DE3624684A1 - Doppelachsantrieb mit mechanischer achsentkopplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb mit mechanischer Achsentkopplung bei elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugen, bei denen eine oder mehrere Achsen eines Wagens oder Drehgestells von einem Motor angetrieben werden und gegebenenfalls zwei Achsen über den Antrieb mechanisch gekoppelt sind.

Es gehört zum Stand der Technik, bei elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugen eine oder mehrere Achsen über einen Motor anzutreiben, wobei gegebenenfalls die Achsen über den Antrieb mechanisch gekoppelt sind. Dies ist besonders im unteren Ge­ schwindigkeitsbereich wegen der hohen Haftwertausnutzung von Vorteil. In anderen Geschwindigkeitsbereichen kann dies aber zu Nachteilen führen, die durch einen unter Umständen hohen Blindleistungsanteil zu hohen Belastungen der Getriebe und der Triebräder führen. Die Blindleistungen werden durch die unter­ schiedlichen Abrollradien der Räder hervorgerufen. Diese Unter­ schiede sind in der Spurführung selber oder im Verschleiß der Radbandagen zu suchen und sind kaum vermeidbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den mechanischen Leistungsfluß nicht generell an irgendeiner Stelle zu unterbinden, sondern ihn solange beizubehalten, wie es möglich und zweckmäßig ist, um ihn nur dann zu unterbrechen, wenn bestimmte Lastzustände dies erfordern. Es handelt sich also um einen abschaltbaren Allradantrieb. Die Momentenredu­ zierung soll in Abhängigkeit von der Drehzahl so geregelt wer­ den, daß der Leistungsdurchsatz einen bestimmten Pegel nicht überschreitet.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zwischen einem Ge­ triebe und der dem Getriebe benachbarten Stirnseite des Antriebs­ motors eine hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch schalt­ bare Regeleinrichtung, wie beispielsweise eine Lamellenreib­ kupplung, Stirnzahnkupplung o. ä. angeordnet ist und die andere Stirnseite des Antriebsmotors mit einem Achsgetriebe verbunden ist.

Vorteilhaft erfolgt die Schaltung der Regeleinrichtung in Ab­ hängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors und/oder der angetriebenen Achsen.

Zweckmäßig wird zur Ein- bzw. Ausschaltung und/oder Regulierung der Regeleinrichtung die gleiche elektrische Steuerung be­ nutzt, mit der die Zugkraft und/oder die Drehzahl des Antriebs­ motors gesteuert wird.

Die Nachteile des einmotorischen Antriebs bei mechanisch gekop­ pelten Achsen sind so mit der Erfindung vermieden. Die Vorteile dieses Antriebs aber - einfacher Aufbau, kostengünstiger, ein­ fache Steuerung etc. - sind beibehalten.

Im unteren Drehzahlbereich ist die mechanische Verspannung gewährleistet. Da der Drehzahlbereich niedrig ist, ist auch der Verspannleistungsbereich klein und somit für die Getriebe­ belastung vernachlässigbar.

Im oberen Drehzahlbereich aber wird das mechanisch zu über­ tragende Moment soweit herabgesetzt, daß entweder die Blind­ leistung auf ein erträgliches Maß herabgesetzt oder aber eine völlige Entkopplung vorgenommen werden kann, so daß der Motor im hohen Drehzahlbereich als Einzelachsantrieb läuft. Diese Möglichkeit ist besonders bei im Nahverkehr eingesetzten Fahr­ zeugen vorteilhaft.

In der Zeichnung ist das Prinzip der Erfindung dargestellt, wonach zwei die Räder tragende Achsen 11 und 12 eines Fahrzeugs oder eines Drehgestells über an sich bekannte Kupplungen 14 mit je einem Achsgetriebe 15 und 16 verbunden sind. Die Achs­ getriebe 15 und 16 sind als Winkelgetriebe ausgebildet und können sowohl ein- als auch zweistufig, konventioneller oder integrierter Bauart sein. Das Achsgetriebe 15 ist direkt über eine übliche Kupplung 17 an der Stirnseite 13 mit dem Antriebs­ motor (18) verbunden. Das Achsgetriebe 16 ist über die übliche Kupplung 17 mit der an der Stirnseite 21 angeflanschten Lamellenreibkupplung (22) verbunden, welche als Regeleinrichtung nach der Erfindung funktioniert. Der Antiebsmotor 18 ist bei diesem Beispiel längs im Drehgestell oder Fahrzeug angeordnet.

Unterhalb einer vorher bestimmten Drehzahl des Antriebsmotors 18 ist die Lamellenreibkupplung 22 geschlossen, wodurch der Drehmomentenfluß vom Motor 18 zu den beiden Achsen 11 und 12 voll gewährleistet ist. Wird nun der Antriebsmotor 18 durch die elektrische Steuerung auf eine so hohe Drehzahl gebracht, daß der Leistungsdurchsatz einen vorherbestimmten Pegel über­ schreitet, so wird die Lamellenreibkupplung 22 voll geöffnet und damit der Drehmomentenfluß zur einen Achse 11 unterbrochen. Es wird also eine vollständige Entkopplung vorgenommen, so daß der Motor 18 im hohen Drehzahlbereich als Einzelachsantrieb läuft. Damit können also die Vorteile eines z. B. Drehgestell- Längsantriebs beibehalten werden, aber gleichzeitig sind die für die Getriebebelastung erforderlichen Einschränkungen bei der Bandagenpflege aufgehoben bzw. auf ein minimales Maß zurück­ geführt.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anordnung der Regeleinrichtung auch bei elektrisch verspannten Achsen ange­ wendet werden. Damit wäre ebenso wie beim Motor, vorzugsweise einem Gleichstrommotor, eine zugkraftgeregelte Verspannung von mindestens zwei Achsen gegeben.

Als Regeleinrichtung kann jede Schlupf zulassende Kupplung verwendet werden. Auch solche Kupplungen, mit denen das Moment in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 18 gesteuert werden kann, vorzugsweise reduziert werden kann, wenn der Leistungs­ durchsatz einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Damit wird die Blindleistung auf ein erträgliches Maß herabgesetzt, wenn nicht eine völlige Entkopplung vorgenommen werden muß, wodurch sich ein Einzelachsantrieb ergibt.

Die Steuerung der Regeleinrichtung kann mit allen bekannten Mitteln vorgenommen werden, auch unabhängig von der Dreh­ zahl des Motors, z. B. mittels einer elektronischen Einrichtung, in der alle wesentlichen Parameter gespeichert sind und verar­ beitet werden.

Auch kann die Regeleinrichtung nach der Erfindung entweder direkt an einer Motorstirnseite am Motor angeflanscht oder in den Motor integriert werden. Daher kann man für die Achsgetriebe baugleiche Ausführungen verwenden. Es ist aber auch möglich, die Regelein­ richtung in ein Getriebe zu integrieren und für die andere Seite des Motors ein normales Achsgetriebe einzusetzen.

Claims (5)

1. Doppelachsantrieb mit mechanischer Achsentkopplung bei elek­ trisch angetriebenen Schienenfahrzeugen, bei denen eine oder mehrere Achsen eines Wagens oder eines Drehgestells von einem Motor angetrieben werden und gegebenenfalls mehrere Achsen über den Antrieb mechanisch gekoppelt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen einem Getriebe (16) und der dem Ge­ triebe benachbarten Stirnseite (21) des Antriebsmotors (18) eine hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch schaltbare Regeleinrichtung (22), wie beispielsweise eine Lamellenreib­ kupplung, Stirnzahnkupplung o. ä. angeordnet ist und die andere Stirnseite des Antriebsmotors (18) mit einem Achsgetriebe (15) verbunden ist.

2. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Regeleinrichtung (22) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors (18) und/oder den angetriebenen Achsen (11, 12) erfolgt.

3. Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ein- bzw. Ausschaltung und/oder Regulierung der Regeleinrichtung (22) die gleiche elektrische Steuerung benutzt wird, mit der die Zugkraft und/oder die Drehzahl des Antriebsmotors (18) gesteuert wird.

4. Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Regeleinrichtung (22) im Getriebe (16) integriert ist.

5. Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebe ein- oder mehrstufige Ge­ triebe konventioneller oder mit dem Motor (18) integrierte Baugruppen sind.