DE1530036A1 - Double axle drive for an electric locomotive - Google Patents

Double axle drive for an electric locomotive

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DE1530036A1 DE19661530036 DE1530036A DE1530036A1 DE 1530036 A1 DE1530036 A1 DE 1530036A1 DE 19661530036 DE19661530036 DE 19661530036 DE 1530036 A DE1530036 A DE 1530036A DE 1530036 A1 DE1530036 A1 DE 1530036A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion

Description

D2 elachsantrieb für ein elektrisches Triebfahrzeug_ Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb für ein elektrisches Triebfahrzeug mit einem im Fahrgestell gelagerten, elektrischen Fahrmotor, der über Getriebe und nachgiebige Kupplungen mit den Treibachsen verbunden ist. Bei Doppelachsantrieben erfolgt der Antrieb nur durch einen Fahrmotor und die beiden Treibachsen eines Fahrgestells sind über die Getriebe miteinander gekoppelt. Dadurch kann sich unter besonderen Voraussetzungen eine günstigere Ausnutzung der Haftreibung ergeben, wodurch die Schleudergefahr der einzelnen Treibachsen herabgesetzt wird. Derartige Doppelachsantriebe sind z.B. durch die US-Patentschrift 2 290 643 und die deutsche Patentschrift 838 452 bekanntgeworden. Bei den dort beschriebenen Doppelachsantrieben sind die Treibachsen drehelastisch miteinander gekoppelt, wobei siejweils mit den sie mit Spiel umgebenden Großrädern des bzw. der starr am Fahrmotor befestigten Getriebe über eine kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung verbunden sind. Bei Doppelachsantrieben treten sehr vielfältige Relativbewegungen zwischen den einzelnen Antriebsteilen auf, da sich beide Treibachsen unabhängig voneinander bewegen können. Diese Relativbewegungen Werden bei den bekannten Doppelachsantrieben durch die kardanischen und in radialer Richtung federnden Kupplungen aufgenommen. Durch die vorliegende Erfindung Wird ein Doppelachsantrieb so verbessert, daß die kardanischen Kupplungen von einem Teil der möglichen Relativbewegungen entlastet werden. Bei einem DoppQlachsantrieb für ein elektrisches Triebfahrzeug mit einem im Drehgestell gelagerten, elektrischen Fahrmotor, der über Getriebe und nachgiebige Kupplungen mit den Treibachsen verbunden ist, und bei dem die Treibachsen drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweils mit den sie mit Spiel umgebenden Großrädern des bzw. der starr mit dem Fahrmotorgehäuse verbundenen Getriebe über eine kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung verbunden sind, ist gemäß der Erfindung der Fahrmotor in einem Punkt über ein Kugelgelenk im Drehgestell gelagert. Diese Lagerung ermöglicht eine Dreh- bzw. Pendelbewegung des Fahrmotors um eine Drehachse, die jeweils durch das Kugelgelenk und durch eine Kupplung geht. Die Zage der Drehachse stellt sich selbständig ein, je nachdem, welche der beiden Treibachsen ausgelenkt wird: Der Fahrmotor kann also jede Relativbewegung in vertikaler Richtung zwischen dem Fahrgestell und einer Treibachse bzw. zwischen den Treibachsen selbst durch diese Pendel- bzw. Drehberegung aufnehmen, so daß die Kupplungen von diesen Bewegungen entlastet sind. Die Achse, um welche der Motor seine Pendelbewegungen ausführt, paßt sich dabei selbsttätig den Zagen der Treibachse an. Mithin erfüllt der gemäß der Erfindung ausgebildete Doppelachsantrieb die Forderung nach freier Beweglichkeit der Wellen gegeneinander. Da die beiden Treibachsen drehelastisch mit dem Getriebe gekoppelt sind, wird der Kommutator des elektrischen Fahrmotors beim Anfahren des Triebfahrzeuges geschont. Stöße von den Treibrädern cverden gedämpft, so daß ein Radsatz den anderen nicht ungünstig beeinflußt. Außerdem werden durch die Drehelastizität eventuelle Drehmomentpulsationen des Motors abgedämpft. Die gewünschte lh.^öhelastizität bei der Kopplung der beiden Treibachsen kann entweder durch eine drehelastische Ausbildung der beiden Kupplungen erzielt werden oder bei Verwendung einer nichtdrehelastischen, kardanischen Kupplung (z.B. aus.Lenkern bestehend) können die Zahnräder des Getriebes drehelastisch ausgebildet sein. Bei Doppelaehsantrieben hat man die Möglichkeit, den Fahrmotor entweder mit seineroAchse parallel zu den Treibachsen auszurichten oder ihn senkrecht zu den Treibachsen zu legen. Die Ausrichtung des Fahrmotors derart, daß seine Achse parallel zu den .Treibachsen liegt, hat den Vorteil, daß zur Übertragung des Drehmomentes auf die Treibachsen ein S tirnradgetriebe mit nur einem Ritzel und Zwischenrädern verwendet werden kann. Da das Ritzel das Drehmoment auf zwei ZÄischenräder übertragt, rieben sich außerdem die durch die Übertragung entstehende Umfangskräfte, welche die Achse des Ritzels auf Biegung beanspruchen würden, auf. Demgegenüber ist die Verwendung eines mit seiner Achse senkrecht zu den Treibachsen angeordneten Fahr-, motors dann vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Treibachsen so groß ist, daß er mehrere Zwischenräder erforderlich machen würde. In diesem Fall besitzt der Fahrmotor auf jeder Stirnseite ein Ritzel, das jeweils ein über eine kardanische Kupplung mit einer Treibachse verbundenes Großrad antreibt. Allerdings erfordert diese Anordnung die Verwendung von Kegelzahnrädern. Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Figuren 1 bis 3 darg stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Figur 1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Aufsicht auf einen Doppelachsantrieb gemäß der Erfindung, während in Figur 2 eine seitliche Ansicht schematisch angedeutet ist.D2 elaxle drive for an electric traction vehicle_ The present one The invention relates to a double-axle drive for an electric traction vehicle an electric drive motor mounted in the chassis, which is driven by a gearbox and flexible Couplings is connected to the driving axles. In the case of double-axis drives, the Drive only by a traction motor and the two driving axles of a chassis are coupled to one another via the gears. This can result in special Conditions result in a more favorable utilization of the static friction, whereby the The risk of skidding of the individual drive axles is reduced. Such double-axle drives are exemplified by U.S. Patent 2,290,643 and German Patent 838 452 became known. In the double-axle drives described there, the driving axles are torsionally elastically coupled to one another, whereby they each with those surrounding them with play Large wheels of the gearbox rigidly attached to the traction motor via a cardanic and resilient coupling are connected in the radial direction. With double-axle drives there are very diverse relative movements between the individual drive parts because both drive axles can move independently of each other. These relative movements Are in the known double-axis drives by the cardanic and radial Direction of resilient couplings added. Through the present Invention If a double axle drive is improved so that the cardanic couplings be relieved of some of the possible relative movements. With a double salmon drive for an electric traction vehicle with an electric one mounted in the bogie Drive motor connected to the drive axles via gears and flexible couplings is, and in which the drive axles are coupled to one another in a torsionally flexible manner, wherein they each with the large wheels surrounding them with play or the rigid with the Drive motor housing connected gearbox via a cardanic and radial direction Resilient coupling are connected, according to the invention, the traction motor in one Point supported by a ball joint in the bogie. This storage enables a Rotary or pendulum movement of the traction motor around an axis of rotation, each of which is determined by the Ball joint and goes through a coupling. The timidity of the axis of rotation arises automatically one, depending on which of the two driving axles is deflected: The traction motor can so any relative movement in the vertical direction between the chassis and a Driving axle or between the driving axles themselves through this pendulum or rotary excitation record so that the clutches are relieved of these movements. The axis, around which the motor performs its pendulum movements, adapts itself automatically the jaws of the driving axle. Thus fulfills the trained according to the invention Double axle drive the requirement for free movement of the shafts against each other. Since the two drive axles are coupled to the gearbox in a torsionally flexible manner, the The commutator of the electric traction motor is spared when the traction vehicle starts up. Impacts from the drive wheels are dampened so that one wheel set does not affect the other adversely affected. In addition, possible torque pulsations are caused by the torsional elasticity of the engine is damped. The desired elasticity when coupling the two Driving axles can either be through a torsionally flexible design of the two couplings can be achieved or when using a non-torsionally flexible, cardanic coupling (e.g. consisting of links) the gear wheels of the transmission can be designed to be torsionally flexible be. With Doppelaehsantriebs you have the option of using the drive motor either align its axis parallel to the driving axes or perpendicular to the To lay driving axes. Align the drive motor so that its axis is parallel to the .Treibachse, has the advantage that to transmit the torque a spur gear with only one pinion and intermediate gears on the driving axles can be used. Since the pinion transmits the torque to two ZÄischen wheels, also rubbed the circumferential forces resulting from the transfer, which would stress the axis of the pinion in bending. In contrast, the Use of a drive, with its axis perpendicular to the drive axles motors advantageous when the distance between the driving axles is so great that it would require several intermediate gears. In this case the traction motor has a pinion on each end face, each one via a cardanic coupling drives a large wheel connected to a driving axle. However, this requires an arrangement the use of bevel gears. In the following the invention is based on the in FIGS. 1 to 3 illustrated exemplary embodiments explained in more detail. Figure 1 shows a partially sectioned plan view of a double-axle drive according to the invention, while in Figure 2 a side view is indicated schematically is.

Der elektrische Fahrmotor 1 dient zum Antreiben der beiden Treibachsen 2 und.3 eines elektrischen Triebfahrzeuges. Die Treibachsen 2 und 3 sind jeweils mit den Treibrädern 4 und 5 bzw. 6 und ? verbunden, die auf Schienen laufen. Die Achse des elektrischen Fahrmotors 1 verläuft parallel zu den Treibachsen 2 und 3. Zur Übertragung des Drehmomentes von dem elektrischen Fahrmotor 1 auf die Treibachsen 2 und 3 dient das Getriebe 8, das zusammen mit dem Getriebekasten 9 starr mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Das Getriebe 8 besteht aus fünf Stirnrädern, nämlich dem Ritzel 10 des elektrischen Fahrmotors, das über Zwischenräder 11 und 12 die Großräder 13 und 14 antreibt, welche im Getriebekasten 9 gelagert sind und die Treibachsen 2 bzw. 3 jeweils mit Spiel umgeben. Zur Kupplung zwischen den Großrädern 13,14 und den Treibachsen 2,3 dient jeweils eine aus S egmenten'zusammengesetzte Gummiringfeder 15 bzw. 16, die an ihren radial innenliegenden Mantelflächen 17 jeweils mit einem Großrad und an den radial außenliegenden Mantelflächen 18 jeweils mit einem Treibrad verbunden sind. Diese Gummiringfedern 15 bzw. 16 bilden zwischen dem Getriebe und den Treibachsen eine drehelastische, kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung, über die sich ein Teil des Gewichtes des Fahrmotors mit dem Getriebe auf die Treibachsen abstützt. Der andere Teil des Gewichtes des Fahrmotors mit Getriebe wird von der kardanisch pendelnden Aufhängung 19 des Fahrmotors im Fahrgestell. getragen. Zur pendelnden Aufhängung dient das kugelig ausgebildete Lager 20, dessen Längsachse senkrecht zu den Treibachsen liegt, damit der Fahrmotor in Richtung der Treibachsen möglichst festgelegt ist. Der Fahrmotor führt pendelnde Bewegungen um das Lager 20 aus, wobei sich die Achse der Pendelbewegungen auf Grund der kugeligen Ausbildung des Lagers räumlich einstellen kann, um sich den Lagen der Treibachsen anzupassen. Zur besseren Geräuschisolierung und zur Vermeidung von Verschleiß ist im Lager 20 ebenfalls eine kugelig ausgebildete Gummischicht 21 angeordnet, welche die Bewegungen im Lager verschleißfrei zuläßt. Die Verwendung einer Gummiringfeder, deten radial außenliegende Mantelflächen als Befestigungsflächen für die zu verbindenden Teile dienen, hat neben der großen Drehelastizität einer Gummiringfeder den Vorteil, daß das Gewicht des Pahrmotore mit dem Getriebe die Ringfeder auf Druck beansprucht. Die kardanischen Bewegungen der Treibachsen beanspruchen dagegen die Ringfeder auf Schub. In dieser Beanspruchungsrichtung ist die Ringfeder also sehr weich und es ergeben sich nur geringe Rückstellkräfte. Dadurch können die Abmessungen der Ringfeder verhältnismäyig klein gehalten werden. Es empfiehlt sich außerdem,die Ringfeder zur Herabsetzung der auftretenden Zugepannungen durch nicht dargestellte Mittel auf Druck vorzuspannen. Die Befestigung der Ringfedersegmente der kardanischen Kupplung kann so ausgebildet sein, daß, wie dargestellt, die radial außenliegenden Befestigungsteile mit den Treibrad und die radial innenliegenden Befestigungsteile mit dem Großrad verbunden sind. Dies hat den Vorteil, daß die Dichtung des Getriebekastens auf einen kleinen Durchmesser angeordnet werden kann, was sich günstig für die Abdichtung und für die Lebensdauer der Dichtung auswirkt. Man kann die Befestigung aber auch umgekehrt ausbilden. In diesem Fall ergibt sich der Vorteil, daß die Bremswärme vom Radkranz der Treibräder nicht unmittelbar, sondern erst über einen weiteren Weg auf die Gummiteile übertragen wird. Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Doppelachsantriebes gemäß der Erfindung, bei dem die Achse des elektrischen Fahrmotors 31, der die Treibachsen 32 und 33 antreibt, senkrecht zu den Treibachsen liegt. Das vom Fahrmotor erzeugte Drehmoment wird über zwei auf jeder Stirnseite des Fahrmotors angeordnete und mit dem.Fahrmotorgehäuse fest verbundene Getriebe 34 und 35 auf die Treibachsen übertragen. Die Ritzel 36 bzw. 37 des Fahrmotore stehen über eine keglige Verzahnung direkt mit dem im Getriebekasten 38 bzw. 39 gelagerten Großrad 40 bzw. 41 in Eingriff. Die Großräder 40 bew. 41 umgeben jeweils die Treibachse mit Spiel. Als Verbindung zwiseien dem Großrad und der Treibachse dient wiederum jeweils eine aus-Segmenten zusammengesetzte Gummiringfeder 42 und 43. Der Fahrmotor 31 mit den Getrieben 34 bzw. 35 stützt sich nur teilweise über die Ringfedern 42 bzw. 43 auf den Treibachsen ab. Er ist außerdem im Fahrgestell kardanisch pendelnd aufgehängt. Dazu dient das kugelig ausgebildete Lager 44, das durch die eingesetzte Gummischicht 45 federnd ausgebildet ist.The electric traction motor 1 is used to drive the two drive axles 2 and 3 of an electric motor vehicle. The driving axles 2 and 3 are respectively with the driving wheels 4 and 5 or 6 and? connected that run on rails. the The axis of the electric drive motor 1 runs parallel to the drive axes 2 and 3. To transmit the torque from the electric traction motor 1 to the drive axles 2 and 3, the gear 8 is used, which together with the gear box 9 is rigid with the Motor housing is connected. The transmission 8 consists of five spur gears, namely the pinion 10 of the electric traction motor, which via intermediate gears 11 and 12 the Large wheels 13 and 14 drives which are mounted in the gear box 9 and the driving axles 2 or 3 each surrounded by a game. For coupling between the large wheels 13, 14 and the drive axles 2, 3 are each used by a segment composed of segments Rubber ring spring 15 and 16, respectively, on their radially inner lateral surfaces 17 with a large wheel and on the radially outer lateral surfaces 18 each with are connected to a drive wheel. These rubber ring springs 15 and 16 form between the gear and the drive axles a torsionally elastic, cardanic and radial Direction of the resilient coupling, over which part of the weight of the drive motor is transferred supported with the gearbox on the driving axles. The other part of the weight of the Drive motor with gear is from the gimbal swinging suspension 19 of the drive motor in the chassis. carried. The spherical design is used for pendular suspension Bearing 20, the longitudinal axis of which is perpendicular to the driving axes, so that the traction motor is set as possible in the direction of the driving axes. The drive motor performs a pendulum motion Movements around the bearing 20, the axis of the pendulum movements due to the spherical design of the bearing can spatially adjust to the positions adapt to the driving axles. For better noise isolation and to avoid Wear, a spherical rubber layer 21 is also arranged in the bearing 20, which allows the movements in the bearing without wear. The use of a rubber ring spring, Deten radially outer jacket surfaces as fastening surfaces for the to be connected Parts serve, in addition to the great torsional elasticity of a rubber ring spring, has the advantage that the weight of the Pahrmotore with the gearbox puts pressure on the ring spring. The cardanic movements of the drive axles, on the other hand, stress the ring spring Thrust. In this direction of stress, the ring spring is very soft and it there are only low restoring forces. This allows the dimensions of the ring spring be kept relatively small. It is also recommended to use the ring spring to reduce the tension occurring by means not shown to pretension to pressure. The fastening of the annular spring segments of the cardanic coupling can be designed so that, as shown, the radially outer fastening parts with the drive wheel and the radially inner fastening parts with the large wheel are connected. This has the advantage that the seal of the gear box on one small diameter can be arranged, which is favorable for the seal and affects the life of the seal. But you can also attach it reverse training. In this case, there is the advantage that the braking heat from the wheel rim of the drive wheels not directly, but only via a further one Way is transferred to the rubber parts. Figure 3 shows a further embodiment a double axle drive according to the invention, in which the axis of the electric Traction motor 31, which drives the driving axles 32 and 33, perpendicular to the driving axes. The torque generated by the traction motor is increased over two each end face of the drive motor arranged and firmly connected to the drive motor housing Transmission 34 and 35 transferred to the drive axles. The pinions 36 and 37 of the drive motors are directly connected to the gear box 38 or 39 via a conical toothing mounted large gear 40 or 41 in engagement. The large wheels 40 bew. 41 surround each the driving axis with play. As a connection between the large wheel and the drive axle in turn, a rubber ring spring 42 and, which is composed of segments, is used in each case 43. The traction motor 31 with the gears 34 and 35 is only partially supported the ring springs 42 and 43 on the driving axles. It is also in the chassis suspended with a gimbal pendulum. The spherical bearing 44 is used for this purpose is formed resiliently by the rubber layer 45 used.

Claims (7)

Patentans rüche 1. Doppelachsantrieb für ein elektrisches Triebfahrzeug mit einem im Drehgestell gelagerten, elektrischen Fahrmotor, der über Getriebe und nachgiebige Kupplun.fen mit den Treibachsen verbunden ist, bei dem die Treibachsen drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wobei sie jeweils mit den sie mit Spiel umgebenden Großrädern des bzw. der starr mit dem Fahrmotorgehäuse verbundenen Getriebe über eine kardanische und in radialer Richtung federnde Kupplung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor in einem Punkt über ein Kugelgelenk im Fahrgestell gelagert ist. Patentans rüche 1. tandem drive for an electric traction vehicle with a mounted in the bogie, electric traction motor, which is connected via gearing and flexible Kupplun.fen with the driving axles, wherein said driving axles are rotationally elastically coupled to each other, wherein respectively with the surrounding with play Large wheels of the gear or gears rigidly connected to the traction motor housing are connected via a cardanic coupling which is resilient in the radial direction, characterized in that the traction motor is mounted in one point via a ball joint in the chassis. 2. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanischen Kupplungen in an sich bekannter Weise drehelastisch sind. 2. Double axle drive according to claim 1, characterized in that that the cardanic couplings are torsionally flexible in a manner known per se. 3. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder des Getriebes in an sich bekannter Weise drehelastisch ausgebildet sind. 3. Double-axle drive according to claim 1, characterized in that the gears of the Transmission are designed to be torsionally elastic in a manner known per se. 4. Doppelachsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Kupplung in an sich bekannter Weise aus Elementen aus gummielastischem Material gebildet ist. 4. Double axle drive according to claim 2, characterized in that the cardanic coupling in itself is formed in a known manner from elements made of rubber-elastic material. 5. Doppelachsantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Kupplung in an sich bekannter Weise aus einer einteiligen oder aus Segmenten zusammengesetzten Gummiringfeder gebildet ist, deren in radialer Richtung außenliegende Flächen jeweils mit dem Großrad bzw. dem Treibrad verbunden sind. 5. Double-axle drive according to claim 4, characterized in that the cardanic coupling is formed in a manner known per se from a one-piece or composed of segments rubber ring spring, whose outer surfaces in the radial direction are each connected to the large wheel or the drive wheel. 6. Doppelachsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteile der Ringfeder in an sich bekannter Weise auf Druck vorgespannt sind. 6. Double axle drive according to claim 5, characterized in that the rubber parts of the ring spring are known per se Way are biased on pressure. 7. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk in an sich bekannter Weise eine Gummischicht enthält.7. double axle drive according to claim 1, characterized characterized in that the ball joint has a rubber layer in a manner known per se contains.
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AT406569B (en) * 1995-03-23 2000-06-26 Elin Ebg Traction Gmbh CHASSIS FOR A RAIL VEHICLE, IN PARTICULAR LOW-FLOOR TRAM

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