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Antriebs einrichtung für die Triebachsen von Sdhienenfahrzeugen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für die Triebachsen von Schienenfahrzeugen
mit einem Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor, dessen Welle im wesentlichen
in Fahrtrichtung liegt.
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Der Erfindung liegt als Aufgabe ein Schienenfahrzeug mit geringer
ungefederter Masse zugrunde, das mit einem schnellaufenden Motor, insbesondere Elektromotor,
angetrieben wird. Die engere Aufgabe besteht darin, zwischen dem schnellaufenden
Motor und dem letzten Getriebeglied der gefederten Masse ein hohes Untersetzungsgetriebe
raumsparend unterzubringen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Antriebs
einrichtung gelöst, die die Merkmale des Hauptanspruchs aufweist. Die Untersetzungsgetriebe
des Getriebesatzes können selbst ein- und mehrstufig sein.
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Für die Erfindung bieten sich mehrere günstige Ausführungsformen an.
So kann ein Triebfahrzeug nach der Erfindung vorteilhafterweise nach den Merkmalen
des Anspruch 2 gestaltet sein. Vorteilhafte Einbauverhältnisse ergeben sich mit
den Merkmalen des Anspruch 3, wobei ein Getriebe nach Anspruch 4 ein hohes Untersetzungsverhältnis
ergibt. Das Untersetzungsverhältnis kann auf etwa dem gleichen Raum noch vergrößert
werden mit einem Getriebe nach Anspruch 5.
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Für den Winkeltrieb bieten sich verschiedene günstige Ausbildungsmöglichkeiten
an; so kann der Winkeltrieb vorteilhafterweise nach den Merkmalen des Anspruch 6
gestaltet sein, wobei die Kegelräder gerade, schräg oder bogenförmig geformt sein
können. Fur die Formgebung des Fahrzeugs kann eine Ausgestaltung mit den Merkmalen
des Anspruch 7 günstig sein, wobei ein Billoid- oder Hypoidgetriebe oder ein entsprechend
ausgebildetes Getriebe verwendbar ist.
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Ein anderes vorteilhaftes Kennzeichen der Erfindung schildert Anspruch
8.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor.
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Die Erfindung ist anhand einiger mit den Figuren- 1 bis 6 gezeigten
Ausführungsbeispielen erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Gesamtanordnung nach
der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Antriebseinrichtung
nach der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Planetengetriebe.
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Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Kegelradgetriebe, das
versetzte Achsen aufweist.
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Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die letzte Stufe ein
Stirnradgetriebe ist.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Gesamtanordnung einer
Antriebsanlage. Im Rahmen eines schienengebundenen Triebfahrzeugs oder in seinem
Drehgestell ist ein Elektromotor 1 so
eingebaut, daß die Achse 2
seiner Welle im wesentlichen in Fahrtrichtung oder im wesentlichen rechtwinkelig
zur Triebachse 3 liegt, die die Räder 4 trägt. An einer Stirnseite ist am Elektromotor
ein Getriebesatz 5 angeflanscht oder auf andere geeignete Weise angebaut, der aus
zwei hintereinandergeschalteten Untersetzungsgetrieben 6 und 7 besteht. Das zweite
Untersetzungsgetriebe 7 nimmt die Hohlwelle 8 auf, die die Triebachse 3 umgibt.
Beide sind mit einer winkelbeweglichen und/oder radialbeweglichen Kupplung, z.B.
mit einer Kardangelenkkupplung 9 oder einem sogenannten tanzenden Ring, verbunden.
Obwohl zu diesem Zweck jede geeignete Gelenkkupplung vorgesehen sein kann, soll
den folgenden Beispielen eine Kardangelenkkupplung unterstellt sein. In Fig. 1 ist
nur eine Triebachse über einen Getriebesatz angetrieben. Abweichend davon kann auch
an der anderen Stirnseite des Motors eine Antriebseinrichtung, wie sie oben beschrieben
ist, angeordnet sein, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist.
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Fig. 2 zeigt die Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels. Der Getriebesatz
5 besteht aus einem Stirnradgetriebe und einem Kegelradgetriebe. Im Einzelnen ist
der Aufbau folgender. Von der Welle 2a des Elektromotors aus wird über eine Kupplung
10, z.B. Zahnkupplung, die auch ein elastisches Glied aufweisen über kann, undYeine
Antriebswelle li ein Stirnradritzel 12 eines Stirnradgetriebes angetrieben, das
mit einem Stirnrad 13 kämmt.
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Beide Räder stellen eine Stufe 6 eines Untersetzungsgetriebes dar.
Am Ende der Welle 14 des Stirnrades ist ein Kegelritzel 15 vorgesehen, das mit einem
Kegelrad 16 kämmt, welches auf der Hohlwelle 8 sitzt. Dieses Kegelradgetriebe stellt
die zweite L J
Untersetzungsstufe 7 des Getriebesatzes dar. Von
der Hohlwelle aus erfolgt der Antrieb wie bereits beschrieben über die Kardangelenkkupplung
9 auf die Triebachse 3. Für die Lagerung können Gleitlager oder Kugel- oder Rollenlager
verwendet werden. Für die Lagerung der Hohlwelle sind Kegelrollenlager zweckmäßig.
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Bei dieser Schilderung kommt es auf die Anordnung des Getriebes bezüglich
der Untersetzungsgetriebe an. Einzelheiten der Kupplungen, der Schmierung, Abdichtung,
der Gehäuse u.s.w. sind daher, weil auch im Prinzip bekannt, nicht gezeichnet und
beschrieben.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste Untersetzungsstufe
ein Planetenstandgetriebe ist. Dieses hat den Vorteil, daß auf kleinem Raum ein
hohes Untersetzungsverhältnis untergebracht werden kann und daß An- und Abtrieb
koaxial sein können. Die Kupplung 10 treibt auf ein Zentralrad 17, das mit einer
Anzahl Zwischenrädern 18 kämmt, die sternförmig um das Zentralrad herum am Gehäuse
mit Zapfen o.dgl. gelagert sind.
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Diese Zwischenräder kämmen, ähnlich wie die Planetenräder eines Planetengetriebes,
mit einem innenverzahnten Ringrad 19, das an einem Ende einer Abtriebswelle 20 sitzt.
Am freien Ende trägt die Abtriebswelle das bereits erwähnte Kegelritzel 15.
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Die weitere Gestaltung der Antriebs einrichtung entspricht der Figur
2.
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Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform
und zwar dahingehend, daß das am Elektromotor anschließende Untersetzungsgetriebe
ein Planetengetriebe ist.
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Im Einzelnen hat diese Ausführungsform folgenden Aufbau. Der L J
Elektromotor
1 treibt mittels seiner Welle 2a über die Kupplung 10 die radial und/oder winkelig
nachgiebig und/oder elastisch sein kann das Sonnenritzel 21 eines Planetengetriebes
an. Dieses Sonnenritzel kann, wie auch die entsprechenden Räder des ersten Untersetzungsgetriebes
der vorher beschriebenen Ausführungsformen auch direkt auf der Motorwelle sitzen.
Am Gehäuse ist ein innenverzahntes Ringrad 22 drehfest angeordnet oder bildet mit
ihm eine Einheit. Der radiale Abstand zwischen Sonnenritzel und Ringrad wird vorzugsweise
von mehreren Planetenrädern 23 überbrückt, die sowohl mit dem Sonnenritzel als auch
dem R;ngrad kämmen. Die Planetenräder sind in bekannter Weise in einem Planetenträger
24 gelagert, der seinerseits am Ende einer Zwischenwelle 25 angeordnet ist. Die
Zwischenwelle ist mit Wälzlagern oder anderen geeigneten Lagern im Gehäuse 26 gelagert.
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Am freien Ende der Zwischenwelle ist ein Kegelritzel 27 drehfest vorgesehen,
das mit einem Kegelrad 28 kämmt, das entsprechend den vorher beschriebenen Ausführungsformen
auf der Hohlwelle 8 angeordnet ist. Dieses Kegelradgetriebe biidet das zweite Untersetzungsgetriebe
des Getriebesatzes.
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Das Stirnradgetriebe und das Planetengetriebe können selbst als mehrstufige
Untersetzungsgetriebe ausgeführt sein, falls der Drehzahlunterschied zwischen Elektromotor
und Triebachse zu groß für einen zweistufigen Getriebesatz sein sollte.
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Fig. 4 zeigt ferner schematisch eine Ausführungsform mit zwei Getriebesätzen
5, 5a, von denen jeder Satz an einer Stirnseite des Elektromotors vorgesehen ist,
so daß zwei Triebachsen angetrieben werden können.
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Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig.
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2 dahingehend, daß als Kegelrad-Untersetzungsgetriebe ein Getriebetyp
gewählt ist, bei dem die Achse des Kegelritzels 28 und des Kegelrades 29, das auf
der Hohlwelle sitzt, nicht in einer Ebene liegen. Dieses Getriebe kann z.B. ein
sogenanntes Hypoidgetriebe - sein.
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Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform bei der das erste Untersetzungsgetriebe
6 ein Kegelradgetriebe und das zweite Untersetzungsgetriebe 7 ein Stirnradgetriebe
ist. Der Elektromotor treibt über die besagte Kupplung 10 eine Ritzelwelle 29 an,
an derem freien Ende ein Kegelritzel 30 drehfest angeordnet ist.
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Das Kegelritzel kann auch direkt auf der Welle des Elektromotors sitzen,
Dieses Kegelritzel kämmt mit einem Kegelrad 31 auf dessen Welle 32 ein Stirnradritzel
33 drehfest sitzt. Das Stirnrad ritzel steht mit einem Stirnrad 34 im Eingriff,
das drehfest auf der Hohlwelle 35 angeordnet ist. Für die winkelig und/oder radial
bewegliche Kupplung zwischen Hohlwelle und Triebachse 3 ist als Beispiel ein Typ
gewählt, der beiderseits der Hohlwelle angeordnet ist.
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An der Hohlwelle sind mittels eines damit verbundenen Sterns 36 o.dgl.
eine Anzahl von Lenkern 37 - abweichend vom Schema der Fig. 6 - in tangentialer
Richtung angelenkt, die andererseits gelenkig mit einem Stern verbunden sind, den
eine innere Hohlwelle 38 trägt. Am anderen Ende, das aus dem Getriebegehäuse herausragt,
ist die innere Hohlwelle ebenfalls mit einem Stern 39 versehen, an dem ebenfalls
eine Anzahl von Lenkern 40 in tangentialer Richtung (also abweichend von der Fig.
6 in der Bildebene liegend) angelenkt sind, die andererseits mit einem L
Stern
41 gelenkig verbunden sind, der drehfest auf der Triebachse sitzt. Auch das in diesem
Beispiel gezeigte Stirnradgetriebe kann statt einstufig mehrstufig sein.
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In den Beispielen wurde als Winkeltrieb jeweils ein Kegelrad getriebe
vorgesehen. Es kann auch jedes andere bekannte und geeignete Getriebe verwendet
werden, so z.B. auch ein zur Gattung der Schneckengetriebe gehörendes Getriebe oder
ein Zahnradgetriebe mit gekreuzten Achsen. Für die Kegelradübertragung kann ebenfalls
jeder geeignete und bekannte Typ verwendet werden, so z.B. ein Hypoid-, Spiroid-,
Planoid- oder ein Helicongetriebe. Für die Lager können je nach Eignung Gleit-,
Kugel-, Rollen- oder Kegelrollenlager oder ihre Abarten verwendet werden.