EP3470288B1 - Rail vehicle with compact direct drive - Google Patents

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EP3470288B1
EP3470288B1 EP17195710.3A EP17195710A EP3470288B1 EP 3470288 B1 EP3470288 B1 EP 3470288B1 EP 17195710 A EP17195710 A EP 17195710A EP 3470288 B1 EP3470288 B1 EP 3470288B1
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EP
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drive motor
rail vehicle
wheelset shaft
running gear
coupling
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    • 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

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Schienenfahrzeug,

  • wobei das Schienenfahrzeug ein Fahrgestell aufweist,
  • wobei in dem Fahrgestell eine Radsatzwelle federnd gelagert ist, so dass die Radsatzwelle um eine Drehachse drehbar ist und das Fahrgestell bezüglich der Radsatzwelle eine gefederte Masse ist,
  • wobei ein Antriebsmotor für die Radsatzwelle über eine Kupplung auf die Radsatzwelle wirkt.
The present invention is based on a rail vehicle,
  • wherein the rail vehicle has a chassis,
  • wherein a wheelset shaft is resiliently mounted in the chassis so that the wheelset shaft can be rotated about an axis of rotation and the chassis is a sprung mass with respect to the wheelset shaft,
  • whereby a drive motor for the wheelset shaft acts on the wheelset shaft via a coupling.

Ein derartiges Schienenfahrzeug ist beispielsweise aus der WO 2014/135416 A1 bekannt.Such a rail vehicle is for example from WO 2014/135416 A1 known.

Bei Traktionsantrieben im Bahnbereich besteht das ständige Bestreben des Fachmanns, den Antrieb möglichst kompakt zu bauen und damit Platz zu sparen. Oftmals ist mit der kompakten Bauweise auch eine relativ leichte Bauweise verbunden.In the case of traction drives in the railway sector, the specialist constantly strives to build the drive as compactly as possible and thus save space. The compact design is often associated with a relatively light design.

Die kompakteste und kostengünstigste Variante ist ein sogenannter Tatzlagerantrieb. Bei einem Tatzlagerantrieb ist der Antriebsmotor direkt auf der Radsatzwelle gelagert. Diese Lösung ist damit zwar kompakt, bringt aber den Nachteil einer hohen ungefederten Masse mit sich. Dementsprechend hoch sind die Gleisbelastungen und die Schockbelastung für den Antrieb.The most compact and inexpensive variant is a so-called paw bearing drive. In the case of a pin bearing drive, the drive motor is mounted directly on the wheelset shaft. Although this solution is compact, it has the disadvantage of a high unsprung mass. The track loads and the shock load for the drive are correspondingly high.

Eine Minimierung der ungefederten Massen bringt verschiedene Vorteile mit sich. Insbesondere werden die Gleisbeanspruchung und auch die Schockbelastung auf den Fahrantrieb gering gehalten. Dadurch kann sowohl die Trasse relativ kostengünstig gebaut werden als auch eine hohe Laufgüte erreicht werden. Auch die Instandhaltung wird kostengünstiger.Minimizing the unsprung masses has various advantages. In particular, the stress on the track and also the shock load on the drive are kept low. As a result, the route can be built relatively inexpensively and a high running quality can be achieved. Maintenance is also cheaper.

Zur Minimierung der ungefederten Massen wird - in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle gesehen - der Antriebsmotor zumindest an einer Seite am Fahrgestell befestigt. An der anderen Seite kann sich der Antriebsmotor über Puffer- und Kupplungselemente auf der Radsatzwelle elastisch abstützen (sogenannter achsreitender Antrieb). Alternativ kann der Antriebsmotor auch an der anderen Seite am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs aufgehängt sein. In diesem Fall wird von einem vollabgefederten Antrieb gesprochen.To minimize the unsprung masses, the drive motor is used - viewed in the direction of the axis of rotation of the wheelset shaft attached to at least one side of the chassis. On the other hand, the drive motor can be elastically supported on the wheelset shaft via buffer and coupling elements (so-called axle-mounted drive). Alternatively, the drive motor can also be suspended on the other side of the chassis of the rail vehicle. In this case, it is referred to as a fully suspended drive.

Die Kraft- und Momentübertragung vom Antriebsmotor auf die Radsatzwelle erfolgt entweder über ein Getriebe und eine Kupplung oder nur über eine Kupplung (Direktantrieb). Bei Direktantrieben ist für die Aufhängung des Antriebsmotors zusätzlich zu den oben genannten Lösungen bekannt, dass der Antriebsmotor sich in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle gesehen auf beiden Seiten des Antriebsmotors über Puffer- und Kupplungselemente auf der Radsatzwelle elastisch abstützt (sogenannter schwebender Antrieb).The power and torque transmission from the drive motor to the wheelset shaft takes place either via a gearbox and a coupling or only via a coupling (direct drive). In the case of direct drives, in addition to the solutions mentioned above, it is known for the suspension of the drive motor that the drive motor is elastically supported on both sides of the drive motor via buffer and coupling elements on the wheelset shaft when viewed in the direction of the axis of rotation of the wheelset shaft (so-called floating drive).

Aus dem Dokument FR 608 610 A ist ein Gleichstrom-Motor für einen Direktantrieb, wobei der Motor mittels eines Rahmens an einem Fahrwerk federnd gelagert ist. Ferner ist aus dem Dokument JP H11 301471 A ein Direktantrieb für ein Schienenfahrzeug bekannt, wobei der Stator des Motors auf einer der elastischen Kupplung gegenüberliegenden Seite mittels eines Auslegers mit einem Rahmen verbunden ist.From the document FR 608 610 A is a direct current motor for direct drive, the motor being resiliently mounted on a chassis by means of a frame. It is also from the document JP H11 301471 A a direct drive for a rail vehicle is known, the stator of the motor being connected to a frame on a side opposite the elastic coupling by means of a bracket.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass eine kompakte Bauweise des Antriebsstrangs ermöglicht wird.The object of the present invention is to design a rail vehicle of the type mentioned at the beginning in such a way that a compact design of the drive train is made possible.

Die Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Schienenfahrzeugs sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a rail vehicle with the features of claim 1. The dependent claims relate to advantageous configurations of the rail vehicle.

Erfindungsgemäß wird ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

  • dass der Antriebsmotor die Radsatzwelle umgibt,
  • dass die Kupplung als Einebenenkupplung ausgebildet ist,
  • dass der Antriebsmotor direkt mit der Kupplung verbunden ist,
  • dass der Antriebsmotor in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle gesehen an einer einzigen Stelle am Fahrgestell aufgehängt ist und zur Drehmomentabstützung zusätzlich über mindestens einen Lenker mit dem Fahrgestell verbunden ist, und
  • dass die Aufhängung des Antriebsmotors am Fahrgestell derart ausgebildet ist, dass sie eine Bewegung des Antriebsmotors sowohl in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle als auch quer dazu ermöglicht, wobei die Aufhängung des Antriebsmotors ein einziges Lastübertragungsmittel aufweist, das oberhalb des Antriebsmotors am Antriebsmotor angreift, oder exakt zwei Lastübertragungsmittel aufweist, die in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen vor und hinter dem Antriebsmotor seitlich am Antriebsmotor angreifen.
According to the invention, a rail vehicle of the type mentioned is designed in that
  • that the drive motor surrounds the wheelset shaft,
  • that the coupling is designed as a single-plane coupling,
  • that the drive motor is directly connected to the coupling,
  • that the drive motor, viewed in the direction of the axis of rotation of the wheelset shaft, is suspended at a single point on the chassis and is additionally connected to the chassis via at least one link for torque support, and
  • that the suspension of the drive motor on the chassis is designed in such a way that it enables a movement of the drive motor both in the direction of the axis of rotation of the wheelset shaft and transversely thereto, the suspension of the drive motor having a single load transfer means that engages the drive motor above the drive motor, or exactly has two load transfer means which, viewed in the direction of travel of the rail vehicle, engage the drive motor laterally in front of and behind the drive motor.

Dadurch wird bei sehr einfachem Aufbau ein statisch voll abgefederter Antrieb realisiert. Man spart eine Kupplungsebene und eine Hohlwelle ein. Der zwischen den beiden Rädern der Radsatzwelle zur Verfügung stehende Bauraum kann besser ausgenutzt werden. Insbesondere kann bei gleichem Bauraum zwischen den beiden Rädern der Radsatzwelle ein Antriebsmotor mit einer größeren axialen Länge und damit mehr Drehmoment und/oder mehr Leistung untergebracht werden.A statically fully sprung drive is thereby implemented with a very simple structure. One saves a coupling level and a hollow shaft. The installation space available between the two wheels of the wheelset shaft can be better utilized. In particular, with the same installation space between the two wheels of the wheelset shaft, a drive motor with a greater axial length and thus more torque and / or more power can be accommodated.

Wenn die Aufhängung des Antriebsmotors ein einziges Lastübertragungsmittel aufweist, das oberhalb des Antriebsmotors am Antriebsmotor angreift, kann das Lastübertragungsmittel zur leichten Realisierung der Beweglichkeit des Antriebsmotors in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle ein Gleitelement oder ein großvolumige Elastomerlager aufweisen, in dem der Antriebsmotor in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle verschiebbar gelagert ist. Das Gleitelement kann beispielsweise als den Antriebsmotor umgebender Ring oder als oberhalb des Antriebsmotors angeordnete Schiene ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor zur Drehmomentabstützung zusätzlich über mindestens einen Lenker mit dem Fahrgestell verbunden. Der mindestens eine Lenker kann insbesondere seitlich am Antriebsmotor angreifen, d.h. in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen vor oder hinter dem Antriebsmotor. Der mindestens eine Lenker muss jedoch nur die Drehmomentabstützung übernehmen. Er muss weder statisch noch dynamisch die Gewichtskraft des Antriebsmotors aufnehmen und übertragen.If the suspension of the drive motor has a single load transfer device that acts on the drive motor above the drive motor, the load transfer device can have a sliding element or a large-volume elastomer bearing in which the drive motor moves in the direction of the axis of rotation for easy implementation of the mobility of the drive motor in the direction of the axis of rotation of the wheelset shaft the wheelset shaft is slidably mounted. The sliding element can for example be designed as a ring surrounding the drive motor or as a rail arranged above the drive motor. According to the invention, the drive motor for torque support is additionally connected to the chassis via at least one link. The at least one link can in particular act laterally on the drive motor, ie in front of or behind the drive motor as seen in the direction of travel of the rail vehicle. The at least one link, however, only has to take over the torque support. It does not have to absorb and transfer the weight of the drive motor either statically or dynamically.

Vorzugsweise weist der Antriebsmotor auf seiner von der Kupplung abgewandten Seite zur Begrenzung einer Vertikalauslenkung des Antriebsmotors einen Anschlag auf. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Bodenfreiheit des Antriebsmotors zum Untergrund auch beim Einfedern der Radsatzwelle gewährleistet bleibt.The drive motor preferably has a stop on its side facing away from the coupling to limit a vertical deflection of the drive motor. This ensures that the drive motor remains clear of the ground even when the wheelset shaft is deflected.

In der Regel ist der Antriebsmotor über das Lastübertragungsmittel bzw. die Lastübertragungsmittel starr mit dem Fahrgestell verbunden. Insbesondere bei Vorhandensein des Anschlages ist es jedoch vorzuziehen, wenn der Antriebsmotor über das Lastübertragungsmittel bzw. die Lastübertragungsmittel elastisch mit dem Fahrgestell verbunden ist. Diese Ausgestaltung hat insbesondere eine reduzierte Belastung der Kupplung und der Radsatzwelle zur Folge. Auch wird die Einfederung in den Federungen des Fahrgestells nicht eingeschränkt oder blockiert. Dies führt auch zu einer Reduzierung der dynamischen Rad-Schiene-Kräfte. Weiterhin kann dadurch der Federweg der Radsatzwelle maximiert werden, obwohl die Auslenkung des Antriebsmotors begrenzt ist. Insbesondere in diesem Fall ist es von auch Vorteil, wenn der mindestens eine Lenker vorhanden ist.As a rule, the drive motor is rigidly connected to the chassis via the load transmission means or the load transmission means. In particular when the stop is present, however, it is preferable if the drive motor is elastically connected to the chassis via the load transfer means or the load transfer means. In particular, this configuration results in a reduced load on the clutch and the wheelset shaft. The deflection in the suspension of the chassis is not restricted or blocked. This also leads to a reduction in the dynamic wheel-rail forces. Furthermore, the spring travel of the wheelset shaft can be maximized as a result, although the deflection of the drive motor is limited. In this case in particular, it is also advantageous if the at least one link is present.

Das Fahrgestell des Schienenfahrzeugs kann nach Bedarf als Drehgestell oder als Wagen- bzw. Lokkasten ausgebildet sein. Vorzugsweise greifen in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen vor und hinter dem Antriebsmotor seitlich am Antriebsmotor mit dem Fahrgestell verbundene Dämpfer an. Dadurch kann eine Pendelbewegung des Antriebsmotors in Querrichtung wirksam gedämpft werden. Die Dämpfer können insbesondere hydraulische Dämpfer sein.The chassis of the rail vehicle can be designed as a bogie or as a car or locomotive body as required. Preferably, seen in the direction of travel of the rail vehicle, grip in front of and behind the drive motor on the side of the drive motor shock absorbers connected to the chassis. As a result, a pendulum movement of the drive motor in the transverse direction can be effectively damped. The dampers can in particular be hydraulic dampers.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

FIG 1
ein Schienenfahrzeug,
FIG 2
eine mögliche Aufhängung eines Antriebsmotors,
FIG 3
ein mögliches Detail einer Aufhängung eines Antriebsmotors,
FIG 4
einen Schnitt längs einer Linie IV-IV in Figur 3,
FIG 5
eine Radsatzwelle mit Fahrgestell in einem eingefederten Zustand der Radsatzwelle,
FIG 6
eine mögliche Aufhängung eines Antriebsmotors,
FIG 7
eine Draufsicht auf eine Radsatzwelle mit Antriebsmotor und
FIG 8
eine mögliche Aufhängung eines Antriebsmotors.
The above-described properties, features and advantages of this invention as well as the manner in which they are achieved will become more clearly and clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings. Here show in a schematic representation:
FIG 1
a rail vehicle,
FIG 2
a possible suspension of a drive motor,
FIG 3
a possible detail of a suspension of a drive motor,
FIG 4
a section along a line IV-IV in Figure 3 ,
FIG 5
a wheelset shaft with chassis in a sprung state of the wheelset shaft,
FIG 6
a possible suspension of a drive motor,
FIG 7
a plan view of a wheelset shaft with drive motor and
FIG 8
a possible suspension of a drive motor.

Gemäß FIG 1 weist ein Schienenfahrzeug 1 ein Fahrgestell 2 auf. Das Fahrgestell 2 ist entsprechend der Darstellung in FIG 1 als Drehgestell ausgebildet. In Verbindung mit einer Ausbildung des Fahrgestells 2 als Drehgestell wird die vorliegende Erfindung nachfolgend erläutert. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf eine Ausbildung des Fahrgestells 2 als Drehgestell beschränkt. Sie ist auch anwendbar, wenn das Fahrgestell als Wagen- oder als Lokkasten ausgebildet ist.According to FIG 1 a rail vehicle 1 has a chassis 2. The chassis 2 is as shown in FIG 1 designed as a bogie. In connection with a design of the chassis 2 as a bogie, the present invention is explained below. However, the present invention is not limited to a design of the chassis 2 as a bogie. It can also be used if the chassis is designed as a car or locomotive body.

In dem Fahrgestell 2 ist entsprechend der Darstellung in FIG 2 eine Radsatzwelle 3 mittels einer Federung 4 federnd gelagert. Die Radsatzwelle 3 weist, wie allgemein üblich, an ihren beiden Enden jeweils ein Rad 5 auf, mit dem das Schienenfahrzeug 1 auf Schienen 6 (siehe FIG 1) fährt. Aufgrund der Lagerung als solcher ist die Radsatzwelle 3 um eine Drehachse 7 drehbar. Aufgrund der Federung 4 und damit der federnden Lagerung ist das Fahrgestell 2 bezüglich der Radsatzwelle 3 eine gefederte Masse. Aufgrund der federnden Lagerung des Fahrgestells 2 sind auch die mit dem Fahrgestell 2 verbundenen Massen gefederte Massen. Dies gilt im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere für einen Antriebsmotor 8, mittels dessen die Radsatzwelle 3 und damit die Räder 5 angetrieben werden.In the chassis 2, as shown in FIG FIG 2 a wheelset shaft 3 resiliently mounted by means of a suspension 4. As is generally the case, the wheelset shaft 3 has a wheel 5 at each of its two ends with which the rail vehicle 1 rests on rails 6 (see FIG FIG 1 ) moves. Due to the Bearing as such, the wheelset shaft 3 can be rotated about an axis of rotation 7. Due to the suspension 4 and thus the resilient mounting, the chassis 2 is a sprung mass with respect to the wheelset shaft 3. Due to the resilient mounting of the chassis 2, the masses connected to the chassis 2 are also sprung masses. In the context of the present invention, this applies in particular to a drive motor 8, by means of which the wheelset shaft 3 and thus the wheels 5 are driven.

Der Antriebsmotor 8 umgibt die Radsatzwelle 3. Er wirkt gemäß FIG 2 über eine Kupplung 9 auf die Radsatzwelle 3. Die Kupplung 9 ist als Einebenenkupplung ausgebildet. Der Antriebsmotor 8 - genauer: die Rotorwelle des Antriebsmotors 8 - ist mit der Kupplung 9 direkt verbunden, also ohne Zwischenschaltung eines Getriebes. Der Antriebsmotor 8 ist damit ein Direktantrieb, bei dem die Drehzahl der Rotorwelle des Antriebsmotors 8 1:1 auf die Radsatzwelle 3 übertragen wird, so dass die Radsatzwelle 3 mit derselben Drehzahl und in der gleichen Drehrichtung rotiert wie die Rotorwelle des Antriebsmotors 8. Die Rotorwelle des Antriebsmotors 8 ist weiterhin zwar als Hohlwelle ausgebildet. Die Rotorwelle des Antriebsmotors 8 wird jedoch nur von der Radsatzwelle 3 durchdrungen, nicht auch von einer anderen Hohlwelle.The drive motor 8 surrounds the wheelset shaft 3. It acts according to FIG 2 via a coupling 9 to the wheelset shaft 3. The coupling 9 is designed as a single-plane coupling. The drive motor 8 - more precisely: the rotor shaft of the drive motor 8 - is directly connected to the clutch 9, that is to say without the interposition of a gear. The drive motor 8 is thus a direct drive in which the speed of the rotor shaft of the drive motor 8 is transmitted 1: 1 to the wheelset shaft 3, so that the wheelset shaft 3 rotates at the same speed and in the same direction of rotation as the rotor shaft of the drive motor 8. The rotor shaft of the drive motor 8 is still designed as a hollow shaft. However, the rotor shaft of the drive motor 8 is penetrated only by the wheelset shaft 3, and not by another hollow shaft.

Der Antriebsmotor 8 ist entsprechend der Darstellung in FIG 2 in Axialrichtung der Radsatzwelle 3 gesehen an einer einzigen Stelle am Fahrgestell 2 aufgehängt. Wenn also beispielsweise ein Ursprung eines kartesischen Koordinatensystems auf der Drehachse 7 in die Mitte zwischen den beiden Rädern 5 gelegt wird, die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 1 mit x bezeichnet wird, Richtung parallel zur Drehachse 7 mit y bezeichnet wird und die Vertikale mit z bezeichnet wird, gilt für die Aufhängung des Antriebsmotors 8 am Fahrgestell 2, dass sie sich bei y = y0 befindet, wobei y0 ein einzelner, fester Wert ist. Die soeben definierte Nomenklatur, also die Bezeichnung der Fahrtrichtung mit x, der Richtung der Drehachse 7 mit y und der Vertikalen mit z, wird nachstehend beibehalten.The drive motor 8 is as shown in FIG FIG 2 Suspended at a single point on the chassis 2, viewed in the axial direction of the wheelset shaft 3. If, for example, an origin of a Cartesian coordinate system is placed on the axis of rotation 7 in the middle between the two wheels 5, the direction of travel of the rail vehicle 1 is denoted by x, the direction parallel to the axis of rotation 7 is denoted by y and the vertical is denoted by z, it applies to the suspension of the drive motor 8 on the chassis 2 that it is located at y = y0, where y0 is a single, fixed value. The nomenclature just defined, i.e. the designation of the direction of travel with x, the direction of the axis of rotation 7 with y and the vertical with z is retained below.

Die Aufhängung des Antriebsmotors 8 am Fahrgestell 2 ist derart ausgebildet, dass sie eine Bewegung des Antriebsmotors 8 am Fahrgestell 2 ermöglicht. Dies gilt sowohl für eine Verschiebung in y-Richtung (also axial zur Radsatzwelle 3) als auch für eine Pendelbewegung in x-Richtung und z-Richtung (also radial bzw. quer zur Radsatzwelle 3). Die Aufhängung muss also entsprechend gelenkig und nachgiebig sein. Aufhängungen, die eine derartige Pendelbewegung zu ermöglichen, sind dem Fachmann ohne weiteres bekannt. Rein beispielhaft seien sogenannte Lenker mit Sphärolagern genannt.The suspension of the drive motor 8 on the chassis 2 is designed in such a way that it enables the drive motor 8 to move on the chassis 2. This applies both to a shift in the y-direction (i.e. axially to the wheelset shaft 3) and to a pendulum movement in the x-direction and z-direction (i.e. radially or transversely to the wheelset shaft 3). The suspension must therefore be flexible and flexible. Suspensions that enable such a pendulum movement are readily known to those skilled in the art. So-called handlebars with spherical bearings may be mentioned purely by way of example.

Die Aufhängung des Antriebsmotors 8 befindet sich in y-Richtung gesehen vorzugsweise am Schwerpunkt 10 des Antriebsmotors 8 oder - von der Kupplung 9 aus gesehen - jenseits des Schwerpunkts 10. Im letztgenannten Fall befindet sich also der Schwerpunkt 10 in y-Richtung gesehen zwischen der Kupplung 9 und der Aufhängung des Antriebsmotors 8.The suspension of the drive motor 8, viewed in the y direction, is preferably located at the center of gravity 10 of the drive motor 8 or - viewed from the coupling 9 - beyond the center of gravity 10. In the latter case, the center of gravity 10 is located between the coupling, seen in the y direction 9 and the suspension of the drive motor 8.

Aufgrund der Aufhängung des Antriebsmotors 8 am Fahrgestell 2 an nur einer einzigen Stelle in y-Richtung ist die Aufhängung als solche instabil. Die Kupplung 9 stellt jedoch einen zusätzlichen Verbindungspunkt dar, welche die Aufhängung stabilisiert.Due to the suspension of the drive motor 8 on the chassis 2 at only one single point in the y-direction, the suspension as such is unstable. However, the coupling 9 represents an additional connection point, which stabilizes the suspension.

Im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 2 weist die Aufhängung des Antriebsmotors 8 ein einziges Lastübertragungsmittel 11 auf. Mittels des Lastübertragungsmittels 11 wird die Gewichtskraft des Antriebsmotors 8 auf das Fahrgestell 2 übertragen. Im Falle eines einzigen Lastübertragungsmittels 11 greift das Lastübertragungsmittel 11 entsprechend der Darstellung in FIG 2 oberhalb des Antriebsmotors 8 am Antriebsmotor 8 an. Zur Ermöglichung einer Bewegung des Antriebsmotors 8 in y-Richtung kann das Lastübertragungsmittel 11 entsprechend der Darstellung in den FIG 3 und 4 beispielsweise ein Gleitelement 12 aufweisen, in dem der Antriebsmotor 8 in y-Richtung verschiebbar gelagert ist. Die Drehbarkeit um die x-Achse und die z-Achse ist ebenfalls gegeben.As part of the design according to FIG 2 if the suspension of the drive motor 8 has a single load transfer means 11. The weight of the drive motor 8 is transmitted to the chassis 2 by means of the load transmission means 11. In the case of a single load transfer means 11, the load transfer means 11 engages as shown in FIG FIG 2 above the drive motor 8 on the drive motor 8. To enable the drive motor 8 to move in the y direction, the load transfer means 11 can be configured as shown in FIG FIG 3 and 4th for example have a sliding element 12 in which the drive motor 8 is mounted displaceably in the y direction. The rotatability about the x-axis and the z-axis is also given.

Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 2 sollte der Antriebsmotor 8 zur Drehmomentabstützung entsprechend der Darstellung in FIG 4 zusätzlich über mindestens einen Lenker 13 mit dem Fahrgestell 2 verbunden sein. Gemäß FIG 4 sind sogar zwei Lenker 13 vorhanden. Die Lenker 13 müssen jedoch nur das vom Antriebsmotor 8 aufgebrachte Drehmoment abstützen. Die Gewichtskraft des Antriebsmotors 8 müssen sie nicht tragen.In the case of the arrangement according to FIG 2 the drive motor 8 for torque support should correspond to the illustration in FIG 4 additionally be connected to the chassis 2 via at least one link 13. According to FIG 4 there are even two links 13. The links 13 only have to support the torque applied by the drive motor 8. They do not have to bear the weight of the drive motor 8.

Im Falle eines Einfederns der Radsatzwelle 3 schwenkt der Antriebsmotor 8 um eine Schwenkachse 14. Die Schwenkachse 14 liegt in der Regel in y-Richtung gesehen in der Nähe der Kupplung 9. Der Antriebsmotor 8 ragt jedoch, von der Kupplung 9 ausgesehen, in erheblichem Umfang über die Schwenkachse 14 hinaus. Beim Einfedern der Radsatzwelle 3 wird daher das von der Kupplung 9 entfernte Ende 15 des Antriebsmotors 8 nach unten ausgelenkt. Diese Auslenkung ist, bezogen auf die Drehachse 7, nach radial außen gerichtet. Es ist möglich, dass eine derartige Auslenkung zugelassen wird. Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 5 möglich, dass der Antriebsmotor 8 an diesem Ende 15, also an dem von der Kupplung 9 abgewandten Ende 15, einen Anschlag 16 aufweist, mittels dessen eine derartige Radialauslenkung des Antriebsmotors 8 begrenzt wird. Im Falle einer derartigen Begrenzung ist vorzugsweise der Antriebsmotor 8 entsprechend der Darstellung in FIG 5 über das Lastübertragungsmittel 11 elastisch mit dem Fahrgestell 2 verbunden. Beispielsweise kann das Lastübertragungsmittel 11 in sich elastisch sein oder über eine eigene Federung 17 fahrgestellseitig federnd oder elastisch gelagert sein. Weiterhin kann es sinnvoll sein, den Antriebsmotor 8 an seinem von der Kupplung 9 abgewandten Ende 15 unten abzuflachen.In the event of a compression of the wheelset shaft 3, the drive motor 8 pivots about a pivot axis 14. The pivot axis 14 is generally seen in the y direction in the vicinity of the clutch 9. The drive motor 8, however, protrudes from the clutch 9 to a considerable extent beyond the pivot axis 14. When the wheelset shaft 3 is compressed, the end 15 of the drive motor 8 that is remote from the clutch 9 is therefore deflected downward. This deflection is directed radially outward in relation to the axis of rotation 7. It is possible that such a deflection will be allowed. Alternatively, it is the same as shown in FIG 5 possible for the drive motor 8 to have a stop 16 at this end 15, that is to say at the end 15 facing away from the coupling 9, by means of which such a radial deflection of the drive motor 8 is limited. In the case of such a limitation, the drive motor 8 is preferably in accordance with the illustration in FIG FIG 5 Resiliently connected to the chassis 2 via the load transfer means 11. For example, the load transfer means 11 can be elastic in itself or be resiliently or elastically mounted on the chassis side via its own suspension 17. Furthermore, it can be useful to flatten the drive motor 8 at its end 15 facing away from the coupling 9 at the bottom.

In der Ausgestaltung gemäß den FIG 6 und 7 weist die Aufhängung des Antriebsmotors 8 - im Gegensatz zu der Ausgestaltung gemäß FIG 2, bei der nur ein einziges Lastübertragungsmittel 11 vorhanden ist - mehrere Lastübertragungsmittel 11 auf, nämlich exakt zwei. Die beiden Lastübertragungsmittel 11 greifen bei der Ausgestaltung gemäß den FIG 6 und 7 in x-Richtung gesehen vor und hinter dem Antriebsmotor 8 seitlich am Antriebsmotor 8 an.In the embodiment according to FIG 6 and 7th shows the suspension of the drive motor 8 - in contrast to the embodiment according to FIG FIG 2 , with only a single load transfer device 11 is present - several load transfer means 11, namely exactly two. The two load transfer means 11 engage in the configuration according to FIGS FIG 6 and 7th Seen in the x-direction in front of and behind the drive motor 8 laterally on the drive motor 8.

Bei der Ausgestaltung gemäß den FIG 6 und 7 kann der Antriebsmotor 8 zur Drehmomentabstützung ebenfalls zusätzlich über mindestens einen Lenker mit dem Fahrgestell 2 verbunden sein. Bei der Ausgestaltung gemäß den FIG 6 und 7 ist dies jedoch nicht zwingend erforderlich.In the design according to FIG 6 and 7th the drive motor 8 for torque support can also be connected to the chassis 2 via at least one link. In the design according to FIG 6 and 7th however, this is not absolutely necessary.

Analog zur Ausgestaltung gemäß FIG 2 kann auch bei der Ausgestaltung gemäß den FIG 6 und 7 der Antriebsmotor 8 zur Begrenzung einer Radialauslenkung des Antriebsmotors 8 an seinem von der Kupplung 9 abgewandten Ende 15 einen Anschlag 16 aufweisen. Die Ausgestaltung ist gegebenenfalls analog zur Darstellung in FIG 5 realisiert. In diesem Fall ist vorzugsweise - ebenso analog zu FIG 5 - der Antriebsmotor 8 entsprechend der Darstellung in FIG 8 über die Lastübertragungsmittel 11 federnd bzw. elastisch mit dem Fahrgestell 2 verbunden. Weiterhin ist in diesem Fall entsprechend der Darstellung in FIG 8 zur Drehmomentabstützung mindestens ein Lenker 13 vorhanden.Analogous to the design according to FIG 2 can also be used in the design according to FIG 6 and 7th the drive motor 8 have a stop 16 at its end 15 facing away from the coupling 9 to limit a radial deflection of the drive motor 8. The design may be analogous to the illustration in FIG 5 realized. In this case it is preferable - likewise analogous to FIG 5 - The drive motor 8 as shown in FIG 8 Resiliently or elastically connected to the chassis 2 via the load transfer means 11. Furthermore, in this case, as shown in FIG 8 At least one link 13 is provided for torque support.

Im Rahmen der Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung greifen gemäß der Darstellung in FIG 7 vorzugsweise in x-Richtung gesehen vor und hinter dem Antriebsmotor 8 Dämpfer 18 am Antriebsmotor 8 an. Die Dämpfer 18 sind mit ihren anderen Enden mit dem Fahrgestell 2 verbunden. Die Dämpfer 18 können insbesondere hydraulische Dämpfer sein. Dies gilt nicht nur für die in FIG 7 dargestellte Ausgestaltung mit zwei Lastübertragungsmitteln 11, sondern auch für die Ausgestaltung mit nur einem einzigen Lastübertragungsmittel 11.In the context of the embodiments of the present invention, as shown in FIG FIG 7 preferably seen in the x direction in front of and behind the drive motor 8 damper 18 on the drive motor 8. The dampers 18 are connected to the chassis 2 at their other ends. The dampers 18 can in particular be hydraulic dampers. This does not only apply to the in FIG 7 The illustrated embodiment with two load transfer means 11, but also for the embodiment with only a single load transfer means 11.

Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
Ein Schienenfahrzeug weist ein Fahrgestell 2 auf, in dem eine Radsatzwelle 3 federnd gelagert ist, so dass die Radsatzwelle 3 um eine Drehachse 7 drehbar ist und das Fahrgestell 2 bezüglich der Radsatzwelle 3 eine gefederte Masse ist. Ein Antriebsmotor 8 für die Radsatzwelle 3 wirkt über eine Kupplung 9 auf die Radsatzwelle 3. Der Antriebsmotor 8 umgibt die Radsatzwelle 3. Die Kupplung 9 ist als Einebenenkupplung ausgebildet. Der Antriebsmotor 8 ist direkt mit der Kupplung 9 verbunden und in Richtung y der Drehachse 7 der Radsatzwelle 3 gesehen an einer einzigen Stelle am Fahrgestell 2 aufgehängt. Die Aufhängung des Antriebsmotors 8 am Fahrgestell 2 ist derart ausgebildet, dass sie eine Bewegung des Antriebsmotors 8 sowohl in Richtung y der Drehachse 7 der Radsatzwelle 3 als auch quer dazu ermöglicht.In summary, the present invention thus relates to the following facts:
A rail vehicle has a chassis 2 in which a wheelset shaft 3 is resiliently mounted so that the wheelset shaft 3 can be rotated about an axis of rotation 7 and the chassis 2 is a sprung mass with respect to the wheelset shaft 3. A drive motor 8 for the wheelset shaft 3 acts via a coupling 9 on the wheelset shaft 3. The drive motor 8 surrounds the wheelset shaft 3. The coupling 9 is designed as a single-plane coupling. The drive motor 8 is connected directly to the coupling 9 and, viewed in the direction y of the axis of rotation 7 of the wheelset shaft 3, is suspended at a single point on the chassis 2. The suspension of the drive motor 8 on the chassis 2 is designed in such a way that it enables a movement of the drive motor 8 both in the direction y of the axis of rotation 7 of the wheelset shaft 3 and transversely thereto.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Antriebssystems. Gegenüber den Lösungen des Standes der Technik werden eine Kupplungsebene und eine Hohlwelle eingespart. Dadurch werden das Gewicht, die Komplexität und die Kosten reduziert. Weiterhin ist der für den Antriebsmotor 8 und die Kupplung 9 benötigte axiale Bauraum bei gleicher Leistung kleiner. Dementsprechend kann bei gleichem vorhandenem Bauraum ein Antriebsmotor 8 mit einer größeren axialen Länge und damit mehr Drehmoment und/oder mehr Leistung installiert werden. Insbesondere im Falle einer Ausgestaltung des Fahrgestells 2 als Drehgestell und einer Verwendung von zwei Lastübertragungsmitteln 11 ergibt sich beispielsweise eine einfache Doppelpendelaufhängung des Direktantriebs an einem Kopfträger und dem Mittenträger des Drehgestells.The present invention has many advantages. In particular, the drive system has a very simple structure. Compared to the solutions of the prior art, a coupling plane and a hollow shaft are saved. This reduces weight, complexity and cost. Furthermore, the axial installation space required for the drive motor 8 and the clutch 9 is smaller for the same power. Accordingly, with the same space available, a drive motor 8 with a greater axial length and thus more torque and / or more power can be installed. In particular in the case of a configuration of the chassis 2 as a bogie and the use of two load transmission means 11, a simple double pendulum suspension of the direct drive on a head support and the center support of the bogie results, for example.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Claims (6)

  1. Rail vehicle,
    - wherein the rail vehicle has a running gear (2),
    - wherein a wheelset shaft (3) is spring-mounted in the running gear (2), so that the wheelset shaft (3) can be rotated about an axis of rotation (7) and the running gear (2) is a sprung mass in relation to the wheelset shaft (3),
    - wherein a drive motor (8) for the wheelset shaft (3) acts on the wheelset shaft (3) via a coupling (9),
    - wherein the drive motor (8) surrounds the wheelset shaft (3),
    - wherein the coupling (9) is embodied as a single-plane coupling,
    - wherein the drive motor (8) is connected to the coupling (9) directly,
    - wherein the drive motor (8) is suspended at a single point on the running gear (2) when viewed in the direction (y) of the axis of rotation (7) of the wheelset shaft (3), characterised in that
    - the suspension of the drive motor (8) on the running gear (2) is embodied such that it enables a movement of the drive motor (8) both in the direction (y) of the axis of rotation (7) of the wheelset shaft (3) and also transversely in relation thereto, wherein the suspension of the drive motor (8) has a single load transfer means (11), which engages on the drive motor (8) above the drive motor (8), and, for torque support, is additionally connected to the running gear (2) via at least one guide rod (13), or the suspension of the drive motor (8) has precisely two load transfer means (11), which engage to the side of the drive motor (8), in front of and behind the drive motor (8) when viewed in the direction of travel (x) of the rail vehicle.
  2. Rail vehicle according to claim 1,
    characterised in that
    the load transfer means (11) has a sliding element (12) or an elastomer layer with a large volume, in which the drive motor (8) is mounted such that it can be displaced in the direction (y) of the axis of rotation (7) of the wheelset shaft (3) and can be rotated transversely in relation thereto.
  3. Rail vehicle according to claim 1,
    characterised in that
    the drive motor (8) has an end stop (16) on its side facing away from the coupling (9) for delimiting a radial deflection of the drive motor (8).
  4. Rail vehicle according to claim 3,
    characterised in that
    the drive motor (8) is connected to the running gear (2) in a resilient manner via the one or more load transfer means (11).
  5. Rail vehicle according to one of the above claims,
    characterised in that
    the running gear (2) is embodied as a bogie or as a vehicle body or locomotive body.
  6. Rail vehicle according to one of the above claims,
    characterised in that
    dampers (18) connected to the running gear (2) engage to the side of the drive motor (8), in front of and behind the drive motor (8) when viewed in the direction of travel (x) of the rail vehicle.
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