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Gruppenantrieb für drei unmittelbar benachbarte, eine Antriebseinheit
bildende Radsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere Die Erfindung bezieht sich
auf einen Gruppenantrieb für drei unmittelbar benachbarte, eine Antriebseinheit
bildende Radsätze von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Drehgestellen, bestehend
aus einem mit der Antriebsanlage verbundenen, im Hauptrahmen gelagerten, einwegigen
Hauptgetriebe, das über drei mit ihm gekuppelte Übertragungsglieder, insbesondere
Gelenkwellen, zum Antrieb der Achsgetriebe der Radsätze dient.
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Bei diesem bekannten Gruppenantrieb ist zwischen dem Hauptgetriebe
und den einzelnen Achsgetrieben jeweils eine Gelenkwelle vorgesehen, von denen zwei
kurz ausgebildet werden können, während die dritte eine beträchtliche Länge aufweisen
muß. Dabei ergibt sich, daß durch die unterschiedliche Länge der die Antriebsleistung
übertragenden Gelenkwellen deren Drehelastizität verschieden ist und daher die Leistung,
insbesondere beim Anfahren oder Beschleunigen ungleich auf die einzelnen Radsätze
verteilt wird; d. h., der über die kürzeste Gelenkwelle mit dem Hauptgetriebe verbundene
Radsatz wird die größte Leistung und der über die längste Gelenkwelle angeschlossene
Radsatz die geringste Leistung aufnehmen bzw. übertragen. Die Gelenkwellen und Getriebe
müssen daher jeweils nach der größten zu übertragenden Leistung bemessen werden.
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Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, einen Gruppenantrieb
gemäß der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem jede Gelenkwelle im wesentlichen
nur die einem Radsatz anteilmäßig zukommende Leistung übertragen muß.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Übertragungsglieder
zwischen dem Hauptgetriebe und jedem Achsgetriebe jeweils die gleiche Drehelastizität
aufweisen.
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Durch diese sowie die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Maßnahmen
wird jedoch nicht nur eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet.
Durch den Gruppenantrieb gemäß der Erfindung ist es auch möglich, die Gelenkwellen
so auszubilden, daß sie weder zu kurz sind noch zu große Knickwinkel aufweisen,
noch daß sie zu lang und der Gefahr von Schwingungen ausgesetzt sind. Ein weiterer
Vorteil der Erfindung ist noch darin zu sehen, daß sie den Bau von sehr kurzen Drehgestellachsständen
ermöglicht und daher auch bei kleinen Krümmungshalbmesser eine gute Bogenläufigkeit
und geringe Spurkranz- und Schienenabnutzung erzielt wird.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt jeweils in Ansicht A b b. 1 den Antrieb des mittleren und
eines Endradsatzes unmittelbar vom Hauptgetriebe aus und des zweiten Endradsatzes
unter Zwischenschaltung eines Zwischengetriebes, A b b. 2 den Antrieb der beiden
Endradsätze durch das Hauptgetriebe und des mittleren Radsatzes über das Zwischengetriebe
und A b b. 3 die gleiche Anordnung wie in Abb. 1, jedoch für einen verkürzten Radstand.
Grundsätzlich ist für sämtliche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung wesentlich,
die der Kraftübertragung dienenden Gelenkwellen zwischen dem Hauptgetriebe und den
drei Achsgetrieben so auszubilden, daß bei Belastung ihre Drehelastizität gleich
groß ist, so daß stets sämtliche übertragungsglieder jeweils nur mit dem einen Radsatz
zukommenden Drehmoment belastet werden und Belastungsspitzen im Augenblick des Anfahrens
in einem Übertragungsstrang durch gleichmäßige Verteilung der Antriebsleistung auf
alle drei Antriebsstränge vermieden sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß A b b. 1 ist zum Übertragen der
Antriebsleistung auf die Radsätze 1, 2 und 3 ein mit der in der Zeichnung nicht
dargestellten Antriebsanlage in beliebiger Weise gekuppeltes hydraulisches, mechanisch-hydraulisches
oder mechanisches Hauptgetriebe 4 vorgesehen. Das Hauptgetriebe 4 ist zwischen zwei
benachbarten Radsätzen 1 und 2 im Hauptrahmen des Fahrzeugs gelagert und weist in
bekannter Weise zwei Antriebswellen 5 und 6 zum Abnehmen der Leistung auf, die aus
dem Getriebegehäuse herausragen und
Flansche oder andere bekannte
Vorrichtungen zum Anschließen von Gelenkwellen 7, 8 und 9 aufweisen. Die Abtriebswelle
6 weist zwei Wellenstummel 10
und 11 auf und ist unterhalb des Hauptgetriebes
4 in einem Gehäusefortsatz 12 des Hauptgetriebes 4 angeordnet. Die andere Abtriebswelle
5 ist ebenfalls in einem Gehäusefortsatz 13 seitlich am Hauptgetriebe 4 gelagert
und mit einem zum Abtrieb dienenden Wellenstummel 14 versehen. Die seitlich und
oberhalb der unteren Abtriebswelle 6 vorgesehene Abtriebswelle 5 weist vorteilhaft
eine von der der Wellenstummel 10 und 11 geringfügig abweichende Drehzahl
auf, um eine gleichmäßige Zahnabnützung der Getrieberäder zu gewährleisten. An jedem
der beiden Wellenstummel 10 und 11 der unteren Abtriebswelle 6 ist eine Gelenkwelle
7 bzw. 8 angeschlossen, deren freies Ende mit dem jeweils zuliegenden Achsgetriebe
15 bzw. 16 eines Endradsatzes 1 bzw. des mittleren Radsatzes 2 verbunden ist. Die
Achsgetriebe 15 und 16 sind dabei in bekannter Weise als Kegelradachsgetriebe mit
oder ohne Stirnradvorgelege ausgebildet. Der Antrieb des zweiten Endradsatzes 3
erfolgt über ein am Drehgestellrahmen oder Hauptrahmen gelagertes Zwischengetriebe
17. Bei Anordnung des Zwischengetriebes 17 im Drehgestellrahmen ist es von Vorteil,
die Gelenke 18 und 19 der Gelenkwelle 9 zwischen dem Hauptgetriebe 4 und dem Zwischengetriebe
17 symmetrisch zur Drehachse Y des Drehgestells vorzusehen. Das Zwischengetriebe
17 ist im Bereiche des mittleren Radsatzes 2 im Zwischenraum zwischen diesem und
dem anzutreibenden Endradsatz 3 angeordnet und besteht im wesentlichen aus zwei
miteinander in Eingriff stehenden Stirnrädern 20 und 21, die auf zwei etwa waagerechten,
in einem Gehäuse 22 drehbar gelagerten Wellen 23 und 24 angeordnet sind. Die Antriebswelle
23 des Zwischengetriebes 17 ist dabei oberhalb der Abtriebswelle 24 vorgesehen.
Die Stirnräder 20 und 21 des Zwischengetriebes 17 sind so ausgebildet, daß ihr Übersetzungsverhältnis
den Drehzahlunterschied zwischen dem Wellenstummel 14 der oberen Abtriebswelle 5
und den Wellenstummeln 10 und 11 an der unteren Abtriebswelle 6 des Hauptgetriebes
4 wieder ausgleicht. Die Antriebswelle 23 weist einen außerhalb des Gehäuses 22
angeordneten Anschlußflansch für die am Hauptgetriebe 4 angeschlossene Gelenkwelle
9 auf, während die Abtriebswelle 24, um verschiedenen Einbaumöglichkeiten
Rechnung zu tragen, vorteilhaft mit zwei Anschlußflanschen ausgerüstet ist, von
denen jeweils einer zum Anschluß einer Gelenkwelle dient. Die zum Übertragen der
Antriebsleistung am Hauptgetriebe 4 angeschlossene Gelenkwelle 9 ist einerseits
an dem seitlichen Wellenstummel 14 des Hauptgetriebes 4 und andererseits an dem
Antriebswellenflansch des Zwischengetriebes 17 angelenkt. Falls das Zwischengetriebe
17 ebenfalls wie das Hauptgetriebe 4 im Hauptrahmen gelagert ist und keinerlei Relativbewegung
zwischen diesen Getrieben möglich ist, kann an Stelle der Gelenkwelle 9 auch eine
starre Welle vorgesehen werden. Der Abtrieb vom Zwischengetriebe 17 erfolgt über
eine weitere Gelenkwelle 25, die zwischen dem dem mittleren Radsatz 2 abliegenden
Anschlußflansch der Abtriebswelle 24 und dem Achsgetriebe 26 des zuliegenden Endradsatzes
3 vorgesehen ist. Durch die Anordnung der beiden Getriebe in je einem Zwischenraum
zwischen zwei benachbarten Radsätzen ergibt sich ein verhältnismäßig großer Radstand,
wie er für schnellfahrende Lokomotiven auf Hauptbahnen mit großen Krümmungshalbmessern
der Gleisbogen vorteilhaft ist.
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Ist die Lokomotive jedoch für Strecken mit engen Bögen vorgesehen,
so ist das Erzielen des erforderlichen kürzeren Radstandes durch eine Anordnung
gemäß A b b. 2 möglich. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Abtriebswellen 5
und 6 des Hauptgetriebes 4 zwar auch zwischen zwei Radsätzen 1 und 2, jedoch in
unmittelbarer Nähe des mittleren Radsatzes 2 angeordnet. Im gleichen Zwischenraum,
und zwar im Bereiche des Endradsatzes 1 ist auch das Zwischengetriebe 17 vorgesehen.
Der Antrieb der Achsgetriebe 15 und 26 der beiden Endradsätze 1 und 3 erfolgt über
je eine Gelenkwelle 7 bzw. 27, die jeweils an einem Wellenstummel 10
bzw.
11 der unteren Abtriebswelle 6 des Hauptgetriebes 4 angeschlossen ist, während der
mittlere Radsatz 2 über das Zwischengetriebe 17 angetrieben wird. Das Zwischengetriebe
17 ist dazu mit seiner Antriebswelle 23 mittels einer Gelenkwelle 28 am Wellenstummel
29 der oberen Abtriebswelle 5 des Hauptgetriebes 4 angekuppelt, während seine Abtriebswelle
24 mit ihrem dem mittleren Radsatz 2 zuliegenden Anschlußflansch über eine weitere
Gelenkwelle 30 am Achsgetriebe 16 des mittleren Radsatzes 2 angeschlossen ist. Der
mittlere Radsatz 2 und der unmittelbar vom Hauptgetriebe 4 angetriebene Endradsatz
3 kann dabei verhältnismäßig nahe am mittleren Radsatz 2 angeordnet werden, ohne
daß beim Durchfedern Schwierigkeiten entstehen oder eine große Bauhöhe erforderlich
ist, weil der gesamte Antrieb des mittleren Radsatzes 2 einschließlich seines Achsgetriebes
16 zum Endradsatz 3 hin verschoben ist und die anderen Achsgetriebe 15 und 26 sowie
die Gelenkwellen 7 und 27 in der lotrechten Längsmittelebene vorgesehen sind. Die
untere Abtriebswelle 6 des Hauptgetriebes 4 ist dabei vorzugsweise symmetrisch zur
lotrechten, die Drehachse Y aufnehmenden Quermittelebene des Drehgestells gelagert,
um gleich lange Gelenkwellen 7 und 27 zu ermöglichen. Ist es jedoch erforderlich,
den Radstand noch kürzer auszubilden, so wird dies gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach A b b. 3 durch Anordnung des Zwischengetriebes 17 außerhalb des Radstandes
des Drehgestelles oder Fahrzeuges erreicht, so daß sich der anzutreibende Endradsatz
3 nun zwischen dem Zwischengetriebe 17 und dem mittleren Radsatz
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befindet. Das Hauptgetriebe 4 ist, wie bei den Ausführungsbeispielen nach
A b b. 1 und 2, zwischen dem mittleren Radsatz 2 und dem anderen Endradsatz 1 am
Hauptrahmen des Fahrzeugs befestigt. Zur Kraftübertragung vom Wellenstummel 14 der
oberen Abtriebswelle 5 des Hauptgetriebes 4 zum Zwischengetriebe 17 sind wegen der
Länge des Kraftübertragungsweges zwei hintereinander geschaltete Gelenkwellen 31
und 32 vorgesehen, die mittels eines festen Zwischenlagers 33 miteinander verbunden
sind. Dieses Zwischenlager 33 ist, wie das Zwischengetriebe 17, vorteilhaft am Drehgestellrahmen
derart gelagert, daß die Gelenke 34 und 35 der das Hauptgetriebe 4 mit dem
Zwischenlager 33
verbindenden Gelenkwelle 31 symmetrisch zur lotrechten, die
Drehachse Y aufnehmenden Querebene des Drehgestells liegen, wodurch eine gleichförmige
Übertragung der Drehbewegung gewährleistet wird.
Es ist jedoch auch
möglich, falls das Zwischengetriebe 17 am Hauptrahmen gelagert ist, an Stelle der
beiden Gelenkwellen 31 und 32 eine starre Welle mit einem ebenfalls am Hauptrahmen
befestigten Stützlager anzuordnen, da zwischen dem Hauptgetriebe 4 und dem Zwischengetriebe
17 keine Relativbewegung stattfindet. Der Abtrieb vom Zwischengetriebe 17 zum Achsgetriebe
26 des zugeordneten Endradsatzes 3 erfolgt über eine Gelenkwelle 36, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß das Achsgetriebe 26 dieses Radsatzes 3 dem Zwischengetriebe
17 zugekehrt ist, so daß, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, ebenfalls
wieder drei gleichartige Achsgetriebe 15, 16 und 26 vorgesehen werden können.
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Um eine möglichst niedrige Bauhöhe zu erzielen, ist es bei allen diesen
Ausführungsbeispielen möglich, die vom Wellenstummel 14 der oberen seitlichen Abtriebswelle
5 des Hauptgetriebes 4 ausgehende Gelenkwelle 9 bzw. 28 bzw. 31 mit dem Zwischengetriebe
17 und dem zugehörigen Achsgetriebe seitlich, d. h. außerhalb der lotrechten Längsmittelebene
anzuordnen, während die anderen Gelenkwellen 7, 8 und 27 mit den zugeordneten Achsgetrieben
in dieser liegend vorgesehen werden.
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Die Ansprüche 2 und 3 gelten nur im Zusammenhang mit Anspruch 1.