten Fahrzeugachse gegenüber dem baugleichen Getriebegehäuse des Achswendegetriebes an der ersten Fahrzeugachse um 180 Grad verdreht um eine imaginäre, vertikal stehende Achse eingebaut werden. Durch die um 180 Grad verdrehte Einbaulage lassen sich die Anschlüsse an den beiden Getriebegehäusen ohne weitere Anpassungsmaßnahmen verwenden. Des Weiteren passt so auch die Drehrichtung der jeweiligen Abtriebswelle zur gewünschten Drehrichtung der dazugehörigen Radsatzwelle. The same aim can be achieved with a further preferred embodiment, in which the axle drive has a second bevel gear with a second ring gear and a further bevel gear, wherein the gear ratio of the first bevel gear and the second bevel gear is equal. With these embodiments, it is further made possible that the Achswendegetriebe and the axle drive can have a structurally identical transmission housing. For this purpose, the gear housing of the axle drive on the second vehicle axle relative to the identical gear housing of Achswendegetriebes on the first vehicle axle rotated by 180 degrees to be installed around an imaginary, vertical axis. Due to the 180 degree twisted mounting position, the connections on the two gearboxes can be used without any further adaptation measures. Furthermore, so also fits the direction of rotation of the respective output shaft to the desired direction of rotation of the associated axle.

Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der dazugehörigen Figuren näher erläutert. The invention and further advantages will be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges in der Draufsicht, 1 shows a schematic representation of a drive train according to the invention in plan view,

2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges aus 1 in der Seitenansicht und 2 shows a schematic representation of the drive train according to the invention 1 in the side view and

3 zeigt den Bereich A aus 2 in einer vergrößerten Ansicht. 3 shows area A 2 in an enlarged view.

Der in den Figuren gezeigte Antriebsstrang umfasst einen Antriebsmotor 1, der beispielsweise als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgeführt sein kann. Der Antriebsmotor 1 stellt seine Antriebsleistung in Form von Drehmoment und Drehbewegung an seiner Motorabtriebswelle 39 in einer Drehrichtung bereit. Die Motorabtriebswelle 39 des Antriebsmotors 1 ist mit einer nicht näher bezeichneten Eingangswelle des Wechselgetriebes 2 verbunden. Es sind auch Ausführungen möglich, bei denen zwischen dem Antriebsmotor 1 und dem Wechselgetriebe 2 eine zusätzliche Kupplung vorgesehen ist. Mit Hilfe des Wechselgetriebes 2 können verschiedene Übersetzungsverhältnisse in dem Antriebsstrang eingestellt werden. Das Wechselgetriebe kann beispielsweise als Schaltgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe, als Automatgetriebe oder als Strömungsgetriebe mit hydrodynamischen Elementen ausgeführt sein. Eine Ausgangswelle 40 des Wechselgetriebes 2 ist über eine Gelenkwelle 3 mit einer Antriebswelle 5 des Achswendegetriebes 4 antriebswirksam verbunden. Somit ist Antriebswelle 5 des Achswendegetriebes 4 mit der Motorabtriebswelle 39 verbunden bzw. über das Wechselgetriebe 2 und gegebenenfalls eine Kupplung mit der Motorabtriebswelle 39 verbindbar. The drive train shown in the figures comprises a drive motor 1 , which may be embodied for example as an internal combustion engine or as an electric motor. The drive motor 1 provides its drive power in the form of torque and rotational motion on its engine output shaft 39 ready in one direction. The engine output shaft 39 of the drive motor 1 is with an unspecified input shaft of the transmission 2 connected. There are also possible embodiments in which between the drive motor 1 and the gearbox 2 an additional clutch is provided. With the help of the gearbox 2 Different gear ratios can be set in the drive train. The change gear can be designed, for example, as a manual transmission, as an automated manual transmission, as an automatic transmission or as a flow transmission with hydrodynamic elements. An output shaft 40 of the gearbox 2 is over a propeller shaft 3 with a drive shaft 5 of Achswendegetriebes 4 drive-connected. Thus, drive shaft 5 of Achswendegetriebes 4 with the engine output shaft 39 connected or via the gearbox 2 and optionally a clutch with the engine output shaft 39 connectable.

Das Achswendegetriebe 4 ist an einer ersten Fahrzeugachse 10 angeordnet und auf dieser gelagert. Das Achswendegetriebe 4 weist ein Getriebegehäuse 21 auf und umfasst im Inneren dieses Getriebegehäuses 21 ein erstes Kegelradgetriebe 8 und eine erste Stirnradstufe 9. Des Weiteren weist das Achswendegetriebe 4 eine erste Abtriebswelle 6 und eine zweite Abtriebswelle 7 auf. Die Antriebsleistung wird von der Antriebswelle 5 über das erste Kegelradgetriebe 8 und über die erste Stirnradstufe 9 auf eine erste Radsatzwelle 11 geleitet. Die Radsatzwelle 11 rotiert im Fahrbetrieb um ihre Rotationsachse 12. Im Bereich der beiden Enden der Radsatzwelle 11 ist jeweils ein Schienenrad 13 bzw. 14 auf der Radsatzwelle 11 befestigt. The Achswendegetriebe 4 is at a first vehicle axle 10 arranged and stored on this. The Achswendegetriebe 4 has a transmission housing 21 on and inside this gear housing 21 a first bevel gear 8th and a first spur gear stage 9 , Furthermore, the Achswendegetriebe 4 a first output shaft 6 and a second output shaft 7 on. The drive power is provided by the drive shaft 5 over the first bevel gearbox 8th and over the first spur gear stage 9 on a first axle 11 directed. The wheelset shaft 11 rotates while driving about its axis of rotation 12 , In the area of the two ends of the wheelset shaft 11 each is a rail wheel 13 respectively. 14 on the wheelset shaft 11 attached.

Die 2 und 3 zeigen, dass die Antriebswelle 5 des Achswendegetriebes 4 unterhalb einer Horizontalebene 37 angeordnet ist, in der die Rotationsachse 12 der ersten Radsatzwelle 11 liegt. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch die erste Abtriebswelle 6, die mit der ersten Radsatzwelle 11 antriebswirksam verbunden ist, unterhalb der Horizontalebene 37 angeordnet. Diese Merkmale des Antriebsstranges ermöglichen es den eingangs erwähnten Fahrzeugboden sehr niedrig anzuordnen und so die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen. The 2 and 3 show that the drive shaft 5 of Achswendegetriebes 4 below a horizontal plane 37 is arranged in the axis of rotation 12 the first axle 11 lies. Furthermore, in this embodiment, the first output shaft 6 that with the first axle 11 is drivingly connected, below the horizontal plane 37 arranged. These features of the drive train make it possible to arrange the vehicle floor mentioned above very low and so solve the problem underlying the invention.

Das erste Kegelradgetriebe 8 umfasst ein antriebsseitiges Kegelrad 15 und ein abtriebsseitiges Kegelrad 16, sowie ein erstes Tellerrad 17. Das erste Tellerrad 17 steht ständig mit dem antriebsseitigen Kegelrad 15 und mit dem abtriebsseitigen Kegelrad 16 im Eingriff. Das erste Tellerrad 17 ist verdrehfest mit der ersten Abtriebswelle 6 verbunden. The first bevel gear 8th comprises a drive-side bevel gear 15 and a driven side bevel gear 16 , as well as a first ring gear 17 , The first ring gear 17 Stands constantly with the drive-side bevel gear 15 and with the driven side bevel gear 16 engaged. The first ring gear 17 is rotationally fixed with the first output shaft 6 connected.

Das antriebsseitige Kegelrad 15 ist rotierbar auf der Antriebswelle 5 gelagert, wogegen das abtriebsseitige Kegelrad 16 verdrehfest mit der zweiten Abtriebswelle 7 verbunden ist. In dem ersten Kegelradgetriebe 8 ist ferner eine Schiebemuffe 18 zum Umschalten der Fahrtrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung derart verschiebbar angeordnet, dass die Antriebswelle 5 in einer ersten Schaltstellung durch die Schiebemuffe 18 mit dem antriebsseitigen Kegelrad 15 verdrehfest verbunden ist, und dass die Antriebswelle 5 in einer zweiten Schaltstellung durch die Schiebemuffe 18 mit dem abtriebsseitigen Kegelrad 16 verdrehfest verbunden ist. Dabei ist die jeweils andere Verbindung zwischen der Schiebemuffe 18 und einem der beiden Kegelräder getrennt, d.h. in der ersten Schaltstellung ist die Verbindung zwischen der Schiebemuffe 18 und dem abtriebsseitigen Kegelrad 16 getrennt und in der zweiten Schaltstellung ist die Verbindung zwischen der Schiebemuffe 18 und dem antriebsseitigen Kegelrad 15 getrennt. The drive side bevel gear 15 is rotatable on the drive shaft 5 stored, whereas the output side bevel gear 16 rotationally fixed with the second output shaft 7 connected is. In the first bevel gear 8th is also a sliding sleeve 18 arranged to shift the direction of travel between a first and a second switching position so displaceable that the drive shaft 5 in a first switching position by the sliding sleeve 18 with the drive side bevel gear 15 is rotationally connected, and that the drive shaft 5 in a second switching position by the sliding sleeve 18 with the output side bevel gear 16 is rotationally connected. In this case, the respective other connection between the sliding sleeve 18 and one of the two bevel gears separated, ie in the first switching position is the connection between the sliding sleeve 18 and the driven side bevel gear 16 separated and in the second switching position is the connection between the sliding sleeve 18 and the drive side bevel gear 15 separated.

Somit wird in der ersten Schaltstellung die Antriebsleistung von der Antriebswelle 5 über die Schiebemuffe 18, das antriebsseitige Kegelrad 15 und das Tellerrad 17 auf die mit dem ersten Tellerrad 17 verdrehfest verbundene erste Abtriebswelle 6 übertragen. Ein am gegenüberliegenden Ende der ersten Abtriebswelle 6 befestigtes erstes Stirnrad 19 überträgt die Antriebsleistung weiter auf ein verdrehfest auf der ersten Radsatzwelle 11 befestigtes zweites Stirnrad 20. So werden die auf der ersten Radsatzwelle 11 befestigten Schienenräder 13 und 14 in der ersten Schaltstellung in einer ersten Drehrichtung angetrieben. Thus, in the first shift position, the drive power from the drive shaft 5 over the sliding sleeve 18 , the drive side bevel gear 15 and the crown wheel 17 on the one with the first ring gear 17 rotationally connected first output shaft 6 transfer. One at the opposite end of the first output shaft 6 attached first spur gear 19 transmits the drive power continues to a rotationally fixed on the first axle 11 attached second spur gear 20 , So will those on the first axle 11 attached rail wheels 13 and 14 driven in the first switching position in a first direction of rotation.

An dem ersten Tellerrad 17 wird die Antriebsleistung aufgeteilt. Neben der Antriebsleistung für die erste antreibbare Fahrzeugachse 10 wird hier ein Teil der gesamten Antriebsleistung an die zweite antreibbare Fahrzeugachse 38 abgeleitet. Von dem ersten Tellerrad 17 wird die Antriebsleistung für die zweite antreibbare Fahrzeugachse 38 auf das mit dem ersten Tellerrad 17 kämmende abtriebsseitige Kegelrad 16 übertragen und weiter auf die verdrehfest mit dem abtriebsseitigen Kegelrad 16 verbundene zweite Abtriebswelle 7. In dieser ersten Schaltstellung, bei der die Antriebsleistung vom antriebsseitigen Kegelrad 15 über das erste Tellerrad 17 auf das abtriebsseitige Kegelrad 16 übertragen wird, wird die zweite Abtriebswelle 7 in entgegengesetzten Drehrichtung zu der Antriebswelle 5 angetrieben. On the first ring gear 17 the drive power is split. In addition to the drive power for the first drivable vehicle axle 10 Here is a part of the total drive power to the second drivable vehicle axle 38 derived. From the first ring gear 17 becomes the drive power for the second drivable vehicle axle 38 on the one with the first ring gear 17 meshing output side bevel gear 16 transferred and continue on the rotationally fixed to the output side bevel gear 16 connected second output shaft 7 , In this first switching position, in which the drive power from the drive side bevel gear 15 over the first ring gear 17 on the output side bevel gear 16 is transmitted, the second output shaft 7 in the opposite direction of rotation to the drive shaft 5 driven.

Durch den Aufbau des ersten Kegelradgetriebes 8 ergibt sich, dass die erste Abtriebswelle 6 und die zweite Abtriebswelle 7 orthogonal zueinander angeordnet sind. By the construction of the first bevel gear 8th it turns out that the first output shaft 6 and the second output shaft 7 are arranged orthogonal to each other.

In den 2 und 3 ist erkennbar, dass bei diesem Ausführungsbeispiel auch die zweite Abtriebswelle 7 unterhalb der Horizontalebene 37 angeordnet ist, in der die Rotationsachse 12 der ersten Radsatzwelle 11 liegt. Dadurch wird eine niedrige Flurhöhe des Schienenfahrzeuges weiter begünstigt, weil oberhalb der Radsatzwellen 11 und 28, d.h. zwischen den Radsatzwellen und einem nicht dargestellten Fahrzeugboden kein Bauraum für Bauteile des Antriebsstranges benötigt wird. In the 2 and 3 can be seen that in this embodiment, the second output shaft 7 below the horizontal plane 37 is arranged in the axis of rotation 12 the first axle 11 lies. As a result, a low floor height of the rail vehicle is further favored, because above the axles 11 and 28 That is, between the wheelsets and a vehicle floor, not shown, no space for components of the drive train is needed.

Die zweite Abtriebswelle 7 ist verdrehfest mit der Gelenkwelle 22 verbunden, welche die Antriebsleistung auf die zweite antreibbare Fahrzeugachse 38 überträgt. Dazu ist die Gelenkwelle 22 an ihrem abtriebsseitigen Ende verdrehfest mit einer Achsgetriebeantriebswelle 24 verbunden. Die Achsgetriebeantriebswelle 24 ist Teil des Achsgetriebes 23, das an der zweiten antreibbaren Fahrzeugachse 38 angeordnet und auf dieser gelagert ist. Das Achsgetriebe 23 umfasst ein zweites Kegelradgetriebe 26 und eine zweite Stirnradstufe 27. Auf der Achsgetriebeantriebswelle 24 ist ein weiteres Kegelrad 32 befestigt, das ständig im Eingriff mit einem zweiten Tellerrad 33 steht. Das weitere Kegelrad 32 und das zweite Tellerrad 33 bilden gemeinsam das zweite Kegelradgetriebe 26. Das Achsgetriebe 23 weist des Weiteren ein Getriebegehäuse 36 auf, das das zweite Kegelradgetriebe 26 und die zweite Stirnradstufe 27 umschließt. The second output shaft 7 is non-rotating with the PTO shaft 22 connected, which the drive power to the second drivable vehicle axle 38 transfers. This is the propeller shaft 22 rotationally fixed at its output end with an axle drive shaft 24 connected. The axle drive shaft 24 is part of the axle gearbox 23 at the second drivable vehicle axle 38 arranged and stored on this. The axle drive 23 includes a second bevel gear 26 and a second spur gear stage 27 , On the axle drive shaft 24 is another bevel gear 32 attached, which is constantly engaged with a second ring gear 33 stands. The further bevel gear 32 and the second ring gear 33 together form the second bevel gear 26 , The axle drive 23 further includes a transmission housing 36 on, this is the second bevel gear 26 and the second spur gear 27 encloses.

Das zweite Tellerrad 33 ist an einem Ende einer Achsgetriebeabtriebswelle 25 befestigt. An dem anderen Ende der Achsgetriebeabtriebswelle 25 ist ein drittes Stirnrad 34 befestigt, das mit einem vierten Stirnrad 35 kämmt. Das dritte und das vierte Stirnrad 34 und 35 bilden zusammen die zweite Stirnradstufe 27. Das vierte Stirnrad 35 ist verdrehfest auf der zweiten Radsatzwelle 28 befestigt, sodass die Antriebsleistung für die zweite Fahrzeugachse 38 im Fahrbetrieb von der Achsgetriebeantriebswelle 24 über das zweite Kegelradgetriebe 26 und den zweiten Stirnradstufe 27 auf die zweite Radsatzwelle 28 und die beiden damit verdrehfest verbundenen Schienenräder 30 und 31 übertragen wird. The second ring gear 33 is at one end of a axle drive output shaft 25 attached. At the other end of the axle drive output shaft 25 is a third spur gear 34 attached, with a fourth spur gear 35 combs. The third and the fourth spur gear 34 and 35 together form the second spur gear 27 , The fourth spur gear 35 is rotationally fixed on the second axle 28 attached, so that the drive power for the second vehicle axle 38 when driving from the axle drive shaft 24 over the second bevel gear 26 and the second spur gear 27 on the second axle 28 and the two thus connected rotationally connected rail wheels 30 and 31 is transmitted.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis der ersten Stirnradstufe 9 und der zweiten Stirnradstufe 27 gleich groß, als auch das Übersetzungsverhältnis des ersten Kegelradgetriebes 8 und des zweiten Kegelradgetriebes 26. Dadurch lassen sich in den beiden Stirnradstufen 9 und 27 und in den beiden Kegelradgetrieben 8 und 26 jeweils Gleichteile verwenden, was zu niedrigen Herstell- und Lagerhaltungskosten beiträgt. Des Weiteren ist es möglich baugleiche Getriebegehäuse für das Getriebegehäuse 21 des Achswendegetriebes 4 und für das Getriebegehäuse 36 des Achsgetriebes 23 zu verwenden, was die Herstell- und Lagerhaltungskosten weiter reduziert. In this embodiment, the gear ratio of the first spur gear is 9 and the second spur gear 27 the same size, as well as the transmission ratio of the first bevel gear 8th and the second bevel gear 26 , This can be in the two spur gears 9 and 27 and in the two bevel gearboxes 8th and 26 each use common parts, which contributes to low manufacturing and storage costs. Furthermore, it is possible identical gear housing for the gearbox 21 of Achswendegetriebes 4 and for the gearbox 36 of the axle drive 23 to use, which further reduces the manufacturing and storage costs.

Das Achsgetriebe 23 ist mit seinem Getriebegehäuse 36 gegenüber dem Achswendegetriebe 4 mit seinem baugleichen Getriebegehäuse 21 jedoch um 180 Grad um eine imaginäre, vertikal stehende Achse gedreht angeordnet, um so die passenden Anschlüsse und die gleiche Drehrichtung der Radsatzachsen 11 und 28 zu erhalten. The axle drive 23 is with his gearbox 36 opposite the Achswendegetriebe 4 with its identical gearbox 21 However, arranged rotated 180 degrees about an imaginary, vertical axis, so as to the appropriate connections and the same direction of rotation of the axles 11 and 28 to obtain.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Antriebsmotor drive motor
2 2: Wechselgetriebe change gear
3 3: Gelenkwelle propeller shaft
4 4: Achswendegetriebe axle reversing
5 5: Antriebswelle drive shaft
6 6: erste Abtriebswelle first output shaft
7 7: zweite Abtriebswelle second output shaft
8 8th: erstes Kegelradgetriebe first bevel gear
9 9: erste Stirnradstufe first spur gear
10 10: erste Fahrzeugachse first vehicle axle
11 11: erste Radsatzwelle first axle
12 12: Rotationsachse axis of rotation
13 13: Schienenrad A rail
14 14: Schienenrad A rail
15 15: antriebsseitiges Kegelrad Drive-side bevel gear
16 16: abtriebsseitiges Kegelrad output side bevel gear
17 17: erstes Tellerrad first ring gear
18 18: Schiebemuffe sliding sleeve
19 19: erstes Stirnrad first spur gear
20 20: zweites Stirnrad second spur gear
21 21: erstes Getriebegehäuse first gearbox
22 22: Gelenkwelle propeller shaft
23 23: Achsgetriebe transaxles
24 24: Achsgetriebeantriebswelle Achsgetriebeantriebswelle
25 25: Achsgetriebeabtriebswelle Achsgetriebeabtriebswelle
26 26: zweites Kegelradgetriebe second bevel gear
27 27: zweite Stirnradstufe second spur gear
28 28: zweite Radsatzwelle second axle
29 29: Rotationsachse axis of rotation
30 30: Schienenrad A rail
31 31: Schienenrad A rail
32 32: weiteres Kegelrad another bevel gear
33 33: zweites Tellerrad second ring gear
34 34: drittes Stirnrad third spur gear
35 35: viertes Stirnrad fourth spur gear
36 36: zweites Getriebegehäuse second gear housing
37 37: Horizontalebene WL
38 38: zweite Fahrzeugachse second vehicle axle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19827580 A1 [0003]
EP 1557587 A2 [0005]

Claims

Drive train for a rail vehicle with a drive motor ( 1 ) and with at least one first drivable vehicle axle ( 10 ), wherein the drive train on the first drivable vehicle axle ( 10 ) arranged Achswendegetriebe ( 4 ), via which one of the first vehicle axle associated first Radsatzwelle ( 11 ) is driven, wherein the Achswendegetriebe ( 4 ) a drive shaft ( 5 ) having an engine output shaft ( 39 ) of the drive motor ( 1 ) is connected or connectable, characterized in that the drive shaft ( 5 ) below a horizontal plane ( 37 ) is arranged, in which a rotation axis ( 12 ) of the first axle ( 11 ) lies.

Drive train according to claim 1, characterized in that the Achswendegetriebe ( 4 ) a first output shaft ( 6 ) associated with the first axle ( 11 ) is drivingly connected, and that the first output shaft ( 6 ) below the horizontal plane ( 37 ) is arranged, in which the axis of rotation ( 12 ) of the first axle ( 11 ) lies.

Drive train according to claim 1 or 2, characterized in that the drive train, a second drivable vehicle axle ( 38 ) and one of the second vehicle axle ( 38 ) associated second Radsatzwelle ( 28 ), that the second wheelset shaft ( 28 ) via a second output shaft ( 7 ) of Achswendegetriebes ( 4 ) and via a on the second vehicle axle ( 38 ) arranged axle drive ( 23 ) is drivable, and that the second output shaft ( 7 ) is arranged below the horizontal plane in which the axis of rotation ( 12 ) of the first axle ( 11 ) lies.

Drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the first output shaft ( 6 ) and the second output shaft ( 7 ) are arranged orthogonal to each other.

Drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the Achswendegetriebe ( 4 ) a first bevel gear ( 8th ).

Drive train according to claim 5, characterized in that the first bevel gear ( 8th ) a first ring gear ( 17 ), a drive-side bevel gear ( 15 ) and a driven side bevel gear ( 16 ), and that the first ring gear ( 17 ) constantly with the drive-side and the driven-side bevel gear ( 15 . 16 ) is engaged.

Drive train according to claim 6, characterized in that the drive-side bevel gear ( 15 ) rotatable on the drive shaft ( 5 ) is mounted, that the output side bevel gear ( 16 ) rotationally fixed with the second output shaft ( 7 ), that a sliding sleeve ( 18 ) in the Achswendegetriebe ( 4 ) is arranged to switch the direction of travel between a first and a second switching position so displaceable that the drive shaft ( 5 ) in a first switching position by the sliding sleeve ( 18 ) with the drive-side bevel gear ( 15 ) is rotationally connected, and that the drive shaft ( 5 ) in a second switching position by the sliding sleeve ( 18 ) with the output side bevel gear ( 16 ) is rotationally connected.

Drive train according to claim 7, characterized in that in a third switching position, namely the neutral position, no mechanical connection between the drive shaft ( 5 ) and the first output shaft ( 6 ) and no mechanical connection between the drive shaft ( 5 ) and the second output shaft ( 7 ) consists.

Drive train according to one of claims 3 to 8, characterized in that the Achswendegetriebe ( 4 ) a first spur gear stage ( 9 ) includes that the axle gear ( 23 ) a second spur gear stage ( 27 ), and that the first and the second spur gear stage ( 9 . 27 ) have the same transmission ratio.

Drive train according to one of claims 5 to 9, characterized in that the axle drive ( 23 ) a second bevel gear ( 26 ) with another bevel gear ( 32 ) and with a second ring gear ( 33 ), and that the transmission ratio of the first bevel gear ( 8th ) and the second bevel gear ( 26 ) is the same size.

Drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the Achswendegetriebe ( 4 ) a first transmission housing ( 21 ) and the axle drive ( 23 ) a structurally identical second transmission housing ( 36 ) exhibit.