DE1530037B1

DE1530037B1 - Single axle drive for electric traction vehicles, especially rail traction vehicles

Info

Publication number: DE1530037B1
Application number: DE19651530037
Authority: DE
Inventors: Kraft Dipl-Ing Karl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-01-27
Filing date: 1965-10-14
Publication date: 1969-10-23
Also published as: AT250435B; DE6600144U

Description

Die Erfindung betrifft einen Einzelachsantrieb für elektrische Triebfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge, bei dem der auf der treibaehsabgewandten Seite im Drehgestell elastisch aufgehängte Antriebsmotor auf seinen beiden Stirnseiten über je eine Zahnradübersetzung und nachgeschaltete elastische Kupplungen auf das Treibrad arbeitet, wobei jedes der beiden Großzahnräder mittels gleichachsiger Wälzlager auf einem die Treibachse mit Spielumschließenden Hohlwellenstummel gelagert ist, die außer zur Aufnahme der Radialkräfte auch noch zur Aufnahme des durch die Motorabstützung verursachten Biegemomentes dienen, während die elastischen Kupplungen, nämlich Gummiringfedern, zur Verminderung dieses Biegemomentes innerhalb der Treibräder angeordnet sind.The invention relates to a single axle drive for electric traction vehicles, especially rail locomotives, where the one on the side facing away from the drift The drive motor is elastically suspended in the bogie on both of its front sides via a gear ratio and downstream elastic couplings to the Driving wheel works, each of the two large gears by means of coaxial roller bearings is mounted on a hollow shaft stub enclosing the drive axle with clearance, which apart from absorbing the radial forces also absorbing the through the engine support caused bending moment, while the elastic couplings, namely rubber ring springs, are arranged to reduce this bending moment within the drive wheels.

Ein derartiger Einzelachsantrieb ist z. B. in der österreichischen Patentschrift 220 670 beschrieben. Die Verwendung von Hohlwellenstummeln hat den Vorteil, daß der kleinstmögliche Zentralabstand von Motorwelle zur Treibachse erzielbar ist und dadurch eine große Übersetzung ermöglicht wird, da das Ständerblechpaket des Fahrmotors nahe an die Treibachse herangeführt werden kann. Der Nachteil dieses bekannten Antriebes liegt darin, daß das große Fahrmotorgewicht nur durch die geringe Eigendämpfung der Ringfedern gedämpft ist, die daher ausgelegt werden müssen, um Resonanzen zu vermeiden und mithin einen unterkritischen Betrieb des Antriebes hinsichtlich der Motorschwingungen zu ermöglichen. Der Antrieb kann daher nur für einen bestimmten, beschränkten Geschwindigkeitsbereich eingesetzt werden.Such a single axle drive is z. B. in the Austrian Patent specification 220 670. The use of hollow shaft stubs has the Advantage that the smallest possible central distance from the motor shaft to the drive axis can be achieved is and thereby a large translation is made possible because the stator core the drive motor can be brought close to the drive axle. The downside to this known drive is that the large traction motor weight is only due to the low Self-damping of the ring springs is damped, which must therefore be designed to To avoid resonances and therefore a subcritical operation of the drive with regard to to enable engine vibrations. The drive can therefore only be used for a specific, limited speed range.

Die Erfindung soll die Möglichkeit geben, auch höhere Fahrgeschwindigkeiten zulassen zu können. Erfindungsgemäß stützt sich bei dem eingangs genannten Einzelachsantrieb der Motor mittels einer Schwinge, die aus den Radschutzkästen und einer diese verbindenden Abdeckung besteht, auf jeden der mit dem zugehörigen Radschutzkästen verbundenen Hohlwellenstummel ab, wobei zwischen dem Motor und der Schwinge gedämpft federnde Glieder zwischengeschaltet sind. Der Fahrmotor wird also zunächst über gedämpft federnde Glieder auf der Schwinge abgestützt. Die Schwinge stützt sich ihrerseits mit dem Hohlwellenstummel über die elastischen Kupplungen auf der Treibachse ab.The invention should give the possibility of higher driving speeds to be able to allow. According to the invention is based on the aforementioned single-axle drive the engine by means of a rocker arm, which consists of the wheel protection boxes and one connecting them Cover exists on each of the associated with the associated wheel protection boxes Hollow shaft stub from, with dampened resilient between the motor and the rocker Links are interposed. The traction motor is thus initially dampened resilient links supported on the rocker arm. The swing arm is supported in turn with the hollow shaft stub over the elastic couplings on the drive axle.

Dadurch wird das Schwingungsverhalten des Antriebes gegenüber solchen bekannter Art völlig verändert. Es werden nämlich Schwingungen des Fahr- ; motors gegenüber der Schwinge und Schwingungen der Schwinge gegenüber der Treibachse ermöglicht, die sich jeweils wegen der unterschiedlichen Dämpfung der zwischengeschalteten Glieder ganz anders auswirken. Die Schwinge ist - wenn man den Motor ; wegen seiner großen Masse zunächst als ruhend betrachtet - zwischen einer weichen Feder und der harten, die elastische Kupplung zur Treibachse bildenden Feder eingespannt und hat wegen ihrer kleinen Masse eine Eigenfrequenz, die über der höchsten Radfrequenz liegt. Sie wird daher unterkritisch betrieben und braucht nicht besonders gedämpft zu werden, was, abgesehen von der Eigendämpfung der elastischen Kupplung, auch nur schwer möglich wäre.This changes the vibration behavior of the drive compared to such known type completely changed. There are namely vibrations of the driving; motors with respect to the rocker arm and vibrations of the rocker arm against the drive axis, each due to the different attenuation of the intermediate links have a completely different effect. The swing arm is - if you have the engine; because of its great Mass initially considered to be at rest - between a soft spring and the hard, clamped the elastic coupling to the drive axis forming spring and has because of Their small mass has a natural frequency that is higher than the highest wheel frequency. It is therefore operated subcritically and does not need to be particularly attenuated, which, apart from the self-damping of the flexible coupling, is also only possible with great difficulty were.

Bei dem Betrieb des Antriebes kann man also wesentlich höhere Geschwindigkeiten zulassen, da dies immer noch zu einem unterkritischen Verhalten der Schwinge führt, wenn sich der Fahrmotor selbst schon im oberkritischen Bereich (hinsichtlich der Motorschwingungen) befindet.When operating the drive, you can therefore achieve significantly higher speeds allow, since this still leads to a subcritical behavior of the rocker, if the traction motor is already in the upper critical area (with regard to the Engine vibrations).

Die gemäß der Erfindung zwischengeschaltete Schwinge ist torsionssteif, gewährleistet einen präzisen Zahneingriff und arbeitet verschleißfrei. Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung außerdem zweckmäßig, parallel zu den gedämpft federnden Gliedern zwischen Abdeckung und Gehäuse des Motors zusätzliche, vorzugsweise hydraulisch wirkende Dämpfer anzuordnen. Diese können so angeordnet werden, daß sie vertikal, gegebenenfalls bei Anordnung von derartigen Dämpfern zwischen Motorgehäuse und Drehgestellrahmen auch longitudinal die Motorschwingungen dämpfen, wobei sich beide Dämpfer infolge der gegebenen Schrägstellung der Zentrale gegenseitig unterstützen. Schon durch Anordnung der erstgenannten Dämpfer kann die für einen Antrieb zulässige Geschwindigkeit wesentlich erhöht und der Motor sogar, was bisher nicht möglich war, überkritisch betrieben werden. Die wesentlich geringeren Schwingungen der Schwinge selbst werden ausreichend durch die Eigendämpfung der elastischen Kupplung zur Treibachse gedämpft.The swing arm interposed according to the invention is torsionally stiff, ensures precise tooth engagement and works without wear. It is after Another feature of the invention also useful in parallel to the attenuated resilient members between the cover and the housing of the motor additional, preferably to arrange hydraulically acting dampers. These can be arranged so that it vertically, if necessary with the arrangement of such dampers between the motor housing and bogie frames also longitudinally dampen engine vibrations, whereby both dampers support each other due to the given inclination of the center. Already by arranging the first-mentioned damper, the permissible for a drive Speed increased significantly and the engine even, which was previously not possible was to be operated supercritically. The significantly lower oscillations of the rocker themselves become sufficient due to the self-damping of the elastic coupling to the drive axle muffled.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g.1 der Zeichnung im Aufriß und in F i g. 2 im Grundriß dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 1 of the drawing in elevation and in FIG. 2 shown in plan.

Der antreibende elektrische Motor 1 eines Schienentriebfahrzeuges ist auf der einen Seite im Drehgestell aufgehängt. An jedem Ende der Motorwelle 2 ist ein Ritzel3 angeordnet, das in das zugehörige Großzahnrad 4 eingreift. Der Radkörper 5 dieses Großzahnrades 4 trägt den Innenring 6 der elastischen Kupplung. Zwischen dem Innenring 6 und dem Außenring 7 der Kupplung liegt der Gummiring B. Die elastische Kupplung besteht also aus einer Gummiringfeder. Ihr Außenring 7 ist am Treibrad 9 befestigt.The driving electric motor 1 of a rail locomotive is suspended on one side in the bogie. At each end of the motor shaft 2 a pinion 3 is arranged, which engages in the associated large gear 4. Of the Wheel body 5 of this large gear 4 carries the inner ring 6 of the elastic coupling. The rubber ring B lies between the inner ring 6 and the outer ring 7 of the coupling. The elastic coupling therefore consists of a rubber ring spring. Your outer ring 7 is attached to the drive wheel 9.

Die beiden Treibräder 9 sind durch die Achswelle 10 starr miteinander verbunden. Der Radkörper 5 des Großzahnrades 4 ist auf einem entsprechend verlängerten Hohlwellenstumme111 mittels zweier Rollenlager 12 und 13 gelagert, wodurch außer den Radialkräften das infolge der Abstützung des Motors 1 über die Kupplungsteile 6, 7, 8 auf die Achswelle 10 verursachte Biegemoment sicher aufgenommen wird.The two drive wheels 9 are rigidly connected to one another through the axle shaft 10 tied together. The wheel body 5 of the large gear 4 is extended accordingly Hohlwellenstumme111 stored by means of two roller bearings 12 and 13, whereby besides the radial forces as a result of the support of the engine 1 via the coupling parts 6, 7, 8 on the axle shaft 10 caused bending moment is safely absorbed.

Durch die Anordnung zweier Hohlwellenstummel 11 statt der allgemein üblichen Hohlwelle kann das wirksame Eisen des Motors 1 nahezu ganz an die Achswelle 10 heranreichen, so daß der Mittenabstand zwischen Motorwelle 2 und Achswelle 10 ein Minimum wird.By arranging two hollow shaft stubs 11 instead of the general usual hollow shaft can the effective iron of the motor 1 almost entirely to the axle shaft 10 so that the center-to-center distance between motor shaft 2 and axle shaft 10 becomes a minimum.

Die torsionssteife Abdeckung 14 verbindet die auf beiden Seiten des Motors 1 liegenden Radschutzkästen 15 starr miteinander, so daß eine Schwinge 14,15 gebildet wird. Zu dieser Schwinge 14,15 gehören praktisch auch die Hohlwellenstumme111, da sie mit den Radschutzkästen 15 ebenfalls starr verbunden sind. Die Radschutzkästen 15, und damit die Schwinge 14, 15, sind über Silentlager 16 jeweils an den Lagerschilden des Motors 1 gelagert. Auf der anderen Seite der Schwinge 14, 15, nämlich auf der Abdeckung 14, sind Gummifedern 17 angeordnet, auf denen sich der Motor 1 mit seinem Gehäuse federnd abstützt. Die Silentlager 16 und die Gummifedern 17 bilden somit die gedämpft federnden Glieder 16 und 17 zwischen dem Motor 1 und der Schwinge 14,15. Die Schwingungen des Motors 1 gegenüber der Schwinge 14,15 können dabei durch parallel zu den Gummifedern 17 zwischen Abdeckung 14 und Motorgehäuse wirkende zusätzliche Dämpfer 18, gegebenenfalls auch durch das Motorgehäuse mit dem Drehgestellrahmen verbindende weitere Dämpfer 19, so weit gedämpft werden, daß ein überkritischer Betrieb bezüglich der Motorschwingungen bei höheren Geschwindigkeiten möglich ist.The torsionally rigid cover 14 rigidly connects the wheel protection boxes 15 lying on both sides of the engine 1 with one another, so that a rocker 14, 15 is formed. The hollow shaft stubs111 also practically belong to this rocker 14, 15, since they are also rigidly connected to the wheel protection boxes 15. The wheel protection boxes 15, and thus the rocker arm 14, 15, are each mounted on the end shields of the motor 1 via silent bearings 16. On the other side of the rocker arm 14, 15, namely on the cover 14, rubber springs 17 are arranged, on which the motor 1 is resiliently supported with its housing. The silent bearings 16 and the rubber springs 17 thus form the damped resilient members 16 and 17 between the motor 1 and the rocker 14, 15. The vibrations of the engine 1 with respect to the rocker 14, 15 can be dampened by additional dampers 18 acting parallel to the rubber springs 17 between the cover 14 and the motor housing, possibly also by further dampers 19 connecting the motor housing to the bogie frame, so that a supercritical Operation with respect to engine vibrations at higher speeds is possible.

Claims

Claims: 1. Single axle drive for electric traction vehicles, in particular rail locomotives, where the one on the side facing away from the driving axis The drive motor is elastically suspended in the wagon bogie on both of its front sides via a gear ratio and downstream elastic couplings to the Driving wheel works, each of the two large gears by means of coaxial roller bearings is mounted on a hollow shaft stub enclosing the drive axle with play, which apart from absorbing the radial forces also absorbing the through the engine support caused bending moment, while the elastic couplings to reduce this bending moment are arranged within the drive wheels, d a d u r c h marked, that the motor (1) by means of a rocker arm (15, 14), which from the wheel protection boxes (15) and a cover (14) connecting these, on each of the deni associated wheel protection box connected hollow shaft stub (11) is supported, with between the engine and the rocker damped resilient members (16 and 17) interposed are.

2. Single axle drive according to claim 1, characterized in that parallel to the damped resilient members (17) between the cover (14) and the housing of the Motor (1) additional, preferably hydraulically acting damper (18) is arranged are.