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Elektrisches Triebfahrzeug Bei elektrischen Triebfahrzeugen haben
die Drehgestelle jeweils zwei oder drei Treibachsen und diese können entweder jeweils
durch einen elektrischen Fahrmotor für jede Treibachse oder durch einen für alle
Treibachsen gemeinsamen elektrischen Fahrmotor angetrieben werden. Man kann größere
Zugkräfte erhalten, wenn sichergestellt ist, daß eine einzelne Treibachse des Drehgestells
nicht schleudern kann. Dazu müssen im Drehgestell die angetriebenen Treibachsen
starr oder elastisch miteinander gekuppelt sein. Bei Nehrachsantrieben ist dies
von vornherein durch die Art des Antriebes gegeben.
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Bei Einzelachsantrieben sieht man besondere Verbindungsgetriebe zwischen
den einzelnen Fahrmotoren vor.
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Da jedoch innerhalb der Betriebstoleranzen unterschiedliche Treibraddurchmesser
vorhanden sein können, erhält man durch die Kupplung der Treibachsen untereinander
den Nachteil, daß beim Fahren eine Torsionsbeanspruchung entsteht, die so lange
anwächst, bis ein Radsatz durch Gleiten auf dem Gleis das weitere Anwachsen verhindert.
Dieses Torsionsmoment wird also immer in der Höhe des Rutschmomentes einer Treibachse
beim jeweiligen Betriebszustand vorhanden sein. Dadurch werden die Antriebsteile,
insbesondere die Zahnradgetriebe, beansprucht, auch wenn vom Fahrmotor kein Drehmoment
erzeugt wird. Die Antriebsteile müssen daher zusätzlich für dies Torsionsmoment,
auch Blindmoment genannt, dimensioniert werden. Außerdem treten im Betrieb infolge
der Ausgleichsgleitungen ruckartige Bewegungen und Schwingungsanregungen auf, und
der Radreifenverschleiß ist sehr groß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei den
miteinander gekuppelten Treibachsen eines Drehgestells auftretenden zusätzlichen
Beanspruchungen herabzusetzen, ohne daß die Gefahr eines Schleuderns auftritt. Zur
Lösung dieser Aufgabe ist bei einem elektrischen Triebfahrzeug, bei dem die Treibachsen
jedes Drehgestells untereinander gekuppelt sind und entweder jeweils durch einen
elektrischen Fahrmotor für jede Treibachse oder durch einen für alle Treibachsen
gemeinsamen elektrischen Fahrmotor angetrieben sind, gemäß der Erfindung in der
Verbindung der Treibachsen des Drehgestells untereinander eine Schlupfkupplung vorgesehen,
die nur langsame Verdrehungen zuläßt. Zwischen den einzelnen Treibachsen können
dann geringe Drehzahldifferenzen auftreten, wie sie sich infolge der durch die Betriebstoleranzen
bedingten unterschiedlichen Abmessungen ergeben, schnelle Relativdrehungen, wie
sie aber beim Schleudern einer Treibachse auftreten, werden durch die Schlupfkupplung
verhindert. Eine derartige Schlupfkupplung ist nicht sehr aufwendig und benötigt
im allgemeinen keinen zusätzlichen Raum.
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Es empfiehlt sich, als Schlupfkupplung eine auf hydraulische Weise
arbeitende Schlupfkupplung zu verwenden, die eine Hydraulikflüssigkeit enthält,
die nur langsam von dem Uberdruck- zum Unterdruckraum übertreten kann und somit
großen Drehzahldifferenzen Widerstand leistet.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Fig.l zeigt schematisch den Schnitt durch
ein Ausgleichsgetriebe, das das Antriebsdrehmoment eines elektrischen Fahrmotors
auf mehrere Treibachsen verteilt und mit einer gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildeten Schlupfkupplung versehen ist.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen eine mögliche Ausführungsform für die Schlupfkupplung.
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Fig. 4 zeigt die Anordnung der Schlupfkupplüng in einem Verbindungsgetriebe
zwischen den Fahrmotoren von Einzelachsantrieben.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere mögliche Ausführungsform für
die Schlupfkupplung.
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In Fig. 1 ist ein bekanntes Ausgleichsgetriebe 1 dargestellt, dessen
Gehäuse 2 über ein mit ihm verbundenes Zahnrad 3 von dem Ritzel 4 des nicht dargestellten
elektrischen Fahrmotors angetrieben wird. Das Gehäuse 2 ist drehbar auf zwei einander
gegenüberstehenden Wellen 5 und 6 gelagert, die zum Antrieb zweier Treibachsen des
Drehgestells dienen. Diese Wellen 5 und 6 sind jeweils mit einem im Inneren des
Gehäuses 2 liegenden Kegelrad 7 bzw. 8 verbundene die gleichen-Durchmesser haben
und untereinander durch zwei weitere, senkrecht zu ihnen angeordnete und drehbar
im Gehäuse 2 gelagerte Kegelräder 9 und 10 verbunden sind. Dieses bekannte Ausgleichsgetriebe
1 ermöglicht die Übertragung der Antriebsleistung auf die beiden Wellen 5 und 6
derart, daß zwischen ihnen Drehzahldifferenzen auftreten können.
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Um diese möglichen Drehzahldifferenzen zu begrenzen, ist im Inneren
des Ausgleichsgetriebes 1 eine Schlupfkupplung 11 angeordnet, welche die beiden
Wellen 5 und 6 miteinander verbindet und schnellen Relativbewegungen zwischen beiden
Wellen 5 und 6 Widerstand entgegensetzt.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen den prinzipiellen Aufbau der im Inneren des
Ausgleichsgetriebes 1 liegenden Schlupfkupplung 11. Diese ist nach Art einer Zahnradpumpe
mit geschlossenem Gehäuse ausgeführt. Die eine Welle 6 ist mit dem Innenzahnrad
12 und die Welle 5 mit dem Gehäuse 13 der Schlupfkupplung verbunden. Das Gehäuse
13 ist durch den Deckel 14 verschlossen. Im Gehäuse 13 sind weiterhin zwei kleine
Zahnräder 15 und 16 drehbar gelagert, deren Zähne in den Zahnkranz des Innenzahnrades
12 eingreifen.
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Der Innenraum des Gehäuses 13 ist mit Hydraulikflüssigkeit, z.B. öl,
gefüllt.
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Die Schlupfkupplung 11 nach Art einer Zahnradpmpe wirkt nun folgendermaßen:
Der Raum zwischen den Zahnflanken der kleinen Zahnräder 15 und 16 wirkt als Unterdruckraum,
der Raum zwischen den Zahnflanken des Innenzahnrades 12 als Überdruckraum. Bei Drehzahldifferenzen
zwischen den Wellen 5 und 6 müßte sich das Innenzahnrad 12 gegenüber dem Gehäuse
13 drehen. Dabei entsteht vor dem Zahneingriff ein Überdruck, dahinter ein Unterdruck.
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Die Hydraulikflüssigkeit muß dabei durch die engen Zwischenräume zwischen
den Zahnflanken der Räder 12, 15 und 16 gepreßt werden. Sind also die Relativdrehbewegungen
verhältnismäßig langsam, so kann die Hydraulikflüssigkeit diesen folgen und die
Schlupfkupplung 11 läßt eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen beiden Wellen 5
und 6 zu. Sind dagegen die Relativdrehbewegungen sehr schnell, wie dies z.B. beim
Schleudern einer Treibachse auftreten würde, so setzt die Schlupfkupplung 11 Widerstand
entgegen, da die engen Verbindungsleitungen zwischen dem Uberdruck- und Unterdruckraum
innerhalb der Schlupfkupplung nur einen langsamen Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit
zulassen. Ein Schleudern einer Treibachse kann also nicht auftreten, wenn die Schlupfkupplung
11 zwischen den beiden Wellen 5 und 6 liegt.
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Fig. 4 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung, nämlich
den Fall, wenn die beiden Treibachsen 17 und 18 eines elektrischen Triebfahrzeuges
jeweils von einem besonderen, als Gestellmotor ausgebildeten elektrischen Fahrmotor
19 bzw. 20 angetrieben werden. In diesem Fall ist zwischen den beiden Wellen 21
bzw. 22 der elektrischen Fahrmotoren 19, 20 ein Stirnradgetriebe 23 vorgesehen,
welches die beiden Wellen miteinander kuppelt.
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Damit nun ebenfalls schnelle Relativdrehbewegungen vermieden werden,
ist das auf der Welle 21 angeordnete Stirnrad 25 des als Verbindungsgetriebe wirkenden
Stirnradgetriebes 23 als Sehlupfkupplung nach Art einer Zahnradpumpe ausgebildet.
Die Welle 21 des Fahrmotors 19 trägt das Innenzzahnrad 12 der Schlupfkupplung während
das Gehäuse 13 der Schlupfkupplung mit einem Außenzahnkranz versehen ist,der in
das Zwischenrad 24 eingreift.
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Die gemäß der Erfindung vorgesehene Schlupfkupplung kann auch nach
Art einer Kolbenpumpe ausgebildet sein, dies ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.
In diesem Fall ist die eine Welle 26 über eine Kurbelgestänge 27 mit Kolben 28 verbunden.
Diese Kolben 28 gleiten in geschlossenen Zylindern29, die auf einer Scheibe 30 befestigt
sind, die zu der anderen Welle 31 führt.
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Da die Kolben 28 jeweils nur eine Bohrung 32 mit verhältnismäßig gringem
Durchmesser antialten, können sich die Kolben 28 nur sehr langsam in den mit Hydraulikflüssigkeit
gefüllten Zylindern 29 bewegen, da der Flüssigkeitsausgleich nur langsam durch die
engen Bohrungen 32 erfolgt. Die dargestellte Schlupfkupplung setzt daher schnellen
Anderungen der Relativdrehbewegung zwischen den Wellen 26 und 31 einen großen Widerstand
entgegen.
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6 Ansprüche 6 Figuren