DE1052431B

DE1052431B - Change gear drive for electrically powered rail vehicles

Info

Publication number: DE1052431B
Application number: DESCH20602A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Masch-Ing Walter Hefti
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1956-08-01
Filing date: 1956-08-10
Publication date: 1959-03-12

Description

Wechsel-Zahnradantrieb für elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Wechsel-Zahnradantrieb für elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge mit zwei Zahnradzügen von ungleicher Gesamtübersetzung, bei welchem je Zahnradzug zwischen dem auf der Antriebswelle und dein auf der getriebenen Welle sitzenden Zahnrad ein mit dein Antriebsrad dauernd kämmendes, um die Antriebsachse verschwenkbares Zahnrad vorhanden ist, welches durch Schwenken in oder außer Eingriff mit dem getriebenen Zahnrad gelangt.Change gear drive for electrically powered rail vehicles The invention relates to a change gear drive for electrically driven Rail vehicles with two gear trains with an unequal overall ratio, in which each gear train between the one on the drive shaft and your one on the driven shaft seated gear is a permanently meshing with your drive wheel, around the drive axle pivotable gear is present, which by pivoting in or out of engagement with the driven gear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Zahnradantrieb so zu gestalten, daß er sich besonders günstig für ein zweiachsiges Triebdrehgestell eines Schienentriebfahrzeuges eignet.The invention is based on the object of such a gear drive to be designed so that it is particularly favorable for a two-axle motor bogie a rail locomotive is suitable.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für ein zweiachsiges Triebdrehgestell mit einem wie bekannt quer zur Fahrtrichtung angeordneten und im Drehgestellrahmen befestigten Antriebsmotor vier Zahnradzüge vorgesehen sind, von denen je zwei unter sich gleiche Übersetzung aufweisen und jeder wiederum einen der beiden Radsätze antreibt, während die Zwischenräder der Zahnradzüge in einer gemeinsamen, um die Antriebsachse schwenk-und feststellbaren Trommel gelagert sind, so daß in den beiden Schwenkendstellungen der Trommel gleichzeitig zwei eine gleiche Übersetzung aufweisende Zahnradzüge mit dem entsprechenden Achsantriebsrad des Radsatzes in bzw. außer Eingriff kommen, um dadurch einen Gangwechsel zu erzielen.The object is achieved according to the invention in that for a two-axle motor bogie with one arranged transversely to the direction of travel, as is known and four gear trains are provided in the drive motor attached to the bogie frame, two of which each have the same translation and each in turn has one of the two wheel sets drives, while the intermediate wheels of the gear trains in one a common drum that can be swiveled and locked around the drive axis is mounted, so that in the two pivoting end positions of the drum two identical ones at the same time Gear trains with translation with the corresponding final drive wheel of the wheelset come into or out of engagement to thereby achieve a gear change.

Während eine einfache Verdoppelung des bekannten Wechsel-Zahnradantriebes, die z. B. über die beiden Wellenenden der Antriebswelle erfolgen könnte, einen erheblichen Platz beansprucht, entsteht durch die erfindungsgemäßeAntriebsausbildung eine platzsparende Konstruktion, durch welche der Verschwenkmechanismus überdies auf ein einziges bewegliches Organ beschränkt werden kann.While a simple doubling of the well-known change gear drive, the z. B. could be done over the two shaft ends of the drive shaft, a significant Taking up space, the drive design according to the invention creates a space-saving one Construction through which the pivoting mechanism moreover on a single movable Organ can be restricted.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigt Fig.1 den Zahnradantrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel in einem senkrechten Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 3, Fig.2 eine schematisch gehaltene gleiche Darstellung mit anderen Zahnradstellungen, Fig. 3 den Antrieb gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben, Fig. -1 denselben Antrieb in einem Längsschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1.The invention is explained in the drawing, for example. It shows 1 shows the gear drive according to the exemplary embodiment in a vertical longitudinal section according to the line I-I of FIG. 3, FIG. 2 is a schematic representation of the same with other gear wheel positions, FIG. 3 shows the drive according to FIG. 1 in a view from above, Fig. -1 the same drive in a longitudinal section along the line IV-IV of Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein zweiachsiges Drehgestell mit einem wie bekannt quer zur Fahrtrichtung angeordneten Motor 2, der die beiden Radsätze 8 mittels doppelseitiger Zahnradzüge antreibt. Sowohl das Motorgehäuse als auch der Getriebekasten ist an den beiden Ouerträgern 11 des gefederten Drehgestellrahmens 1 befestigt. Der nicht gezeichnete Fahrzeugkasten stützt sich seitlich auf die beiden Wiegenfedern 30 und wird in Längsrichtung an seinen Ouerträgern 31 durch die Lenker 32 mitgenommen.The embodiment relates to a two-axle bogie with a motor 2 arranged transversely to the direction of travel, as is known, which drives the two Drives wheel sets 8 by means of double-sided gear trains. Both the engine case as well as the gear box is on the two cross members 11 of the sprung bogie frame 1 attached. The vehicle body, not shown, rests on the side of the two Cradle springs 30 and is in the longitudinal direction at its Ouerträger 31 by the handlebars 32 taken away.

Die verlängerte Motorwelle 7, die im Getriebekasten 9 gelagert ist, trägt die beiden nebeneinänderliegenden Antriebsritzel 13 und 14. Auch die Achsantriebsräder 15, 16 sind im Getriebekasten 9 gelagert. Sie treiben die Radsätze 8 über bekannte, allseitig nachgiebige und federnde Übertragungsmechanismen an. Die Zwischenräderpaare 17, 18, welche die Getriebezüge ergänzen, sind in dem Schwenkgehäuse 19 untergebracht. Dieses ist als zweiteilige, durch Schrauben 21 zusammengehaltene Trommel ausgebildet und konzentrisch zur Motorritzelwelle in den Schwenklagern 22 und 23 abgestützt. Der Trommelmantel weist, wie bekannt, für jedes der vier Zwischenräder 17 und 18 eine Durchbrechung 24 auf.The extended motor shaft 7, which is mounted in the gear box 9, carries the two adjacent drive pinions 13 and 14. Also the final drive wheels 15, 16 are stored in the gear box 9. They drive the wheel sets 8 via known, all-round resilient and resilient transmission mechanisms. The intermediate gear pairs 17, 18, which supplement the gear trains, are housed in the swivel housing 19. This is designed as a two-part drum held together by screws 21 and supported concentrically to the motor pinion shaft in the pivot bearings 22 and 23. As is known, the drum shell has for each of the four intermediate gears 17 and 18 an opening 24.

In Fig. 1 und 4 ist die Eingriffsstellung für »Langsamfahrt« dargestellt, indem die beiden Zwischenräder 18 zwischen das kleinere Ritzel14 und die beiden Achsantriebsräder 16 verschwenkt sind. Die Achsen der Zwischenräder 18 liegen dann in der durch die Ritzelwelle und die jeweilige Radsatzwelle hindurchgehenden Ebene. Die beiden anderen Zwischenräder 17 laufen dabei leer mit. Bei dieser Anordnung kann ein V erschwenken in beiden Drehrichtungen erfolgen, und die Zwischenräder können bei einem bestimmten Radstand mit dein kleinstmöglichen Durchmesser gebaut werden. Diese Bauweise ist deshalb äußerst platzsparend.In Fig. 1 and 4, the engagement position for "slow travel" is shown, by placing the two intermediate gears 18 between the smaller pinion 14 and the two Axle drive wheels 16 are pivoted. The axes of the intermediate gears 18 then lie in the plane passing through the pinion shaft and the respective wheelset shaft. The other two intermediate gears 17 run along idle. With this arrangement can be swiveled in both directions of rotation, and the intermediate gears can be built with the smallest possible diameter for a certain wheelbase will. This construction is therefore extremely space-saving.

Das Schema von Fig. 2 zeigt demgegenüber die Eingriffsstellung für »Schnellfahrt«. Bei dieser sind die beiden Zwischenräder 17 zwischen das größere Ritzel 13 und die beiden Achsantriebsräder 15 verschwenkt. Damit werden die Zwischenräder 17 zu Arbeitsrädern, während nun die beiden Zwischenräder 18 leer mitlaufen.In contrast, the diagram of FIG. 2 shows the engagement position for "Fast travel". In this case, the two intermediate gears 17 are between the larger one Pinion 13 and the two final drive wheels 15 pivoted. This will be the idler gears 17 to working wheels, while now the two intermediate wheels 18 run along idle.

Um das bei Stillstand des Fahrzeuges durchführbare Verdrehen der Trommel 19 zu erleichtern, ist ein Verschwenkmechanismus vorgesehen. Er besteht aus einem an der Trommel befestigten Innenzahnkranz 34 und einem in diesen eingreifenden Zahnkolben 35, der im Getriebekasten 9 gelagert und von außen mittels einer abnehmbaren Handkurbel betätigt wird. Um die Trommel in der einen oder in der anderen Verschwenkendstellung festzuhalten, sind zwei oder drei auf den Umfang verteilte Feststellvorrichtungen vorgesehen. Sie bestehen je aus einem Zapfen 36, der in eine konische Bohrung 37 der Trommel 19 gedrückt und dann mit der Gegenmutter 38 verklemmt wird. Die Trommel 19 wird dabei gegen die im rechten Winkel zur Ritzelachse stehenden Anschläge 39 des Kastens 9 gedrückt, so daß das Lagerspiel des Schwenklagers in den Verschwenkendstellungen aufgehoben wird. Diese Maßnahmen ermöglichen, in den beiden Verschwenkendstellungen eine starre und zentrisch genaue Stützung der Trommel 19 im Getriebekasten 9 herbeizuführen, so daß die Zahnräder einwandfrei arbeiten können.About the rotation of the drum that can be carried out when the vehicle is at a standstill To facilitate 19, a pivoting mechanism is provided. It consists of one internal toothed ring 34 attached to the drum and a toothed piston engaging in this 35, which is stored in the gear box 9 and externally by means of a removable hand crank is operated. To the drum in one or the other pivoting end position to be held in place are two or three locking devices distributed around the circumference intended. They each consist of a pin 36 which is inserted into a conical bore 37 the drum 19 is pressed and then clamped with the lock nut 38. The drum 19 is against the stops 39 which are at right angles to the pinion axis of the box 9 pressed so that the bearing play of the pivot bearing in the pivoting positions will be annulled. These measures make it possible in the two pivoting positions to bring about a rigid and centrically accurate support of the drum 19 in the gear box 9, so that the gears can work properly.

Zum gleichen Zweck könnte das eine Schwenklager 22 oder 23 konisch ausgebildet und durch die Feststellvorrichtung gegen eine entsprechende konische Schulter des Getriebekastens 9 gepreßt werden.For the same purpose, a pivot bearing 22 or 23 could be conical formed and by the locking device against a corresponding conical Shoulder of the gear box 9 are pressed.

Erschwerend für das Umschalten des Zahnradmechanismus von der einen in die andere Stufe wirkt der Umstand, daß die beiden zu einer Achse gehörenden Achsantriebsräder 15 und 16 elastisch gegenüber den beiden anderen entsprechenden Achsantriebsrädern verspannt sein können, wenn die Radreifen der einen Achse stärker als diejenigen der anderen Achse abgenutzt, die Laufkreisdurchmesser also ungleich geworden sind. Besonders bei Verwendung von drehelastischen Achsantrieben können solche Verspannungen mit beträchtlichen gegenseitigen Verdrehausschlägen der betreffenden Achsen auftreten. Beim Wegschalten einer Stufe würde sich dann die Verspannung lösen, indem die beiden Achsantriebszahnkränze sich um einen gewissen Winkel in die Ruhelage verdrehen. Dies hätte aber zur Folge, daß beim Zuschalten der andern Stufe die Zähne ihrer Zwischenräder unter Umständen gar nicht mehr in die Zahnlücken der Gegenräder greifen, sondern gegen deren Zahnköpfe stoßen.Making it more difficult to switch the gear mechanism from the one the fact that the two belong to one axis acts in the other stage Axle drive wheels 15 and 16 resiliently relative to the other two corresponding ones Final drive wheels can be braced if the tires on one axle are stronger worn than those of the other axis, so the running circle diameters are unequal became. Especially when using torsionally flexible axle drives such tension with considerable mutual twisting of the affected Axes occur. When switching off a stage, the tension would then be released, by moving the two final drive sprockets into the rest position at a certain angle twist. However, this would have the consequence that when the other stage is switched on, the teeth their intermediate gears may no longer be in the tooth gaps of the mating gears grab, but bump against their tooth tips.

Ein einfaches Verfahren zur Umgehung dieser Schwierigkeit besteht darin, den einen Radsatz vor dem Umschalten der Stufe an seinen Achslagern etwas anzuheben. In diesem Moment löst sich dann die Verspannung von selbst, indem die abgehobene Achse sowie die Räder des ganzen Zahnradzuges und die Motorwelle sich zurückdrehen, bis die zwischen den jeweiligen Achsantriebsrädern 15 und 16 auftretenden Verspannkräfte den Wert Null erreicht haben. Nun kann der Umschaltvorgang ungehindert vor sich gehen. Den geschilderten Schwierigkeiten könnte auch dadurch begegnet werden, daß die Zahnkränze der Achsantriebsräder15 und 16 vor dem Umschalten durch eine besondere, in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung mit dem Getriebekasten 9 gegen Drehen blokkiert und erst nach Beendigung des Umschaltens wieder freigegeben werden. Beim Vorgehen in dieser Art wird also dieVerspannung zwischen denAchsantriebsrädern 15 und 16 sowie den Radsätzen 8 während des Umschaltvorganges aufrechterhalten.There is a simple method of circumventing this difficulty in it, the one wheelset a little before switching the level on its axle bearings to raise. At this moment the tension is released by itself by the lifted axle as well as the wheels of the whole gear train and the motor shaft itself turn back until the occurring between the respective final drive wheels 15 and 16 Bracing forces have reached zero. The switching process can now be carried out unhindered going on. The difficulties outlined could also be countered by that the ring gears of the final drive wheels 15 and 16 before switching by a special device, not shown in the drawing, with the gear box 9 blocked against turning and only released again after switching over will. So doing this will reduce the tension between the final drive wheels 15 and 16 and the wheelsets 8 maintained during the switching process.

Gemäß Fig. 1 liegt die Achse des einen Zwischenrades 17 genau in der zwischen den Zwischenrädern 18 befindlichen senkrechten Ouermittelebene. Diese Anordnung hat in baulicher Hinsicht gewisse Vorteile. Wesentlich ist aber nur, daß die beiden Zwischenräderpaare um einen gleichen Winkel a (Fig. 1) derart gegeneinander versetzt sind, daß das eine in Leerlaufstellung befindliche Räderpaar bei der Arbeitsstellung des anderen Räderpaares außer Eingriff mit den Achsantriebsrädern steht und beim Verschwenkvorgang keinen gleichzeitigen Eingriff zwischen Achsantriebs-und Zwischenrädern verursacht.According to Fig. 1, the axis of an intermediate wheel 17 is exactly in the between the intermediate gears 18 located vertical central plane. This arrangement has certain advantages in terms of construction. But it is only essential that the two Intermediate gear pairs offset from one another by an equal angle a (FIG. 1) in this way are that the one pair of wheels in the idle position in the working position of the other pair of wheels is out of engagement with the final drive wheels and when Pivoting process no simultaneous engagement between the final drive and intermediate gears caused.

Es könnte auch ein Hohlwellenmotor mit gelenkigen Anschlüssen an die Ritzelwelle verwendet werden. Da aber in diesem Fall nur sehr geringe Relativbewegungen zwischen Motor und Getriebe auftreten, würden verhältnismäßig starre Gelenke den Anforderungen genügen, und die Motorwelle könnte ebenfalls als drehelastisches Übertragungsglied ausgebildet sein.It could also be a hollow shaft motor with articulated connections to the Pinion shaft can be used. In this case, however, there are only very slight relative movements occur between the engine and the transmission, the joints would be relatively rigid Requirements are sufficient, and the motor shaft could also be used as a torsionally elastic transmission element be trained.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Change gear drive for electrically driven Rail vehicles with two gear trains with an unequal overall ratio, in which per gear train between the one on the drive shaft and the one on the driven shaft seated gear is a permanently meshing with the drive wheel and around the drive axle pivotable gear is present, which by pivoting in or out of engagement with the driven gear, characterized in that for a two-axle drive bogie with a, as known, arranged transversely to the direction of travel and in the bogie frame (1) fixed drive motor (2) four gear trains are provided, each of which two have the same gear ratio and each in turn has one of the two Drives gear sets (13 or 14), while the intermediate gears (17 and 18) of the gear trains in a common drum that can be pivoted and locked around the drive axis (7) (19) are mounted so that in the two pivoting end positions of the drum at the same time two gear trains with the same translation with the corresponding final drive wheel (15 or 16) of the wheelset come into or out of engagement, thereby changing gear to achieve.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the jacket the drum (19), as is known, openings (24) for the passage of the in it has mounted intermediate gears (17 and 18).

3. Drive according to claims 1 and 2, characterized in that the axes of the intermediate wheels (17 and 18) are in the working position in the plane passing through the pinion shaft and the respective wheelset shaft lie so that the diameter of the intermediate gears are kept as small as possible and pivoting can take place in both directions of rotation.

4. Drive according to claim 1, characterized in that the pivoting mechanism consists of one on the drum (19) attached ring gear (34) and a meshing with this, in the gear box (9) mounted and externally operated toothed piston (35).

5. Drive according to claim 1, characterized in that the locking device for the drum (19) has organs by means of which the drum with the gear box (9) can be jammed in such a way that the bearing play of the swivel bearing (22 or 23) is canceled in the pivoting positions.

6. Drive according to claims 1 and 5, characterized in that the locking device has at least two the circumference of the drum (19) distributed and arranged in the gear box (9) pins (36) which can be pressed into conical bores (37) of the drum while pressing the latter against stops (39) of the gear box (9).

7. Drive according to claims 1, 2 and 5, characterized in that the one pivot bearing (22 or 23) of the drum (19) is conical and by the locking device is pressed against a corresponding conical shoulder of the gear box (9). B.

Drive according to Claim 1, characterized in that the pairs of intermediate gears (17, 18) are arranged offset from one another by the same angle (a).

9. Drive according to claim 1, characterized in that a device is installed in the gear box (9) by means of which the ring gears of the axle drive wheels (15 and 16) can be blocked against rotation during switching with the gear box (9). Considered publications: Swiss Patent Specifications No. 217927,226389; British Patent No. 395,375; French patent specification No. 370 815.