DE1183115B

DE1183115B - Drive arrangement for traction vehicles, in particular for rail vehicles driven by electric motors

Info

Publication number: DE1183115B
Application number: DEB65197A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koch
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1961-12-15
Filing date: 1961-12-15
Publication date: 1964-12-10

Description

Antriebsanordnung für Triebfahrzeuge, insbesondtre für durch Elektromotoren angetriebene Schnenenfahl#±euge Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für Triebfahrzeuge, insbesondere für durch Elektromotoren angetriebene Schienenfahrzeuge, mit fest im Drehgestell oder im Hauptrahmen angeordnetem Motor und Getriebe, wobei eine in nicht ausgelenktem Zustand konzentrisch die Treibachse umgebende Kardanhohlwelle zur Kraftübertragung zwischen dem Großrad und dem Treibrad herangezogen wird, deren eines Ende eine kardanisch elastische Kupplung und deren anderes Ende eine kardanisch elastische, axial bewegliche Kupplung trägt.Drive arrangement for traction vehicles, in particular for electric motors driven Schnenenfahl # ± euge The invention relates to a drive arrangement for Traction vehicles, especially for rail vehicles driven by electric motors, with the motor and gearbox fixed in the bogie or in the main frame, whereby a hollow cardan shaft concentrically surrounding the drive axis in the non-deflected state is used for power transmission between the large wheel and the drive wheel, whose one end a gimbal elastic coupling and the other end a gimbal elastic, axially movable coupling carries.

An die Kraftübertragungseinrichtung vom Motor zur Achse schnellfahrender elektrischer Triebfahrzeuge werden mannigfaltige Anforderungen gestellt. Zur Erzielung eines ruhigen Laufes des Triebfahrzeuges und zur Schonung des Oberbaues ist es vor allem erforderlich, die nicht abgefederten Massen klein zu halten. Diese Forderung bedingt eine möglichst vollkommene Abfederung der Antriebs= motoren. Bei einer Abfederung des Antriebsmotors ergeben sich Relativbewegungen zwischen der Achse der Motorwelle und der Treibachse, die eine Kupplungseinrichtung bedingen, die eine Verlagerung der Treibachse gegenüber der Motorachse zuläßt.To the power transmission device from the engine to the axle faster Electric traction vehicles are faced with a wide range of requirements. To achieve a smooth run of the motor vehicle and to protect the superstructure it is all necessary to keep the unsprung masses small. This requirement requires the most complete possible cushioning of the drive motors. With a cushioning of the drive motor, there are relative movements between the axis of the motor shaft and the drive axle, which require a coupling device that allows a displacement of the driving axis relative to the motor axis.

Es sind zahlreiche solcher Kupplungseinrichtungen bekanntgeworden, die die an sie gestellten Anforderungen mehr oder weniger erfüllen.Numerous such coupling devices have become known, which more or less meet the demands placed on them.

Bei diesen Antrieben ist der Motor fest im Drehgestell oder im Hauptrahmen angeordnet, also voll gegenüber der Treibachse abgefedert. Meist ist bei solchen Antrieben eine im Hauptrahmen oder im Drehgestell gelagerte Hohlwelle vorgesehen, in der die Treibachse angeordnet ist, die in nicht ausgelenktem Zustand eine konzentrische Lage zu dieser Hohlwelle einnimmt. Die Bewegungen der Treibachse gegenüber dem Drehgestell bzw. dem Hauptrahmen werden durch elastische Glieder ausgeglichen. Als solche können z. B. Metallfedern oder auch Gummifederelemente dienen.With these drives, the motor is fixed in the bogie or in the main frame arranged, so fully sprung against the drive axle. Mostly it is with such Drives are provided with a hollow shaft mounted in the main frame or in the bogie, in which the drive axis is arranged, which is concentric in the non-deflected state Position to this hollow shaft. The movements of the drive axle in relation to the bogie or the main frame are balanced by elastic links. As such, can z. B. metal springs or rubber spring elements are used.

Es sind auch Antriebe bekannt, bei denen der Kraftübertragung von der Hohlwelle zu den Treibrädern eine Anzahl von Gelenkhebeln dienen, die mit ihrem einen Ende gelenkig an einem nicht gelagerten Zwischenring (auch »tanzender Ring« genannt) und mit ihrem anderen Ende gelenkig an der Hohlwelle bzw. am Treibrad angreifen. Solche Antriebe haben sich bei schnellfahrenden Gleichstromlokomotiven bewährt. Der nicht gelagerte Zwischenring läuft bei nicht ausgelenkter Treibachse praktisch zentrisch. Bei Verlagerungen der Treibachse gegenüber der Hohlwelle treten jedoch durch den dann vorhandenen exzentrischen Lauf des Zwischenringes Unwuchten auf, die den -Lauf des Triebfahrzeuges besonders bei hohen -Geschwindigkeiten erheblich verschlechtern. Diese Antriebe' besitzen meist auch nur eine sehr geringe Umfangselastizität, so daß sie für von Einphasenwechselstron-Kommutatormotoren angetriebene Triebfahrzeuge wenig geeignet sind.There are also drives known in which the power transmission of the hollow shaft to the drive wheels a number of articulated levers are used with their one end articulated to a non-supported intermediate ring (also called "dancing ring" called) and at their other end articulately attack the hollow shaft or the drive wheel. Such drives have proven themselves in high-speed direct current locomotives. The intermediate ring, which is not supported, practically runs when the drive axle is not deflected centric. However, when the drive axis is displaced in relation to the hollow shaft due to the then existing eccentric running of the intermediate ring imbalances, which significantly reduces the running of the traction vehicle, especially at high speeds worsen. These drives usually have only a very low degree of circumferential elasticity, so that they are used for traction vehicles driven by single-phase alternating current commutator motors are not very suitable.

Es sind auch bereits Kardanantriebe für elektrische Triebfahrzeuge zur Drehmomentübertragung zwischen einem fest im Drehgestellrahmen gelagerten Antriebsmotor und dem 'Treibradsatz bekannt. Das vom Motor angetriebene Großrad, das fest am Motorgehäuse gelagert ist, wird von dem auf der Motorachse befestigten Motorritzel angetrieben, so daß ein konstanter Abstaüd,dieser beiden Zahnräder gewährleistet ist. Die Nabe des Großrades ist dabei ähnlich einer Hohlwelle ausgeführt und nimmt in nicht ausgelenktem Zustand des Antriebssystems eine konzentrische Lage zur Treibachse ein. Die Treibachse ist ebenfalls von einer als Hohlwelle ausgebildeten Kardanwelle umgeben. Die Kardanwelle ist unter jeweiliger Zwischenschaltung eines elastischen Gliedes an ihrem einen':Ende mit dem Großrad und an ihrem anderen Ende mit dem Treibradsatz verbunden. Bei einem.' solchen Antrieb' sind Bewegungen des Treibradsatzes gegenüber dem Drehgestell bzw. dem Häuplrahmen parallel zur Motorachse und einem Winkel zu dieser möglich. Diese Bewegungen müssen von elastischen Gliedern aufgenommen werden.There are already cardan drives for electric traction vehicles for torque transmission between a drive motor fixed in the bogie frame and the 'driving wheel set known. The large gear driven by the motor, which is fixed to the motor housing is mounted, is driven by the motor pinion attached to the motor axis, so that a constant distance between these two gears is guaranteed. The hub of the large wheel is designed similar to a hollow shaft and takes in non-deflected State of the drive system in a concentric position to the drive axis. The driving axis is also surrounded by a cardan shaft designed as a hollow shaft. The cardan shaft is with the respective interposition of an elastic member at its one end connected to the large wheel and at its other end to the drive wheel set. At a.' such drive 'are movements of the drive wheel set in relation to the bogie or the main frame parallel to the motor axis and an angle to this possible. These Movements must be absorbed by elastic limbs.

Es ist auch bereits ein Kardanantrieb bekanntgeworden, bei dem eine axiale.'Verschiebbarkeit der Treibachse gegenüber -dem Drehgestell bzw. dem Hauptrahmen möglich ist. Ein solcher Antrieb besitzt an beiden Enden der Hohlwelle verschieden ausgeführte Kupplungen, vorr.-denen die eine nur eine kardanisch-elastische Beweglichkeit zuläßt, während die andere Kupplung sowohl eine kardanisch-elastische Beweglichkeit als auch eine axiale Verschiebung der Treibachse gegenüber dem Hauptrahmen ermöglicht. Diese bekannte Anordnung ist aber nicht in ausreichendem Maße zentrierend, so daß bei einer Auslenkung der Kardanwelle erhebliche Unwuchten auftreten, die zu einem unruhigen Lauf des Triebfahrzeuges führen. Ferner besitzt diese Ausführung keine Umfangselastizität, so daß sie für von Wechselstrom-Kommutatormotoren angetriebene Triebfahrzeuge nicht geeignet ist. Dieser bekannte Antrieb weist außerdem an dem die axiale Verschiebbarkeit zulassenden Kupplungselement aufeinander gleitende, dem Verschleiß unterworfene Metallteile auf, die der Schmierung und Wartung bedürfen.A cardan drive has also become known in which one axiale.'Displaceability of the drive axle in relation to the bogie or the main frame is possible. Such a drive has different at both ends of the hollow shaft executed clutches, which one only a gimbal-elastic Mobility allows, while the other coupling is both a gimbal-elastic Mobility as well as an axial displacement of the drive axis relative to the main frame enables. However, this known arrangement is not sufficiently centering, so that when the cardan shaft is deflected, significant imbalances occur lead to a restless run of the traction vehicle. This version also has no circumferential elasticity, making them suitable for AC commutator motor driven Traction vehicles is not suitable. This known drive also has on the the coupling element sliding on each other allowing axial displaceability, Metal parts subject to wear and tear that require lubrication and maintenance.

Bei Fahrzeugen, die von Wechselstrom-Kommutatormotoren angetrieben werden, ist es aber erforderlich, daß der Antrieb eine Drehelastizität zwischen dem Großrad und dem Treibradsatz in Umfangsrichtung zuläßt. Eine solche Drehelastizität ist beim Anfahren von großem Nutzen, da hierdurch bei noch stehendem Triebfahrzeug sich der Rotor des Antriebsmotors etwas drehen kann, wodurch der Anfahrstrom nicht nur von einigen wenigen Lamellen des Kommutators geführt wird. Außerdem müssen die in Umfangsrichtung elastischen Glieder die Drehmomentschwankungen ausgleichen, die bei Einphasenwechselstrommotoren mit der doppelten Frequenz der Frequenz des speisenden Wechselstromnetzes auftreten.On vehicles powered by AC commutator motors be, but it is necessary that the drive has a torsional elasticity between allows the large wheel and the drive wheel set in the circumferential direction. Such a torsional elasticity is of great use when starting up, as this means that the motor vehicle is still stationary the rotor of the drive motor can turn a little, which means that the starting current is not is only guided by a few lamellas of the commutator. In addition, the in the circumferential direction elastic members compensate the torque fluctuations, the for single-phase AC motors with twice the frequency of the feeding frequency AC network occur.

Als elastische Glieder für die Verbindung der Kardanwelle mit dem Großrad bzw. dem Treibradsatz sind bereits Gummikupplungsglieder, in welche Mitnehmerbolzen eingreifen, sowie Gummisegmente bekannt. Diese bekannten Gummielemente erfüllen die an sie gestellten Forderungen in bezug auf zentrische Führung und parallele oder winklige Versehiebbarkeit der Treibachse gegenüber der Achse des Großrades bei gleichzeitiger Elastizität in Umfangsrichtung bisher nur unvollkommen. Man versuchte daher diese Mängel dadurch zu beseitigen, daß man zusätzliche, außerhalb des Antriebes angeordnete elastische Elemente vorsah, z. B. eine zusätzliche Umfangsfederung, die innerhalb des Großrades oder innerhalb der Treibräder angeordnet wurden.As elastic links for connecting the cardan shaft to the Large wheel or the drive wheel set are already rubber coupling links into which driving pins intervene, as well as known rubber segments. Meet these known rubber elements the demands placed on them with regard to centric and parallel leadership or angular displaceability of the drive axis relative to the axis of the large wheel with simultaneous elasticity in the circumferential direction so far only imperfectly. One tried therefore to eliminate these shortcomings by adding additional ones outside of the drive arranged elastic elements provided, for. B. an additional circumferential suspension, which were arranged within the large wheel or within the drive wheels.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Antriebsanordnung, insbesondere für sehr schnell fahrende elektrische Triebfahrzeuge mit Höchstgeschwindigkeiten von mehr als 130 km/h, bei denen eine große parallele, winklige und axiale Verschiebbarkeit des Treibradsatzes gegenüber der Achse des Großrades und außerdem eine ausreichende Umfangselastizität gewährleistet ist. Die Lösung der Aufgabe besteht bei der eingangs genannten Antriebsanordnung erfindungsgemäß darin, daß die kardanisch-elastische - KWplung als eine an sich bekannte, aus gummielastischen Elementen bestehende und zusätzlich drehelastische Kupplung, die kardanelastische, axial bewegliche Kupplung als eine in beiden Drehrichtungen zentrierende Gelenkhebelkupplung ausgebildet ist.The object of the invention is to create a drive arrangement, especially for very fast electric locomotives with top speeds of more than 130 km / h, at which a large parallel, angular and axial displacement of the drive wheel set compared to the axis of the large wheel and also a sufficient one Circumferential elasticity is guaranteed. The solution to the problem is at the beginning said drive arrangement according to the invention in that the gimbal-elastic - KWoppel as a known per se, consisting of rubber-elastic elements and additional torsionally flexible coupling, the cardan-elastic, axially movable coupling is designed as an articulated lever coupling centering in both directions of rotation.

Die zentrierende Gelenkhebelkupplung besitzt erfindungsgemäß mindestens drei Gelenkhebel, deren eine Enden am treibenden Teil und deren andere Enden am angetriebenen Teil angreifen. Die kardandrehelastische Kupplung kann als an sich bekannte Gummiringfederkupplun$ ausgebildet sein.According to the invention, the centering articulated lever coupling has at least three articulated levers, one end on the driving part and the other end on the attack the driven part. The cardan-elastic coupling can as in itself known rubber ring spring clutch be formed.

Es sind an sich zur Kraftübertragung von einer Welle auf eine zweite, deren Achsen in radialer Richtung oder im Winkel voneinander abweichen und deren axiale Lage veränderlich ist, bereits Kupp-Jungen bekannt, deren Kupplungshälften durch in Umfangsrichtung angeordnete und in an den Kupplungsscheiben angebrachten Büchsen befestigte Seilelemente untereinander verbunden sind. Es sind auch Kupplungen bekannt, bei denen an Stelle der Seilelemente Zugstangen dienen, die an beiden Enden Köpfe besitzen und sich mit diesen auf elastischen Körpern abstützen.There are actually to transmit power from one shaft to a second, whose axes differ from one another in the radial direction or at an angle and whose Axial position is changeable, already known Kupp boys, their coupling halves by arranged in the circumferential direction and attached to the clutch disks Bushes attached rope elements are interconnected. There are also clutches known, in which instead of the rope elements tie rods are used at both ends Have heads and support themselves with them on elastic bodies.

Sowohl die Kupplungen mit Seilelementen als auch die mit Zugstangen ist nur in der Lage, ein Drehmoment in einer Drehrichtung zu übertragen. Diese Kupplungen sind nicht zentrierend, sie fallen' vielmehr in sich zusammen, wenn die eine Kupplungshälfte nicht besonders gelagert ist und wenn das zu übertragende Drehmoment einen gewissen Betrag unterschreitet oder negativ wird, wie dies .Bremsen oder bei einem Wechsel der Drehrichtung der Fall ist.Both the couplings with rope elements and those with tie rods is only able to transmit torque in one direction of rotation. These clutches are not centering, they rather collapse when the one coupling half is not specially stored and if the torque to be transmitted is a certain Amount falls below or becomes negative, as in this case. Braking or when changing the direction of rotation is the case.

Es sind auch bereits Gelenkkupplungen bekannt, die zwei geometrisch einander gleiche Hebelvierecke aufweisen, die mittels zweier Lenkstangen verbunden sind. Diese bekannten Kupplungen lassen zwar eine axiale Verschiebung der zu kuppelnden Wellen zu, ermöglichen aber keine Zentrierung einer nicht ge<-lagerten Welle, wie z. B. einer Kardanwelle, die mit einer zweiten gelagerten Welle gekuppelt ist.There are already articulated couplings known, the two geometrically each have the same quadrangles of levers, which are connected by means of two handlebars are. These known couplings allow an axial displacement of the to be coupled Shafts, but do not allow a shaft that is not supported to be centered, such as B. a cardan shaft which is coupled to a second mounted shaft.

Diese beiden Kupplungsanordnungen sind daher für die Kupplung einer Kardanwelle mit einer drehbar gelagerten zweiten Welle nicht geeignet, da sie nicht zentrierend sind.These two clutch assemblies are therefore one for the clutch Cardan shaft with a rotatably mounted second shaft is not suitable because it is not are centering.

Die Gelenkkupplung gemäß der Erfindung ermöglicht neben einer großen Beweglichkeit in axialer. Richtung eine zentrische Führung der Kardanhohlwelle, so daß kein exzentrischer, Unwuchten verursachender Lauf der Kardanhohlwelle auftreten kann. Sie läßt kardanische Winkelbewegungen dieser Welle zu, ohne daß nennenswerte innere Widerstandskräfte hervorgerufen werden.The articulated coupling according to the invention allows in addition to a large Mobility in axial. Direction of a central guidance of the cardan hollow shaft, so that no eccentric running of the hollow cardan shaft causing imbalances occurs can. It allows cardanic angular movements of this shaft without significant internal forces of resistance are evoked.

Bei der erfindungsgemäßen-Antriebsanordnung ist für die Verbindung zwischen ömßrad und Hohe- -eine Gelenkhebelkupplung artgeordnet. Nachdem eine Ringfederkupplung, insbesondere eine ringfederkupplung, eine große Umfangselastizität besitzt, braucht die Gelenkhebelkuppiung diese Eigenschaft nicht mehr aufzuweisen. Von der Gelenkhebelkupplung sind demnach nur Eigenschaften zu verlangen, die einer Gummiringfederku weniger zu eigen sind. Diese Forderungen sind zentrische Führung, Freiheit von Unwuchten., Z von kardanischen Winkelbewegungen ohne .Hervorrufung von inneren Widerstandskräften und, aß wesentlicher Vorteil, Elastizität in axialer Richtung, welche die Gummiringfeder kaum besitzt. Die große axiale Verschiebbarkeit ist von besonderem Vorteil bei dreiachsigen Drehgestellen.In the drive arrangement according to the invention, an articulated lever coupling is articulated for the connection between the Ömßrad and the height. Since an annular spring clutch, in particular an annular spring clutch, has a high degree of circumferential elasticity, the articulated lever coupling no longer needs to have this property. The articulated lever coupling must therefore only have properties that are less common to a rubber ring spring. These requirements are centric guidance, freedom from imbalances., Z from cardanic angular movements without. Calling up internal resistance forces and, a major advantage, elasticity in the axial direction, which the rubber ring spring hardly has. The great axial displaceability is of particular advantage in three-axle bogies.

Die gleichzeitige Anwendung einer Gelenkhebelkupplung und einer Gummiringfederkupplung erlaubt also die verschiedenen an einen Antrieb zu stellenden Forderungen nur durch die Kupplung zu erfüllen, die hierfür jeweils besonders geeignet ist.The simultaneous use of an articulated lever coupling and a rubber ring spring coupling thus allows the various demands to be made on a drive only through to meet the coupling that is particularly suitable for this.

So hat die Gummiringfeder die Aufgabe, du Drehmoment in Umfangsrichtung elastisch zu üb. tragen und die seitliche und zentrische Führung der Kardanhohlwelle sicherzustellen. Außerdem muß die Gummiringfeder die kardanische Bewegungsmöglichkeit der Kardanhohlwelle gewährleisten, ohne große Rückstellkräfte hervorzurufen. Da die Gummiringfeder innerhalb des Antriebssystems nur einseitig angeordnet ist, können die kardanischen Rückstellkräfte auf ein Minimum gebracht werden. Die Gelenkhebelkupplung hat dagegen die Aufgabe, bei unelastischer Drehmomentübertragung ebenfalls die zentrische Führung und die kardanische Bewegungsmöglichkeit der Kardanhohlwelle zu gewährleisten. Diese Kupplung besitzt ein sehr geringes kardanisches Rückstellmoment und sehr geringe Rückstellkräfte in Hohlwellenlängsrichtung. Hierdurch werden durch Bauungenauigkeiten bedingte Verspannungskräfte vermieden und die Bewegungsfreiheit des Treibradsätzes in Achsrichtung ermöglicht.The rubber ring spring has the task of generating torque in the circumferential direction elastic to ex. wear and the lateral and centric guidance the cardan hollow shaft. In addition, the rubber ring spring must be the gimbal Ensure the possibility of movement of the cardan hollow shaft without great restoring forces to evoke. Because the rubber ring spring is only one-sided within the drive system is arranged, the cardanic restoring forces can be brought to a minimum will. The articulated lever coupling, on the other hand, has the task of inelastic torque transmission likewise the centric guidance and the cardanic movement possibility of the cardan hollow shaft to ensure. This clutch has a very low cardanic restoring torque and very low restoring forces in the longitudinal direction of the hollow shaft. This will be through Tension forces caused by construction inaccuracies are avoided and freedom of movement of the driving wheel set in the axial direction.

Die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in F i g. 1 bis 6 dargestellt ist, näher erläutert.The drive arrangement according to the invention is based on an exemplary embodiment, that in Fig. 1 to 6 is shown, explained in more detail.

F i g. 1 zeigt die Antriebsanordnung schematisch in einem Schnitt in axialer Richtung durch die Treibachse in nicht ausgelenktem Zustand; in F i g. 2 ist der Antrieb in gleicher Weise geschnitten schematisch dargestellt, wobei eine radiale Parallelverschiebung der Treibachse zu ihrer normalen Lage angenommen ist; in F i g. 3 und 4 ist eine Winkelverschiebung der Treibachse und in F i g. 5 eine rein axiale Verschiebung der Treibachse zu ihrer Normallage wiedergegeben; in F i g. 6 ist die Antriebsanordnung perspektivisch schematisch gezeigt, wobei der besseren übersichtlichkeit halber Teile des Radsatzes, der Hohlwelle und der Gummiringfederkupplung aufgeschnitten sind.F i g. 1 shows the drive arrangement schematically in a section in the axial direction through the drive axis in the non-deflected state; in Fig. 2, the drive is shown in section in the same way, with one radial parallel displacement of the drive axis to its normal position is assumed; in Fig. 3 and 4 is an angular displacement of the drive axis and in FIG. 5 a reproduced purely axial displacement of the drive axis to its normal position; in F i g. 6 the drive arrangement is shown schematically in perspective, the better one Clarity of parts of the wheelset, the hollow shaft and the rubber ring spring coupling are cut open.

In sämtlichen Figuren sind die Treibräder mit 1, die Treibachse mit 2, die Hohlwelle mit 3, der Antriebsmotor mit 4 und das Motorritzel mit 5 bezeichnet. Die Teile der Gummiringfederkupplung sind folgendermaßen bezeichnet: der äußere, mit dem Treibradsatz 1, 2 fest in Verbindung stehende Ring mit 11, der innere, mit der Hohlwelle 3 fest verbundene Ring mit 12 und die Ringfeder, die im Adsführungsbeispiel als Guinmiringfeder ausgebildet ist, mit 13.In all figures, the drive wheels are denoted by 1, the driving axle by 2, the hollow shaft by 3, the drive motor by 4 and the motor pinion by 5. The parts of the rubber ring spring clutch are designated as follows: the outer ring with 11, which is firmly connected to the drive wheel set 1, 2, the inner ring with 12 and the ring spring, which is designed as a Guinmiring spring in the Adsführung example, with 13th

Die Teile der Gelenkkupplung sind folgende: das Großrad 21, die mit dem Großrad 21 fest verbundenen Böcke 22, an denen die Gelenkhebel 24 angreifen, die Gelenke 23 an diesen Böcken 22, die an der Hohlwelle 3 befestigten Widerlager 25, die Gelenke 26 an diesen Widerlagern 25 und das Lager 27 des Großrades 21.The parts of the articulated coupling are as follows: the large gear 21, the brackets 22 firmly connected to the large gear 21, on which the articulated levers 24 engage, the joints 23 on these brackets 22, the abutments 25 attached to the hollow shaft 3, the joints 26 on these Abutments 25 and the bearing 27 of the large wheel 21.

Im Ausführungsbeispiel ist die Gelenkhebelkupplung mit vier Gelenkhebeln 24 dargestellt. Die Anzahl der Gelenkhebel kann selbstverständlich ebensogut größer oder mindestens drei sein. Werden weniger als drei Gelenkhebel verwendet, so wird die Hohlwelle nicht in einer zentrischen Lage gehalten, sondern kippt beim Drehen durch.In the exemplary embodiment, the articulated lever coupling has four articulated levers 24 shown. The number of articulated levers can of course just as well be greater or be at least three. If fewer than three articulated levers are used, the hollow shaft is not held in a central position, but tilts when turning by.

Die Gelenke 23 und 26 sind im Ausführungsbeispiel als Gummikugelgelenke dargestellt. Die Kugelgelenke können aber auch aus Metall oder aus einem anderen Material hergestellt sein.The joints 23 and 26 are in the embodiment as rubber ball joints shown. The ball joints can also be made of metal or another Material to be made.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ergibt sich für die an der linken Seite der Hohlwelle 3 angeordnete Gelenkhebelkupplung in jeder Lage ein zentrischer Lauf, d. h., die Hohlwelle 3 rotiert um ihre (gedachte) Achse. Es tritt daher keinerlei Exzentrizität auch bei extrem großem Ausschlag der Treibachse 2 gegenüber der Großradwellenlagerung auf. Die Gelenkhebelkupplung gemäß der Erfindung wirkt also zentrierend.As can be seen from the drawing, it results for the one on the left Side of the hollow shaft 3 arranged articulated lever coupling in each position a centric Run, d. That is, the hollow shaft 3 rotates around its (imaginary) axis. It does not, therefore, occur Eccentricity even with an extremely large deflection of the drive axis 2 compared to the large gear shaft bearing on. The articulated lever coupling according to the invention thus has a centering effect.

Die verschiedenen möglichen Verlagerungen des Treibradsatzes 1, 2 gegenüber dem Drehgestell sollen anschließend betrachtet werden. In der Darstellung der F i g. 1 befindet sich der Antrieb in der Normallage, d. h., die Hohlwelle 3 ist konzentrisch zur Treibachse 2 angeordnet.The various possible displacements of the drive wheel set 1, 2 relative to the bogie will then be considered. In the illustration of FIG. 1 the drive is in the normal position, ie the hollow shaft 3 is arranged concentrically to the drive axis 2 .

Beim Durchfahren einer Unebenheit, z. B. einer Gleisverschiebung, wird die Treibachse 2 parallel zur Achse des Antriebsmotors 4, bezogen auf ihre Normallage, um daß Maß ä nach oben verschoben. Eine solche Verschiebung der Treibachse 2 ist in F i g. 2 dargestellt. Die ; Hohlwelle 3 nimmt dabei eine Schrägstallung zur Treibachse 2 ein.When driving through a bump, z. B. a track shift, the drive axis 2 is shifted parallel to the axis of the drive motor 4, based on its normal position, by that dimension ä upwards. Such a displacement of the drive axis 2 is shown in FIG. 2 shown. The ; Hollow shaft 3 takes up an inclined stabling to drive axis 2.

Ein anderer Fall der Auslenkung tritt beim Durchfahren einer Unebenheit auf nur einer Schiene ein. Dies führt zu einer winkligen Lage der Treibachse 2, wie in: F i g. 3 - und. 4 .darf ist. In dem Auslenkungsfall, der in F i g. 3 gezeigt ist, ist die Gelenkhebelkupplung nicht kardanisch ausgelenkt. Die Winkellage der Hohlwelle 3 wird in diesem Falle von der Gummiringfederkupplung ausgeglichen. Durch den großen Hebelarm, :die Hohlwelle 3 gegenüber der AuslenkÜngsstelle besitzt, ist die kardanische Auslenkung an der Gummiringfederkupplung aber nur sehr klein. Liegt, wie in F i g. 4 dargestellt, die Unebenheit in der rechten Schiene, so wird die Hohlwelle 3 und die Treibachse 2 parallel zueinander verbleiben. Es ergibt sich -eine geneigte Lage der Hohlwelle 3 gegenüber der Achse des Großrades 21. Diese geneigte Lage `wird durch eine kardanische Auslenkung der Gelenkhebelkupplung ausgeglichen.Another case of deflection occurs when driving through an unevenness on only one rail. This leads to an angled position of the drive axis 2, as in: F i g. 3 - and. 4. Is allowed. In the deflection case shown in FIG. 3 is shown, the articulated lever coupling is not articulated in a cardanic manner. The angular position of the hollow shaft 3 is compensated in this case by the rubber ring spring clutch. Due to the large lever arm: the hollow shaft 3 has opposite the AuslenkÜngsstelle, the cardanic deflection on the rubber ring spring coupling is very small. As shown in FIG. 4, the unevenness in the right rail, the hollow shaft 3 and the drive axle 2 will remain parallel to each other. The result is - an inclined position of the hollow shaft 3 with respect to the axis of the large wheel 21. This inclined position `is balanced by a gimbal deflection of the articulated lever coupling.

Ein weiterer Verschiebungsfall der Treibachse 2 gegenüber deta Drehgestell ist die -in F i g. 5 dargestellte Verschiebung der Treibachse 2 in axialer Richtung. Hierbei bleiben Hohlwelle 3 und Treibachse 2 in ihrer konzentrischen Normallage ebenso wie die Gummiringfederkupplung: Die axiale Verschiebung der Hohlwelle 3 gegenüber dem Großrad 21 wird dabei allein durch die Gelenkhebelkupplung ausgeglichen.Another case of displacement of the drive axle 2 with respect to the bogie is the -in F i g. 5 shown displacement of the drive axis 2 in the axial direction. Here, the hollow shaft 3 and drive axle 2 remain in their concentric normal position, as does the rubber ring spring clutch: the axial displacement of the hollow shaft 3 with respect to the large gear 21 is compensated solely by the articulated lever clutch.

Die axialen Verlagerungen; -der Hghlwelle 3 werden, wie aus .dem oben Gesagten zu entnehmen ist, von der Gelenkhebelkupplung aufgenommen, während die Gummiringfederkupplung im wesentlichen der Elastizität in Umfangsrichtung dient.The axial displacements; -the Hghlwelle 3 will be, as from .dem above What has been said is taken from the articulated lever coupling, while the The rubber ring spring clutch is essentially used for elasticity in the circumferential direction.

Für eine Umfangselastizität sind Gummiringfedern besonders gut geeignet. Sie werden in Umfangsrichtung hauptsächlich auf Schub beansprucht. Um Zugspannungen beim . Auslenken der Gummiringfedern zu vermeiden, ist eine Druckverspannung in radialer Richtung zweckmäßig. Eine solche Verspannung läßt sich bei Gummiringfedern leicht herstellen. Wenn eine Gummiringfeder zwischen zwei konzentrischen Ringen angeordnet ist, besitzt sie eine sehr harte kardanische Elastizität. Diese kardanische Elastizität kann entsprechend dem Ausführungsbeispiel vergrößert werden, d. h., die Gummiringfeder kann kardanisch weicher werden, wenn sie statt zwischen zwei konzentrischen Ringen mit über die Breite unveränderlichem Durchmesser als doppeltkonische Ringfeder mit doppeltkonischen Innen- und Außenringen, ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist dabei der größere Durchmesser des Gummiringes in dessen Mitte. Die Wahl der Neigung der Flanken des Gummiringes läßt bestimmte Ausderen eines Ende eine kardanisch-elastische Federkonstante zu.Rubber ring springs are particularly well suited for circumferential elasticity. They are mainly subjected to thrust in the circumferential direction. About tensile stress at the . To avoid deflection of the rubber ring springs, a compressive tension in radial direction expedient. Such a tension can be found in rubber ring springs easy to manufacture. When a rubber ring spring between two concentric rings is arranged, it has a very hard cardan elasticity. This gimbal According to the embodiment, elasticity can be increased; H., the rubber ring spring can be gimbaled softer if it is held between two concentric rings with a diameter that does not change across the width as double-conical ones Annular spring with double-conical inner and outer rings is formed. Appropriately is the larger diameter of the rubber ring in its center. The choice of slope the flanks of the rubber ring leave certain outer ends of a gimbal-elastic Spring constant to.

Eine solche doppeltkonische Ringfeder erfüllt nun bei einem gegebenen zu übertragenden Drehmoment und einer gegebenen Umfangselastizität die Forderung einer möglichst weichen kardanischen Elastizität und einer möglichst harten axialen Elastizität zur Verbesserung der seitlichen Führung der Hohlwelle.Such a double-conical ring spring now fulfills in a given torque to be transmitted and a given circumferential elasticity the softest possible cardanic elasticity and the hardest possible axial Elasticity to improve the lateral guidance of the hollow shaft.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Gummiringfederkupplung am Großrad und die Gelenkhebel kupplung am Treibrad anzuordnen. Eine solche Anordnung ist allerdings weniger zu empfehlen; im besonderen bezüglich der Rückwirkung auf die Lagerung des Großrades.There is also the option of using the rubber ring spring clutch on the large wheel and to arrange the articulated lever coupling on the drive wheel. However, such an arrangement is less recommended; in particular with regard to the repercussions on the storage of the Large wheel.

Für die Gestaltung der Gummiringfeder sind zahlreiche Ausführungsvarianten ..=möglich. So können z. B. die Ringe 11 und 12 im Querschnitt'zwischen den einander zugekehrten Flächen nicht nur einen V-förmigen, sondern auch 'einen trapez-, U- oder halbkreisförmigen bzw. halbovalen Raum einschließen, den die vorzugsweise an die Ringe anvulkanisierte Schicht aus gummielastischem Material, in diesem Falle die Ringfeder 13, ausfällt. Zur Anpassung der Umfangselastizität an die gegebenenfalls erforderlichen Werte kann die Gummischicht auch aus mehreren konzentrisch zueinander liegenden Teilschichten aufgebaut sein. Es ist weiterhin möglich, die Gummischicht und die sie einschließenden Ringe in Umfangsrichtung in mehrere Ringsektoren aufzuteilen.There are numerous design variants for the design of the rubber ring spring .. = possible. So z. B. the rings 11 and 12 in the cross-section between each other facing surfaces not only a V-shaped, but also a trapezoidal, U- or include semi-circular or semi-oval space, which is preferably connected to the rings vulcanized layer of rubber elastic material, in this case the ring spring 13 fails. To adapt the circumferential elasticity to the, if necessary The rubber layer can also consist of several values concentric to one another be built up lying sub-layers. It is still possible to use the rubber layer and to divide the rings enclosing them in the circumferential direction into a plurality of ring sectors.

Für die Ansprüche 4 bis 7 wird kein selbständiger Schutz beansprucht.No independent protection is claimed for claims 4 to 7.

Claims

Claims: 1. Drive arrangement for traction vehicles, in particular for rail vehicles driven by electric motors; with motor and gear unit fixed in the bogie or in the main frame; wherein a hollow shaft concentrically surrounding the drive axis in the non-articulated state is used for power transmission between the large wheel and the drive wheel, one end of which carries a cardan-elastic coupling and the other end of which carries a cardan-elastic, axially movable coupling, characterized in that the Cardan-elastic coupling as a known per se, consisting of rubber-elastic elements and additionally torsionally elastic coupling, the cardan-elastic, axially movable coupling is designed as an articulated lever coupling centering in both directions of rotation: 2nd articulated lever coupling ring according to claim 1y, characterized by at least three articulated levers (24) ; in a known manner, one ends of which on the driving part (large wheel 21) and. attack the other end on the driven part (hollow shaft 3). 3. Cardan torsionally elastic coupling according to spoke 1, characterized in that; that it is designed as a rubber ring spring coupling (11 "n 13) known per se. 4. Coupling according to claims 1 and 3, characterized in that concentric rings (11 and 12) have a V-, trapezoidal, cross-section between the mutually facing surfaces. U: or semicircular or semi-oval space include the a preferably to the rings 'layer (' ring spring 13) vulcanized filling of rubber-elastic material 5. a coupling according to claim 4, characterized indicates overall that the rubber-elastic Shh (ring spring 13). is made up of several concentric partial layers: 6. Coupling according to claim 4 or 5, characterized in that the annular spring (13) is subdivided in the circumferential direction into several annular sectors 7. Coupling according to claims 1 and 2, characterized in that. ß are the articulated lever (24) in the rubber joints (23 and 26), in particular rubber ball joints, stored contemplated publications:.. German patents No. 846 107, 839 890, 675 155, 574 499, 458 735, 376 877; . Swiss. Patent Specification No. 258503; 247 '910; . Austrian patent specification No. 164 412; French patent specification No. 946156.