EP0010619B1 - Elektromotor-Getriebe-Aggregat für den Antrieb von Schienenfahrzeugen wie Strassenbahnen o.dgl. - Google Patents
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- B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
- B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
Definitions
- the present invention relates to an electric motor gear unit for driving rail vehicles such as trams or the like.
- the invention has for its object to provide an electric motor gear unit for driving rail vehicles, which allows the engine speed to be increased significantly above the previous maximum speed of 3000-4000 U / min.
- the motor armature is mounted on the fly by means of the drive shaft of the transmission, which is mounted at least twice in the transmission housing with oil-lubricated bearings, the motor housing being screwed to the transmission housing in a centered manner.
- the motor armature preferably has a hollow shaft which is pushed onto the elongated gear shaft and connected to it in a positive and / or non-positive manner.
- the gear shaft can of course be designed as a hollow shaft into which the extended motor armature shaft is pushed, the two shafts being positively and / or non-positively connected to one another.
- the motor armature shaft is mounted in the oil-lubricated bearings of the transmission, which are preferably positively lubricated, especially at higher speeds, which ensures better heat dissipation.
- This allows a motor to be used at a much higher speed, e.g. B. with 6-8000 U / min, which has a much lower weight than a motor with a lower speed.
- a weight saving is achieved by eliminating the motor bearings and end shields.
- advantageous exemplary drive arrangements are shown as exemplary embodiments, which can be realized by the invention, both with the motor lying transversely and parallel to the direction of travel.
- the abortive large wheel 9 is arranged on a hollow shaft 14 which is rotatably mounted in the gear housing 6 with bearings 13 and which surrounds the wheel axle 8 with play.
- the hollow shaft 14 drives the wheel axle 8 via 17 in a manner known per se via two couplings 15 and a known cardan hollow shaft 16 connected between them, the wheel axle 8 being able to perform parallel and longitudinal displacements in a known manner.
- the two two-stage gear 36 acting on one wheel axle 8 of the coaxial wheels 52 are combined in a single gear housing 18, in which the two gear stages are arranged side by side. Accordingly, there are also two mutually independent transmission drive shafts 19, each of which is extended out of the transmission housing 18 into a motor 1 and each carries an overhung motor armature 2 (similar to that in FIG. 1).
- the motor housing 5 are arranged laterally on the transmission housing 18 and fastened to it by means of screws 40.
- the two gears 36 in the common gear housing 18 are combined with the two motors 1 to form a drive block 32, and each of the two drive blocks 32 is fixedly suspended on the bogie frame 25 at 48.
- the wheels 52 are driven by the gear 36 via two clutches 45; disc brakes are designated by 35.
- the wheels 52 are mounted in rockers 53 which can swing about joints 54 in the wheel plane and are supported in a known manner with respect to the bogie frame 25 by a spring 26 (cf. FIG. 2a). This design allows the wheels to be adapted particularly well to the rail, even when cornering.
- each of the motor-gear units 27, which are fixedly mounted in the bogie frame 20 at 49, is provided with an angular drive 28 or 38, the motor armature 2 in each case either on the pinion shaft 29 of the angular drive 28 (which is extended outwards from the gear housing 51) ( see left side of FIG.) or on the outwardly guided shaft 30 of a spur gear stage upstream of the angular drive 38 (see right side of FIG.).
- the wheels 52 are driven similarly to FIG. 1, lower part, via couplings 15 with cardan hollow shafts 16; in the right part of the illustration, one of the couplings 15 is arranged on the outside of the wheel 52; For this purpose, the wheel axles 47 are hollow and the coupling shafts 46 are guided through them.
- the two motor-gear units of a bogie side consisting of motor 1 and stimulus stage 33 and 43 are combined to form a block 31 on the motor side, and each block 31 is firmly connected to the bogie frame 25 by means of screws 40 , but there is no connection between the two motor armatures 2 of the respective block.
- the gear housing 39 each have a spur gear stage 33 or 43, from which the connection to the bevel gear stage 34 arranged on the associated gear 52 takes place, as in FIG. 2, via two clutches 45 and a cardan shaft 21.
- the wheels 52 are mounted in rockers 53 as in FIG. 2.
- the wheels 52 are mounted in rockers 53 in a manner similar to that in FIG. 3.
- the motor-gear units 41 and 42 are flanged to the rocker 53 by means of screws 40, while the motor housing 5 is screwed to the gear housing 51 by means of screws 40.
- the gear output wheels 37 and 44 are each arranged on the axis of the associated driven wheel 52; its storage is thus combined with that of the gearbox driven gear in the rocker 53.
- the rockers 53 are at the same time part of the associated motor-gear unit 41 or 42, so that coupling parts are saved and a substantial reduction in weight is achieved.
- the type of construction according to the invention can be used to implement partially as well as fully sprung drives, which come into question depending on the vehicle speed and engine speed.
- the partially sprung versions are usually sufficient for local transport, while the more complex fully sprung versions are preferred for long-distance transport.
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Description
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektromotor-Getriebe-Aggregat für den Antrieb von Schienenfahrzeugen wie Straßenbahnen o. dgl.
- Es ist bekannt, Schienenfahrzeuge, wie z. B. Straßenbahnen, mit sogenannten Tatzlagermotoren anzutreiben, wobei die an der Radachse mit Pratzen quer zur Fahrtrichtung drehbar aufgehängten und mittels Drehmomentstütze am Fahrzeugrahmen gehaltenen Motoren mit einem Ritzel in ein auf der Radachse befestigtes Großrad eingreifen, das zusammen mit dem Ritzel von einem am Motorgehäuse angeflanschten Getriebegehäuse umgeben ist.
- Auch ist es bekannt, mit einem in Fahrtrichtung liegenden Motor über je ein an dessen Enden angeordnetes Winkelgetriebe je eine Radachse anzutreiben.
- In neuerer Zeit haben die Vergrößerungen sowohl der Achslasten als auch der Beschleunigung zu einer Steigerung der Motorleistungen geführt, die größere Abmessungen von Motoren und Getrieben zur Folge haben. Hierdurch treten in vielen Fällen Schwierigkeiten beim Einhalten der erforderlichen Bodenfreiheit auf. Dies kann zwar durch Vergrößerung der Raddurchmesser in gewissen Grenzen ausgeglichen werden, ist aber häufig in unerwünschter Weise mit dem Nachteil einer größeren Fußbodenhöhe des Fahrzeugs und einer Schwerpunktverlagerung desselben nach oben verknüpft.
- Es ist auch nicht ohne weiteres möglich, zur Leistungsvergrößerung die Drehzahl der Fahrzeug-Motoren zu erhöhen, die maximal bei 3000-4000 U/min liegt, da diese Motoren aus Wartungsgründen durchweg fettgeschmierte Lager haben. Eine Zwangsölschmierung der Lager wäre, wegen der dazu benötigten Zusatzeinrichtungen, zu aufwendig und würde den Gesichtspunkten des Leichtbaus widersprechen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektromotor-Getriebe-Aggregat für den Antrieb von Schienenfahrzeugen zu schaffen, welches gestattet, die Motordrehzahl wesentlich über die bisherige maximale Drehzahl von 3000-4000 U/min zu erhöhen.
- Sie besteht darin, daß der Motoranker fliegend mittels der im Getriebegehäuse mindestens zweifach mit ölgeschmierten Lagern gelagerten Antriebswelle des Getriebes gelagert ist, wobei das Motorgehäuse mit dem Getriebegehäuse zentriert verschraubt ist. Vorzugsweise weist der Motoranker eine Hohlwelle auf die auf die verlängerte Getriebewelle aufgeschoben und mit dieser form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. In umgekehrter Anordnung kann selbstverständlich die Getriebewelle als Hohlwelle ausgebildet sein, in die die verlängerte Motoranker-Welle hineingeschoben ist, wobei beide Wellen form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
- Bei dieser Anordnung ist die Motorankerwelle in den ölgeschmierten Lagern des Getriebes gelagert, die vorzugsweise zwangsgeschmiert sind, insbesondere bei höheren Drehzahlen, wodurch eine bessere Wärmeableitung gewährleistet ist. Dadurch kann ein Motor mit wesentlich höherer Drehzahl verwendet werden, z. B. mit 6-8000 U/min, der ein wesentlich geringeres Gewicht als ein Motor mit niedrigerer Drehzahl hat. Außerdem wird durch Wegfall der Motorlager und Lagerschilde eine Gewichtsersparnis erzielt.
- Durch die erfindungsgemäße Bauweise, die zu einer wesentlichen Gewichtsverminderung und auch zu kleineren Abmessungen des gesamten Antriebsaggregates führt, lassen sich, außer den altbekannten Achsantrieben, Einzelantriebe der Räder sowie ein gemeinsamer Antrieb der Räder einer Drehgestellseite besonders günstig verwirklichen. Die letztgenannten Antriebsarten haben den Vorteil, daß der Bandagen- und Spurkranzverschleiß sowie die Quietschgeräusche bei Kurvenfahrten wesentlich herabgesetzt werden, da Schlupf und Quergleiten der Räder auf den Schienen vermieden werden.
- In der Zeichnung sind in schematischer Darstellung als Ausfiuarungsbeispiele vorteilhafte Antriebsanordnungen dargestellt, die sich durch die Erfindung verwirklichen iassen, und zwar sowohl mit quer als auch parallel zur Fahrtrichtung liegendem Motor.
-
- rahmen 20 fest verbunden. Die Motorwelle 23 ist nach außen verlängert und im Zusammenwirken mit der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (= Ritzelwelle) 24, in die sie kraft- und formschlüssig gesteckt ist, mit Lagern 7 im Getriebegehäuse 6 abgestützt. Das abtreibende Großrad 9 ist auf einer im Getriebegehäuse 6 mit Lagern 13 drehbar gelagerten Hohlwelle 14 angeordnet, die die Radachse 8 mit Spiel umgibt. Die Hohlwelle 14 treibt über zwei Kupplungen 15 und eine dazwischen geschaltete bekannte Kardanhohlwelle 16 bei 17 in an sich bekannter Weise die Radachse 8 an, wobei die Radachse 8 in bekannter Weise Parallel- und Längs-Verlagerungen ausführen kann.
- Im Beispiel der Fig. 2 sind die beiden auf je eine Radachse 8 der koaxialen Räder 52 wirkenden zweistufigen Getriebe 36 in einem einzigen Getriebegehäuse 18 zusammengefaßt, in welchem die beiden Getriebestufen nebeneinander angeordnet sind. Dementsprechend sind auch zwei voneinander unabhängige Getriebe-Antriebswellen 19 vorhanden, die aus dem Getriebegehäuse 18 heraus jeweils in einen Motor 1 hinein verlängert sind und auf diesen Verlängerungen je einen fliegend angeordneten Motoranker 2 tragen (ähnlich wie in Fig. 1). Die Motorgehäuse 5 sind seitlich am Getriebegehäuse 18 angeordnet und an diesem mittels Schrauben 40 befestigt. Die beiden Getriebe 36 in dem gemeinsamen Getriebegehäuse 18 sind mit den beiden Motoren 1 zu einem Antriebsblock 32 vereinigt, und jeder der beiden Antriebsblöcke 32 ist bei 48 fest am Drehgestellrahmen 25 aufgehängt. Der Antrieb der Räder 52 erfolgt vom Getriebe 36 aus über jeweils zwei Kupplungen 45; mit 35 sind Scheibenbremsen bezeichnet Die Räder 52 sind in Schwingen 53 gelagert, die um Gelenke 54 in Radebene schwingen können und gegenüber dem Drehgestellrahmen 25 mit einer Feder 26 in bekannter Weise abgestützt sind (vgl. Fig. 2a). Diese Bauweise erlaubt eine besonders gute Anpassung der Räder an die Schiene auch bei Kurvenlagen.
- in Fig.3 ist jedes der bei 49 fest im Drehgestellrahmen 20 gelagerten Motor-Getriebe-Aggregate 27 mit einem Winkeltrieb 28 bzw. 38 versehen, wobei der Motoranker 2 jeweils entweder auf die aus dem Getriebegehäuse 51 nach außen verlängerte Ritzelwelle 29 des Winkeltriebs 28 (s. linke Seite der Fig.) oder auf die nach außen geführte Welle 30 einer dem Winkeltrieb 38 vorgeschalteten Stirnradstufe (s. rechte Seite d. Fig.) aufgesetzt ist. Der Antrieb der Räder52 erfolgt ähnlich wie in Fig. 1, unterer Teil, über Kupplungen 15 mit Kardanhohlwellen 16, debei ist im rechten Teil der Darseellung jeweils eine der Kupplungen 15 auf der Außenseite des Rades 52 arogeordnet; hierzu sind die Radachsen 47 hohl ausgebildet und die Kupplungswellen 46 durch diese hindurch geführt.
- Im Baiepiel der Fig. 4 sind die zwei aus Motor 1 und Stimadstufe 33 sowie 43 bestehenden Motor-Getriebe-Aggregate einer Drehgestellseite zu je einem Block 31 motorseitig miteinander vereinigt, und jeder Block 31 ist bei 50 mittels Schrauben 40 fest mit dem Drehgestellrahmen 25 verbunden, wobei aber eine Verbindung zwischen den beiden Motorankern 2 des jeweiligen Blockes nicht besteht. Die Getriebegehäuse 39 weisen je eine Stirnradstufe 33 bzw. 43 auf, von der aus die Verbindung zu der am zugehörigen Rad 52 angeordneten Kegelradstufe 34 wie in Fig. 2 über zwei Kupplungen 45 und einer Kardanwelle 21 erfolgt. Die Räder 52 sind wie in Fig. 2 in Schwingen 53 gelagert.
- Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die Räder 52 ähnlicher Weise wie in Fig. 3 in Schwingen 53 gelagert. Jedoch anders als in Fig. 3, sind in diesem Beispiel die Motor-Getriebe-Aggregate 41 und 42 an den Schwingen 53 mittels Schrauben 40 angeflanscht, während die Motorgehäuse 5 mit den Getriebegehäusen 51 mittels Schrauben 40 verschraubt sind. Die Getriebeabtriebsräder 37 bzw. 44 sind jeweils auf der Achse des zugeordneten angetriebenen Rades 52 angeordnet; dessen Lagerung ist also mit der des betr. Getriebeabtriebsrades in der Schwinge 53 vereinigt. Durch diese Vereinigung der genannten Lagerungen sind die Schwingen 53 zugleich Bestandteil des zugeordneten Motor-Getriebe-Aggregates 41 bzw. 42, so daß Kupplungsteile eingespart sind und eine wesentliche Gewichtsverminderung erreicht ist.
- Wie die Beispiele zeigen, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Bauart sowohl teilweise als auch voll abgefederte Antriebe verwirklichen, die je nach Fahrzeug-Geschwindigkeit und Motordrehzahl in Frage kommen. Für den Nahverkehr genügen in der Regel die teilweise abgefederten Ausführungen, während für den Fernverkehr die aufwendigeren voll abgefederten bevorzugt werden.
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Owner name: THYSSEN INDUSTRIE A.G. Effective date: 19840927 |
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