EP0025771B1 - Schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug - Google Patents

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EP0025771B1
EP0025771B1 EP80730054A EP80730054A EP0025771B1 EP 0025771 B1 EP0025771 B1 EP 0025771B1 EP 80730054 A EP80730054 A EP 80730054A EP 80730054 A EP80730054 A EP 80730054A EP 0025771 B1 EP0025771 B1 EP 0025771B1
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EP
European Patent Office
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traction motor
drive
bogie
gearing
swing bearings
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EP80730054A
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English (en)
French (fr)
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EP0025771A1 (de
Inventor
Roman Susdorf
Heinz Engelmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • 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 invention relates to a rail-bound electric traction vehicle, in which an electric traction motor arranged in the longitudinal direction of the vehicle drives two drive axles, in that each drive axle is connected via an elastic coupling, a cardan hollow shaft surrounding it and a further elastic coupling to the large wheel of a transmission, the pinion of which one end of the rotor shaft of the traction motor is driven, the traction motor and transmission being resiliently suspended in the bogie or bogie.
  • Such a locomotive is known from US-PS 36 26 862.
  • rubber springs are used for the resilient suspension of the traction motor and the gear housing, which are arranged between a plate connected to the bogie or bogie and a plate connected to the traction motor or gearing housing. This results in a decoupling of the masses of the traction motor and the transmission from the bogie or bogie and a reduction in the unsprung masses.
  • this suspension requires a relatively large diameter of the cardan hollow shaft in order to absorb the spring travel possible between the chassis or bogie and the drive axle. However, this reduces the space for the electric drive motor.
  • a rail-bound electric traction vehicle with a bogie arrangement is known, an electric traction motor installed parallel to the driving axis being suspended as a single-axis drive by means of a pendulum on the car body.
  • a handlebar lying in the longitudinal direction is arranged between the drive motor and the chassis.
  • the pendulums of the traction motor suspension are rigid.
  • the use of rubber-metal composite joints only achieves vibration decoupling. The vibration behavior of the cross unit suspended in this way is determined by the lengths of the pendulums used.
  • the invention has for its object to improve the driving behavior of the locomotive by a larger secondary spring mass, without the space available for the drive unit and the drive motor is restricted too much.
  • two articulated pendulums are provided according to the invention in a traction vehicle of the type described above as a suspension on each side of the drive motor, which contain a spring damper member and their articulation point leading to the drive motor or to the drive unit formed from the drive motor and transmission below the center lines lies, and the other point of articulation is located in the bogie or bogie and in addition at least two longitudinally located links between the drive motor or drive unit and the bogie or bogie are arranged.
  • FIG. 1 shows, partially in section, a schematic plan view of the bogie of an electric traction vehicle with the drive unit suspended therein.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section along the section line II-II in Fig. 1 and Fig. 3 also a section along the line 111-111 in Fig. 2, but the drive motor is uncut and shown only schematically.
  • each drive axle 1 is connected via an elastic coupling consisting of links 3, a hollow shaft 4 surrounding the drive shaft 1 with play and a further elastic coupling formed from a rubber ring spring 5 to a hollow shaft 6 surrounding the hollow shaft 4, which is the large wheel of an angular gear, not shown wearing.
  • the pinion of this transmission is driven by one end of the rotor shaft of the traction motor 2.
  • the electric traction motor 2 is with everyone Front lying gear housing 7 combined to form a drive unit 8.
  • This is suspended in the bogie 10 via two pendulums 9 articulated on each side of the driving motor 2.
  • the pendulums 9 are each fastened to the bogie 10 via a pivot point 11 on the bogie 10 and a pivot point 12 below the center line of the driving axis 1, the pendulums 9 lying at an angle to the driving axis 1.
  • the hinge points 11 and 12 are each provided with a rubber insert in order to reduce wear.
  • Each pendulum 9 contains a spring damper member 13.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug, bei welchem ein in Fahrzeuglängsrichtung angeordneter elektrischer Fahrmotor zwei Treibachsen antreibt, indem jede Treibachse über eine elastische Kupplung, eine sie umgebende Kardanhohlwelle und eine weitere elastische kupplung mit dem Großrad eines Getriebes verbunden ist, dessen Ritzel von einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors angetrieben ist, wobei Fahrmotor und Getriebe federnd im Fahr- bzw. Drehgestell aufgehängt sind.
  • Ein derartiges Triebfahrzeug ist aus der US-PS 36 26 862 bekannt. Zur federnden Aufhängung des Fahrmotors und der Getriebegehäuse dienen bei diesem bekannten Triebfahrzeug jeweils Gummifedern, die zwischen einer mit dem Fahr- bzw. Drehgestell verbundenen Platte und einer mit dem Fahrmotor bzw. dem Getriebegehäuse verbundenen Platte angeordnet sind. Dadurch wird eine Entkopplung der Massen des Fahrmotors und der Getriebe von dem Fahr- bzw. Drehgestell erzielt und eine Verringerung der ungefederten Massen. Diese Aufhängung bedingt aber einen verhältnismäßig großen Durchmesser der Kardanhohlwelle, um die zwischen Fahr- bzw. Drehgestell und der Treibachse möglichen Federwege aufzunehmen. Dies verringert aber den Platz für den elektrischen Fahrmotor.
  • Aus der DE-A-26 57 447 ist ferner ein Querantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges bekannt. Zur Aufhängung des quer zur Treibachse liegenden Fahrmotors dienen Federdämpferglieder, die jeweils unterhalb der Mittellinie der Treibachse und im Fahr- bzw. Drehgestell angelenkt sind. Außerdem sind zur Erzielung einer Parallelführung neben- und übereinanderliegende Längslenker zwischen Fahrmotor und Fahrgestell angeordnet.
  • Weiterhin ist aus der DE-A-26 50 035 ein schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug mit einer Drehgestellanordnung bekannt, wobei ein parallel zur Treibachse eingebauter elektrischer Fahrmotor als Einzelachsantrieb mittels Pendel am Wagenkasten aufgehängt ist. Außerdem ist zwischen Fahrmotor und Fahrgestell ein in Längsrichtung liegender Lenker angeordnet. Die Pendel der Fahrmotoraufhängung sind starr ausgebildet. Durch den Einsatz von Gummimetallverbundgelenken wird lediglich eine Schwingungsentkopplung erreicht. Das Schwingungsverhalten des so aufgehängten Queraggregates wird durch die Längen der eingesetzten Pendel bestimmt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahrverhalten des Triebfahrzeuges durch eine größere sekundärgefederte Masse zu verbessern, ohne daß der für das Antriebsaggregat und dem Fahrmotor zur Verfügung stehende Raum zu stark eingeengt wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung bei einem Triebfahrzeug der eingangs beschriebenen Art als Aufhängung auf jeder Seite des Fahrmotors zwei gelenkig befestigte Pendel vorgesehen, die ein Federdämpferglied enthalten und deren zum Fahrmotor bzw. zum aus Fahrmotor und Getriebe gebildeten Antriebsaggregat führender Gelenkpunkt unterhalb der Mittellinien liegt, und deren anderer Gelenkpunkt sich im Fahr- bzw. Drehgestell befindet und außerdem sind zumindest je zwei in Längsrichtung liegende Lenker zwischen Fahrmotor bzw. Antriebsaggregat und dem Fahr- bzw. Drehgestell angeordnet.
  • Durch die Aufhängung an Pendeln mit Federdämpfergliedern, die große Wege zulassen, aber eine Resonanzschwingung unterbinden, können die von vertikalen Schienenunebenheiten erzeugten Stöße weitgehend abgebaut werden. Dadurch sind bei relativ schlechten Gleisen größere Fahrgeschindigkeiten möglich. Die Pendel mit ihren tiefliegenden Befestigungspunkten am Fahrmotor bzw. Antriebsaggregat können große Durchfederungswege aufnehmen, so daß die Kardanhohlwelle ihrerseits nur geringe Wege ausgleichen muß und ihr Durchmesser kann entsprechend klein gewählt werden. Infolge der Aufhängung des Fahrmotors und Getriebes bzw. des Antriebsaggregates über Pendeln mit einem Federdämpferglied im Fahr- bzw. Drehgestell erhält das Triebfahrzeug zwei voneinander unabhängig schwingende Sekundärmassen, und zwar zusätzlich zum Wagenkasten den Fahrmotor mit Getrieben bzw. das Antriebsaggregat. Es wird ein sehr stabiles Fahrverhalten erzielt, was noch durch die als Stabilisatoren in Längsrichtung wirkenden horizontal liegenden Lenker, die vertikale Bewegungen zulassen, unterstützt wird.
  • Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Diese zeigt in Fig. 1, teilweise geschnitten, eine schematische Draufsicht auf das Drehgestell eines elektrischen Triebfahrzeuges mit dem darin aufgehängten Antriebsaggregat.
  • Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 ebenfalls einen Schnitt entlang der Linie 111-111 in Fig. 2, wobei allerdings der Fahrmotor ungeschnitten und nur schematisch dargestellt ist.
  • Bei einem schienengebundenen Triebfahrzeug, das insbesondere für den Nahverkehr eingesetzt wird, werden jeweils zwei Treibachsen 1 von einem quer zwischen ihnen in Längsrichtung des Triebfahrzeuges angeordneten elektrischen Fahrmotor 2 angetrieben. Dazu ist jede Treibachse 1 über eine aus Lenkern 3 bestehenden elastischen Kupplung, eine die Treibachse 1 mit Spiel umgebenden Kardanhohlwelle 4 und eine weitere aus einer Gummiringfeder 5 gebildeten elastischen Kupplung mit einer die Kardanhohlwelle 4 umgebenden Hohlwelle 6 verbunden, die das nicht dargestellte Großrad eines Winkelgetriebes trägt. Das Ritzel dieses Getriebes ist jeweils von einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors 2 angetrieben.
  • Der elektrische Fahrmotor 2 ist mit den an jeder Stirnseite liegenden Getriebegehäusen 7 zu einem Antriebsaggregat 8 zusammengefaßt. Dieses ist über zwei auf jeder Seite des Fahrmotors 2 gelenkig befestigte Pendel 9 im Drehgestell 10 aufgehängt. Dazu sind die Pendel 9 jeweils über einen Gelenkpunkt 11 am Drehgestell 10 und einem Gelenkpunkt 12 unterhalb der Mittellinie der Treibachse 1 am Fahrmotor 2 befestigt, wobei die Pendel 9 schräg zur Treibachse 1 liegen. Die Gelenkpunkte 11 und 12 sind jeweils mit einer Gummieinlage versehen, um den Verschleiß zu verringern. Jedes Pendel 9 enthält ein Federdämpferglied 13.
  • Durch diese federnde Aufhängung des Antriebsaggregates 8 im Drehgestell 10 über Pendel 9 ist aus der Masse des Antriebsaggregates 8 eine sekundär gefederte Masse geworden. Diese Verringerung der ungefederten Massen verbessert das Fahrverhalten des Triebfahrzeuges. Die Pendel 9 nehmen große Federwege auf und bauen daher an den Treibachsen 1 auftretende Stöße weitgehend ab. Dadurch braucht die Kardanhohlwelle 4, welche die Treibachse 1 umgibt, nur kleine Federwege aufzunehmen und ihr Durchmesser kann entsprechend klein gewählt werden. Es steht dadurch genügend Raum für das Antriebsaggregat 8 zur Verfügung. Bei einem derartig aufgehängten Antriebsaggregat 8 können außerdem keine Resonanzschwingungen auftreten, weit die Pendel 9 Federdämpferglieder 13 enthalten. Zusätzlich sind auf jeder Seite des Fahrmotors 2 zwei in Längsrichtung liegende Lenker 14 zwischen dem Antriebsaggregat 8 und dem Drehgestell 10 angeordnet. Diese stabilisieren das Antriebsaggregat in Längsrichtung, behindern aber vertikale Bewegungen nicht.

Claims (2)

1. Schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug, bei welchem ein in Fahrzeuglängsrichtung angeordneter elektrischer Fahrmotor (2) zwei Treibachsen (1) antreibt, indem jede Treibachse über eine elastische Kupplung (3), eine sie umgebende Kardanhohlwelle (4) und eine weitere elastische Kupplung (5) mit dem Großrad eines Getriebes verbunden ist, dessen Ritzel von einem Ende der Läuferwelle des Fahrmotors (2) angetrieben ist, wobei Fahrmotor (2) und Getriebe federnd im Fahr- bzw. Drehgestell (10) aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufhängung auf jeder Seite des Fahrmotors (2) zwei gelenkig befestigte Pendel (9) vorgesehen sind, die ein Federdämpferglied (13) enthalten, und deren zum Fahrmotor (2) bzw. zum aus Fahrmotor (2) und Getriebe gebildeten Antriebsaggregat (8) führender Gelenkpunkt (12) unterhalb der Mittellinie der Treibachsen (1) liegt, und deren anderer Gelenkpunkt (11) sich im Fahr- bzw. Drehgestell (10) befindet und daß zumindest je zwei in Längsrichtung liegende Lenker (14) zwischen Fahrmotor (2) bzw. Antriebsaggregat (8) und dem Fahr- bzw. Drehgestell (10) angeordnet sind.
2. Triebfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel (9) schräg zur Treibachse (1) angeordnet sind.
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