EP0792784B1 - Driving device for a railway vehicle and railway vehicle provided with at least one of such driving device - Google Patents
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- EP0792784B1 EP0792784B1 EP96810116A EP96810116A EP0792784B1 EP 0792784 B1 EP0792784 B1 EP 0792784B1 EP 96810116 A EP96810116 A EP 96810116A EP 96810116 A EP96810116 A EP 96810116A EP 0792784 B1 EP0792784 B1 EP 0792784B1
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Classifications
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- 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
Definitions
- the invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1.
- Such drive devices with each the drive axle unsprung supported drive motor require a relatively high manufacturing and Assembly effort to the given in the chassis, in usually confined space for maintenance and maintenance work easily accessible drive assembly to achieve a low-loss transmission of the Drive power as well as a secure attachment and Sealing of the gear housing guaranteed.
- the invention has for its object a further developed especially in this regard Drive device of the type mentioned, in one compact, simple design to create which Relative movements of the interacting drive parts and / or a compensation of construction tolerances Drive device allows and easy access to both the gearbox and the interacting drive parts for assembly, disassembly and maintenance work guaranteed.
- the embodiment according to the invention allows one functional separation of those in the area of the first Approach part trained, in the axial and in the radial Direction of the fixed support arrangement from that in the area of the second extension part, in axial and in radial direction compliant support assembly which the Relative movements of the occurring during operation interacting parts without affecting the Allows power transmission. It can Gear housing in the form of an external force largely free, correspondingly thin-walled formwork be carried out, which is characterized by a simple, low-cost design and what with relatively simple sealing arrangements against that Motor housing and the drive axle is sealable.
- Embodiments of the invention are in the dependent Claims specified.
- a rail vehicle with at least one Drive device designed according to the invention Subject matter of claim 10.
- FIG. 1 is a wheelset 1 of a rail vehicle provided with a drive device that a Drive motor 2 and a transmission 3 comprises.
- the wheel set 1 contains one connected to two rail wheels 4 Drive axis 5, the ends of which are not shown in FIG lateral axle bearings are stored.
- the drive motor 2 is with the motor axis running parallel to the drive axis 5 arranged and via a bearing arrangement 6 on the Drive axis 5, and via a movable holding arrangement 7 supported on a support part 8 of the rail vehicle.
- the support part 8 can on a not shown Bogie frame to be formed on the lateral axle bearings is supported.
- the bearing arrangement 6 contains a bearing housing 10 in which the drive shaft 5 is rotatably and axially displaceably mounted on which connecting flanges 11 are formed, on which the housing 12 of the drive motor 2 by means of screws 13 is attached.
- the gear 3 contains one on the shaft the drive motor 2 fixed pinion 14 and a so meshing gear 15, which with its hub 16 on the Drive shaft 5 is attached.
- the pinion 14 and the gear 15 can also have at least one, not shown Interacting idler gear.
- the motor housing 12 is in with a from the motor plate projecting axially over the pinion 14, Free-standing support part 17 provided to the a free-standing bracket at its free end 18 for an outer bearing 20, which on the Motor housing 12 side facing away from the pinion 14 arranged and for receiving one with the pinion 14 connected shaft end 21 is determined.
- the support part 17 is in the embodiment shown on the motor plate releasably attached by means of screws 22. With others Embodiments can with a corresponding support part welded, glued or to the motor plate in be cast in one piece.
- the support part 17 is as ring segment-shaped shell 23, which the Surrounds pinion 14 at a radial distance and over a Extends circumferential portion which is substantially through the Engagement area of the cooperating with the pinion 14 Gear 15 determined and by the circumference of the gear 15 is limited.
- the shell 23 is with a pinion 14 essentially concentrically enclosing peripheral wall executed which with the pinion 14 one of a Lubricating oil / air mixture flow-through interior limited.
- the peripheral wall is in several Offset circumferentially against each other, outwards radially projecting longitudinal ribs 24 and at least in arranged part of the peripheral portion Passage openings 25 provided which the interior the shell 23 with a partial space surrounding the shell 23 26 one surrounding the gear 15 and the support part 17 Connect the gearbox 27.
- the gear housing 27 is in the form of a casing executed, which consists of two parts 27a and 27b, which in a single, as shown by the Axes of the drive axis 5 and the pinion 14 extending Parting plane E by means of screws 28 with each other and with the Bearing housing 10 are detachably connected.
- the bearing housing 10 and the motor housing 12 are each one against Gear 15 and the pinion 14 protruding first and second extension part 10a or 12a with a cylindrical seat.
- the Gear housing 27 contains a drive motor 2 facing, first side wall 30, in which one on the first attachment part 10a of the bearing housing 10 attachable first Connection part 31 and one on the second extension part 12a of the Drive motor 2 loosely attachable second connection section 32 are formed, and one of the drive motor 2 second side wall 30a facing away, in which a hub 16 third connecting part 33 loosely surrounding the gear wheel 15 is trained.
- the gear housing 27 is a between the second attachment part 12 a and the second connection part 32 sealable, resilient support assembly 34 am Motor housing 12 in the radial and / or axial direction kept agile and about one in the third Connection part 33 provided sealing arrangement 33a with the hub 16 of the gear 15 radially and axially movable coupled.
- a corresponding seal arrangement 33a also directly between the connecting part 33 and the drive shaft 5 be arranged. That is largely from external forces Free gear housing 27 can thus be advantageous in one lightweight thin-walled construction, which easy handling for assembly and Disassembly work permitted.
- the gear housing 27 can as a simple sheet metal or plastic construction or as a light metal cast construction be executed, the second Sidewall 30a as shown in the region of the pinion 14 a the bracket 18 and the outer bearing 20th Receiving local bulge 30b, so that outside of this area there is enough space for other units, e.g. one dash-dotted in Figure 1 indicated braking device 35, remains free.
- the Support arrangement 34 one on the second extension part 12a Slidable inner guide ring 36, one with the Connection section 32 mergable outer Guide ring 37 and one between the rings 36 and 37 arranged, connected to them, e.g. vulcanized, intermediate ring 38 from one rubber-elastic material.
- the support arrangement 34 can be an intermediate the guide rings 36 and 37 arranged Ring spring element 47 and one with the guide rings 36 and 37 sealed bellows 48 included.
- gear housing 27 also in Connection with a gearbox with a floating bearing Pinion can be provided, in which case the bulge 30b is unnecessary.
- the drive shaft 5 in Bearing housing 10 may also be axially fixed, so that there are no axial relative movements between Drive shaft 5 and drive motor 2 or between the Gear 15 and the pinion 14 and between the hub 16th and the second side wall 30a of the transmission case 27 may occur.
- pinion 14 is a much cheaper Stress in the area of the tooth mesh achievable as for versions with overhung pinion; in particular occur on the pinion 14 during operation much smaller deformations because the Deflection of the motor shaft carrying the pinion 14, and thus a corresponding inclination of the engaged located teeth of the pinion 14 kept so small can be that a relatively low load on the interacting tooth flanks by surface pressure achieved and the gearing with a corresponding small, across the tooth width "Longitudinal crowning" can be performed.
- Corresponding can narrow gears 15 and Pinion 14 with appropriate weight and Cost savings are used and therefore, given a given Space for the gearbox, increased performance and torque transmission can be achieved.
- the diameter of the pinion 14 used is larger specific power transmission achievable.
- the pinion 14 can be designed in any way and e.g. with a cylindrical or conical press fit be attached to the motor shaft. Can be used as a press fit e.g. an adhesive-shrunk connection is also provided his. In other embodiments, the pinion 14 in Form one in an inner cone of the motor shaft end attachable pinion running or, after a another embodiment, by a directly on the Motor shaft attached teeth are formed.
- Another advantage of the arrangement described is in that the outer bearing 20 regardless of the diameter the motor shaft, i.e. for one with one smaller diameter stub shaft 21 can be interpreted. As a result of that shown in the Execution achievable due to favorable bearing load which is essentially across the width of the bearing a uniform, even load distribution achieved relatively long life of the outer bearing 20 become.
- the outer bearing 20 is also for Bearing inspections easily accessible and can be done easily Way, without disassembling the drive motor 2, replaced become.
- the Emergency run bearings can be equipped with one or more sensors Monitoring the respective status, e.g. of Temperature, vibrations and relative movements of the Motor shaft in the sealing gap.
- the supporting part 17 designed with longitudinal ribs 24 can do so be interpreted that he the bearing reactions permanently absorbs and at the same time a desired rigidity having. Accordingly, those in the above described, short-term overloads occurring Shocking moments, which in normal operation too transmitting drive torque many times over exceed, added without damaging the gearbox become.
- sliding bearing drive i.e. with in TatzlagerePSus 10 rotatable and axially displaceable stored drive shaft 5
- the support member 17 and that Gear 14 dimensioned so that the gear 15 each relative to the maximum sliding path in the axial direction to set the pinion 14.
- the support part 17 can at the same time as Oil trap can be formed, through which a Oil supply for lubrication and cooling of the outer bearing 20 and the area of engagement between gear 15 and pinion 14 can be created.
- Oil trap can be formed, through which a Oil supply for lubrication and cooling of the outer bearing 20 and the area of engagement between gear 15 and pinion 14 can be created.
- FIG. 2 and 4 shows the top two Longitudinal ribs 24 with the shell 23 and one in the area of Bracket 18 formed wall section 42 a tub 43rd form, in each of which a part of the in the subspace 26 located lubricating oil and caught in the Bracket 18 provided holes 44 the outer bearing 20th can be supplied.
- the wall section 42 through a peripheral portion one which does not surround the holder (18) in a ring cross rib shown to be formed.
- Another part of the lubricating oil can in the to the tub 43rd adjoining upper peripheral regions of the shell 23 caught by the longitudinal ribs 24 and by the corresponding passage openings 25 in the pinion 14 surrounding interior of the shell 23 are guided. Due to the in the lower peripheral regions of the shell 23 trained through openings 25, the lubricating oil can be removed from the interior of the shell 23.
- the passage openings 25 can thus equalize pressure between the interior of the shell 23 and the shell 23 surrounding subspace 26 of the transmission housing 27 is achieved and thus an overload of the between the Motor housing 12 and the motor shaft seal located be avoided.
- the rail vehicle according to FIG. 7 contains one Vehicle body 51 with two rotary positions 52, each have two wheel sets 1.
- the wheel sets 1 are each with a drive device designed according to the invention connected, which is a drive motor 2 and a transmission 3 includes.
- the drive device contains a drive motor 2 a pinion 14 which is connected to a drive shaft 5 attached gear 15 meshes.
- the motor housing 12 is on supported a bearing housing 10 in which the Drive shaft 5 is rotatably and axially displaceably mounted.
- the gear 15 and the pinion 14 are in one Gear housing 27 arranged, one side wall 30th attached to the bearing housing 10 and the motor housing 12 in resiliently supported radial and / or axial direction , and the other side wall 30a with a one Hub portion 16 of the gear 15 surrounding Seal arrangement 33a is provided.
- the engine case 12 is with a support member projecting beyond the pinion 14 17 provided, which on the motor housing 12th opposite side of the pinion 14 an outer bearing 20 for a shaft end 21 connected to the pinion 14 wearing.
- the gear housing 27 free of bearing forces can in a light, by simple sealing arrangements 33a, 40 sealable construction. By the outer bearing of the pinion 14 can deform in Tooth mesh area can be minimized.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung
entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive device
according to the preamble of
Bei einem aus der CH-PS 609 290 bekannten Schienenfahrzeug mit Antriebseinrichtungen der genannten Art sind die Antriebsmotoren je mit zwei in Ansätzen ihres Gehäuses angeordneten Lagern auf der zugehörigen Triebachse abgestützt, welche in diesen Lagern drehbar und axial verschiebbar gelagert und mit einem Zahnrad verbunden ist. Das Zahnrad ist mit einem auf der Motorwelle angebrachten Ritzel in axialer Richtung beweglich gekoppelt und mit diesem in einem Getriebegehäuse angeordnet, welches am Antriebsmotor befestigt und auf der Triebachse axial verschiebbar gelagert ist. Derartige Antriebseinrichtungen mit je auf der Triebachse ungefedert abgestütztem Antriebsmotor erfordern einen relativ hohen Fertigungs- und Montageaufwand, um bei den im Fahrgestell gegebenen, in der Regel beengten Platzverhältnissen eine für Wartungs- und Unterhaltsarbeiten gut zugängliche Antriebsanordnung zu erzielen, die eine verlustarme Uebertragung der Antriebsleistung sowie eine sichere Befestigung und Abdichtung des Getriebegehäuses gewährleistet.In one known from CH-PS 609 290 Rail vehicle with drive devices of the above Kind are the drive motors each with two approaches their housing arranged bearings on the associated Drive axle supported, which is rotatable in these bearings and axially slidably mounted and with a gear connected is. The gear is with one on the Motor shaft attached pinion in the axial direction flexibly coupled and with this in one Gearbox arranged, which on the drive motor attached and axially displaceable on the drive axis is stored. Such drive devices with each the drive axle unsprung supported drive motor require a relatively high manufacturing and Assembly effort to the given in the chassis, in usually confined space for maintenance and maintenance work easily accessible drive assembly to achieve a low-loss transmission of the Drive power as well as a secure attachment and Sealing of the gear housing guaranteed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere in dieser Hinsicht weiter entwickelte Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art, in einer kompakten, einfachen Bauweise zu schaffen, welche Relativbewegungen der zusammenwirkenden Antriebsteile und/oder einen Ausgleich von Bautoleranzen der Antriebseinrichtung zulässt und einen einfachen Zugang sowohl zum Getriebegehäuse als auch zu den zusammenwirkenden Antriebsteilen für Montage, Demontage und Unterhaltsarbeiten gewährleistet.The invention has for its object a further developed especially in this regard Drive device of the type mentioned, in one compact, simple design to create which Relative movements of the interacting drive parts and / or a compensation of construction tolerances Drive device allows and easy access to both the gearbox and the interacting drive parts for assembly, disassembly and maintenance work guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.This object is achieved by the im
characterizing part of
Die erfindungsgemässe Ausführung gestattet eine funktionelle Trennung der im Bereich des ersten Ansatzteils ausgebildeten, in axialer und in radialer Richtung feststehenden Stützanordnung von der im Bereich des zweiten Ansatzteils ausgebildeten, in axialer und in radialer Richtung nachgiebigen Stützanordnung, welche die während des Betriebes auftretenden Relativbewegungen der zusammenwirkenden Teile ohne Beeinträchtigung der Leistungsübertragung zulässt. Dabei kann das Getriebegehäuse in Form einer von äusseren Kräften weitgehend freien, entsprechend dünnwandigen Verschalung ausgeführt sein, welche sich durch eine einfache, kostengünstige Bauweise auszeichnet und welche mit relativ einfachen Dichtungsanordnungen gegen das Motorgehäuse und die Triebachse abdichtbar ist. The embodiment according to the invention allows one functional separation of those in the area of the first Approach part trained, in the axial and in the radial Direction of the fixed support arrangement from that in the area of the second extension part, in axial and in radial direction compliant support assembly which the Relative movements of the occurring during operation interacting parts without affecting the Allows power transmission. It can Gear housing in the form of an external force largely free, correspondingly thin-walled formwork be carried out, which is characterized by a simple, low-cost design and what with relatively simple sealing arrangements against that Motor housing and the drive axle is sealable.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Embodiments of the invention are in the dependent Claims specified.
Ein Schienenfahrzeug mit mindestens einer
erfindungsgemäss ausgebildeten Antriebseinrichtung ist
Gegenstand des Anspruchs 10.A rail vehicle with at least one
Drive device designed according to the invention
Subject matter of
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
- Fig.1
- eine erfindungsgemäss ausgebildete Antriebseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, in einer Teildraufsicht mit einem horizontalen Teilschnitt,
- Fig.2
- eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung mit einem Teilschnitt entsprechend der Linie II - II in Fig.1,
- Fig.3
- eine Einzelheit der Antriebseinrichtung in einem Teilschnitt entsprechend der Linie III - III in Fig.1, in einer grösseren Darstellung,
- Fig.4
- eine Einzelheit der Antriebseinrichtung in einem Teilschnitt entsprechend der Linie IV -IV in Fig. 2 in einer grösseren Darstellung,
- Fig.5
- eine Einzelheit V aus Fig. 1 in einer grösseren Darstellung,
- Fig.5a,b
- weitere Einzelheiten V, je in einer anderen Ausführungsform,
- Fig.6
- ein Getriebegehäuse einer Antriebseinrichtung in einer abgewandelten Ausführungsform, in einem Schnitt entsprechend der Darstellung nach Fig. 2, und
- Fig.7
- eine Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs mit erfindungsgemäss ausgebildeten Antriebseinrichtungen.
- Fig. 1
- a drive device designed according to the invention for a rail vehicle, in a partial top view with a horizontal partial section,
- Fig. 2
- 2 shows a side view of the drive device with a partial section along the line II-II in FIG. 1,
- Fig. 3
- 1 shows a detail of the drive device in a partial section along the line III - III in FIG. 1, in a larger representation,
- Fig. 4
- 2 shows a detail of the drive device in a partial section along the line IV-IV in FIG. 2,
- Fig. 5
- 1 shows a detail V from FIG. 1 in a larger representation,
- Fig.5a, b
- further details V, each in a different embodiment,
- Fig. 6
- a gear housing of a drive device in a modified embodiment, in a section corresponding to the illustration of FIG. 2, and
- Fig. 7
- a side view of a rail vehicle with drive devices designed according to the invention.
Gemäss Figur 1 ist ein Radsatz 1 eines Schienenfahrzeugs
mit einer Antriebseinrichtung versehen, die einen
Antriebsmotor 2 und ein Getriebe 3 umfasst. Der Radsatz 1
enthält eine mit zwei Schienenrädern 4 verbundene
Triebachse 5, deren Enden in nicht dargestellten
seitlichen Achslagern gelagert sind. Der Antriebsmotor 2
ist mit parallel zur Triebachse 5 verlaufender Motorachse
angeordnet und über eine Lageranordnung 6 auf der
Triebachse 5, sowie über eine bewegliche Halteanordnung 7
auf einem Tragteil 8 des Schienenfahrzeugs abgestützt.
Der Tragteil 8 kann an einem nicht weiter dargestellten
Drehgestellrahmen ausgebildet sein, der auf den
seitlichen Achslagern abgestützt ist. Die Lageranordnung
6 enthält ein Lagergehäuse 10, in welchem die Triebachse
5 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und an
welchem Anschlussflanschen 11 ausgebildet sind, an denen
das Gehäuse 12 des Antriebsmotors 2 mittels Schrauben 13
befestigt ist. Das Getriebe 3 enthält ein auf der Welle
des Antriebsmotors 2 befestigtes Ritzel 14 und ein damit
kämmendes Zahnrad 15, welches mit seiner Nabe 16 auf der
Triebachse 5 befestigt ist. Das Ritzel 14 und das Zahnrad
15 können auch über mindestens ein nicht dargestelltes
Zwischenrad zusammenwirken.According to Figure 1 is a
Das Motorgehäuse 12 ist mit einem vom Motorschild in
axialer Richtung über das Ritzel 14 vorstehenden,
freistehend angeordneten Stützteil 17 versehen, der an
seinem freien Ende eine freistehend angeordnete Halterung
18 für ein Aussenlager 20 enthält, welches auf der dem
Motorgehäuse 12 abgewandten Seite des Ritzels 14
angeordnet und zur Aufnahme eines mit dem Ritzel 14
verbundenen Wellenstummels 21 bestimmt ist. Der Stützteil
17 ist bei der dargestellten Ausführung am Motorschild
mittels Schrauben 22 lösbar befestigt. Bei anderen
Ausführungsformen kann ein entsprechender Stützteil mit
dem Motorschild verschweisst, verklebt oder mit diesem in
einem Stück gegossen werden. Der Stützteil 17 ist als
ringsegmentförmige Schale 23 ausgeführt, welche das
Ritzel 14 in radialem Abstand umgibt und sich über einen
Umfangsabschnitt erstreckt, der im wesentlichen durch den
Eingriffsbereich des mit dem Ritzel 14 zusammenwirkenden
Zahnrads 15 bestimmt und durch den Umfang des Zahnrads 15
begrenzt ist. Die Schale 23 ist mit einer das Ritzel 14
im wesentlichen konzentrisch umschliessenden Umfangswand
ausgeführt, welche mit dem Ritzel 14 einen von einem
Schmieröl-/Luftgemisch durchströmbaren Innenraum
begrenzt. Die Umfangswand ist mit mehreren in
Umfangsrichtung gegeneinander versetzten, nach aussen
radial abstehenden Längsrippen 24 sowie mit zumindest in
einem Teil des Umfangsabschnitts angeordneten
Durchtrittsöffnungen 25 versehen, welche den Innenraum
der Schale 23 mit einem die Schale 23 umgebenden Teilraum
26 eines das Zahnrad 15 und den Stützteil 17 umgebenden
Getriebegehäuses 27 verbinden.The
Das Getriebegehäuse 27 ist in Form einer Verschalung
ausgeführt, welche aus zwei Teilen 27a und 27b besteht,
die in einer einzigen, darstellungsgemäss durch die
Achsen der Triebachse 5 und des Ritzels 14 verlaufenden
Trennebene E mittels Schrauben 28 miteinander und mit dem
Lagergehäuse 10 lösbar verbunden sind. Das Lagergehäuse
10 und das Motorgehäuse 12 sind je mit einem gegen das
Zahnrad 15 bzw. das Ritzel 14 vorstehenden ersten bzw. zweiten Ansatzteil 10a
bzw. 12a mit zylindrischer Sitzfläche ausgeführt. Das
Getriebegehäuse 27 enthält eine dem Antriebsmotor 2
zugewandte, erste Seitenwand 30, in der eine auf dem
ersten Ansatzteil 10a des Lagergehäuses 10 befestigbare erste
Anschlusspartie 31 und eine auf den zweiten Ansatzteil 12a des
Antriebsmotors 2 lose aufsetzbare zweite Anschlusspartie
32 ausgebildet sind, und eine dem Antriebsmotor 2
abgewandte zweite Seitenwand 30a, in der eine die Nabe 16
des Zahnrads 15 lose umgebende dritte Anschlusspartie 33
ausgebildet ist. Wie insbesondere aus der Figur 1
hervorgeht, ist das Getriebegehäuse 27 über eine zwischen
den zweiten Ansatzteil 12a und die zweite Anschlusspartie 32
dichtend einsetzbare, nachgiebige Stützanordnung 34 am
Motorgehäuse 12 in radialer und/oder axialer Richtung
beweglich gehalten und über eine in der dritten
Anschlusspartie 33 vorgesehene Dichtungsanordnung 33a mit
der Nabe 16 des Zahnrads 15 radial und axial beweglich
gekoppelt. Nach einer anderen Ausführungsform kann eine
entsprechende Dichtungsanordnug 33a auch unmittelbar
zwischen der Anschlusspartie 33 und der Triebachse 5
angeordnet sein. Das von äusseren Kräften weitgehend
freie Getriebegehäuse 27 kann somit in einer vorteilhaft
leichten dünnwandigen Bauweise ausgeführt werden, welche
eine einfache Handhabung bei Montage- und
Demontagearbeiten gestattet. Das Getriebegehäuse 27 kann
als einfache, das Getriebe relativ eng umgebende Blech-
oder Kunststoffkonstruktion oder als Leichtmetall-Gusskonstruktion
ausgeführt sein, wobei die zweite
Seitenwand 30a darstellungsgemäss im Bereich des Ritzels
14 eine die Halterung 18 und das Aussenlager 20
aufnehmende örtliche Ausbuchtung 30b aufweist, so dass
ausserhalb dieses Bereichs genügend Einbauraum für
weitere Aggregate, z.B. eine in Figur 1 strichpunktiert
angedeutete Bremseinrichtung 35, frei bleibt. The
Wie insbesondere aus der Figur 5 hervorgeht, enthält die
Stützanordnung 34 einen auf den zweiten Ansatzteil 12a
aufschiebbaren inneren Führungsring 36, einen mit der
Anschlusspartie 32 zusammenführbaren äusseren
Führungsring 37 und einen zwischen den Ringen 36 und 37
angeordneten, mit diesen verbundenen, z.B.
anvulkanisierten, Zwischenring 38 aus einem
gummielastischen Material. Zwischen der Anschlusspartie
31 und dem zweiten Ansatzteil 12a bzw. zwischen dem inneren
Führungsring 36 und dem zweiten Ansatzteil 12a, sowie zwischen
dem äusseren Führungsring 37 und der Anschlusspartie 32
sind Dichtungselemente in Form von O-Ringen 40
vorgesehen, die je in einer im ersten bzw. zweiten Ansatzteil 10a bzw. 12a
bzw. im Aussenring 37 ausgebildeten Umfangsnut 41
angeordnet sein können.As can be seen in particular from FIG. 5, the
Es sind zahlreiche Ausführungsformen der Stützanordnung
34 möglich. Gemäss Figur 5a kann auch ein unmittelbar
zwischen den zweiten Ansatzteil 12a und die Anschlusspartie 32
dichtend eingesetzter Zwischenring 39 aus
gummielastischem Material als Stützanordnung 34
vorgesehen sein. Nach einer weiteren Ausführungsform
gemäss Figur 5b kann die Stützanordnung 34 ein zwischen
den Führungsringen 36 und 37 angeordnetes
Ringfederelement 47 und einen mit den Führungsringen 36
und 37 dichtend verbundenen Balg 48 enthalten.There are numerous embodiments of the
Es versteht sich, dass ein in beschriebener Weise
ausgeführtes und angeordnetes Getriebegehäuse 27 auch im
Zusammenhang mit einem Getriebe mit fliegend gelagertem
Ritzel vorgesehen sein kann, wobei sich in diesem Falle
die Ausbuchtung 30b erübrigt. Ferner kann, abweichend von
der dargestellten Ausführung, die Triebachse 5 im
Lagergehäuse 10 auch axial feststehend gelagert sein, so
dass sich keine axialen Relativbewegungen zwischen
Triebachse 5 und Antriebsmotor 2 bzw. zwischen dem
Zahnrad 15 und dem Ritzel 14 sowie zwischen der Nabe 16
und der zweiten Seitenwand 30a des Getriebegehäuses 27
auftreten können.It is understood that one in the manner described
executed and arranged
Bei der dargestellten Ausführung mit im Aussenlager 20
gelagertem Ritzel 14 ist eine wesentlich günstigere
Beanspruchung im Bereich des Zahneingriffs erzielbar als
bei Ausführungen mit fliegend angeordnetem Ritzel;
insbesondere treten am Ritzel 14 während des Betriebes
wesentlich geringere Deformationen auf, da die
Durchbiegung der das Ritzel 14 tragenden Motorwelle, und
damit eine entsprechende Schrägstellung der im Eingriff
befindlichen Zähne des Ritzels 14 so klein gehalten
werden kann, dass eine relativ geringe Beanspruchung der
zusammenwirkenden Zahnflanken durch Flächenpressung
erzielt und die Verzahnung mit einer entsprechend
geringen, über die Zahnbreite verlaufenden
"Längsballigkeit" ausgeführt werden kann. Entsprechend
können bei gleicher Sicherheit schmalere Zahnräder 15 und
Ritzel 14 mit entsprechender Gewichts- und
Kosteneinsparung verwendet und damit, bei gegebenem
Platzangebot für das Getriebe, eine erhöhte Leistungs-
und Drehmomentübertragung erzielt werden. Insbesondere
bei grösseren Übersetzungsverhältnissen bzw. kleinem
Durchmesser des verwendeten Ritzels 14 ist eine grössere
spezifische Leistungsübertragung erzielbar.In the embodiment shown with in the
Bei Schienenfahrzeugen mit hoher Antriebsleistung kann
das Getriebegehäuse 27 für die Durchströmung durch eine
relativ grosse Menge - z.B. 100 l/sec. oder mehr - des
vorgesehenen Schmieröl-/Luftgemisches ausgelegt sein. Bei
Ausführungen mit relativ schmalem Zahnrad 15 und Ritzel
14 kann die entsprechende Schmiermittel-/Luftmenge
gegenüber bisherigen Ausführungen verringert werden, so
dass entsprechend geringere hydraulische Verluste
auftreten und damit ein besserer Wirkungsgrad des
Getriebes erzielt wird. Ein besonderer Vorteil der
vorstehend beschriebenen Ausführung mit im Aussenlager 20
gelagertem Ritzel 14 besteht darin, dass bei kurzzeitigen
Überbelastungen, wie sie z.B. bei Antriebseinrichtungen
mit in der sogenannten GTO("Gate-Turn-Off")- Technik
betriebenen Drehstrommotoren infolge eines elektrischen
Kurzschlusses im Motor bzw. bei einer entsprechenden
Schutzabschaltung auftreten, das Risiko eines Zahnbruchs
wesentlich reduziert werden kann. Dies gilt insbesondere
für sogenannte "Tatzlagerantriebe" entsprechend der
Darstellung nach Figur 1, wobei die Triebachse 5 und die
Motorwelle so aufeinander abgestimmt werden können, dass
ihre Biegelinien unter Belastung zumindest annähernd
zueinander parallel verlaufen, und damit auch bei
maximaler Belastung ein sehr geringer, praktisch
vernachlässigbarer Differenzwinkel zwischen den beiden
Biegelinien besteht.In rail vehicles with high drive power can
the
Dabei kann das Ritzel 14 in beliebiger Weise ausgeführt
und z.B. mit einem zylindrischen oder konischen Pressitz
auf der Motorwelle befestigt sein. Als Presssitz kann
z.B. auch eine klebgeschrumpfte Verbindung vorgesehen
sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das Ritzel 14 in
Form eines in einem Innenkonus des Motorwellenendes
befestigbaren Steckritzels ausgeführt oder, nach einer
weiteren Ausführungsform, durch eine direkt auf der
Motorwelle angebrachte Verzahnung gebildet sein.The
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht
darin, dass das Aussenlager 20 unabhängig vom Durchmesser
der Motorwelle bestimmt, d.h. für einen mit einem
geringeren Durchmesser ausführbaren Wellenstummel 21
ausgelegt werden kann. Infolge der bei der dargestellten
Ausführung erzielbaren günstigen Lagerbelastung aufgrund
der über die Breite des Lagers im wesentlichen
gleichmässigen Lastverteilung kann eine entsprechende,
relativ lange Lebensdauer des Aussenlagers 20 erzielt
werden. Das Aussenlager 20 ist ferner für
Lagerinspektionen leicht zugänglich und kann auf einfache
Weise, ohne Demontage des Antriebsmotors 2, ausgetauscht
werden.Another advantage of the arrangement described is
in that the
Aufgrund der durch die Aussenlagerung des Ritzels 14
erzielbaren genauen Führung der Motorwelle, kann bei der
dargestellten Ausführung eine zwischen dem Getriebe und
der Motorwelle vorzusehende, nicht dargestellte Dichtung
als Notlauflager ausgebildet und in dem als Ansatzteil
12a ausgebildeten Motorschild angeordnet sein. Das
Notlauflager kann mit einem oder mehreren Sensoren zur
Überwachung des jeweiligen Zustandes, z.B. von
Temperatur, Vibrationen und Relativbewegungen der
Motorwelle im Dichtspalt, ausgerüstet sein.Because of the outer bearing of the
Das im Abstand vom Stützteil 17 und von der
Aussenlagerung des Ritzels 14 angeordnete, und damit von
Lagerkräften freie Getriebegehäuse 27 gestattet eine
funktionelle Trennung zwischen der feststehenden
Anbringung am Lagergehäuse 10 und der in radialer und
axialer Richtung nachgiebigen Abstützung auf dem
zweiten Ansatzteil 12a des Antriebsmotors 2. Dies ermöglicht eine
konstruktiv besonders einfache Ausführung und Abdichtung
sowie einen einfachen Ein- und Ausbau des
Getriebegehäuses 27 mit grossen zulässigen Bautoleranzen,
welche einen freien Austausch der Antriebskomponenten und
eine einfache, klare Abgrenzung des Lieferumfanges und
der Verantwortlichkeiten zwischen dem Motor- und dem
Getriebebauer gestatten.The distance from the
Der mit Längsrippen 24 ausgeführte Stützteil 17 kann so
ausgelegt werden, dass er die Lagerreaktionen dauerfest
aufnimmt und zugleich eine gewünschte Steifigkeit
aufweist. Entsprechend können auch die bei den vorstehend
beschriebenen, kurzzeitigen Überbelastungen auftretenden
Stossmomente, welche das im normalen Betrieb zu
übertragende Antriebsmoment um ein Mehrfaches
übersteigen, ohne Beschädigung des Getriebes aufgenommen
werden. Bei der dargestellten Ausführung mit einem
sogenannten "Schiebelagerantrieb", d.h. mit im
Tatzlagergehäuse 10 drehbar und axial verschiebbar
gelagerter Triebachse 5, sind der Stützteil 17 und das
Ritzel 14 so bemessen, dass sich das Zahnrad 15 jeweils
um den maximalen Schiebeweg in axialer Richtung relativ
zum Ritzel 14 einstellen kann.The supporting
Der Stützteil 17 kann darstellungsgemäss zugleich als
Ölfangeinrichtung ausgebildet sein, durch welche eine
Ölzufuhr zur Schmierung und Kühlung des Aussenlagers 20
und des Eingriffsbereichs zwischen Zahnrad 15 und Ritzel
14 sigergestellt werden kann. Wie insbesondere aus den
Figuren 2 und 4 hervorgeht,können die beiden obersten
Längsrippen 24 mit der Schale 23 und einer im Bereich der
Halterung 18 ausgebildeten Wandpartie 42 eine Wanne 43
bilden, in welcher jeweils ein Teil des im Teilraum 26
befindlichen Schmieröls aufgefangen und durch in der
Halterung 18 vorgesehene Bohrungen 44 dem Aussenlager 20
zugeführt werden kann. Nach einer anderen Ausführungsform
kann die Wandpartie 42 auch durch einen Umfangsabschnitt
einer die Halterung (18) ringförmig umgebenden, nicht
dargestellten Querrippe gebildet sein. Ein weiterer Teil
des Schmieröls kann in den an die Wanne 43
anschliessenden oberen Umfangsbereichen der Schale 23
durch die Längrippen 24 aufgefangen und durch die
entsprechenden Durchtrittsöffnungen 25 in den das Ritzel
14 umgebenden Innenraum der Schale 23 geführt werden.
Durch die in den unteren Umfangsbereichen der Schale 23
ausgebildeten Durchtrittöffnungen 25 kann das Schmieröl
aus dem Innenraum der Schale 23 abgeführt werden. Durch
die Durchtrittöffnungen 25 kann somit ein Druckausgleich
zwischen dem Innenraum der Schale 23 und dem die Schale
23 umgebenden Teilraum 26 des Getriebegehäuses 27 erzielt
und damit eine Überbelastung der zwischen dem
Motorgehäuse 12 und der Motorwelle befindlichen Dichtung
vermieden werden.The
Wie insbesondere aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, kann
innerhalb der Schale 23 eine den unteren Umfangsabschnitt
des Ritzels 14 umgebende, zusätzliche Fangschale 45 für
das Schmieröl vorgesehen sein, die als Tauchbad für das
Ritzel 14 ausgebildet ist. Entsprechend kann beim
Anfahren, insbesondere beim Anfahren unter Vollast nach
längeren Stillstandszeiten, jeweils eine rasche Ölzufuhr
zum Eingriffsbereich des Zahnrads 15 und des Ritzels 14
sichergestellt werden.As can be seen in particular from FIGS. 3 and 4,
within the shell 23 a the lower peripheral portion
of the
Gemäss Figur 6 kann das Getriebegehäuse 27 auch mit einer
im Bereich des Ritzels 14 ungeteilten Gehäusepartie
ausgeführt und in einer durch die Triebachse 5
verlaufenden Trennebene E' geteilt sein, welche mit der
durch die Achsen der Triebachse 5 und des Ritzels 14
bestimmten Bezugsebene einen beliebigen Neigungswinkel,
darstellungsgemäss einen Winkel N = ca. 45°,
einschliesst.According to FIG. 6, the
Das Schienenfahrzeug nach Figur 7 enthält einen
Fahrzeugkasten 51 mit zwei Drehgestellten 52, welche je
zwei Radsätze 1 aufweisen. Die Radsätze 1 sind je mit
einer erfindungsgemäss ausgebildeten Antriebseinrichtung
verbunden, welche einen Antriebsmotor 2 und ein Getriebe
3 umfasst.The rail vehicle according to FIG. 7 contains one
Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben: In summary, the invention can be summarized as follows describe:
Die Antriebseinrichtung enthält einen Antriebsmotor 2 mit
einem Ritzel 14, welches mit einem auf einerTriebachse 5
befestigten Zahnrad 15 kämmt. Das Motorgehäuse 12 ist auf
einem Lagergehäuse 10 abgestützt, in welchem die
Triebachse 5 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.
Das Zahnrad 15 und das Ritzel 14 sind in einem
Getriebegehäuse 27 angeordnet, dessen eine Seitenwand 30
am Lagergehäuse 10 befestigt und am Motorgehäuse 12 in
radialer und/oder axialer Richtung nachgiebig abgestützt
ist, und dessen andere Seitenwand 30a mit einer eine
Nabenpartie 16 des Zahnrades 15 umgebenden
Dichtungsanordnung 33a versehen ist. Das Motorgehäuse 12
ist mit einem über das Ritzel 14 vorstehenden Stützteil
17 versehen, welcher auf der dem Motorgehäuse 12
abgewandten Seite des Ritzels 14 ein Aussenlager 20 für
einen mit dem Ritzel 14 verbundenen Wellenstummel 21
trägt. Das von Lagerkräften freie Getriebegehäuse 27 kann
in einer leichten, durch einfache Dichtungsanordnungen
33a, 40 abdichtbaren Bauweise ausgeführt werden. Durch
die Aussenlagerung des Ritzels 14 können Deformationen im
Zahneingriffsbereich minimiert werden.The drive device contains a drive motor 2
a
Claims (10)
- Drive arrangement for a rail vehicle, with a drive motor (2), which is supported on a driving shaft by way of a bearing arrangement (6) and has a pinion (14) connected to the motor shaft, with a transmission (3), which includes a gearwheel (15) that is to be coupled to the pinion (14) and is connected to the driving shaft (5), and with a transmission housing (27) that can be supported on the driving shaft (5) and the motor housing (12) and surrounds the gearwheel (15) and the pinion (14), characterized in that the bearing arrangement (6) and the motor housing (12) are embodied with a first and a second extension piece (10a and 12a respectively) associated respectively with the gearwheel (15) and the pinion (14), in that the transmission housing (27) includes a first connecting part (31), which can be connected in a fixed manner to the one, first extension piece (10a), and a second connecting part (32), which can be coupled in a moveable manner to the other, second extension piece (12a), and in that a supporting arrangement (34), which can be inserted in a sealing manner between the second extension piece (12a) and the second connecting part (32) and can yield in the radial and/or axial direction, is provided for the second connecting part (32).
- Drive arrangement according to Claim 1, the transmission housing (27) of which has a first side wall (30) facing the drive motor (2) and a second side wall (30a) facing away from the drive motor (2), characterized in that the two connecting parts (31, 32) are formed on the first side wall (30) and in that the second side wall (30a) is provided with a sealing arrangement (33a) that surrounds the driving shaft (5) or a hub part (16) of the gearwheel (15).
- Drive arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the yielding supporting arrangement (34) comprises an inner guide ring (36), which can be mounted on the second extension piece (12a), an outer guide ring (37), which can be fitted to the second connecting part (32) of the transmission housing (27), and an intermediate ring (38) made of a rubber-elastic material, arranged between these guide rings (36 and 37), and in that respective sealing elements (40) are provided between the inner guide ring (36) and the second extension piece (12a) and between the outer guide ring (37) and the second connecting part (32).
- Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the motor housing (12) is provided with a supporting part (17) that projects beyond the pinion (14) in the axial direction and, on the opposite side of the pinion (14) from the motor housing (12), has a holding device (18) for an outer bearing (20) intended to receive a shaft stub (21) connected to the pinion (14), and in that the transmission housing (27) is embodied in such a way that, in its operational position of installation, it surrounds the outer bearing (20) and the supporting part (17) with a clearance in each case.
- Drive arrangement according to Claim 4, characterized in that the supporting part (17) comprises a shell (23) in the form of an annular segment that surrounds the pinion (14) with a radial clearance and extends over a region of the circumference that is delimited essentially by the circumference of the gearwheel (15) interacting with the pinion (14)
- Drive arrangement according to Claim 5, characterized in that the shell (23) is embodied with an essentially cylindrical circumferential wall, which is provided with outward-projecting longitudinal ribs (24) offset from one another in the circumferential direction and with a plurality of through-openings (25) that passes through at least part of the circumferential wall and connect the interior space of the shell (23) containing the pinion (14) to a component space (26) that surrounds the shell (23) and belongs to the transmission housing (27).
- Drive arrangement according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the supporting part (17) includes a lubricant-collecting shell (45) that surrounds a lower circumferential section of the pinion (14) and is designed as a splash-lubrication bath for the pinion (14).
- Drive arrangement according to one of Claims 4 to 7, characterized in that, in the region of the outer bearing (20), the transmission housing (27) is embodied with a local bulge (30b) that accommodates the said bearing.
- Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission housing (27) comprises two parts (27a, 27b), which are connected releasably to one another in a single parting plane (E, E').
- Rail vehicle with at least one drive arrangement according to one of the preceding claims.
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