DE2616310C3 - Antrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 25 14 265 betrifft 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, wobei der Ständer des Fahrmotors gehäuselos ausgebildet ist und das Ständerblechpaket zwischen Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist, während die Läuferwelle jeweils in dem Getriebegehäuse gelagert ist und die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung ausgebildet und zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet ist.

Ein derartiger Antrieb hat den Vorteil, daß durch Integrieren von Funktionen eine wesentliche Gewichtsersparnis erzielt wird, da die Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors entfallen.

Der Läufer trägt vielmehr auf seiner Welle unmittelbar die Antriebsritzel und ist im Getriebegehäuse gelagert, wobei die zwischengeschaltete Kupplung die Zentrierung der Läuferwelle sicherstellt Das Getriebegehäuse trägt außerdem den gehäuselos ausgebildeten Ständer des Fahrmotors. Durch den Wegfall der getrennten Lagerung der Läuferwelle ist ferner der Platzbedarf in axialer Richtung verringert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb nach dem Hauptpatent durch den Einsatz eines Fahrmotors höherer Drehzahl die Leistung zu steigern und die dadurch jeweils erforderliche zweite Gelriebestufe in den Abstand zwischen den Treibachsen mit einzubauen, wobei der Antrieb eine kritische Drehzahl aufweisen muß, die oberhalb der Betriebsdrehzahlen liegt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung zwischen dem Ritzel und der Läuferwelle jeweils ein im Getriebegehäuse fixiertes Planetenrädervorgelege vorgesehen, dessen von der Läuferwelle getragenes Sonnenrad über in einem feststehenden Planetenträger gelagerte Planetenräder ein Hohlrad antreibt, das über eine Bogenzahnkupplung mit der Ritzelwelle verbunden ist

Das dem Winkelgetriebe jeweils vorgeschaltete Planetenrädervorgelege nimmt in axialer Richtung nur sehr geringen Raum ein, zumal die Wellenenden der Läuferwelle selbst durch die Verzahnung zu den Sonnenrädern werden. Der feststehende Planetenträger ist am Getriebegehäuse befestigt. Durch die Planetenräder verteilt sich der Kraftschluß gleichmäßig und ein Achsversatz zwischen Hohl- und Sonnenrad wird durch die Bogenzahnkupplung, welche die Verbindung zwischen Hohlrad und Ritzelwelle bildet, ausgeglichen. Die während des Betriebes auftretenden Längsbewegungen infolge der unterschiedlichen Temperatur von Ständer und Läufer werden durch ein Längsgleiten an der Verzahnung von Sonnenrad und Planetenrädern aufgenommen, so daß das Sonnenrad als Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung wirkt.

Der Einsatz des zweistufigen Getriebes unter Verwendung eines Planetenrädervorgeleges ergibt eine hohe Untersetzung und erlaubt hochtourige elektrische Fahrmotoren. Deshalb sind für diesen Antrieb auch Asynchronmotoren als Fahrmotoren geeignet.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn sich die Läuferwelle über vorgespannte Tellerfedern und Axiallager gegen die Ritzelwelle abstützt und sich radial in radial in drei Planetenrädern zentriert. Durch diese selbsttätige Zentrierung erfordert diese Lagerung nur einen sehr geringen Aufwand. Die Axiallager gleichen die unterschiedliche Drehzahl von Läuferwelle und Ritzelwelle aus, während die vorgespannten Tellerfedern den Läufer in seiner vorgesehenen Position halten. Im folgenden wird die Erfindung noch anhand der in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Antrieb eines elektrischen Schienenfahrzeuges,

F i g. 2 als Teil des Längsschnittes nach F i g. 1 im größeren Maßstab den Aufbau des zweistufigen Getriebes und der Lagerung der Läuferwelle,

F i g. 3 ebenfalls im Längsschnitt ein anderes Ausführungsbeispiel mit abgewandelter Lagerung der Läuferwelle.

Bei einem elektrischen Schienenfahrzeug für den Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von einem quer zwischen ihnen in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges angeordneten Fahrmotor 2 angetrieben. Es handelt sich dabei um einen elektrischen

Fahrmotor 2 hoher Drehzahl, weshalb zwischen jede Treibachse 1 und der Läuferwelle 3 des Fahrmotors 2 zur Erreichung einer hohen Obersetzung ein zweistufiges Getriebe angeordnet ist, nämlich das Plan."itenrädervorgelege 4 und das danach geschaltete Winkelgetriebe 5.

Das Tellerrad 6 des Winkelgetriebes 5 ist auf einer Hohlwelle 7 angeordnet, welche die Treibachse 1 umgibt. Die Verbindung zwischen der Hohlwelle 7 und der Treibachse 1 erfolgt in an sich bekannter Weise über nicht dargesteUte elastische Kupplungen. Das Getriebegehäuse 8 ist ebenfalls auf der Hohlwelle 7 gelagert

Damit die Läuferwelle 3 des Fahrmotors 2, auf der das Läuferblechpaket 9 und Lüfter 10 angeordnet sind, beide Treibachsen 1 gleichzeitig antreiben kann, ist sie an ihrem Ende jeweils mit einer Verzahnung versehen, die das Sonnenrad 11 des Planetenrädervorgeleges 4 bildet Dieses Sonnenrad 11 treibt drei in einem feststehenden Planetenträger 12, der am Getriebegehäuse 8 befestigt ist, gelagerte Planetenräder 13 an, die : ihrerseits in das Hohlrad 14 eingreifen. Vom Hohlrad 14 • -wird das Drehmoment über eine Bogenzahnkupplung 15 auf die Ritzelwelle 16 übertragen, die das Ritzel 17 des Winkelgetriebes 5 trägt, das in das Tellerrad 6 eingreift, welches seinerseits die Treibachse 1 antreibt. Die Bogenzahnkupplung 15 gleicht dabei einen möglichen Achsversatz zwischen dem Hohlrad 14 und dem Sonnenrad 11 des Planetenrädervorgeleges 4 aus.

Der aus der Läuferwelle 3 und den beiden Ritzelwellen 16 gebildete Wellenstrang ist jeweils im Getriebegehäuse 8 gelagert Zur radialen Lagerung der Ritzelwelle 16 dienen zwei Wälzlager 18 und ein weiteres Wälzlager 19 ist zur axialen Lagerung vorgesehen (siehe F i g. 2). Die Läuferwelle 3 ist radial in den Verzahnungen der drei Planetenräder 13 zentrisch geführt In axialer Richtung halten vorgespannte Tellerfedern 20 und Axiallager 21 den Läufer in der magnetischen Mitte, wobei die Axiallager 21 die unterschiedlichen Drehzahlen der Ritzelwelle 16 und der Läuferwelle 3 aufnehmen. Längenänderungen der Läuferwelle 3 gegenüber dem Ständer 22 bzw. dem Getriebegehäuse 8 werden durch die Verzahnung von Sonnenrad 11 und Planetenräder 13 aufgenommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g;. 3 (für gleiche Teile wurden jeweils die gleichen Bezugszeichen beibehalten) ist die Läuferwelle 3 über einen Zapfen 23 und als Nadellager ausgebildete Wälzlager 24 auch Tadial in der Ritzelwelle 16 gelagert. Diese Lagerung ist zwar aufwendiger als die alleinige radiale Führung durch die Planetenräder 13, doch die Zentrierung des Läufers hat ein geringeres Spiel und ist somit genauer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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 andererseits am ein Blechpaket beinhaltenden Ständer des Fahrmotors befestigt ist und diesen trägt, wobei der Ständer des Fahrmotors gehäuselos ausgebildet ist und das Ständerblechpaket zwischen Druckplatten angeordnet und durch Spannelemente verspannt ist, während die Läuferwelle jeweils in dem Getriebegehäuse gelagert ist und die Längsverschiebungen zulassende Kupplung zugleich als zentrierende Kupplung ausgebildet und zwischen Läuferwelle und Lager angeordnet ist, nach Patent 25 14 265, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ritzel (17) und der Läuferwelle (3) jeweils ein im Getriebegehäuse (8) fixiertes Planetenrädervorgelege (4) vorgesehen ist, dessen von der Läuferwelle (3) getragenes Sonnenrad (11) über in einem feststehenden Planetenträger (12) gelagerte Planetenräder (13) ein Hohlrad (14) antreibt, das über eine Bogenzahnkupplung (15) mit der Ritzelwelle (16) verbunden ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Läuferwelle (3) über vorgespannte Tellerfedern (20) und Axiallager (21) gegen die Ritzelwelle (16) abstützt und sich radial in drei Planetenrädern (13) zentriert.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle (3) sich mit einem Zapfen (23) in der Ritzelwelle (16) zentriert und in Wälzlagern (24), die sich in der Ritzelwelle (16) befinden, radial gelagert ist.