EP3072771A1

EP3072771A1 - Voll abgefederter Einzelradantrieb eines Niederflurschienenfahrzeuges

Info

Publication number: EP3072771A1
Application number: EP15000912.4A
Authority: EP
Inventors: Reinhold Zok
Original assignee: Henschel GmbH
Current assignee: Henschel GmbH
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-09-28
Also published as: EA201500424A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein voll abgefederter Einzelradantrieb eines Niederflurschienenfahrzeuges, insbesondere zur Personenbeförderung, mit einem auf einer Schiene geführten Rad (16), mit einer Bremsvorrichtung (28) für dieses Rad (16) und mit einem auf das Rad (16) wirkenden Antriebsstrang (14), wobei der Antriebsstrang (14) einen elektromechanischen Antriebsmotor (18) und ein Getriebe (22) mit integrierter Radlagerung (24), sowie eine vom Antriebsmotor (18) auf das Getriebe (22) wirkende Antriebswelle (20) und eine vom Getriebe (22) auf die Radlagerung (24) wirkende Getriebewelle (34) umfasst und wobei der Antriebsstrang (14) und die Bremsvorrichtung (28) auf einer Radaußenseite angeordnet sind. Eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, die eine größer Motorleistung erlaubt und die gleichzeitig eine hohe Bodenfreiheit besitzt oder die bei gleicher Motorleistung eine erhöhte Bodenfreiheit besitzt, wird dadurch erreicht, dass die Bremsvorrichtung (28) außerhalb des Antriebsstranges (14) vorgesehen ist und dass die Bremsvorrichtung (28) an der Getriebewelle (34) oder an der Antriebswelle (20) angreift.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen vollabgefederten Einzelradantrieb eines Niederflurschienenfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Niederflur-Schienenfahrzeugen ist der Antrieb regelmäßig außen am Antriebsrad angebracht. Weil aber bei Schienenfahrzeugen eine bestimmte Breite nicht überschritten werden darf, ist der vorhandene Platz für den Antrieb begrenzt. Dies hat zur Folge, dass die Leistung des Antriebes ebenfalls begrenzt ist, weil für einen größeren Elektromotor und eine dementsprechend größere Bremsvorrichtung kein Platz ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch bei Niederflur-Schienenfahrzeugen eine größtmögliche Bodenfreiheit angestrebt wird, damit Bodenwellen, eventuell vorhandene Schneeanhäufungen oder dergleichen zuverlässig überfahren werden können.
Aus der EP 0 698 540 B1 ist ein Antrieb für ein Niederflur-Schienenfahrzeug bekannt, bei dem ein elektromechanischer Antrieb über eine Antriebswelle auf ein Winkelgetriebe mit einem Kegelrad wirkt, und wobei zwischen dem Kegelrad und dem Rad eine als Keilpaketkupplung ausgeführte kardanische Doppelkupplung vorgesehen ist. Zwischen dem elektromechanischen Antrieb und dem Winkelgetriebe ist an der Antriebswelle eine Bremsvorrichtung vorgesehen. Diese Bremsvorrichtung und der Elektroantrieb sind innerhalb eines Gehäuses zwischen den angetriebenen Rädern angeordnet. Damit das Niederflur-Schienenfahrzeug eine für den Betrieb ausreichende Bodenfreiheit aufweist, können der Antriebsmotor und die Bremsvorrichtung nur einen geringen Durchmesser aufweisen. Der aus der EP 0 698 540 B1 bekannte Antrieb mit seiner begrenzten Antriebsleistung ist im innerstädtischen Betrieb auf ebenen Strecken und bei gut ausgebauten Schienenwegen mit nur geringen Bodenwellen und bei nur wenig Schnee verwendbar.
Um dem Wunsch nach größeren Zügen gerecht zu werden oder damit die Niederflur-Schienenfahrzeuge auch auf Steigungsstrecken einsetzbar sind, wird eine größere Motorleistung benötigt, wobei zwangsläufig der Antriebsmotor und die Bremsvorrichtung größer ausgebildet werden müssen. Mit dem aus der EP 0 698 540 B1 bekannten Antrieb ist dies aber nicht möglich, weil dann die für den Betrieb erforderliche Bodenfreiheit nicht mehr realisiert werden kann.
Andererseits ist es aber auch nicht möglich, bei gleicher Antriebs- und Bremsleistung die Bodenfreiheit zu vergrößern, damit das Niederflur-Schienenfahrzeug auch auf schlecht ausgebauten Strecken mit großen Bodenwellen und/oder bei großen Schneemengen eingesetzt werden kann.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine größer Motorleistung bei gleichzeitig hoher Bodenfreiheit erlaubt, bzw. die bei gleicher Motorleistung eine erhöhte Bodenfreiheit besitzt.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Antriebsvorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Antriebsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Anbringung der Bremsvorrichtung außerhalb des Antriebsstranges den Einsatz einer größeren Bremsscheibe erlaubt, weil außerhalb des Gehäuses des Getriebes mehr Platz zur Verfügung steht, was letztendlich zu einer höheren Bremsleistung führt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine außerhalb des Getriebes/Antriebsstranges angeordnete Bremsscheibe besser belüftet wird, weil ein einfacherer Luftaustausch als innerhalb des Getriebes/Antriebsstranges vorliegt. Dies führt bei gleicher Größe der Bremsscheibe zu einer verbesserten Bremsleistung oder bei gleicher Bremsleistung zu einer kleineren Bremsscheibe, was zu einer erhöhten Bodenfreiheit führt.
Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die außen liegende Bremsvorrichtung besser zugänglich ist, so dass Wartungs- oder Reparaturarbeiten einfacher ausgeführt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind sowohl der Bremssattel, als auch die Bremsscheibe am Antriebsstrang, insbesondere am Getriebe gehalten. Dies hat den Vorteil, dass zwischen dem Bremssattel und der Bremsscheibe keine Relativbewegung stattfindet mit der Folge, dass die gesamte Fläche der Bremsscheibe genutzt werden kann. Dies wiederum ermöglicht bei gleicher Bremswirkung den Einsatz einer kleineren Bremsscheibe und führt zu einer kompakteren Bauweise der Antriebsvorrichtung, wobei die Breite der Antriebsvorrichtung reduziert und die Bodenfreiheit vergrößert ist.
Die Befestigung der Bremsscheibe an der Getriebewelle mittels einer Stirnverzahnung und/oder einer zentralen Schraube erleichtert die Montage und die Demontage der Bremsscheibe, was zu einer weiteren Reduzierung der Wartungs- und Reparaturkosten beiträgt.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe zweistufig ausgeführt, wobei zwischen der ersten und der zweiten Stufe eine Getriebewelle vorgesehen ist. Diese Getriebewelle ist vorzugsweise als Kegelritzelwelle ausgeführt. Mit dieser zweistufigen Ausführung des Getriebes, insbesondere wenn ein Stirnrad und ein Kegelrad eingesetzt wird, kann eine kompaktere Bauweise der Antriebsvorrichtung realisiert werden.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivisch dargestellte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einzelradantriebes eines Niederflur-Schienenfahrzeuges;
Fig. 2: eine vergrößerte Detailansicht des Antriebsstranges des Einzelradantriebes gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine teilweise geschnitten dargestellte Detailansicht des Antriebsstranges gemäß Fig. 2, jedoch ohne den Bremssattel.

Die Figs. 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise einen Teil voll abgefederten Einzelantrieb eines Niederflur-Schienenfahrzeuges mit einem schematisch angedeuteten Chassis 10, welches auf einem Drehgestell 12 gehalten ist. An dem Drehgestell 12 ist ein Antriebsstrang 14 gehalten, welcher eine auf einer hier nicht dargestellten Schiene laufendes Antriebsrad 16 antreibt. Der Antriebsstrang 14 selbst umfasst insbesondere einen elektromechanischen Antrieb 18, eine Antriebswelle 20, ein Getriebe 22, eine Kupplung 24, einen Radadapter 26 und eine Bremsvorrichtung 28.
In Fig. 3 ist der elektromechanische Antrieb 18 nur angedeutet, der die Antriebswelle 20, antreibt. Dabei ist zwischen dem elektromechanischen Antrieb 18 und der Antriebswelle 20 eine Stahl-Membrankupplung 30 vorgesehen, um etwaige relative Bewegungen zwischen dem elektromechanischen Antrieb 18 und dem Getriebe 22 auszugleichen.
Abtriebseitig ist die Antriebswelle 20 mit einem Stirnrad 32 versehen, welches mit einer Kegelritzelwelle 34 in Wirkverbindung steht. Abtriebseitig ist die Kegelritzelwelle 34 als Kegelrad 35 ausgeführt und steht in Wirkverbindung mit einer entsprechend ausgebildeten, hier nicht näher dargestellten Getriebehohlwelle.
Zur Reduzierung der Baugröße des Antriebsstranges 14 trägt auch der Umstand bei, dass die gesamte Bremsvorrichtung 28 außerhalb des Getriebes 22 angeordnet ist. Diese Bremsvorrichtung 28 umfasst unter anderem eine Bremsscheibe 36 und einen Bremssattel 38. Dabei sind sowohl die Bremsscheibe 36 als auch der Bremssattel 38 direkt am Getriebe 22 befestigt, wobei die Bremsscheibe 36 über eine zentrale Schraube 40 an einem dem Kegelrad 35 gegenüberliegenden Ende der Kegelritzelwelle 34 befestigt ist. Zusätzlich ist zwischen der Bremsscheibe 36 und dem stirnseitigen Ende der Kegelritzelwelle 34 eine Stirnverzahnung 42 vorgesehen, um eine gute Kraftübertragung von der Bremsscheibe 36 auf die Kegelritzelwelle 34 zu ermöglichen. Über die zentrale Schraube 42 kann die freiliegende Bremsscheibe 36 in einfacher Weise montiert und demontiert werden, was die Wartungskosten reduziert.
Durch die Anordnung sowohl der Bremsscheibe 36, als auch des Bremssattels 38 direkt am Getriebe 22 wird eine Relativbewegung zwischen der Bremsscheibe 36 und dem Bremssattel 38 vermieden, so dass die gesamte Fläche der Bremsscheibe 36 zum Bremsen benutzt werden kann. Dies wiederum ermöglicht eine kleinere Bauweise. So wird sowohl der Breite der gesamten Antriebsvorrichtung verringert und als auch deren Bodenfreiheit vergrößert.
Gleichzeitig wird die außen liegende Bremsscheibe besser belüftet und damit besser gekühlt, so dass die Bremswirkung verbessert wird. Auch dies ermöglicht den Einsatz einer kleineren Bremsscheibe 36 und führt ebenfalls zu einer kompakten Bauweise der Antriebsvorrichtung 14.

Claims

Voll abgefederter Einzelradantrieb eines Niederflurschienenfahrzeuges, insbesondere zur Personenbeförderung, mit einem auf einer Schiene geführten Rad (16), mit einer Bremsvorrichtung (28) für dieses Rad (16) und mit einem auf das Rad (16) wirkenden Antriebsstrang (14), wobei der Antriebsstrang (14) einen elektromechanischen Antriebsmotor (18) und ein Getriebe (22) mit integrierter Radlagerung (24), sowie eine vom Antriebsmotor (18) auf das Getriebe (22) wirkende Antriebswelle (20) und eine vom Getriebe (22) auf die Radlagerung (24) wirkende Getriebewelle (34) umfasst und wobei der Antriebsstrang (14) und die Bremsvorrichtung (28) auf einer Radaußenseite angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremsvorrichtung (28) außerhalb des Antriebsstranges (14) vorgesehen ist und dass die Bremsvorrichtung (28) an der Getriebewelle (34) oder an der Antriebswelle (20) angreift.
Einzelradantrieb nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremsvorrichtung (28) eine Bremsscheibe (36) und einen die Bremsscheibe teilweise umgreifenden Bremssattel (38) umfasst und dass sowohl die Bremsscheibe (63), als auch der Bremssattel (38) am Antriebsstrang (14) gehalten sind.
Einzelradantrieb nach Anspruche 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl die Bremsscheibe (36), als auch der Bremssattel (38) an einem Gehäuse des Getriebes (22) gehalten sind.
Einzelradantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremsvorrichtung (28) eine Bremsscheibe (36) aufweist, welche an einer Stirnseite der Getriebewelle (34) angreift ist.
Einzelradantrieb nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremsscheibe (36) über eine Stirnverzahnung (42) an der Stirnseite der Getriebewelle (34) angreift.
Einzelradantrieb nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremsscheibe (36) über eine einzige, zentrale Schraube (40) an der Stirnseite der Getriebewelle (34) gehalten ist.
Einzelradantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebswelle (20) und die Getriebewelle (34) koaxial angeordnet sind.
Einzelradantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebe (22) zweistufig ausgeführt ist, wobei die Getriebewelle (34) zwischen einer ersten Getriebestufe und einer zweiten Getriebestufe angeordnet ist.