DE1530026C - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft cine 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 Stirnfadgetriebe. Jedes Großrad ist auf einer
Hohlwelle angeordnet. Als Kupplung zwischen dieser Hohlwelle und der ebenfalls als Hohlwelle ausge-*"
bildeten 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 unabgcfederte 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 Winkclgetriebes angeordnet ist. Die Hohlwelle ist
dabei durch beiderseits unmittelbar neben dem Getriebegehäuse angeordnete GummischeibcnkupplunjHMi
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 ein dauernder Lastwechsel der Zahnflanken der Getriebezahnräder,
was zu Zahnradabhebungen der im Eingriff befindlichen Zahnräder führt. Die weitere
Folge sind Rattergeräusche und zusätzlicher Zahnverschleiß. 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 Gummiringfederkupplung mit der Kardanhohlwelle gekuppelt
(Deutsche Auslegeschrift 1183 115). Will man diesen bekannten, insbesondere für den Antrieb von
Einphasenwechselstrom-Lokomotiven konzipierten Antrieb bei einmotorigen Triebdrehgestellen, insbesondere
mit Gleichstrom- oder Mischstrommotoren anwenden, bei dem also der Antriebsmotor je ein
Großrad beider Treibachsen antreibt, wurden 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 Rädkränzen sowie an den Zahnflanken des Getriebes führen würde.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem zweir
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 1183 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 F i g. 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
fest mit 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 7 jedes Achswinkelgetriebes 5 und 5' zum Treibrad dient eine
Kardanhohlwelle 8, die die Treibachse 6 umgibt. Zur Kupplung der Hohlwelle 7 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)
- 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
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