DE2514265B2

DE2514265B2 - Antrieb fuer ein elektrisches schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE2514265B2
Application number: DE19752514265
Authority: DE
Inventors: Roman; Schüler Ulrich; Engelmann Heinz; 1000 Berli Susdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2514265A1; NL7603174A; ATA223076A; AT339953B; NL173935C; US4130065A; DE2514265C3; CH613661A5; CA1060074A; NL173935B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Ritzel an wenigstens einer Treibachse über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors verbunden ist und dessen Getriebegehäuse sich einerseits auf der Treibachse abstützt und andererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen trägt. Ein derartiger Antrieb ist aus der US-PS 02 153 und der DT-PS 8 38 452 bekannt Bei dieser, vor allem für Nahverkehrs-Triebfahrzeuge bewährten Antriebsart ist die Läuferwelle auf beiden Seiten im Lagerschild des in normaler Weise mit einem Ständergehäuse ausgebildeten 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 Winkelgetriebe auf den Treibachsen ab. Zwischen dem Antriebsritzel und der Läuferwelle liegt eine Bogenzahnkupplung, so daß auch Längsverschiebungen ίο gegeneinander möglich sind und ein vorhandener Achsversatz der beiden getrennt gelagerten Wellen ausgeglichen wird. Durch die beschriebene Anordnung weist der Antrieb jedoch ein verhältnismäßig hohes Gewicht auf, wodurch das Nutzungsgewicht verringert iS wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen Art durch integrieren von Funktionen eine wesentliche Gewichtsersparnis zu erzielen,
ίο Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß der Ständer des Fahrmotors in an sich bekannter Weise gehäuselos ausgebildet ist, wobei das Ständerblechpaket zwischen Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist, daß die Läuferwelle jeweils in dem Getriebegehäuse gelagert ist, und daß die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung ausgebildet und zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet ist.

Es entfallen somit die Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors, denn der Läufer trägt auf seiner Welle unmittelbar die Antriebsritzel und ist im Getriebegehäuse 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, welche

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 im Hinblick auf das Nutzungsgewicht 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. Vorteilhafterweise ist dabei das Antriebsritzel auf einer Seite (die keine Kupplung aufweist) direkt aber trennbar mit der Läuferwelle verbunden.

Es empfiehlt sich, die genannte 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 Tarierscheibe mit elastischen Armen versieht und diese mit einem das

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Antriebsritzel tragenden Wellenstumpf verbindet In Antriebsritzel T direkt mit der Läuferwelle 6 verbun-

diesem Fall werden die Längsbewegungen durch den. Diese Verbindung ist aber, um die Montage zu

elastische Materialverformung aufgenommen. ermöglichen, teilbar ausgeführt, nämlich über die

Eine weitere Vereinheitlichung aller Bauelemente Schrumpfbuchse 18.

erhält man bei auf beiden Seitei der Läuferwelle 5 Der Ständer des elektrischen Fahrmotors 2 ist zur

angeordneter Längsverschiebungen zulassender, zen- Gewichtsersparnis gehäuselos ausgebildet Deshalb ist

trierender Kupplung, wenn man Rückstellelemente das zwischen Druckplatten 19 verspannte Ständerblech-

vorsieht welche die Läuferwelle in die magnetische paket 14 an seinem Rücken mit Spannelementen 20

Mitte zurückführen. Auf diese Weise ist die Läuferwelle versehen, welche das Ständerblechpaket 14 zusammen-

zentrisch unter Vorspannung schwimmend zwischen io pressen und das Reaktionsmoment zum Drehmoment

beide·, Abtriebselementen gelagert wobei beide des elektrischen Fahrmotors 2 aufnehmen. Unmittelbar

Wellenenden gleich ausgebildet sind. Die Vorspannung an den Druckplatten 19 ist jeweils das Getriebegehäuse

der Rückstellelemente ist in der Lage, Längenänderun- 5 befestigt Diese tragen somit den Ständer des

gen der Laufet welle durch Temperatureinfluß auszu- Fahrmotors 2. Eigene Lagerschilde des elektrischen

gleichen. Dabei ist es zweckmäßig, als Rückstellelemen- 15 Fahrmotors 2 sind daher entfallen und das Getriebege-

te Tellerfedern zu verwenden, die jeweils zwischen dem häuse 5 dient sowohl zur Lagerung der Läuferwelle 6

mit der Läuferwelle verbundenen Teil der Kupplung mit dem Antriebsritzel 7 bzw. 7' als auch des

und dem das Antriebsritzel tragenden Wellenstumpf Ständerblechpaketes 14 mit den Druckplatten 19 und

liegen. der Ständerwicklung 15.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von 20 Die Getriebegehäuse 5 erfüllen mehrere Funktionen, Ausführungsbeispielen näher erläutert Die F i g. 1 und 2 wodurch sich der Aufbau des Antriebes sehr vereinzeigen jeweils einen .Längsschnitt durch einen gemäß facht. Dadurch kann bei gleicher Leistung des der Erfindung ausgebildeten Antrieb eines schienenge- Fahrmotors ein kürzerer Abstand zwischen den beiden bundenen Triebfahrzeuges. Treibachsen 1 erzielt werden. Außerdem wird, ebenfalls

Bei einem schienengebundenen Triebfahrzeug für den 25 begünstigt durch die gehäuselose Ausführung des

Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von eleklrischen Fahrmotors 2, eine wesentliche Gewichts-

einem quer zwischen ihnen in Längsrichtung des ersparnis erzielt, die gerade für Triebfahrzeuge sehr

Triebfahrzeuges angeordneten elektrischen Fanrmotor vorteilhaft ist, da dann das Nutzungsgewicht des

2 angetrieben. Jede Treibachse 1 ist dazu von einer Triebfahrzeuges entsprechend erhöht werden kann.

Hohlwelle 3 umgeben, die das Großrad 4 eines 30 Ein etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel der

Winkelgetriebes trägt. Die Verbindung zwischen der Erfindung zeigt die F i g. 2. Für Teile, die mit denen der

Hohlwelle 3 und der Treibachse 1 erfolgt in an sich F i g. 1 übereinstimmen, wurden die gleichen Bezugszei-

bekannter Weise über nicht dargestellte elastische chen beibehalten.

Kupplungen. Das Getriebegehäuse 5 ist ebenfalls auf Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf

der Hohlwelle 3 gelagert. 35 beiden Seiten des Fahrmotors 2 eine Längsverschiebun-

Der elektrische Fahrmotor 2 treibt beide Treibachsen gen zulassende, zentrierende Kupplung 16 zwischen der

1 gleichzeitig an. Dazu trägt die Läuferwelle 6 an jedem Läuferwelle 6 und den Wälzlagern 13 angeordnet. Die

Ende das Antriebsritzel 7 bzw. T des Winkelgetriebes. Antriebsritzel 7 sind daher von einem Wellenstumpf 17

Außerdem ist auf der Läuferwelle 6 das Läuferblechpa- getragen, der den Außenteil der zentrierenden Kupp-

ket 8 mit der Läuferwicklung 9 und dem Kommutator 10 40 lung 16 bildet und auf dem die Wälzlager 13 angeordnet

angeordnet sowie ein Lüfter 11 und eine Tarierscheibe sind. Die Läuferwelle 6 bildet an ihren Enden jeweils den

12. Die Lagerung der Läuferwelle 6 erfolgt im Innenteil der Kupplung 16. Dadurch ist die Läuferwelle

Getriebegehäuse 5. Dazu dienen auf jeder Seite 6 jeweils in den Wellenstümpfen 17 zentriert. Außerdem

Wälzlager 13. Die Lagerung ist auf beiden Seiten der sind zwischen dem mit der Läuferwelle 6 verbundenen

Läuferwelle 6 wegen der Winkelgeiriebe als Festlager 45 Innenteil der Kupplung 16 und dem das Antriebsritzel 7

ausgebildet. tragenden Wellenstumpf 17 jeweils Tellerfedern 21

Da sich während des Betriebes des elektrischen angeordnet, die unter Vorspannung stehen. Die

Fahrmotors 2 das Läuferblechpaket 8 mit der Läuferwelle 6 ist somit unter Vorspannung schwimmend

Läuferwicklung 9 im allgemeinen stärker erwärmt als zwischen beiden Antriebselementen gelagert. Die

das Ständerblechpaket 14 mit der Ständerwicklung 15, 50 Vorspannung der Tellerfedern 21 ist in der Lage,

tritt eine Längenänderung der Läuferwelle 6 gegenüber Längenänderungen der Läuferwelle 6 infolge der

dem Ständer des Fahrmotors 2 ?uf. Damit diese während des Betriebes des elektrischen Fahrmotors 2

Längenänderung der Läuferwelle 6 den Eingriff der auftretenden größeren Erwärmung des Läufers gegen-

Zahnränder des Winkelgetriebes und die als Festlager über dem Ständer auszugleichen. Auf diese Weise wird

ausgebildete Lagerung der Läuferwelle 6 nicht gefahr- 55 der Läufer jeweils in die magnetische Mitte zurückge-

det, ist auf der Seite des Kommutators 10 im Verlauf der führt.

Läuferwelle 6 eine Längsverschiebungen zulassende, Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die

zentrierende Kupplung 16 vorgesehen, z. B. eine beiden Enden der Läuierwelle 6 und die Wellenstümpfe

zentrierende Zahnkupplung. Zu diesem Zweck trägt die 17 mit dem Antriebsritzel 7, sowie ihre Lagerung, gleich

Läuferwelle 6 das Innenteil der Kupplung 16, während 60 ausgebildet sind. Man erhält dadurch eine Vereinheitli-

das Außenteil der Kupplung als Wellenstumpf 17 chung aller Bauelemente, was fertigungstechnisch von

ausgebildet ist auf dem das Antriebsritzel 7 angeordnet Vorteil ist.
ist. Auf der anderen Stirnseite des Fahrmotors 2 ist das

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug, bei dem ein zwischen zwei Treibachsen liegender Fahrmotor jede der Treibachsen über ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Ritzel an wenigstens einer Treibachse über eine Längsverschiebungen zulassende Kupplung mit einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors verbunden ist und dessen Getriebegehäuse sich einerseits auf der Treibachse abstützt und anderererseits am ein Blechpaket oeinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer des Fahrmotors (2) in an sich bekannter Weise gehäuselos ausgebildet ist, wobei das Ständerblechpaket (14) zwischen Druckplatten (19) angeordnet und durch Spannelemente (20) verspannt ist, daß die Läuferwelle (6) jeweils in dem Getriebegehäuse (5) gelagert ist und daß die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung (16) ausgebildet und zwischen Läuferwelle (6) und Lager (13) angeordnet ist

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritze¹· (7') auf einer Seite direkt aber trennbar 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; eine auf der Läuferwelle (6) befindliche Tarierscheibe (12) über elastische Arme mit einem das Antriebsritzel (7) tragenden Wellenstumpf verbunden ist.

5. Antrieb nach Anspruch 1, wobei auf beiden Seiten der Läuferwelle eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung angeordnet ist, gekennzeichnet durch Rückstellelemente für die Rückführung der Läuferwelle (6) in die magnetische Mitte.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellelemente für die Rückführung der Läuferwelle (6) Tellerfedern (21) dienen, die jeweils zwischen dem mit der Läuferwelle (6) verbundenen Teil der Kupplung (16) und dem das Antriebsritzel (7) tragenden Wellenstumpf (17) liegen.