DE2514265A1

DE2514265A1 - Antrieb eines schienengebundenen triebfahrzeuges

Info

Publication number: DE2514265A1
Application number: DE19752514265
Authority: DE
Inventors: Heinz Engelmann; Ulrich Schueler; Roman Susdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1976-10-07
Also published as: DE2514265C3; CH613661A5; NL173935B; NL7603174A; CA1060074A; AT339953B; DE2514265B2; ATA223076A; NL173935C; US4130065A

Description

25U265

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8520 Erlangen, 27. MRZ. 1975

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50

Unser Zeichen: VPA 75 P 3725 BRD D/Win

Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges

Die vorliegende Erfindung betrifft den Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender elektrischer Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Getriebe antreibt, dessen Ritzel über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Läuferwelle verbunden und dessen Getriebegehäuse am Ständer des Fahrmotors befestigt ist. Ein derartiger Antrieb ist aus der deutschen Patentschrift 838 bekannt. Bei diesem, vor allem für Nahverkehrs-Triebfahrzeuge· bewährten bekannten Antrieb ist die Läuferwelle auf beiden Seiten im Lagerschild des elektrischen Fahrmotors gelagert, während das Antriebsritzel jeweils im Getriebegehäuse gelagert ist. Getriebegehäuse und Lagerschild bzw. Ständergehäuse des Fahrmotors sind miteinander verbunden, der Fahrmotor stützt sich also über die Getriebe auf den Treibachsen ab. Zwischen dem Antriebsritzel und der Läuferwelle liegt eine Bogenzahnkupplung, so daß auch Längsverschiebungen gegeneinander möglich sind und ein vorhandener Achsversatz der beiden getrennt gelagerten Yfellen ausgeglichen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Inte~ grieren von Funktionen eine wesentliche Gewichtsersparnis zu erzielen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art der Ständer des Fahrmotors gehäuselos ausgebildet und das zwischen den Druckplatten liegende, durch Spannelemente am Rücken verspannte Ständerblechpaket wird auf jeder Seite vom Getriebegehäuse getragen, in dem auch jeweils die Läuferwelle gelagert ist, und zumindest auf einer Seite ist eine Längsverschiebungen zulassen, zentrierende Kupplung zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet. Es entfallen somit die Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors, denn der Läufer trägt auf seiner Yfelle unmittelbar die Antriebsritzel und ist im Getriebegehäuse

609841/0213

251426b

■ - 2 - VPA 75 P 3725 BRD

gelagert, wobei die zwischengeschaltete Kupplung die Zentrierung der Läuferwelle sicherstellt. Die Lagerschildfunktion ist also Jeweils von dem Getriebegehäuse übernommen, das bis an die Druckplatten des Ständerblechpaketes geführt ist. Außerdem ist das Ständerblechpaket des Motors gehäuselos ausgebildet und trägt auf seinem Rücken Spannelemente, v/elche das Blechpaket zusammenpressen und das auftretende Reaktionsmoment zum Drehmoment aufnehmen. 'Diese Konstruktion hat den Vorteil einer Vereinfachung des Aufbaus und damit verbunden eine wesentliche Gewichtsersparnis, die für Antriebe von Triebfahrzeugen sehr wichtig ist. Außerdem kann durch den Wegfall der getrennten Lagerung der Läuferwelle bei gleicher Leistung ein kleinerer Abstand der Treibachsen untereinander erzielt werden. Der geringere Raumbedarf kann aber auch für ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebe ausgenutzt werden.

Da während des Betriebes des elektrischen Fahrmotors Läufer und Ständer unterschiedliche Temperaturen und somit unterschiedliche Wärmedehnungen haben, entstehen zwischen beiden Längsbewegungen, die ausgeglichen werden müssen. Zu diesem Zweck ist zumindest auf einer Seite eine zentrierende Kupplung zwischen Läuferwelle und Lager vorgesehen, die Längsverschiebungen zuläßt. Es empfiehlt sich, diese Kupplung auf der Kommutatorseite des Fahrmotors anzuordnen. Eine besonders zweckmäßige Ausbildung einer derartigen Kupplung ist gegeben, wenn man die sich notwendig auf der Läuferwelle befindliche Tarierschiebe mit elastischen Armen versieht und diese mit einem das Antriebsritzel tragenden Wellenstumpf verbindet. In diesem Fall werden die Längsbewegungen durch elastische Maferialverformung aufgenommen.

Eine weitere Vereinheitlichung aller Bauelemente erhält man, wenn man auf beiden Seiten der Läuferwelle eine LängsverSchiebungen zulassende, zentrierende Kupplung anordnet und Mittel vorsieht, welche die Läuferwelle in die magnetische Mitte zurückführen. Auf diese Weise ist die Läuferwelle zentrisch "unter Vorspannung schwimmend zwischen beiden Abtriebselementen gelagert, wobei beide Wellenenden gleich ausgebildet sind. Die Vorspannung der Mittel für die Rückführung, insbesondere Tellerfedern, ist in der Lage, Längeriänderungen der Läuferwelle durch Temperatureinfluß auszugleichen. _ 609841/0213

25U265

- 3- VPA 75 P 3725 BRD

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils einen Längsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges.

Bei einem schienengebundenen Triebfahrzeug für den Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von einem quer zwischen ihnen in Längsrichtung des Triebfahrzeuges angeordnetem elektrischen Fahrmotor 2 angetrieben. Jede Treibachse 1 ist dazu von einer Hohlwelle 3 umgeben, die das Großrad 4 eines Winkelgetriebes trägt. Die Verbindung zwischen der Hohlwelle 3 und der Treibachse 1 erfolgt in an sich bekannter Weise über nicht dargestellte elastische Kupplungen. Das Getriebegehäuse 5 ist ebenfalls auf der Hohlwelle 3 gelagert.

Der elektrische Fahrmotor 2 treibt beide Treibachsen 1 gleich« zeitig an. Dazu trägt die Läuferwelle 6 an jedem Ende das Antriebsritzel 7 des Winkelgetriebes. Außerdem ist auf der Läuferwelle 6 das Läuferblechpaket 8 mit der Läuferwicklung 9 und dem Kommutator 10 angeordnet, sowie ein Lüfter 11 und eine Tarierschiebe 12. Die Lagerung der Läuferwelle 6 erfolgt im Getriebegehäuse 5. Dazu dienen auf jeder Seite Wälzlager 13. Die Lagerung ist auf beiden Seiten der Läuferwelle 6 wegen der Winkelgetriebe als Festlager ausgebildet.

Da sich während des Betriebes des elektrischen Fahrmotors 2 das Läuferblechpaket 8 mit der Läuferwicklung 9 im allgemeinen stärker erwärmt als das Ständerblechpaket 14 mit der Ständerwicklung 15* tritt eine Längenänderung der Läuferwelle 6 gegenüber dem Ständer des Fahrmotors 2 auf. -Damit diese Längenänderung der Läuferwelle den Eingriff der Zahnräder des Winkelgetriebes und die als Festlager ausgebildete Lagerung der Läuferwelle 6 nicht gefährdet, ist auf der Seite des Kommutators 10 im Verlauf der Läuferwelle 6 eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung 16 vorgesehen, z.B. eine zentrierende Zahnkupplung. Zu diesem Zweck trägt die Läuferwelle 6 das Innenteil der Kupplung 16, während das Außenteil der Kupplung als Wellenstumpf 17 ausgebildet ist, auf dem das Antriebsritzel 7 angeordnet ist. Auf der anderen Stirnseite des Fahrmotors 2 ist das Antriebsritzel 7 direkt mit der

-■ 609841/0213

25H265

- 4 - VPA 75 P 3725 BRD

Läuferwelle 6 verbunden. Diese Verbindung ist aber, um die Montage zu ermöglichen, teilbar ausgeführt, nämlich über die Schrumpfbuchse 18.

Der Ständer des elektrischen Fahrmotors 2 ist zur Gewichtsersparnis gehäuselos ausgebildet. Deshalb ist das zwischen Druckplatten 19 verspannte Ständerblechpaket 14 an seinem Rücken mit Spannelementen 20 versehen, welche das Ständerblechpaket 14 zusammenpressen und' das Reaktionsmoment zum Drehmoment des elektrischen Fahrmotors 2 aufnehmen. Unmittelbar an den Druckplatten 19 ist jeweils das Getriebegehäuse 5 befestigt. Diese tragen somit den Ständer des Fahrmotors 2. Eigene Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors 2 sind daher entfallen und das Getriebegehäuse 5 dient sowohl zur Lagerung der Läuferwelle 6 mit dem Antriebsritzel 7 als auch des Ständerblechpaketes 14 mit den Druckplatten 19 und der Ständerwicklung

Die Getriebegehäuse 5 erfüllen mehrere Funktionen, wodurch sich der Aufbau des Antriebes sehr vereinfacht. Dadurch kann bei gleicher Leistung des Fahrmotors ein kürzerer Abstand zwischen den beiden Treibachsen 1 erzielt werden. Außerdem wird, ebenfalls begünstigt durch die gehäuselose Ausführung des elektrischen Fahrmotors 2, eine wesentliche Gewichtsersparnis erzielt, die gerade für Triebfahrzeuge sehr vorteilhaft ist, da dann das Nutzungsgewicht des Triebfahrzeuges entsprechend erhöht werden kann.

Ein etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig. 2. Für Teile, die mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, wurden die gleichen Bezugszeichen beibehalten.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf beiden Seiten des Fahrmotors 2 eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung 16 zwischen der Läuferwelle 6 und den Wälzlagern 13 angeordnet. Die Antriebsritzel 7 sind daher von einemWellenstumpf 17 getragen, der den Außenteil der zentrierenden Kupplung 16 bildet und auf dem die Wälzlager 13 angeordnet sind. Die Läuferwelle 6 bildet an ihren Enden jeweils den Innenteil der Kupplung 16. Dadurch ist die Läuferwelle 6 jeweils in den Wellenstumpfen 17 zentriert. Außerdem sind zwischen dem mit der Läuferwelle 6 verbundenen Innenteil der Kupplung 16 und dem das Antriebsritzel 7

609841/0213

- 5 - VPA 75 P 3725 BRD

tragenden Wellenstumpf 17 jeweils Tellerfedern 21 angeordnet, die unter Vorspannung stehen. Die Läuferwelle 6 ist somit unter Vorspannung schwimmend zwischen beiden Antriebselementen gelagert. Die Vorspannung der Tellerfedern 21 ist in der Lage, Längenänderungen der Läuferwelle 6 infolge der während des Betriebes des elektrischen Fahrmotors 2 auftretenden größeren Erwärmung des Läufers gegenüber dem Ständer auszugleichen. Auf diese Weise wird der Läufer jeweils in die·magnetische Mitte zurückgeführt.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beiden Enden der Läuferwelle 6 und die Wellenstümpfe 17 mit dem Antriebsritzel 7, sowie ihre Lagerung, gleich ausgebildet sind. Man erhält dadurch eine Vereinheitlichung aller Bauelemente, was fertigungstechnisch von Vorteil ist.

6 Ansprüche
2 Figuren

609841/0213

Claims

- 6 - VPA 75 P 3725 BRD Patentansprüche

1./Antrieb eines schienengebundenen Triebfahrzeuges, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender elektrischer Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Getriebe antreibt, dessen Ritzel über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Läuferwelle verbunden und dessen Getriebegehäuse am Ständer des Fahrmotors befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer des Fahrmotors (2) gehäuselos ausgebildet ist und daß das zwischen den Druckplatten (18) liegende, durch Spannelemente (20) am Rücken verspannte Ständerblechpaket (14) auf jeder Seite vom Getriebegehäuse^·) getragen wird, in dem auch jeweils die Läuferwelle (6) gelagert ist, und daß zumindest auf einer Seite eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) zwischen Läuferwelle (6) und Lager (13) angeordnet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (7) auf einer Seite direkt aber teilbar mit der Läuferwelle (6) verbunden ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) auf der. Seite des Kommutators (10) des Fahrmotors (2) liegt.

4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) die auf der Läuferwelle (6) befindliche Tarierscheibe (12) über elastische Arme mit einem das Antriebsritzel (7) tragenden Wellenstumpf verbunden ist.

5. Antrieb nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Läuferwelle (6) eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung (16) angeordnet ist, sowie Mittel für die Rückführung der Läuferwelle (6) in die magnetische Mitte.

6. Antrieb nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel für die Rückführung der Läuferweile (6) Tellerfedern (21) dienen, die jeweils zwischen dem mit der Läuferwelle (6) ver-

609841/0213

- 7 - VPA 75 P 3725 BRD

bundenen Teil der Kupplung (16) und dem das Antriebsritzel (7) tragenden Wellenstumpf (17) liegen.

609841/0213