DE4429889A1

DE4429889A1 - Angetriebenes Fahrwerk für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE4429889A1
Application number: DE4429889A
Authority: DE
Inventors: Ernst Piepenbreier; Reinhold Zok
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Duewag AG
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-02-29
Also published as: EP0698540B1; EP0698540A1; DE59508341D1; ATE192984T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein angetriebenes Fahrwerk für Schienenfahr zeuge, insbesondere für Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen.

Aus der EP 0 439 574 B1 ist ein angetriebenes Fahrwerk für Niederflur-Schie nenfahrzeuge mit mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Kasten teilen und zwei mit Lenkmitteln ausgestatteten Einzellaufwerken bekannt, wo bei an einem Kastenteil an den Längsseiten jeweils zwischen zwei Rädern ein Motor und eine Bremse befestigt sind, die über radaußenseitig an beiden Ein zellaufwerken angeordnete Kegelradgetriebe das Fahrwerk antreiben und bremsen. Zum Ausgleich der Relativbewegungen zwischen den fest an den Laufwerken angeordneten Kegelradgetrieben und dem Motor dienen dabei ausziehbare Gelenkwellen. Damit diese Gelenkwellen eine ausreichende Re lativbewegung gewährleisten, vergrößert sich der Achsabstand zwischen den Rädern entsprechend, so daß aufwendige Lenkeinrichtungen für die Einzel laufwerke erforderlich sind.

In der EP 0 152 568 A1 ist eine kardanische Doppelkupplung beschrieben, wobei zwischen einer Hohlwelle und einer durch diese gehenden Welle an deren Ende elastische Gelenkkupplungen angeordnet sind. Diese Doppel kupplung dient dabei zum Verbinden einer in einem Drehgestell oder -rahmen gelagerten Achse eines Achsantriebes für Schienenfahrzeuge mit einer die Achse mit Spiel umschließenden abtreibenden Hohlwelle eines Getriebes, das an der Stirnseite eines in Fahrtrichtung liegenden Elektromotors angeflanscht und zusammen mit dem letzteren im Drehgestell oder -rahmen befestigt ist. Hierbei sind jeweils zwei Räder über eine Achse miteinander verbunden und die beiden Achsen eines Drehgestelles besitzen mittig einen Antriebsmotor. Dieser Antriebsmotor behindert mit seiner Mittellage die Absenkung des Fuß bodens, so daß bei Niederflurfahrzeugen kein in Längsrichtung durchgehender Fußboden möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein angetriebenes Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen, vorzuschlagen, bei dem die vorgenannten Probleme nicht auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Kombination der im Anspruch 1 an gegebenen Merkmale. Die Unteransprüche 2 bis 5 enthalten sinnvolle Ausfüh rungsformen dazu.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Fahrwerksantrieb besitzt folgende Vor teile:

- Im Gegensatz zu fast allen bekannten Radantrieben stützt sich die Masse des Antriebes nicht auf den Rädern ab. Sie ist über die Primärfederung des Dreh gestelles durch die Befestigung am DG-Rahmen abgefedert.
- Die an sich bekannte Hohlwellenkeilpaketkupplung erlaubt aufgrund ihrer Kardanik einen vom System her unwuchtfreien Antrieb bei statischen Einfe derungen von ca. +1/-15 mm.
- Die beiden hintereinanderliegenden Räder sind mechanisch gekoppelt.
- Durch die Anordnung von 2 Läuferwellen in einem Stator ist eine mechani sche Entkoppelung bei einem elektrisch steuerbaren Schlupf erreichbar. Un ter Beibehaltung der Monoblock-Bauweise ist ein reinrassiger Einzelradan trieb erreicht.
- Je nach Motorausführung ist eine Motorseite mit einer Bremsscheibe verse hen oder beide Motorseiten. Die Bremsanlage ist in den Antriebsbereich inte griert.
- Der gesamte elektromagnetische Antrieb ist seitlich abbaubar, dabei bleibt das Fahrzeug roll- und schleppbar ohne jede Einschränkung. Montagestän de werden nur für den eigentlichen Aggregatwechsel belegt. - Keine Leer zeitbelegung.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 4 beispielsweise nä her erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch in der Draufsicht den Fahrwerksantrieb für ein Drehgestell an Niederflurfahrzeugen.

Fig. 2 zeigt teils im waagerechten Schnitt, teils in der Draufsicht die Anord nung von Winkelgetriebe und doppelkardanischer Kupplung am Rad.

Fig. 3 zeigt in der Seitenansicht einen Teil der kardanischen Doppelkupp lung.

Fig. 4 zeigt in der Draufsicht einen Teil der kardanischen Doppelkupplung am Rad.

Nach Fig. 1 sind die vier Räder (2) eines Drehgestelles einzeln über entspre chende Lagerungen im Drehgestellrahmen (1) gelagert. Es besteht zwischen den einzelnen Rädern (2) keine Achswellenverbindung. ln diesem Raum kann der Wagenboden soweit abgesenkt werden, wie es für ein Niederflurkonzept erforderlich ist.

In Fahrzeuglängsrichtung sind die beiden hintereinander angeordneten Räder (2) eines Drehgestelles auf jeder Seite durch einen an sich bekannten Längs antrieb (A) miteinander mechanisch gekoppelt. Eine gezielte mechanische Ent koppelung - und damit ein reiner Einzelradantrieb - wird dadurch erreicht, daß der Motor (3) mit zwei Läuferwellen (8) und (9) (vgl. oberen Teil von Fig. 1) statt mit einer Läuferwelle (10) (vgl. unteren Teil von Fig. 1) in einem Stator vorgesehen wird. Die Blockbauweise des gesamten Antriebes wird dabei nicht verlassen.

Der aus Motor (3) und den beiden Kegelstirnradgetrieben (4) und (5) beste hende Antrieb (A) ist mit dem Drehgestellrahmen (1) fest verbunden. Je nach Erfordernis ist der Antrieb mit einer Bremsscheibe (6) versehen. Die notwendi ge Beweglichkeit zwischen dem jeweiligen Rad (2) und dem zugehörigen me chanischen Antrieb (A) wird über eine aus der EP 0 152 568 A1 an sich be kannte zweigelenkige, kardanisch wirkende Keilpaketkupplung (7) erreicht.

Die gesamte Masse des elektromechanischen Antriebes (A) ist nur über reich lich dimensionierte Gummielemente mit dem Laufrad (2) einerseits und dem Drehgestellrahmen (1) andererseits verbunden.

Damit ist vom Konzept her eine größtmögliche Massenentkoppelung erreicht.

Gemäß Fig. 2 wird über ein als Kegelstirnradgetriebe (4) bzw. (5) ausgebil detes Winkelgetriebe das vom Motor erzeugte Drehmoment auf das jeweilige Laufrad (2) umgelenkt und übertragen. Dabei ist das Antriebszahnrad (11) als Hohlwelle ausgebildet. Über die dem Laufrad (2) abgewandte Seite wird das Antriebsmoment über den formschlüssig mit der Hohlwelle verbundenen Hohl wellenstern (12) auf die erste Gelenkebene (7) einer Hohlwellenkeilpaketkupp lung übertragen. Eine durch die Getriebehohlwelle hindurchgeführte Kardan hohlwelle (13), die wiederum auf der Radseite einen so großen Innendurch messer aufweist, daß damit das äußere Radlager (14) umbaut werden kann, leitet das Drehmoment in die zweite Gelenkebene (7.1). Diese wiederum be steht aus den gleichen Keilpaketen (16), wie sie in der ersten Gelenkebene verwendet werden, und dem Radstern (15).

Die Verbindung zwischen Kardanhohlwelle (13) und Keilpaket (16) geschieht, wie aus den Fig. 3 und 4 erkennbar, über eine kraftschlüssige Schraubver bindung, die Verbindung KeilpakeURadstern (15) über einen Formschluß, die Verbindung AchssternlLaufrad (2) über eine kraftschlüssige Schraubverbin dung. Der gesamte elektromechanische Antrieb kann durch Lösen der Verbin dungsschrauben (18), die für die formschlüssige Verbindung der Kardanhohl welle (13) und des Kardanhohlwellenflansches (17) sorgen, und nach Lösen der Verbindung zum Drehgestellrahmen, als Einheit seitlich abgezogen wer den.

Die Rollbarkeit des Fahrzeuges bleibt gewährleistet, eine Blockade der Monta gestelle entfällt.

Bezugszeichenliste

(1) Drehgestellrahmen
(2) Räder
(3) Antriebsmotor
(4) Winkelgetriebe oder Kegelstirnradgetriebe
(5) Winkelgetriebe oder Kegelstirnradgetriebe
(6) Bremsscheibe
(7) Gelenkebene
(7.1) Gelenkebene
(8) Läuferwelle
(9) Läuferwelle
(10) Läuferwelle
(11) Antriebszahnrad als Hohlwelle
(12) Hohlwellenstern
(13) Kardanhohlwelle
(14) Radlager
(15) Radstern
(16) Keilpaket
(17) Kardanhohlwellenflansch
(18) Verbindungsschrauben
(A) Antrieb

Claims

1. Angetriebenes Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Dreh gestelle an Niederflurfahrzeugen, wobei

a) die Räder (2) einzeln gelagert sind,
b) die Räder eines Antriebes einen kurzen Radstand besitzen,
c) auf jeder Fahrwerkslängsseite jeweils zwischen zwei hintereinander angeordneten Rädern (2) am Drehgestellrahmen (1) oder Wagenka sten ein elektromechanischer Antrieb (A) befestigt ist,
d) die in Wagenlängsrichtung angeordneten Läuferwellen (8, 9, 10) des Antriebes (A) über jeweils ein Winkelgetriebe (4, 5) und eine kardani sche Doppelkupplung (7, 7. 1) mit den Rädern verbunden sind.

2. Angetriebenes Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antrieb (A) zwei Läuferwellen (8, 9) mit einem vorzugsweise elektrisch begrenzten gegenseitigen Schlupf besitzt.

3. Angetriebenes Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß in den elektromechanischen Antriebsblock (A) ein- oder beidseitig eine Bremse (6) integriert ist.

4. Angetriebenes Fahrwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Doppelkupplung (7, 7.1) außen an den Rädern (2), vorzugsweise zwischen Kardanhohlwellen flansch (17) und Kardanhohlwelle (13), über Schrauben (18) trennbar ist.

5. Angetriebenes Fahrwerk nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro mechanische Antrieb (A) gemeinsam mit den Winkelgetrieben (4, 5) und der kardanischen Doppelkupplung (7, 7.1) als Monoblock-Bauelement ausgebildet ist.