DE1276078B

DE1276078B - Kardanwellenantrieb fuer elektrische Triebfahrzeuge

Info

Publication number: DE1276078B
Application number: DE1957L0043834
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arno Oppel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-03-04
Filing date: 1957-03-04
Publication date: 1968-08-29

Description

Kardanwellenantrieb für elektrische Triebfahrzeuge Bei elektrischen Triebfahrzeugen finden des öfteren Antriebe Verwendung, bei denen Kardanwellen zwischen Motor und Getriebe eines Drehgestells angeordnet sind. Bei Kardanwellenantrieben, bei denen die Antriebsmaschinenachse mit der Längsrichtung des Fahrzeuges zusammenfällt, ist als unangenehme Begleiterscheinung zu verzeichnen, daß Axialstöße und Drehschwingungen der Kardanwelle auf die Läuferwelle des Motors gelangen, was die Kommutierung wesentlich beeinträchtigt und auch die Festlager auf der Motorwelle übermäßig beansprucht.
Bei einem bereits vorgeschlagenen Kardanwellenantrieb für elektrische Triebfahrzeuge (deutsche Patentschrift 1227 046) wird eine Verbesserung der Kommutierung dadurch erreicht, daß die Motorwelle über eine elastische Kupplung und eine axial fixierte Zwischenwelle auf die Kardanwelle arbeitet. Das Lagergehäuse für die Zwischenwelle ist an der Motorgehäusestirnseite befestigt. Die elastische Kupplung soll dabei Stöße auf den Anker auffangen. Damit ergibt sich bereits eine Reduzierung von Rückübertragungen aus den Bewegungen der Treibachse über die Kardanwelle auf den Läufer des Antriebsmotors. Axiale Stöße der Kardanwelle gelangen jedoch auch bei dieser Ausführung weiterhin über das Motorgehäuse und die Festlager des Motors auf den Anker und verursachen die schon genannten unangenehmen Folgen. Die einseitige Festlagerung des Motorläufers führt dabei einerseits zu höherer spezifischer Belastung der Lagerstelle und damit vorzeitigem Verschleiß und begünstigt andererseits das Auftreten radialer Pendel- und Schwingbewegungen des Läufers, was einen unrunden Lauf des Kommu.-tators und Kommutierungsbeeinträchtigungen zur Folge hat.
Durch die Erfindung werden die genannten Nachteile ausgeschaltet. Die Erfindung, die einen Kardanwellenantrieb für elektrische Triebfahrzeuge betrifft, bei welchem der Motorläufer über eine elastische Kupplung und eine axial fixierte Zwischenwelle, deren Lagergehäuse an der Motorgehäusestirnseite befestigt ist, auf eine Kardanwelle arbeitet, zeichnet sich dadurch aus, daß beide Lager des Läufers als Loslager ausgebildet sind, daß das axiale Spiel des Läufers durch die elastische Kupplung begrenzt ist und daß alle Kupplungsteile über Plan-Kerbverzahnungen und zentrale Axialbolzen mit den zugehörigen Wellenenden verbunden sind.
Auf diese Weise ist eine geschlossene und kompakte Maschine schwingungsresistenter kurzer Baulänge geschaffen, deren axial fixierte Zwischenwelle mit elastischer Kupplung direkte Stöße und Drehschwingungen der angewinkelten Kardanwelle auffängt und deren spezielle Lagerung der Läuferwelle auch jegliche Übertragung indirekter Axialstöße über das Maschinengehäuse auf die Läuferwelle verhindert. Der Rundlauf des Kommutators bleibt somit unbeeinflußt, und die Motorlager werden geschont.
Für die Begrenzung des axialen Spiels des Läufers durch die elastische Kupplung sind die elastischen Glieder der Kupplung, z. B. ein Gummiring, zweckmäßig in tangentialer Richtung elastischer als in axialer Richtung. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, beide Kupplungsteile durch axial gerichtete Bolzen lose miteinander zu verbinden, wobei die Bolzen in dem einen Kupplungsteil festsitzen und Bohrungen im anderen Kupplungsteil durchdringen, die entsprechend dem gewünschten Spiel größer gehalten sind. Die Bolzen besitzen hierbei Anschläge, zwischen denen die Wandung des anderen Kupplungsteils liegt und deren Abstand voneinander größer als die Wandstärke ist. Durch die Begrenzung des Kupplungsspiels und damit des Läuferspiels wird auf einfache Art verhindert, daß die Teile der Labyrinthdichtungen der Lager in Berührung gelangen. Es wird empfohlen, die Lüfterseite des Läufers der Kupplungsseite zuzuwenden und den Kommutator auf die andere Seite des Läufers zu legen, da durch diese Anordnung ein besonders kurzer Bau der Maschine erzielt werden kann.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher erläutert.
Im Gehäuse 1 einer elektrischen Maschine ist der Läufer über eine Läuferwelle 2 beidseitig in Loslagern 5 und 6 gelagert, die der Läuferwelle 2 ein axiales Spielen und Einstellen auf die magnetische Symmetrieebene gestatten. Am Gehäuse 1 ist ein Lagergehäuse 19 stirnseitig befestigt, in dem eine mit der Läuferwelle 2 fluchteilde Zwischenwelle 9 über Radiallager 18 und Axiallager 17 zentriert und axial fixiert ist. An die Zwischenwelle 9 schließt eine lösbare Kupplung 10 an, die zur baulichen Verkürzung über eine Plan-Kerbverzahnung 7 a und einen Axialbolzen 8 a mit der Zwischenwelle 9 verbunden ist. Die Kraftübertragung von der Läuferwelle 2 auf die Zwischenwelle 9 erfolgt über eine elastische Kupplung, die aus dem inneren Kupplungsteil 11 und dem äußeren Kupplungsteil 12 gebildet ist. Auf dem inneren Kupplungsteil 11 ist ein Federelement 13 aus elastischem Material aufvulkanisiert, das gleichzeitig in einen Metallring 14 einvulkanisiert ist, der in den Kupplungsteil 12 eingepaßt und über eine Paßfeder 15 vor dem Verdrehen gesichert ist. Beide Kupplungsteile 11 und 12 sind wiederum über Plan-Kerbverzahnungen 7 b und 7 c und Axialbolzen 8 b bzw. 8 c mit der Läuferwelle bzw. mit der Zwischenwelle 9 verbunden. Das Federelement 13 fixiert die Läuferwelle 2 gewissermaßen in ihrer axialen Lage, gestattet aber in gewissen Grenzen eine freie axiale Bewegung der Läuferwelle 2. Um zu verhindern, daß übergroße Ausschwingungen der Läuferwelle 2 ein Berühren der Dichtungselemente zwischen Läufer und Ständer hervorrufen, ist die axiale Verschiebbarkeit der beiden Kupplungsteile 11 und 12 zueinander begrenzt durch Bolzen 16, die in den inneren Kupplungsteil 11 fest eingeschraubt und durch Bohrungen im äußeren Kupplungsteil 12 hindurchgeführt sind und Anschläge besitzen, deren Abstand etwas größer als die Wandstärke des äußeren Kupplungsteils 12 ist. Die Bohrungen im äußeren Kupplungsteil 12 sind dabei gleichzeitig so groß zu halten, daß sie ein tangentiales Federn des Federelementes 13 ermöglichen. Die Bolzen 16 können gleichzeitig als Sicherheitseinrichtung dienen für den Fall, daß das Federelement bricht.
Ein auf der Läuferwelle 2 sitzender Innenlüfter 3 ist auf die Kupplungsseite gelegt, um eine möglichst kurze Baulänge der Maschine zu erzielen. Der Kommutator 4 liegt demgemäß am anderen Ende der Läuferwelle 2.

Claims

Patentansprüche: 1. Kardanwellenantrieb für elektrische Triebfahrzeuge, bei welchem der Motorläufer über eine elastische Kupplung und eine axial fixierte Zwischenwelle, deren Lagergehäuse an der Motorgehäusestimseite befestigt ist, auf eine Kardanwellearbeitet,dadurch gekennzeichn e t, daß beide Lager (5, 6) des Läufers als Loslager ausgebildet sind, daß das axiale Spiel des Läufers durch die elastische Kupplung (11, 12, 13) begrenzt ist und daß alle Kupplungsteile über Plan-Kerbverzahnungen (7 a, 7 b, 7 c) und zentrale Axialbolzen (8 a, 8 b, 8 c) mit den zugehörigen Wellenenden verbunden sind.
2. Kardanwellenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Glieder (13) der Kupplung (119 12, 13) in tangentialer Richtung elastischer als in axialer Richtung sind. 3. Kardanwellenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungsteile (11, 12) zur Begrenzung des tangentialen und axialen Spiels durch axial gerichtete Bolzen (16) lose miteinander verbunden sind, daß die Bolzen (16) in dem einen Kupplungsteil (11) festsitzen und Bohrungen im anderen Kupplungsteil (12) durchdringen, die entsprechend dem gewünschten Spiel größer gehalten sind, und daß die Bolzen (16) Anschläge besitzen, zwischen denen die Wandung des anderen Kupplungsteils (12) liegt und deren Abstand voneinander größer als die Wandstärke ist. 4. Kardanwellenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterseite des Läufers der Kupplungsseite zugewandt und die Kommutatorseite dieser abgewandt ist. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschrift Nr. 592 795; deutsche Auslegeschrift Nr. 1107 700; schweizerische Patentschrift Nr. 280 076; Zeitschrift »Elektrische Bahnen« 33 (1962), S. 256 bis 261; ETZ-B, 15 (1963), S. 405, 406, 484, 485; »ASEE - Transactions« Commun. & Eleetronies) 1962, S. 173 bis 176.