DE1530026B2 - Antriebsanordnung für Triebdrehgestelle elektrischer Triebfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge. IO7455ID6 - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für zwei- oder mehrachsige Triebdrehgestelle von elektrischen Triebfahrzeugen, insbesondere Schienentriebfahrzeugen mit einem im Drehgestellrahmen in Fahrzeuglängsrichtung fest angeordneten Antriebsmotor, der die Wellenenden von Achswinkelgetrieben antreibt, wobei das Tellerrad jedes Achswinkelgetriebes auf einer die Treibachse umfassenden Hohlwelle sitzt, die mit einer mit dem Treibrad verbundenen Kardanhohlwelle gekuppelt ist.

Es ist bereits ein Einzelachsantrieb mit einem längs liegenden, auf ein Achswinkelgetriebe arbeitenden Antriebsmotor mit Kardanwellenübertragung zwischen dem Achswinkelgetriebe und der Treibachse bekannt. Als Kupplung zwischen der hohl ausgebildeten Kardanwelle und der sie umgebenden, das Tellerrad tragenden Hohlwelle des Achswinkelgetriebes dient eine, erhebliche axiale Verschiebungen der Kardanwelle gegenüber der Hohlwelle ermöglichende Kupplung, während die Kupplung zwischen der Kardanwelle und dem Treibrad elastisch ausgebildet ist, ohne dabei nennenswerte Verschiebungen der Kardanwelle zur Treibachse zuzulassen. Bei dieser Anordnung ist die erstgenannte Kupplung einem erheblichen Verschleiß durch Reibung zwischen metallischen Teilen ausgesetzt und bedarf einer laufenden Wartung, in gewissen Zeitabständen auch einer Auswechslung der Verschleißteile (österreichische Patentschrift 164 412).

Weiter ist ein einmotoriges Triebdrehgestell mit achsparallel angeordnetem Antriebsmotor und zwei angetriebenen Achsen bekannt. Dieses Drehgestell weist zwischen Getriebe und Treibrad eine Kardanhohlwelle auf. Der Antrieb vom Motor aus erfolgt über Stirnradgetriebe. Jedes Großrad ist auf einer Hohlwelle angeordnet. Als Kupplung zwischen dieser Hohlwelle 'und der ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten Kardanwelle sowie zwischen dieser und den Treibrädern dienen Kupplungen mit in Gummibuchsen gelagerten Bolzen bzw. Stützen. Solche Kupplungen lassen nur geringe axiale Verschiebungen zwischen dem fest im Drehgestell gelagerten Getriebe und den Treibachsen zu. Außerdem ist der für den Antriebsmotor zur Verfügung stehende Raum bei dieser Anordnung sehr beschränkt (USA.-Patentschrift 2 290 643).

Bei einer weiteren bekannten Anordnung ist der Antriebsmotor in Fahrzeuglängsrichtung liegend im Triebdrehgestell angeordnet und treibt über ein Stirnradgetriebe und zwei anschließende, ebenfalls längs liegende Kardanwellen je ein auf einer Treibachse sitzendes Achswinkelgetriebe an (deutsches Gebrauchsmuster 1 815 051). Bei diesem Antrieb sind die Achswinkelgetriebe jeweils gegenüber der Treibachse nicht abgefedert, so daß hier große unabgefederte Massen vorhanden sind.

Schließlich ist ein elektrischer Antrieb für zweiachsige Straßenbahndrehgestelle bekannt, deren Treibachsen von einem auf den beiden Radsätzen gelagerten Motor über fest am Motor angeordnete Winkelgetriebe angetrieben werden, wobei in jedem Getriebegehäuse eine kurze, die Achswelle umschließende Hohlwelle gelagert ist, auf der das Tellerrad des Winkelgetriebes angeordnet ist. Die Hohlwelle ist dabei durch beiderseits unmittelbar neben dem Getriebegehäuse angeordnete Gummischeibenkupplungen mit der Treibachse verbunden (deutsche Patentschrift 838 452). Bei dieser bekannten Anordnung ist der Antriebsmotor praktisch ungefedert auf der Treibachse gelagert. Eine gewisse Federung erfolgt lediglich durch die Elastizität der Gummischeibenkupplung, die sowohl der Abstützung des Gewichtes des Motors auf der Treibachse als auch dem Ausgleich von Auslenkungen der Treibachse gegenüber dem Motor dient. Diese bekannte Anordnung weist zwar eine erhebliche Drehelastizität der Kupplungselemente zwischen Hohlwelle und Treibachse auf, hat

ίο jedoch den Nachteil, daß dadurch die Verspannungswege, die sich durch die aus dem Radsatzlauf erzeugten Blindmomente ergeben, vergrößert werden. Dabei werden die Federelemente — also die Gummischeibenfedern — jeweils so lange gespannt, bis das Reibungsmoment überwunden ist, wodurch sich ein Schlüpfen der Radsätze gegeneinander ergibt, was zu einem pulsierenden Schlupfverhalten führt. Dadurch wird nicht nur ein zusätzlicher Verschleiß am Spur- und Radkranz hervorgerufen, sondern es erfolgt auch

ao ein dauernder Lastwechsel der Zahnflanken der Getriebezahnräder, was zu Zahnradabhebungen der im Eingriff befindlichen Zahnräder führt. Die weitere Folge sind Rattergeräusche und zusätzlicher Zahn- '.(. verschleiß. Außerdem läßt dieser Antrieb nur sehr geringe axiale Verlagerungen der Treibachse gegenüber dem Motorgehäuse zu. Bei einer axialen Auslenkung einer Treibachse gegenüber dem Drehgestell muß bei dieser bekannten Anordnung die gesamte Masse des Antriebsmotors quer verschoben werden, wodurch große Querstoßkräfte auftreten.

Schließlich ist ein Einzelachsantrieb für elektrische Triebfahrzeuge mit fest im Drehgestellrahmen oder Drehgestell angeordnetem Antriebsmotor bekannt, bei dem die Verbindung zwischen Großrad und Treibachse über eine Kardanhohlwelle hergestellt ist. Das Großrad ist dabei über eine zentrierende Gelenkhebelkupplung und das Treibrad über eine Gummijringfeaerkupplung mit der Kardanhohlwelle gekuppelt (Deutsche Auslegeschrift 1 183 115). Will man diesen bekannten, insbesondere für den Antrieb von Einpriasehwechselstrom-Lokomotiven konzipierten Antrieb bei einmotorigen Triebdrehgestellen, insbesondere mit Gleichstrom- oder Mischstrommotoren anwenden, bei dem also der Antriebsmotor je ein (V Großrad beider Treibachsen antreibt, würden sich ebenfalls, wie bei dem obenerwähnten einmotorigen zweiachsigen Drehgestell, durch den Radsatzlauf erzeugte und durch die Blindmomente bedingte relativ große Verspannungswege der Radsätze untereinander ergeben, was zu einem zusätzlichen Verschleiß an Spur- und Radkränzen sowie an den Zahnflanken des Getriebes führen würde.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem zwei- oder mehrachsigen Triebdrehgestell mit fest im Drehgestell gelagerten Motor die axiale Verschiebbarkeit der Treibachsen gegenüber dem Drehgestell zu vergrößern, was insbesondere bei einem dreiachsigen Drehgestell in bezug auf das Fahrverhalten in Kurven von erheblicher Bedeutung ist, dabei aber die antriebsbedingte Kupplung der einzelnen Achsen untereinander hartelastisch auszuführen, d. h. die Drehelastizität der einzelnen Kupplungselemente zwischen dem Getriebe und der Kardanhohlwelle einerseits und zwischen der Kardanhohlwelle und dem Treibrad andererseits soll möglichst klein sein, um die aus dem Radsatzlauf herrührenden und durch die Blindmomente bedingten Verspannungswege der Achsen zueinander so klein zu halten, daß ein solcher An-

trieb dem kontinuierlichen Schlupfverhalten eines Einzelachsantriebes möglichst nahe kommt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten Anordnung erfindungsgemäß darin, daß an den beiden Enden jeder Kardanhohlwelle eine bekannte zentrierende Gelenkhebelkupplung angeordnet ist. Eine solche zentrierende Gelenkhebelkupplung besteht insbesondere, wie in der erwähnten deutschen Auslegeschrift 1 183 115 beschrieben, aus mindestens drei, etwa in Umfangsrichtung angeordneten Gelenkhebeln, deren eine Enden an einem einzigen treibenden und deren andere Enden an einem einzigen getriebenen Teil angreifen.

Bei einem Drehgestell nach der Erfindung sind die oben geschilderten Nachteile vermieden, d. h. in bezug auf das Schlupfverhalten der Treibachsen zueinander ist dieser für ein einmotoriges zwei- oder mehrachsiges Triebdrehgestell bestimmte Antrieb einem Drehgestell mit Einzelachsantrieb praktisch gleichwertig, wobei als zusätzlicher Vorteil eine vergrößerte axiale Länge des Antriebsmotors ermöglicht ist und Schwierigkeiten, die sich beim Anfahren und Bremsen eines Einzelachsantriebs durch Achsentlastung ergeben, entfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Antriebsanordnung nach der Erfindung bei einem dreiachsigen Triebdrehgestell und

F i g. 2 den Mittelquerschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1.

Der Antriebsmotor 1 ist in Fahrzeuglängsrichtung über dem Drehgestellrahmen 2 angeordnet und fest mit diesem verschraubt. An den Stirnseiten des Antriebsmotors'l sind Getriebe 3 und 3' angeordnet, die festjnit dem Antriebsmotor 1 verbunden sind und in gleicher Höhe mit den Treibachsen je eine abtreibende Welle aufweisen, die unterhalb des Drehgestellrahmens 2 in Längsrichtung des Drehgestellrahmens verlaufen. Die Getriebe 3 und 3' sind im Ausführungsbeispiel als Stirnradübersetzungsgetriebe ausgeführt; es können aber ohne weiteres auch andere Kraftübertragungseinrichtungen vorgesehen sein. Weiterhin sind drei Achswinkelgetriebe 5 bzw. 5' vorhanden, die ebenfalls mit dem Drehgestellrahmen 2 fest verbunden sind. Jedes Ende der abtreibenden Welle 4 des Stirnradgetriebes 3 ist mit der antreibenden Welle je eines benachbarten Achswinkelgetriebes 5 und die abtreibende Welle 4' des Stirnradgetriebes 3' mit der antreibenden Welle eines weiteren Achswinkelgetriebes 5' gekuppelt. Diese Achswinkelgetriebe 5 und 5' sind im Ausführungsbeispiel als übersetzende Kegelradgetriebe ausgebildet. Da der Antriebsmotor 1 sowie die Stirnradgetriebe 3 und 3' fest mit dem Drehgestellrahmen 2 verschraubt sind, ist die zwischen den Stirnradgetrieben 3 und 3' und den Achswinkelgetrieben 5 und 5' wie üblich angeordnete Kupplung nur zum Ausgleich von Bauungenauigkeiten bestimmt. Die abtreibenden Wellen der Achswinkelgetriebe 5 und 5' sind als Hohlwellen 7 ausgebildet. Innerhalb dieser Hohlwellen sind in nicht ausgelenktem Zustand konzentrisch die Treibachsen 6 angeordnet.

Zur Kraftübertragung von der Hohlwelle? jedes Achswinkelgetriebes 5 und 5' zum, Treibrad dient eine Kardanhohlwelle 8, die die Treibachse 6 umgibt. Zur Kupplung der Hohlwelle? mit der Kardanhohlwelle 8 ist eine zentrierende Gelenkhebelkupplung 9 vorgesehen. Eine solche Kupplung läßt bekanntlich eine große axiale Verschiebung der zu kuppelnden Wellen zueinander zu, ohne daß wesentliche Rückstellkräfte auftreten.

Die Kupplung der Kardanhohlwelle 8 mit dem Treibrad erfolgt ebenfalls durch eine solche zentrierende Gelenkhebelkupplung 10.

Ein solcher Gelenkkardanhohlwellenantrieb gestattet Bewegungen des Treibradsatzes gegenüber dem Drehgestellrahmen in allen Ebenen. Da ein soleher Antrieb eine große axiale Verschiebung der Treibachse gegenüber dem Drehgestellrahmen zuläßt, ergibt sich auch bei Kurvenfahrt des Triebfahrzeuges ein außerordentlich ruhiger Lauf.

Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Antriebsanordnung ist das Achswinkelgetriebe auf einer Treibradseite außerhalb der Drehgestellrahmen-Längsachse angeordnet und das Stirnradgetriebe schräg gestellt, so daß in Richtung der Treibachse ein ausreichend großer Raum für die Unterbringung des Achswinkelgetriebes vorhanden ist.

Bei einem zweiachsigen Drehgestell braucht statt zweier Stirnradgetriebe gegebenenfalls nur eines verwendet zu werden, dessen abtreibende Welle beidseits ein Achswinkelgetriebe antreibt.

Sowohl bei zweiachsigen als auch bei dreiachsigen Drehgestellen können alle Bauelemente gleich ausgebildet sein. Auch der Drehmomentübertragungsweg

*" vom Antriebsmotor zur Treibachse ist sowohl beim zweiachsigen als auch beim dreiachsigen Drehgestell für alle Achsen gleich. Dies ist ein besonderer Vorzug einer solchen Anordnung, da dadurch auch das elastische Verhalten der Treibradachse gegenüber der Welle des Antriebsmotors bei allen Achsen gleich ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antriebsanordnung für zwei- oder mehrachsige Triebdrehgestelle von elektrischen Triebfahrzeugen, insbesondere Schienentriebfahrzeugen mit einem im Drehgestellrahmen in Fahrzeuglängsrichtung fest angeordneten Antriebsmotor, der die Wellenenden von Achswinkelgetrieben antreibt, wobei das Tellerrad jedes Achswinkelgetriebes auf einer die Treibachse umfassenden Hohlwelle sitzt, die mit einer mit dem Treibrad verbundenen Kardanhohlwelle gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden jeder Kardanhohlwelle (8) eine bekannte zentrierende Gelenkhebelkupplung (9 bzw. 10) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen