DE1089405B

DE1089405B - Storage of the drive motors in high-performance electric bogie locomotives

Info

Publication number: DE1089405B
Application number: DEK33953A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Nikolaus Goessl; Dipl-Ing Peter Schwarzweber
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1958-02-01
Filing date: 1958-02-01
Publication date: 1960-09-22

Description

Lagerung der Antriebsmotoren in elektrischen Drehgestellokomotiven großer Leistung Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung der Antriebsmotoren in elektrischen Drehgestellokomotiven großer Leistung mit einzeln angetriebenen Radsätzen, wobei jeder Antriebsmotor eines Radsatzes im Raum zwischen der lotrechten, die Drehachse des Drehgestells aufnehmenden Querebene und der lotrechten Längsmittelebene des angetriebenen Radsatzes angeordnet ist.Storage of the drive motors in electric bogie locomotives high performance The invention relates to a mounting of the drive motors in high performance electric bogie locomotives with individually driven ones Wheelsets, with each drive motor of a wheelset in the space between the vertical, the axis of rotation of the bogie receiving the transverse plane and the vertical longitudinal center plane of the driven gear set is arranged.

Bei dieser bekannten Lagerung von Antriebsmotoren ist jeder Antriebsmotor, soweit es sich um einen Hohlwellenantrieb handelt, mit seinem gesamten Gewicht und, falls es sich um einen Tatzlagermotor mit oder ohne Hohlwelle handelt, mindestens mit seinem halben Gewicht im Drehgestellrahmen des zugehörigen Drehgestells gelagert. Bei den heute meist üblichen elektrischen Drehgestellokomotiven großer Leistung verteilt sich dabei das Gesamtgewicht der Lokomotive etwa zur einen Hälfte auf die Drehgestelle und zur anderen Hälfte auf den Hauptrahmen mit Aufbauten, Transformatoren, Lüftermotoren, Schaltgeräten und sonstigen Hilfseinrichtungen. Dadurch ergibt sich bei höheren Fahrgeschwindigkeiten infolge von Resonanzschwingungen zwischen Drehgestellen und Hauptrahmen ein unruhiger Lauf, der insbesondere bei Schnellzuglokomotiven nicht tragbar ist.In this known storage of drive motors, each drive motor is as far as it is a hollow shaft drive, with its entire weight and, if the motor is a pivot bearing motor with or without a hollow shaft, at least stored with half its weight in the bogie frame of the associated bogie. In today's mostly common high-performance electric bogie locomotives Half of the total weight of the locomotive is distributed among them Bogies and the other half on the main frame with superstructures, transformers, Fan motors, switchgear and other auxiliary equipment. This results in at higher travel speeds due to resonance vibrations between bogies and the main frame run unevenly, which is especially not the case with express locomotives is portable.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, die Lagerung .der Antriebsmotoren in elektrischen Drehgestellokomotiven großer Leistung so zu verbessern, daß das Auftreten der die Laufruhe beeinträchtigenden Resonanzschwingungen zwischen Hauptrahmen und Drehgestell mit Sicherheit verhindert wird.This is where the invention begins, the object of which is to provide the Storage of the drive motors in high-performance electric bogie locomotives to improve so that the occurrence of the smoothness impairing resonance vibrations between the main frame and the bogie is prevented with certainty.

Die Aufgabe wird bei der eingangsgenannten Antriebsmotorenlagerung dadurch gelöst, daß jeder Antriebsmotor mindestens mit seinen am Gehäuse vorgesehenen, zur Drehgestellmitte hin liegenden Auflagern beweglich am Hauptrahmen abgestützt ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß jeder Antriebsmotor in lotrechter Richtung im Drehgestell längs-und querfest geführt ist.The task is with the drive motor mounting mentioned above solved in that each drive motor at least with its provided on the housing, supports lying towards the center of the bogie, movably supported on the main frame is. It is also proposed that each drive motor in the vertical direction is guided in the bogie longitudinally and transversely.

Es ist zwar bei elektrisch angetriebenen Triebwagen bekannt geworden, die Aufhängung des in seinem Schwerpunkt aufgehängten Tatzlagermotors einerseits am Drehgestellrahmen und andererseits am Hauptrahmen abzustützen. Damit ist es aber nur möglich, einen Teil des Motorgewichtes unmittelbar am Hauptrahmen abzustützen, während der andere Teil nach wie vor auf dem Drehgestellrahmen lastet. Hierbei handelt es sich jedoch um Fahrzeuge mit Antriebsmotoren kleiner Leistung und geringen Gewichtes, so daß bei diesen Fahrzeugen das dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende Problem überhaupt nicht auftritt. Außerdem ist der Antriebsmotor nicht zwischen den Radsätzen, sondern außerhalb angeordnet, was entsprechend große überhängende Massen und daher schlechte Laufeigenschaften zur Folge hat, die gerade bei schweren elektrischen Drehgestelllokomotiven großer Leistung vermieden werden sollen.It has become known in the case of electrically powered railcars, the suspension of the center-of-gravity motor on the one hand on the bogie frame and on the other hand on the main frame. But that's it only possible to support part of the engine weight directly on the main frame, while the other part still rests on the bogie frame. This acts However, these are vehicles with low-power and low-weight drive motors, so that in these vehicles the problem on which the subject of the invention is based does not occur at all. In addition, the drive motor is not between the wheelsets, but arranged outside what correspondingly large overhanging masses and therefore has poor running properties, especially with heavy electrical Bogie locomotives with high performance should be avoided.

Durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen wird insofern eine vorteilhafte Lösung der gestellten Aufgabe- erzielt, als es dadurch möglich ist, ohne große überhängende Massen durch Vergrößern der Masse des Hauptrahmens mit Aufbauten und Hilfseinrichtungen und Verkleinern der schwingungserregenden Drehges_tellmassen eine Resonanz zwischen Hauptrahmen und Drehgestellen zu vermeiden und dadurch den Lauf der Lokomotiven ohne besondere Hilfsmittel, wie Stoßdämpfer u. dgl., zu beruhigen.As a result of the measures provided according to the invention an advantageous solution to the problem achieved, as it is possible is without large overhanging masses by increasing the mass of the main frame with superstructures and auxiliary equipment and reducing the vibration-causing rotary masses to avoid a resonance between the main frame and the bogies and thereby the To calm the running of the locomotives without special aids such as shock absorbers and the like.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeis-iiele nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 die Ansicht eines teilweise längsgeschnittenen Triebdrehgestells mit Tatzlagermotoren einer elektrischen Drehgestellokomotive der Achsenanordnung BoBo, Abb. 2 die Draufsicht auf das Triebdrehgestell nach Abb. 1, Abb. 3 die Ansicht eines teilweise längsgeschnittenen Triebdrehgestells einer elektrischen Drehgestellokomotive mit Hohlwellenantrieb und Abb. 4 die Draufsicht auf das Triebdrehgestell nach Abb. 3.The drawing shows two exemplary embodiments according to the invention shown schematically. It shows Fig. 1 the view of a partially longitudinally sectioned Motorized bogie with pawl bearing motors of an electric bogie locomotive of the Axle arrangement BoBo, Fig. 2 the top view of the motor bogie according to Fig. 1, Fig. 3 is a view of a partially longitudinally sectioned motor bogie of an electric Bogie locomotive with hollow shaft drive and Fig. 4 the top view of the motor bogie according to Fig. 3.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 handelt es sich um eine elektrische Drehgestellokomotive der Achsanordnung B'o Bo, von der in der Zeichnung nur ein Drehgestell 1 und der darüberliegende Teil des Hauptrahmens 2 dargestellt ist. Jeder Radsatz 3 ist dabei mittels eines - als Tatzlagermotor vorgesehenen Antriebsmotors 4 angetrieben, der im Raum zwischen der die Drehachse des Drehgestells 1 aufnehmenden lotrechten Querebene y und der lotrechten Längsmittelebene des angetriebenen Radsatzes 3 angeordnet ist. Dabei kann die Achswelle 5 des Radsatzes 3 unmittelbar in Lagerböcken 6 des Gehäuses des Antriebsmotors 4 gelagert oder über eine in diesen gelagerte Hohlwelle und elastische, diese mit den Rädern des Radsatzes 3 verbindende Kupplungen angetrieben sein. Die Verbindung zwischen der Achswelle 5 des Radsatzes 3 bzw. der Hohlwelle und der Ankerwelle 7 des Antriebsmotors 4 erfolgt dabei über ein oder wie im Beispielsfalle über zwei üblicherweise aus einem auf der Ankerwelle 7 vorgesehenen Ritzel 8 und einem auf der Achswelle 5 bzw. der Hohlwelle angeordneten Großrad 9 bestehenden Zahnradvorgelege. Das Gehäuse jedes Antriebsmotors 4 ist an seinem Außenmantel im Bereich des Drehzapfens 10 bzw. bei Drehgestellen 1 mit drehzapfenloser Drehgestellführung im Bereich der ideellen lotrechten Drehachse mit mindestens zwei als Pratzen, Konsolen od. dgl. ausgebildeten Auflagern 11 versehen. Gemäß der Erfindung ist nun jedes Auflager 11 nicht, wie üblich, am Rahmen des Drehgestells 1, sondern am Hauptrahmen 2 elastisch abgestützt. Dazu ist beim Ausführungsbeispiel jedes Auflager 11 mit seinen waagerecht liegenden Abstützflächen auf j e einer Schraubenfeder 12 und 13 abgestützt, deren freies Ende jeweils auf einem mit einem lotrecht angeordneten, einstellbaren Hängependel 14 fest verbundenen Federteller 15 aufliegt. Das Hängependel 14 ist koaxial zu den Schraubenfedern 12 und 13 angeordnet und durchsetzt das zugehörige Auflager 11 mit Spiel. Das freie obere, dem Hauptrahmen 2 zugewandte Ende jedes Hängependels 14 ist über ein beschränkt raumbewegliches Gelenklager 16 am Hauptrahmen 2 angelenkt, das als Kugelgelenklager, Gelenkpfanne, gegebenenfalls mit Gummizwischenlage, quer zur Fahrtrichtung angeordneter Silentbloc od. dgl. ausgebildet sein kann. An Stelle der Schraubenfedern 12 und 13 können selbstverständlich auch andere Federelemente, wie z. B. Gummifedern, vorgesehen sein. Die Aufhängung der Hängependel 14 am Hauptrahmen 2 erfolgt, um die seitlichen Pendelausschläge klein zu halten, vorteilhaft möglichst nahe an der Drehachse bzw. am Drehzapfen 10 des Drehgestells 1. Wenn es die baulichen Umstände erlauben, ist die vorteilhafteste Aufhängung bzw. Lagerung der Antriebsmotoren 4 unmittelbar elastisch am Drehzapfen 10, da hierbei keine seitlichen Relativbewegungen der Anlenkung am Hauptrahmen 2 und am Antriebsmotor 4 auftreten und gleichzeitig eine sichere seitliche Führung des Antriebsmotors 4 im Rahmen des Drehgestells 1 gewährleistet ist.In the embodiment of Fig. 1 and 2 is a electric bogie locomotive with axle arrangement B'o Bo, from the one in the drawing only a bogie 1 and the overlying part of the main frame 2 is shown is. Each wheel set 3 is by means of a - provided as a peg bearing motor Drive motor 4 driven, the one in the space between the axis of rotation of the bogie 1 receiving vertical transverse plane y and the vertical longitudinal center plane of the driven wheelset 3 is arranged. The axle shaft 5 of the wheel set 3 can be placed directly in bearing blocks 6 of the housing of the drive motor 4 mounted or via a mounted in these Hollow shaft and elastic, these with the wheels of the wheel set 3 connecting couplings be driven. The connection between the axle shaft 5 of the wheelset 3 or the Hollow shaft and the armature shaft 7 of the drive motor 4 takes place via an or As in the example, via two usually provided on the armature shaft 7 from one Pinion 8 and a large wheel 9 arranged on the axle shaft 5 or the hollow shaft existing gear reduction. The housing of each drive motor 4 is on its outer shell in the area of the pivot 10 or in the case of bogies 1 with a pivot-free bogie guide in the area of the ideal vertical axis of rotation with at least two claws, brackets Od. The like. Formed supports 11 are provided. According to the invention, each is now Support 11 not, as usual, on the frame of the bogie 1, but on the main frame 2 elastically supported. For this purpose, each support 11 is included in the exemplary embodiment its horizontally lying support surfaces on each of a helical spring 12 and 13 supported, the free end of each on a vertically arranged with a, adjustable suspension pendulum 14 firmly connected spring plate 15 rests. The hanging pendulum 14 is arranged coaxially to the coil springs 12 and 13 and penetrates the associated Support 11 with play. The free upper end facing the main frame 2 each Hanging pendulum 14 is a limited space-movable joint bearing 16 on the main frame 2 hinged, which is used as a ball joint bearing, joint socket, if necessary with a rubber liner, Silentbloc arranged transversely to the direction of travel or the like. Can be formed. At Instead of the coil springs 12 and 13, other spring elements, such as B. rubber springs may be provided. The suspension of the pendulum 14 on the main frame 2 takes place in order to keep the lateral pendulum swings small, advantageously as possible close to the axis of rotation or the pivot 10 of the bogie 1. If it is the structural If circumstances allow, is the most advantageous suspension or mounting of the drive motors 4 directly elastic on the pivot 10, since there are no lateral relative movements the articulation on the main frame 2 and on the drive motor 4 occur and at the same time secure lateral guidance of the drive motor 4 in the frame of the bogie 1 is guaranteed.

Kann indessen keine - wie im Beispielsfalle dargestellt - Anlenkung des Antriebsmotors 4 am Drehzapfen 10 erfolgen, so ist insbesondere bei Vorhandensein einer Hohlwelle mit elastischen Kupplungen zwischen dieser und den Rädern eines Radsatzes 3 notwendig, eine seitliche Führung des Antriebsmotors 4 im Rahmen des Drehgestells 1 vorzusehen, um die parallele Lage zwischen der Längsachse des angetriebenen Radsatzes 3 und der Ankerwelle 7 des Antriebsmotors 4 sicherzustellen, Hierzu kann eine lotrechte Gleitführung vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es jedoch, eine wartungs- und verschleißfreie Führung des Antriebsmotors 4 mittels querliegender, einerseits an dessen Gehäuse und andererseits am Rahmen des Drehgestells 1 über Silentblocs angelenkter Lenker 17 anzuordnen. Während das Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 die Lagerung der Antriebsmotoren 4 bei Drehgestellokomotiven mit Tatzlagermotoren oder ähnlichen Antriebsmotoren 4 zeigt, ist das Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und 4 für die meist bei schnellfahrenden Lokomotiven angeordneten Gestellmotoren vorgesehen. Jeder Antriebsmotor 4 ist dabei mit seinem gesamten Gewicht am Hauptrahmen 2 aufgehängt. Die Kupplung des Antriebsmotors 4 mit dem Radsatz 3 geschieht dabei in bekannter Weise über einen am Gehäuse des Antriebsmotors 4 gelagerten Hohlwellenantrieb mit elastischen, eine Relativbewegung zwischen Hohlwelle 18 und Achswelle 5 erlaubenden Kupplungen 19. Jeder Antriebsmotor 4 ist mit mindestens drei als Pratzen ausgebildeten Auflagern 11 versehen, von denen jedes über ein Hängependel 14 mit Schraubenfedern 12 und 13 am Hauptrahmen 2 angelenkt ist. Dabei entsprechen die an den dem Drehzapfen 10 zugewandten Auflagern 11 vorgesehenen Hängependel 14 und Schraubenfedern 12 und 13 in Anordnung und Ausbildung denen nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, während die an den oberhalb der Achswelle 5 am Gehäuse des Antriebsmotors 4 angebrachten Auflagern vorgesehenen Hängependel 14 die Umkehrung der anderen Hängependel 14 bilden, d. h., während die Schraubenfedern 12 und 13 am Hauptrahmen 2 abgestützt sind, ist das beschränkt raumbewegliche Gelenklager 16 am Auflager 11 angelenkt (Abb. 3, linke Seite).If, however, as shown in the example, the drive motor 4 cannot be linked to the pivot 10 , it is necessary to provide a lateral guide for the drive motor 4 in the frame of the bogie 1, especially if there is a hollow shaft with elastic couplings between it and the wheels of a wheelset 3 In order to ensure the parallel position between the longitudinal axis of the driven wheel set 3 and the armature shaft 7 of the drive motor 4, a vertical sliding guide can be provided for this purpose. However, it is advantageous to arrange a maintenance-free and wear-free guidance of the drive motor 4 by means of transverse control arms 17 hinged on the one hand to its housing and on the other hand to the frame of the bogie 1 via silentblocs. While the embodiment according to Fig. 1 and 2 shows the mounting of the drive motors 4 in bogie locomotives with neck-bearing motors or similar drive motors 4, the embodiment according to Figs. 3 and 4 is intended for the frame motors usually arranged in high-speed locomotives. Each drive motor 4 is suspended from the main frame 2 with its entire weight. The drive motor 4 is coupled to the gear set 3 in a known manner via a hollow shaft drive mounted on the housing of the drive motor 4 with elastic couplings 19 that allow relative movement between the hollow shaft 18 and the axle shaft 5 provided, each of which is hinged to the main frame 2 via a suspension pendulum 14 with coil springs 12 and 13. The suspension pendulums 14 and helical springs 12 and 13 provided on the supports 11 facing the pivot pin 10 correspond in arrangement and design to those according to the previous embodiment, while the suspension pendulums 14 provided on the supports attached above the axle shaft 5 on the housing of the drive motor 4 represent the reversal of the Form another pendulum 14, that is, while the coil springs 12 and 13 are supported on the main frame 2, the limited space-movable joint bearing 16 is articulated on the support 11 (Fig. 3, left side).

An Stelle der Lagerung des Antriebsmotors 4 mittels Hängependel 14 kann auch eine Lagerung mittels Gummielemente 20 vorgesehen sein, die am Auflager 11 des Gehäuses des Antriebsmotors 4 befestigt und in einem Fortsatz 21 bzw. 22 des Hauptrahmens 2 gelagert sind. Die Bemessung der Dicke der Gummielemente 20 geschieht j e nach der notwendigen Drehbeweglichkeit des Drehgestells 1 und der geforderten Relativbeweglichkeit zwischen Drehgestell 1 und Hauptrahmen 2. Die Anordnung der Gummielemente 20 erfolgt derart, daß sie bei einer Drehbewegung des Drehgestells 1 auf Schub beansprucht werden. Dadurch tritt zugleich eine Beruhigung des Fahrzeuglaufes durch Dämpfung der Schlingerbewegungen auf. Bei Lokomotiven mit großen Drehausschlägen der Drehgestelle 1 kann insbesondere für diese Auflager 11 oberhalb der Achswelle 5 eine Gleitmöglichkeit in Querrichtung zwischen diesen und den Gummielementen 20 bzw. zwischen letzteren und dem Fortsatz 22 vorgesehen werden, was in einfacher Weise durch Verwendung von üblichen Gummimetallelementen als Gummielemente 20 geschehen kann.Instead of mounting the drive motor 4 by means of a pendulum 14 Storage by means of rubber elements 20 can also be provided on the support 11 of the housing of the drive motor 4 and attached in an extension 21 or 22 of the main frame 2 are stored. The dimensioning of the thickness of the rubber elements 20 is done depending on the necessary rotational mobility of the bogie 1 and the required Relative mobility between the bogie 1 and the main frame 2. The arrangement of the Rubber elements 20 are carried out in such a way that they when the bogie rotates 1 are claimed to be thrust. At the same time, the vehicle movement calms down by damping the rolling movements. For locomotives with large swings the bogies 1 can in particular for these supports 11 above the axle shaft 5 a possibility of sliding in the transverse direction between these and the rubber elements 20 or between the latter and the extension 22 are provided, which is easier Way done by using conventional rubber-metal elements as rubber elements 20 can.

Da Gestellmotoren mit Hohlwellenantrieb im Rahmen des Spiels der Achswelle "5 in der Hohlwelle 18 gegenüber dem Radsatz 3 in jeder Richtung beweglich sind, muß nun die parallele Lage zwischen Ankerwelle 7 bzw. Hohlwelle 18 und Achswelle 5 gewährleistet werden und jeder Antriebsmotor 4 in Längs-und Querrichtung im Rahmen des Drehgestells 1 geführt sein. Hierzu können wiederum lotrechte Gleitführungen oder vorteilhaft mindestens ein quer zur Fahrtrichtung und mindestens ein in Fahrtrichtung liegender Lenker angeordnet sein. Im Beispielsfalle sind zwei Längslenker 23 und ein Querlenker 24 vorgesehen, die mit einem Ende am Gehäuse des Antriebsmotors 4 und mit dem anderen Ende am Rahmen des Drehgestells 1 jeweils mittels eines Silentblocs um eine waagerecht Achse schwenkbar angelenkt sind. Um eine möglichst gute Führung zu erreichen, sind die Längslenker 23 mit größtmöglichem Abstand voneinander jeweils an einer Stirnseite des Gehäuses des Antriebsmotors 4 angebracht.As frame motors with hollow shaft drive within the framework of the play of the axle shaft "5 are movable in the hollow shaft 18 with respect to the wheel set 3 in every direction, must now be the parallel position between armature shaft 7 or hollow shaft 18 and axle shaft 5 are guaranteed and each drive motor 4 in the longitudinal and transverse directions in the frame of the bogie 1 be performed. For this purpose, in turn, vertical sliding guides or advantageously at least one transverse to the direction of travel and at least one in the direction of travel be arranged lying handlebars. In the example there are two trailing arms 23 and a wishbone 24 is provided, one end of which is attached to the housing of the drive motor 4 and with the other end on the frame of the bogie 1 in each case by means of a silent block are articulated pivotably about a horizontal axis. To get the best possible leadership To achieve, the trailing arms 23 are at the greatest possible distance from each other respectively attached to an end face of the housing of the drive motor 4.

Die Ansprüche 2 bis 6 sind reine Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.Claims 2 to 6 are pure subclaims and only apply in Connection with claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Bearing of the drive motors in electric bogie locomotives high performance with individually driven wheelsets, each drive motor having one Wheelset in the space between the vertical, the axis of rotation of the bogie receiving Arranged transverse plane and the vertical longitudinal center plane of the driven wheelset is, characterized in that each drive motor (4) at least with its am Housing provided, towards the center of the bogie supports (11) movable is supported on the main frame (2).

2. Storage according to claim 1, characterized in that that each drive motor (4) via suspension pendulum (14) and springs (12 and 13) on the main frame (2) is supported.

3. Storage according to claim 1, characterized in that each drive motor (4) is supported on an extension (21 or 22) of the main frame (2) projecting into the bogie (1).

4. Storage according to the claims 1 to 3, characterized in that each drive motor (4) in the vertical direction is guided longitudinally and transversely in the bogie (1).

5. Storage according to claim 4, characterized in that for the vertical guidance of a drive motor (4) in the bogie (1) between this and the frame of the bogie at least one transverse to the direction of travel arranged handlebar (17 or 24) and at least one trailing arm in the direction of travel (23) is provided.

6. Storage according to claims 1 to 5, characterized in that that the suspension of each drive motor (4) on the main frame (2) as close as possible to the The axis of rotation of the bogie (1) is provided.

7. Storage according to claims 1 to 6, characterized in that each drive motor (4) is suspended on the pivot pin (10) of the main frame (2). Considered publications: German Patent Nos. 453 081, 767 023, 813 264; Austrian Patent No. 12,639; French Patent No. 821 284; U.S. Patent No. 2,625,116.