DE3047413A1 - DOUBLE AXLE DRIVE FOR RAIL VEHICLES - Google Patents
DOUBLE AXLE DRIVE FOR RAIL VEHICLESInfo
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Description
Essen, den 16.12.1980 PZ 3255 Va/bkEssen, December 16, 1980 PZ 3255 Va / bk
THYSSEN INDUSTRIE AG Am Thyssenhaus 1
4300 Essen 1THYSSEN INDUSTRIE AG Am Thyssenhaus 1
4300 Essen 1
Doppel achsantrieb für SchienenfahrzeugeDouble axle drive for rail vehicles
Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelachsantrieb für Schienenfahrzeuge mit in einem Drehgestell oder Rahmen gelagerten Radsätzen und einem zwischen diesen in Fahrtrichtung liegenden Elektromotor, der an seinen Stirnseiten je ein Winkelgetriebe mit einer Kegelradstufe zum Antreiben der Radsätze trägt und dessen Ankerwelle auf den Antriebswellen der Winkelgetriebe an sich gegenseitig drehbar radial gelagert und mit diesen durch je eine nur Drehmomente übertragende Kupplung verbunden ist.The invention relates to a double-axle drive for rail vehicles with wheelsets stored in a bogie or frame and an electric motor located between these in the direction of travel, each of which has an angular gear with a bevel gear stage on its end faces to drive the wheelsets and its armature shaft on the drive shafts the angular gear mounted radially rotatably on each other and connected to them by a clutch that only transmits torque is.
Ein derartiger Antrieb, dessen Winkelgetriebe in einem einzigen Kegelradpaar besteht, ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 25 48 058 bekannt. Er kann Antriebstypen, die eine Gewichtsverringerung durch schnei laufende und daher kleinere Motoren zum Ziel gesetzt haben, allerdings nicht gerecht werden, weil das einstufige Getriebe zur genügenden Drehzahlreduktion in der Regel nicht ausreicht.Such a drive, its angular gear in a single bevel gear pair exists, is known from the German Offenlegungsschrift 25 48 058. He can drive types that reduce weight However, we have set ourselves the goal of making engines that run snowy and therefore smaller not be fair, because the single-stage gear is usually not sufficient for sufficient speed reduction.
Es ist ferner durch die deutsche Offenlegungsschrift 26 16 310 bekannt, das Drehmoment der Ankerwelle auf die Ritzelwelle nicht durch eine Kupplung, sondern durch ein dazwischengeschaltetes Planetengetriebe mit feststehendem Planetenträger zu übertragen. Bei dieser Anordnung kehrt sich die Drehrichtung des äußeren Zentralrades gegenüber der Drehrichtung des inneren Zentralrades um. Da das mit der Ankerwelle fest verbundeneIt is also known from the German Offenlegungsschrift 26 16 310, the torque of the armature shaft on the pinion shaft not through a coupling, but to be transmitted through an interposed planetary gear with a fixed planet carrier. With this arrangement it turns the direction of rotation of the outer central wheel is opposite to the direction of rotation of the inner central wheel. Since that is firmly connected to the armature shaft
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innere Zentralrad sich auf der Kegelritzelwelle mindestens in radialer Richtung abstützt, entsteht eine Relativdrehzahl, die sich aus Motordrehzahl plus Kegelritzeldrehzahl zusammensetzt. Damit sind Drehzahlgrößen erreicht, die schmiertechnisch für die Lagerung der Ankerwelle in der Ritzelwelle kaum zu bewältigen sind.inner central gear on the bevel pinion shaft at least in a radial direction Direction is supported, a relative speed is created, which is composed of the engine speed plus the bevel pinion speed. So are speed variables achieved, which can hardly be managed in terms of lubrication for the storage of the armature shaft in the pinion shaft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelachsantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er den Einbau hoher Motorleistungen und verbessert Kurvenlaufeigenschaften ermöglicht, ohne daß dabei das Gewicht des Drehgestells in dem durch den Stand der Technik bekannten Maße steigt. Unter diesem Aspekt soll insbesondere die Möglichkeit geschaffen werden, eine Bremse für die Laufräder vorsehen zu können und schmiertechnische Probleme zu beseitigen.The invention is based on the object of a double axle drive to train initially mentioned type so that it allows the installation of high engine power and improves cornering properties without while the weight of the bogie increases to the extent known from the prior art. Under this aspect, in particular, the possibility be created to be able to provide a brake for the wheels and eliminate lubrication problems.
Die Erfindung besteht darin, daß das Winkelgetriebe zweistufig ausgebildet ist und eine der Stufen in stirnverzahntem Ritzel und Großrad besteht. The invention consists in that the angular gear is designed in two stages and one of the stages consists of a spur-toothed pinion and a large gear.
Es ist zwar bei einem Winkelgetriebe für Schienenfahrzeug-Antriebe durch die deutsche Offenlegungsschrift 29 10 392 bekannt, das Obersetzungsverhältnis des Getriebes neben der Kegelradstufe noch durch eine hinzugeschaltete Stirnradstufe zu bewirken. Bei diesem Antrieb ergeben sich aber nicht die Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen.It is true with an angular gearbox for rail vehicle drives the German Offenlegungsschrift 29 10 392 known the gear ratio of the gearbox in addition to the bevel gear stage by an additional spur gear stage. This drive results in but not the problems which the invention is intended to solve.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die bewährte Lagerung der Ankerwelle des Elektromotors auf den Antriebswellen der Winkelgetriebe auch auf schnellaufende Elektromotoren Dank des hohen übersetzungsvermögens der Winkelgetriebe ausgeweitet werden kann, ohne daß dabei schmiertechnische Probleme bei der Ankerwell enlagerung oder Gewichtsprobleme beim Einbau hoher Leistungen oder das Problem auftauchen, daß sich die Ankerwelle auf den Antriebswellen über eine Drehmomente übertragende Zentrierung abstützen sollte. Bei der Erfindung wird das Drehmoment mit Hilfe der Kupplungen um die Zentrierung (Lagerung) herumgeführt. Dadurch, daß die eine Getriebestufe eine Stirnradstufe ist, kann der Motor günstig in bezug auf den Gesamtschwerpunkt tief angeordnet werden oder auch der Achsabstand der Laufräder, wenn die Stirnradstufe dieAn advantage of the invention is that the proven storage of the Armature shaft of the electric motor on the drive shafts of the angular gearbox also on high-speed electric motors thanks to the high gear ratio the angular gear can be expanded without causing lubrication problems with the armature shaft bearings or weight problems when installing high power or the problem arise that the armature shaft on the drive shafts via a torque transmission Centering should support. In the invention, the torque is guided around the centering (storage) with the aid of the couplings. Because one gear stage is a spur gear stage, the motor can be positioned low in relation to the overall center of gravity or the center distance of the impellers if the spur gear stage is the
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triebsstufe ist, erheblich verkürzt werden, was sich günstig auswirkt, wenn das Drehgestell bei Kurvenfahrt ausdreht. Dadurch, daß in dem Winkelgetriebe nunmehr eine Zwischenwelle vorhanden ist, besteht die Möglichkeit, diese Welle aus dem Getriebegehäuse herauszuführen und auf ihr eine Scheibenbremse anzuordnen, und zwar im Gegensatz zu den üblichen Lösungen, bei denen die Bremsscheibe auf der Welle der Laufräder vorgesehen ist. Da auf der Zwischenwelle das Drehmoment erheblich kl ei ner ist, sind die Abmessungen der Bremse ebenfalls kleiner und ihr Gewicht leichter.drive stage, can be shortened considerably, which has a beneficial effect, if the bogie turns out when cornering. Because in the angular gear there is now an intermediate shaft, there is the possibility of to lead this shaft out of the gear housing and to arrange a disc brake on it, in contrast to the usual Solutions in which the brake disc is placed on the shaft of the wheels. Because the torque on the intermediate shaft is considerably lower is, the dimensions of the brake are also smaller and its weight easier.
Die günstigen Kurvenlaufeigenschaften des Doppelachsantriebs sind insbesondere zu erreichen, wenn vorteilhaft das stirnverzahnte Großrad in der Abtriebsstufe und mit seinem Mittelpunkt um sein Ritzel herum - vom Elektromotor abgewandt - in einem schräg nach unten weisenden Winkel bereich von etwa 200° angeordnet ist, dessen einer Schenkel schräg nach oben weisend etwa unter 45° gegen die Horizontale geneigt ist.The favorable cornering properties of the twin-axle drive are particular to achieve, if advantageous, the large spur gear in the output stage and with its center around its pinion - facing away from the electric motor - is arranged in an obliquely downward angular range of about 200 °, one leg of which is inclined pointing upwards is inclined at about 45 ° to the horizontal.
Zweckmäßig ist das Großrad in dem vom Elektromotor abgewandten Bereich seines Ritzels angeordnet. Hierdurch kann der Motor schwerpunktgünstig tief liegen, aber auch verhältnismäßig hoch angesetzt werden, wenn z.B. hohe Bodenfreiheit gewünscht wird.The large wheel is useful in the area facing away from the electric motor arranged on its pinion. In this way, the engine can be placed low, with favorable center of gravity, but it can also be set relatively high, e.g. high ground clearance is desired.
Das stirnverzahnte Großrad kann vorteilhaft auch in dem dem Elektromotor zugewandten Bereich seines Ritzels angeordnet sein. Hierdurch werden extrem kurze Achsabstände im Drehgestell möglich, wobei die erreichbaren Maße wesentlich unter den Achsabständen einstufiger Antriebe liegen, insbesondere wenn zweckmäßig das Ritzel der Kegelradstufe mit dem Kegelrad in dessen vom Elektromotor abgewandtem Bereich kämmt und dort mit seiner Welle in einem Lager endet.The spur-toothed large wheel can advantageously also be used in the electric motor be arranged facing area of his pinion. This enables extremely short center distances in the bogie, whereby the achievable Dimensions are significantly below the center distances of single-stage drives, especially if appropriate the pinion of the bevel gear stage with the bevel gear combs in its area facing away from the electric motor and ends there with its shaft in a bearing.
Für die Anordnung einer Scheibenbremse hat es sich schließlich als besonders vorteilhaft ergeben, mit der Welle des stirnverzahnten Ritzels das Gehäuse des Winkelgetriebes senkrecht zur Fahrtrichtung durchsetzen zu lassen und die Welle außen mit einer Bremsscheibe zu versehen, an der eine direkt am Gehäuse aufgehängte Bremseinrichtung angreift.After all, it has proven to be special for the arrangement of a disc brake advantageously result in enforcing the housing of the angular gear perpendicular to the direction of travel with the shaft of the spur-toothed pinion and to provide the shaft with a brake disc on the outside, on which a braking device directly attached to the housing engages.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is illustrated schematically with reference to in the drawings illustrated embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Doppel achsantrieb mit einem hochliegenden Elektromotor, Fig. 2 einen Doppel achsantrieb mit einem tiefliegenden Elektromotor, Fig. 3 einen Doppelachsantrieb mit einem besonders kurzen Achsabstand, Fig. 4 einen Doppel achsantrieb mit einem noch weiter verkürzten Achsabstand, Fig. 1 a double axle drive with an overhead electric motor, Fig. 2 shows a double axle drive with a low-lying electric motor, Fig. 3 shows a double axle drive with a particularly short center distance, Fig. 4 shows a double axle drive with an even further shortened center distance,
Fig. 5 die Draufsicht eines Doppelachsantriebs im Schnitt, der in der linken Figurenhälfte durch die Mitte des Antriebsmotors gemäß Fig. 1 und in der rechten Figurenhälfte durch dieselbe gemäß Fig. 2 verläuft undFig. 5 is a plan view of a double axle drive in section, which in the left half of the figure through the center of the drive motor according to FIG. 1 and in the right half of the figure through the same according to FIG. 2 and
Fig. 6 die Draufsicht eines Doppelachsantriebs im Schnitt, der in der linken Figurenhälfte durch die Mitte des Antriebsmotors gemäß Fig. 3 und in der rechten Figurenhälfte durch dieselbe gemäß Fig. 4 verläuft.Fig. 6 is a plan view of a double axle drive in section, which in the left half of the figure through the center of the drive motor according to FIG. 3 and in the right half of the figure through the same according to FIG. 4.
Ein Doppel achsantrieb besteht aus zwei Radsätzen 1, je einem auf der Achswelle 2 der Radsätze treibend montierten zweistufigen Winkelgetriebe 3 und einem Elektromotor 4, der mit seiner Ankerwelle 5 in der Fahrtrichtung angeordnet ist und an seinen Stirnseiten die Winkelgetriebe 3 trägt.A double axle drive consists of two sets of wheels 1, one on each Axle shaft 2 of the wheel sets driving mounted two-stage angular gear 3 and an electric motor 4, which with its armature shaft 5 in the direction of travel is arranged and carries the angular gear 3 on its end faces.
Jedes der Winkelgetriebe 3 weist eine Kegelradstufe mit einem Ritzel 6 auf, das am Ende der Antriebswelle 7 oder auch Kegelritzelwelle des Getriebes sitzt und mit einem Kegelrad 8 kämmt. Die Welle 9 des Kegelrades 8 bildet eine Zwischenwelle und weist ein stirnverzahntes Ritzel 10 auf, das mit einem Großrad 11 kämmt und mit diesem zusammen die Abtriebsstufe bildet.Each of the angular gears 3 has a bevel gear stage with a pinion 6 on that at the end of the drive shaft 7 or the bevel pinion shaft of the Transmission sits and meshes with a bevel gear 8. The shaft 9 of the bevel gear 8 forms an intermediate shaft and has a spur-toothed pinion 10, which meshes with a large wheel 11 and together with this forms the output stage.
Die Ankerwelle 5 ist auf abgesetzten Enden der Kegelritzelwellen 7 zentriert und an sich frei drehbar gelagert. Das Drehmoment wird dabei durch je eine dreh- und biegeelastische Kupplung 12 um die Zentrierungsund Lagerungsstellen herumgeführt. Der Anker des Elektromotors 4 ist insofern nur mittelbar in dem Motor-Getriebe-Block gelagert, und zwar über die dort unmittelbar und statisch bestimmt gelagerten Kegelritzel-The armature shaft 5 is centered on the offset ends of the bevel pinion shafts 7 and freely rotatable per se. The torque is generated by a torsionally and flexurally elastic coupling 12 around the centering and Storage locations around. The armature of the electric motor 4 is in this respect only indirectly supported in the motor-gearbox block, namely via the bevel pinion mounted there directly and statically determined
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wellen 7. Die Winkelgetriebe 3 sind in bezug auf den Elektromotor 4 spiegelbildlich derart ausgebildet, daß ihre die Mittelpunkte der Zwischenwelle 9 und der Achswelle 2 in der Seitenansicht (Fig. 1) verbin denden Linien nach unten divergieren. Diese Anordnung gewährleistet eine hohe Bodenfreiheit des Drehgestells.shafts 7. The angular gears 3 are relative to the electric motor 4 designed as a mirror image in such a way that their connecting the centers of the intermediate shaft 9 and the axle shaft 2 in the side view (Fig. 1) the diverging lines diverge downwards. This arrangement ensures a high ground clearance for the bogie.
Wie die Fig. 5 zeigt, ist die Zwischenwelle 9 beidseitig aus dem Gehäuse 13 des Winkelgetriebes 3 herausgeführt. Sie trägt an ihren En den je eine Bremsscheibe 14, an der Bremseinrichtungen 15 angreifen, z.B. eine Bremszange 16 mit einem Bremszylinder 17. Die zwei letzteren sind mit dem Gehäuse 13 verbunden, so daß zwischen der Bremsscheibe 14 und den Bremseinrichtungen 15 keine Relativbewegung entsteht.As FIG. 5 shows, the intermediate shaft 9 is led out of the housing 13 of the angular gear 3 on both sides. She wears on her en each of which has a brake disc 14 on which the braking devices 15 act, e.g. a brake caliper 16 with a brake cylinder 17. The latter two are connected to the housing 13 so that there is no relative movement between the brake disc 14 and the braking devices 15.
Die Figuren 2 bis 4 bzw. 6 sind der Figur 1 bzw. 5 ähnlich und enthalten Teile, die mit den bisher behandelten Teilen größtenteils identisch sind. Diese identischen Teile sind daher im einzelnen nicht mehr beschrieben aber unverändert beziffert, und zwar jeweils auf der rechtenFigures 2 to 4 and 6 are similar to Figures 1 and 5 and contain parts that are largely identical to the parts discussed so far are. These identical parts are therefore no longer described in detail, but numbered unchanged, on the right-hand side
Hervorzuheben ist, daß die Winkelgetriebe 3a in bezug auf den Elektromotor 4 spiegelbildlich derart ausgebildet sind, daß ihre die Mittelpunkte der Zwischenwelle 9 und der Achswelle 2 in der SeitenansichtIt should be emphasized that the angular gears 3a are designed as a mirror image with respect to the electric motor 4 in such a way that their center points of the intermediate shaft 9 and the axle shaft 2 in the side view verbindenden Linien nach oben divergieren. Dabei ist die Achswelle 2 in einem Winkelbereich um den Mittelpunkt der Zwischenwelle 9 angeordnet, dessen einer Schenkel 18 schräg nach oben weisend etwa unter 45° gegen die Horizontale geneigt ist und der sich hiervon nach unten erstreckt. Diese Anordnung begünstigt das Heruntersenken des Elektromo-connecting lines diverge upwards. The axle shaft 2 is arranged in an angular range around the center point of the intermediate shaft 9, one leg 18 of which is pointing obliquely upwards at approximately 45 ° is inclined to the horizontal and which extends downward therefrom. This arrangement favors lowering the electric motor tors 4 und gewährleistet einen tiefliegenden Gesamtschwerpunkt.tors 4 and ensures a deep overall center of gravity.
Die Winkelgetriebe 3b und 3c in den Figuren 3 und 4 sind in bezug auf den Elektromotor 4 spiegelbildlich so ausgebildet, daß ihre die Mittelpunkte der Zwischenwelle 9 und der Achswelle 2 in der Seitenansicht verbindenden Linien nach unten konvergieren. Dabei ist die Achswelle 2 um den Mittelpunkt der Zwischenwelle 9 herum jeweils in einer nach unten weisenden Winkelbereich angeordnet, der sich von der Lotrechten etwa bis zu 65° zum Elektromotor 4 hin erstreckt. Diese Anordnungen gewähr-The angular gears 3b and 3c in Figures 3 and 4 are related to the electric motor 4 is designed in a mirror-inverted manner so that its the center points of the intermediate shaft 9 and the axle shaft 2 in the side view connecting lines converge downwards. In this case, the axle shaft 2 is arranged around the center point of the intermediate shaft 9 in a downwardly pointing angular range which extends approximately from the perpendicular extends up to 65 ° towards the electric motor 4. These arrangements ensure
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leisten einen besonders kurzen Achsabstand. Dies ist deutlich in Fig. zu sehen, wo das Ritzel 6 auf der Kegelritzelwelle 7a in dem vom Elektro-5 motor 4 angewandten Bereich des Kegelrades 8 mit diesem kämmt. Jenseits des Ritzels 6 ist ein Lager 19 für das Ende der Kegelritzelwelle 7a vorgesehen. Die letztere und die Achswelle 2 kreuzen sich hier räumlich, was in der rechten Hafte der Fig. 6 noch deutlicher zu sehen ist. Dort ist die Zwischenwelle 9a nur einseitig aus dem Winkelgetriebe 3c 10 herausgeführt. Für diesen Radsatz 1 ist daher nur eine einzige Bremsscheibe 14 mit den zugehörigen Bremseinrichtungen 15 vorgesehen.provide a particularly short center distance. This is clearly shown in Fig. to see where the pinion 6 on the bevel pinion shaft 7a meshes with the bevel gear 8 in the area of the bevel gear 8 used by the electric motor 4. Beyond of the pinion 6, a bearing 19 is provided for the end of the bevel pinion shaft 7a. The latter and the axle shaft 2 cross here spatially, which can be seen even more clearly in the right clip of FIG. There the intermediate shaft 9a is only on one side from the angular gear 3c 10 led out. For this wheel set 1, therefore, only a single brake disk 14 with the associated braking devices 15 is provided.
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| EP0054134A1 (en) | 1982-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |