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Vorgelege eines Achsgetriebes für über Gelenkwellen angetriebene Schienentriebfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorgelege eines Achsgetriebes für über Gelenkwellen
angetriebene Schienentriebfahrzeuge, insbesondere bei dreiachsigen Triebdrehgestellen
von Drehgestell-Diesellokomotiven, mit über einen durchgehenden Gelenkwellenstrang
angetriebenen Radsätzen und einem zwischen zwei Radsätzen im Gelenkwellenstrang
angeordneten Antriebgetriebe.
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Das Antriebgetriebe ist bei Drehgestell-Diesellokomotiven mit den
bekannten Achsgetrieben ein übliches Flüssigkeitsgetriebe, das im Drehgestellrahmen
gelagert ist und dessen Abtriebwelle an jedem Ende über eine Gelenkwelle mit dem
Vorgelege des benachbarten Achsgetriebes verbunden ist. Um eine genügende Länge
der einzelnen Gelenkwellen des Gelenkwellenstranges zu erzielen, ist es notwendig,
die Achsgetriebe mit ihren Vorgelegen so auf den Radsätzen anzuordnen, daß die Vorgelege
dem Antriebgetriebe abgewandt sind. Dabei ergibt sich, daß die überhängenden Massen
eines Drehgestells verhältnismäßig groß sind und daß trotz dieser Anordnung der
Drehgestellradstand eine erhebliche Länge aufweist. Große überhängende Massen ergeben
jedoch schlechte Laufeigenschaften, und ein großer Drehgestellradstand vermindert
die Bogenläufigkeit und erhöht die Anlaufdrücke.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher darin zu sehen, ein Vorgelege
eines Achsgetriebes der eingangs genannten Art zu schaffen, das den Bau von Drehgestellen
mit kurzem Radstand und geringen überhängenden Massen ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Antriebwelle für das Vorgelege des Achsgetriebes als Hohlwelle ausgebildet ist,
durch welche die antreibende Gelenkwelle mit Spiel hindurchgeführt und mit ihrem
Abtriebgelenk mit dem benachbarten Ende der Hohlwelle verbunden ist.
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Bei einem dreigängigen Doppelturbogetriebe ist es zwar bekannt, die
Abtrieb- oder Vorgelegewelle eines Turbogetriebes als Hohlwelle auszubilden und
durch diese die das Getriebe mit dem Achsgetriebe verbindende Gelenkwelle hindurchzuführen.
Diese Ausbildung ist bei dem bekannten Getriebe notwendig, um zwei etwa gleichartige
und gleichliegende Abtriebwellen für das Doppelturbogetriebe bei beliebiger Anschlußmöglichkeit
zu erzielen. Da es sich jedoch bei dem bekannten Getriebe um ein Hauptgetriebe für
zweiachsige Drehgestelle handelt, wird eine Lösung der Erfindungsaufgabe nicht nahegelegt.
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Durch die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen wird jedoch
nicht nur die Aufgabe der Erfindung in vorteilhafter Weise gelöst. Darüber hinaus
ergibt sich noch der wesentliche Vorteil einer erheblichen Gewichtsverminderung
der Drehgestelle; denn durch die Verkürzung des Drehgestellradstandes kann auch
der Rahmen kürzer gehalten werden, der zudem bei gleicher Steifigkeit infolge der
Verkürzung auch noch aus leichteren Profilen und Blechen hergestellt werden kann.
Außerdem läßt sich bei gleicher Lokomotivlänge eine größere geführte Länge, d. h.
ein größerer Drehzapfenabstand, verwirklichen, was sich günstig auf die Laufeigenschaften
auswirkt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen lotrechten Längsschnitt durch ein Achsgetriebe
mit Vorgelege, Abb. 2 und 3 je eine Seitenansicht eines dreiachsigen Drehgestells,
bei dem die erfindungsgemäßen Achsvorgelege verwendet werden, und Abb. 4 bis 8 jeweils
im Längsmittelschnitt verschiedene Anschlußmöglichkeiten zweier Gelenkwellen des
Gelenkwellenstranges an das eine Ende der Hohlwelle des Achsv orgeleges.
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Das Achsgetriebe gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 besteht
im wesentlichen aus einem mit der Achswelle 1 verbundenen Kegelradgetriebe 2, 3,
dem ein im gleichen Gehäuse 4 angeordnetes V orgelege 5, 6 vorgeschaltet ist, dessen
Antriebwelle mit einem durchlaufenden, aus einzelnen Gelenkwellen 7, 23 und 24 zusammengesetzten
Gelenkwellenstrang (Abb. 2 und 3) verbunden ist.
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Das Tellerrad 2 des Achsgetriebes ist in bekannter Weise auf der Achswelle
1 eines Radsatzes angeordnet und kämmt mit einem Kegelritzel 3, dessen Ritzelwelle
8 waagerecht und in Fahrtrichtung liegend angeordnet ist. Die Ritzelwelle 8 des
Kegelritzels 3 ist an der ritzelseitigen Stirnfläche mit einem koaxialen zylindrischen
Zapfen 9 versehen und in dem teilbar ausgebildeten Gehäuse 4 des Achsgetriebes mittels
dreier Wälzlager 10, 11 und 12 gelagert. Auf der
Ritzelwelle 8 ist
zwischen den beiden Wälzlagern 11 und 12 fest und undrehbar ein mit Gerad- oder
Schrägverzahnung versehenes Zahnrad 5 des Vorgeleges 5 und 6 angeordnet. Das Zahnrad
5 kämmt mit einem weiteren, auf der Antriebwelle des Vorgeleges 5 und 6 ebenfalls
fest und undrehbar vorgesehenen Zahnrad 6. Die Antriebwelle ist in lotrechter Richtung
oberhalb der Ritzelwelle 8 und parallel zu dieser im Gehäuse 4 des Achsgetriebes
gelagert.
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Gemäß der Erfindung ist die Antriebwelle des Vorgeleges 5, 6 des Achsgetriebes
als Hohlwelle 13 ausgebildet. Zur Lagerung der Hohlwelle 13 im Gehäuse 4 sind ebenfalls
zwei Wälzlager 14 und 15 vorgesehen, von denen in Fahrzeuglängsrichtung gesehen
das Lager 14 vor und das Lager 15 hinter dem auf der Hohlwelle 13 befestigten oder
mit dieser ein Stück bildenden Zahnrad 6 angeordnet ist. Die Hohlwelle 13 ist mit
beiden Enden aus dem Gehäuse 4 herausgeführt. wobei die zum Festhalten der Außenringe
der Wälzlager 14 und 15 dienenden Gehäusedeckel 16 mittels einer eingelegten Dichtung
17 auf dem zylindrischen Außenmantel der Hohlwelle 13 aufliegen, so daß ein Eindringen
von Staub und Wasser in das Innere des Gehäuses 4 des Achsgetriebes verhindert wird.
Auf dem der Achswelle 1 zu liegenden, aus dem Gehäuse 4 herausragenden Ende der
Hohlwelle 13 ist ein Gabelstück 18 aufgekeilt oder in anderer Weise befestigt, in
dem zwei gegenüberliegende Zapfen 19 eines Kreuzstückes 20 drehbar gelagert sind.
Die beiden anderen Zapfen 21 des Kreuzstückes 20 sind mit dem Gabelstück 22 einer
durch die Hohlwelle 13 hindurchgeführten Gelenkwelle 7 eines Gelenkwellenstianges
verbunden. Das Spiel zwischen Hohlwelle 13 und Gelenkwelle 7 ist mindestens so bemessen,
daß auch bei größtmöglicher gegenseitiger Bewegung, z. B. durch das Federspiel oder
die Drehbewegung eines Drehgestells, kein gegenseitiges Berühren eintritt. Um einen
einfacheren Einbau der Gelenkwelle 7 zu ermöglichen, ist es jedoch von Vorteil.
die Bohrung der Hohlwelle 13 so groß zu halten, daß das Gabelstück 22 der Gelenkwelle
7 durch die Bohrung hindurchgeführt werden kann und ein Auseinanderziehen der zweiteiligen
teleskopartig ineinandergeführten Gelenkwelle 7 nicht erforderlich ist.
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Durch die Ausbildung der Antriebwelle des Vorgeleges als Hohlwelle
13 ist es möglich, die Achsgetriebe derart anzuordnen, daß ihre Vorgelege möglichst
nahe zur Drehgestellmitte bzw. zur lotrechten Drehachse des Drehgestells liegen,
ohne daß dabei ein großer Radstand des Drehgestells oder/und kurze Gelenkwellen
in Kauf genommen werden müssen. Bei den Anwendungsbeispielen gemäß Abb. 2 und 3
sind die Achsgetriebe in dreiachsigen Drehgestellen angeordnet, für die sie in der
Hauptsache auch vorgesehen sind. Es liegt aber auf der Hand, daß die Achsgetriebe
auch bei vier- und mehrachsigen Einheiten sowie auch bei zweiachsigen Drehgestellen
mit sehr kurzem Radstand mit Vorteil verwendet werden können.
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Bei dem dreiachsigen Drehgestell nach Abb.2 ist zum Antrieb der Achsgetriebe
der Radsätze ein aus drei Gelenkwellen 7, 23 und 24 bestehender waagerecht in Fahrtrichtung
durchlaufender Gelenkw ellenstrang vorgesehen. Im Gelenkwellenstrang ist gleichachsig
die Abtriebwelle 25 eines Getriebes angeordnet. Das Getriebe kann sowohl im Drehgestellrahmen
als auch im Hauptrahmen der Lokomotive angeordnet sein. Letzteres ist vorteilhaft.
falls es sich bei dem Getriebe um ein Geschwindigkeitswechselgetriebe handelt, während
die erstgenannte Ausführung bei Lokomotiven in Frage kommt, bei denen ein Zwischengetriebe
26 vorgesehen ist und die dieses antreibende Gelenkwelle 27 mit ihren Gelenken symmetrisch
zur lotrechten Drehachse des Drehgestells angeordnet ist, so daß keine Bewegung
des Drehgestells eine Ungleichförmigkeit in der Drehbewegung der Gelenkwelle 27
und damit im Hauptgetriebe hervorruft. Die Radsätze 28, 29 und 30 des Ausführungsbeispiels
nach Abb.2 sind im gleichen Abstand voneinander angeordnet, wobei der mittlere Radsatz
29 symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene Y liegt, die auch die lotrechte Drehachse
des Drehgestells aufnimmt. Die Achsgetriebe der Endradsätze 28 und 30 sind mit ihren
Vorgelegen dem Zwischengetriebe 26 zugekehrt und mit Hohlwellen 13 versehen, durch
die die Gelenkwelle 7 bzw. 24 hindurchgeführt und an dem der Achswelle zugekehrten
Ende der Hohlwelle 13 angeschlossen ist. Das Achsgetriebe des mittleren Radsatzes
29 ist mit seinem Vorgelege vom Zwischengetriebe 26 abgewandt und kann mit einer
Vollwelle versehen sein, da keine Gelenkwelle hindurchgeführt «-erden muß. Um jedoch
drei gleichartige Achsgetriebe im Drehgestell zu verwenden', kann auch für das Vorgelege
des mittleren Achsgetriebes eine Hohlwelle 31 vorgesehen werden (Abb. 3), wobei
jeweils das vom Zwischengetriebe 26 weiter entfernt liegende Ende der Hohlwelle
13 des Achsvorgeleges des linken Endradsatzes 28 bzw. der Hohlwelle 31 des Achsvorgeleges
des mittleren Radsatzes 29 mit dem benachbarten Ende der Abtriebwelle 25 des Zwischengetriebes
26 über eine durch die Hohlwelle hindurchführende Gelenkwelle 7 bzw. 23 und das
außenliegende Ende der Hohlwelle 13 des Achsvorgeleges des rechten Endradsatzes
30 über eine durch sie hindurchführende Gelenkwelle 24 mit dem Anlenkpunkt der Gelenkwelle
23 an der Hohlwelle 31 verbunden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist
das Zwischengetriebe 26 mit seiner Abtriebwelle 25 zwischen dem mittleren Radsatz
29 und dem Endradsatz 28 gelagert, von dem das Vorgelege des Achsgetriebes des mittleren
Radsatzes 29 abgewandt ist. Das Zwischengetriebe 26 ist dabei vorteilhaft in der
Mitte zwischen der Anlenkstelle der Gelenkwelle 7 an der Vorgelegewelle 13 des Endradsatzes
28 und der Anlenkstelle der Gelenkwelle 23 an der vollen Vorgelegewelle des mittleren
Radsatzes 29 vorgesehen, so daß zwei gleich lange Gelenkwellen 7, 23 verwendet werden
können.
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Das Anwendungsbeispiel gemäß Abb. 3 bezieht sich ebenfalls auf ein
dreiachsiges Drehgestell. Der Unterschied gegenüber dem Anwendungsbeispiel nach
Abb. 2 ist darin zu sehen, daß die Vorgelege der Achsgetriebe der das Zwischengetriebe
26 einschließenden Radsätze 28 und 29 diesem zugewandt und jeweils mit einer Hohlwelle
13 bzw. 31 versehen sind, an deren dem Zwischengetriebe 26 abgewandten Ende die
jeweils von der Abtriebwelle 25 des Zwischengetriebes 26 kommende und durch die
Hohlwelle 13 bzw. 31 hindurchgeführte Gelenkwelle 7 bzw. 23 angeschlossen ist. Die
Abstände zwischen den Radsätzen 28, 29 und 30 können dabei ungleich sein.
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Am Anschlußende der Hohlwelle 31 des mittleren Achsgetriebes muß jedoch
nicht nur die am Zwischengetriebe 26 angeschlossene Gelenkwelle 23, sondern auch
die Gelenkwelle 24 für den nachfolgenden Endradsatz 30 angelenkt werden.
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Die Verlängerung der Hohlwelle 31 des Achsv orgeleges des mittleren
Radsatzes gemäß Abb. 4 zum anschließenden Endradsatz hin dient unmittelbar zur Lagerung
zweier gegenüberliegender Zapfen 32 eines
Kreuzstückes 33, dessen
beide andere Zapfen 34 mit der abtriebseitigen Gabel 35 einer Gelenkwelle 23 verbunden
sind. Das Kreuzstück 33 ist koaxial zur Gelenkwelle 23 bzw. zur Hohlwelle 31 mit
einer Verlängerung 36 versehen, an welche die Gabel 37 der nachfolgenden Gelenkwelle
24 des Gelenkwellenstranges angeschlossen ist.
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In gleicher Weise kann der Anschluß der Enden der beiden Gelenkwellen
23 und 24 auch über je ein Kreuzstück 33 bzw. 38, die im Ende der Hohlwelle 31 drehbar
gelagert sind, erfolgen (Abb. 5).
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Während bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 4 und 5 besondere
Gabelstücke 35 und 37 vorzusehen sind und das Ende der Hohlwelle 31 entsprechend
zu verlängern und auszubilden ist, können bei den Ausführungsbeispielen nach Abb.
6 und 7 übliche mit Anschlußflanschen versehene Gelenkwellen 23 und 24 Verwendung
finden.
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Dazu ist beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 das Anschlußende der
Hohlwelle 31 mit einem nach innen gerichteten Ringbund 39 versehen. Der Ringbund
39 weist eine zur Hohlwelle 31 konzentrische Bohrung auf, in die Zentrierbunde der
Gelenkwellen-Anschlußflansche 40 zu liegen kommen. Außerdem sind mehrere den Bohrungen
der Anschlußflansche 40 entsprechende Bohrungen im Ringbund 39 vorgesehen, die zum
Durchführen der die Anschlußflansche 40 mit der Hohlwelle 31 verbindenden Schrauben
41, Paßbolzen od. dgl. dienen.
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Da unter Umständen der Einbau der durch die Hohlwelle 31 umschlossenen
Gelenkwelle 23 Schwierigkeiten verursacht, kann die Hohlwelle 31 (Abb. 7) auch mit
einem nach außen gerichteten Ringflansch 42 versehen werden, an dem konzentrisch
eine Scheibe 43 angebracht ist. An der Scheibe 43 sind die Gelenkwellen-Anschlußflansche
40 in gleicher Weise wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel befestigt.
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Wird auf geringstes Gewicht und kürzeste Baulänge Wert gelegt, so
können gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 8 die Gabelstücke mit der Scheibe
zu einem Schmiedestück zusammengefaßt werden und dieses an dem mit einem nach außen
gerichteten Ringflansch 42 versehenen Ende der Hohlwelle 31 koaxial zu dieser mittels
Zentrierbund und Paßschrauben befestigt werden. Selbstverständlich müssen an jedem
Anschlußende einer Hohlwelle 31 nicht unbedingt zwei Gelenkwellen angeschlossen
werden. Die Ausführungsbeispiele gemäß Abb. 5 bis 8 können selbstverständlich auch
nur für den Anschluß einer einzigen Gelenkwelle vorgesehen werden.