DE1943440U

DE1943440U - Einzelachsantrieb fuer elektrische triebfahrzeuge.

Info

Publication number: DE1943440U
Application number: DES51755U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-02-25
Filing date: 1965-02-25
Publication date: 1966-08-04

Description

sJLs PA.-eOi5216-23 6.66'

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und Erlangen
Patent= und Lizenzabteilung

PLA 65/0019

Einzelachsantrieb für elektrische Triebfahrzeuge

Bei Sinzelachsantricben für elektrische Triebfahrzeuge wird oft das Drehmoment vom Ritzel des Fahrmotors mit Hilfe eines Getriebes auf die Treibachse übertragen. Dabei ergibt sich die Aufgabe, die drehmomentübertragenden Teile so zu lagern, daß die Treibachse sich gegenüber dem Fahrmotor in axialer oder radialer Richtung bewegen kann. Zu diesem Zweck ist bei einen bekannten Einzelachsantrieb mit einen im Gestoll befestigten Fahrmotor, dessen Läufcrwellc parallel zur Treibachse verläuft, das Getriebe außerhalb der Treibräder angeordnet und mit der

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Treibachse über eine elastische Kupplung verbunden. Diese elastische Kupplung besteht aus einer Ringfeder, die bei Bev/e-r gungen in axialer Richtung vorwiegend auf Schub beansprucht wird. Diese Feder ist daher gegenüber Bewegungen der Treibachse in axialer Richtung nachgiebig, sie wird aber bei Bewegungen in radialer Richtung auf Druck beansprucht, so daß die in radialer Richtung möglichen Federwege nur klein sind.

Durch die HHSSSSg^ird eine Verbesserung eines derartigen Einzelachsantriebes, bei den das Getriebe mit der Treibachse über eine elastische Kupplung verbunden ist, erreicht. Gemäß der Erfindung besteht die elastische Kupplung zwischen dem Getriebe und der Treibachse aus zwei parallel geschalteten, unter Druckvorspannung stehenden, die Treibachse umgebenden Gummiringfedern, die ^eveils auf einer Seite mit der Treibachse und auf der anderen mit dem Zahnrad des Getriebes in Verbindung stehen und die bei radialen Bewegungen der Treibachse vorwiegend auf Schub beansprucht sind. Eine derartig ausgebildete Kupplung hat. den Vorteil, daß sowohl axiale als auch radiale Bewegungen zwischen der Treibachse und dem- Fahrmotor möglich sind, wobei aber in erster Linie eine große Nachgiebigkeit gegenüber radialen Bewegungen besteht. Diese treten aber bei Antrieben für Triebfahrzeuge am häufigsten auf, da sie durch Unebenheiten der Gleise verursacht werden. Die Bewegungen in radialer Richtung verursachen eine Drehung des Getriebekastens um die Läuferwelle des Fahrmotors und werden dadurch ausgeglichen, so daß sie sich

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nicht auf das Ritzel des Fahrmotors übertragen. Da die elastische Kupplung aus zwei parallel geschalteten Ringfedern besteht, können diese auf besonders einfache Weise auf Druck vorgespannt werden. Durch Änderung des Abständes zwischen den äußeren Befestigungsteilen der Federn kann die Druckvorspannung so eingestellt v/erden, daß das Auftreten von für die Lebensdauer des Gummis schädlichen Zugspannungen vermieden wird. Außerdem besitzt die Kupplung eine ausreichende Drehelastizität, die sich beim Anfahren schonend für den Läufer und für den Kommutator des Fahrmotors auswirkt.

Neuerung

Es empfiehlt sich gemäß der weiteren SSXXSSSSg, die Drehelastizität des Antriebes noch zusätzlich durch eine weitere Ringfeder zu erhöhen, die zwischen der Treibachse und dem Getriebe angeordnet ist und die bei Bewegungen in axialer Richtung vorwiegend auf Schub beansprucht wird. Diese zusätzliche Ringfeder ist also den parallel geschalteten Gummiringfedern nachgeschaltet. Dadurch addiert sich ihre Drehelastizität zu der bereits vorhandenen Drehelastizität der Kupplung. Da die parallel geschalteten Gummiringfedern in erster Linie eine Nachgiebigkeit gegenüber radialen Bewegungen ergeben, während die zusätzliche Ringfeder eine Nachgiebigkeit gegenüber axialen Bewegungen ergibt, lassen sich die gewünschten Federkennlinien in vorteilhafter Weise unabhängig voneinander durch die entsprechende Bemessung der jeweiligen Federn erreichen.

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Zur Erleichterung des Einbaues des Fahrmotors kann man weiterhin in an sich bekannter Weise zwischen der Läuferwelle des Fahrmotors und dem Ritzel eine Kupplung anordnen. Diese Kupplung kann elastisch ausgebildet sein. Dann ist jedoch der Getriebekasten mit einer Drehmomentstütze am Fahrgestell zu befestigen. Es ist zweckmäßig, daß die Befestigung der Drehmomentstütze am Getriebekasten angenähert den gleichen Abstand zur Treibachse besitzt wie die Läuferwelle, damit die Drehung des Getriebekastens bei radialen Bewegungen der Treibachse nicht beeinträchtigt wird.

Neuerung
Im folgenden sei die BKKKMääg: anhand der in den Figuren 1 bis

5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Einzelachsantrieb, der gemäß der IkIBsImI^ ausgebildet ist. Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 1 angedeuteten Linie II-II und mithin eine Ansicht auf den Getriebekasten.

Der Fahrmotor 1 des Einzelachsantriebes ist unmittelbar im nicht dargestellten Fahrgestell befestigt. Die Läuferwelle 2 des Fahrmotors 1 ist über die Kupplung 3 mit dem Ritzel 4 verbunden. Das Ritzel 4 steht mit dem Zahnrad 5 in Singriff, das im Getriebekasten 6 gelagert 33t. Zur Verbindung zwischen dem Zahnrad 5 und der Treibachse 7 dient die elastische Kupplung 8, die aus zwei parallel geschalteten Gummiringfedern 9 und 10 besteht, die bei radialen Bewegungen der Treibachse vorwiegend auf Schub

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beansprucht sind. Die Gummiringfedern 9 und 10 sind so parallel geschaltet, daß ihre außen liegenden metallischen Anschlußteile 11 mit dem Zahnrad 5 verbunden sind und die einander zugewandten Seiten der Gummringfedern 9 und 10 ein gemeinsames metallisches Anschlußstück 12 besitzen., das mit der auf der Treibachse 7 befestigten Nabe 13 verbunden ist.

Die Drehmomentübertragung erfolgt also vom Ritzel 4 des Fahrmotors über das Zahnrad 5 und die elastische Kupplung 8 auf die Treibachse 7; das durch das Ritzel 4 und das Zahnrad 5 gebildete Getriebe ist also vollständig durch Gummielemente {Ringfedern 9 und 10} abgefedert, was sich vorteilhaft auf die Laufruhe und Lebensdauer des Getriebes auswirkt. Die elastische Kupplung 8 zwischen der Treibachse und dem Getriebe läßt weiterhin Bewegungen der Treibachse 7 zu₃ ohne sie auf das Ritzel 4 zu übertragen. So führen Bewegungen der Treibachse in axialer Richtung, sowie Schrägstellungen der Treibachse zu einer Druckbzw. Zugbeanspruchung der Ringfedern. Da die Ringfedern aber bereits eine den größtmöglichen axialen Bewegungen entsprechende Druckvorspannung besitzen, können sich die auftretenden Zugspannungen nicht schädlich auf die Lebensdauer der Federn auswirken. Der Antrieb hat also gegenüber den axial gerichteten Bewegungen eine verhältnismäßig steife Charakteristik. Bewegungen der Treibachse in radialer Richtung {siehe z.B. die in Fig. 2 eingezeichnete Verschiebung des Mittelpunktes der Treibachse um die Strecke a) beanspruchen die Ringfedern 9 und 10 auf Schub und werden durch eine Drehung des Getriebekastens 6

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um den Mittelpunkt der Läuferwelie ausgeglichen. Derartige Bewegungen in radialer Richtung sind bei Einzelachsantrieben verhältnismäßig häufig. Der Antrieb hat aber durch die durch sie verursachte Schubbeanspruchung der Ringfedern ihnen gegenüber eine erwünschte, verhältnismäßig weiche Charakteristik.

Die Kupplung 3 zwischen der Läuferwelle 2 und dem Ritzel 4 dient in erster Linie zur Erleichterung der Montage des Fahrmotors» Die Kupplung 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als elastische Kupplung ausgebildet. Sie gleicht dadurch auch zusätzlich zur Kupplung 8 axiale Bewegungen der Treibachse aus» Wegen der elastischen Kupplung 3 muß das Ritzel 4 im Getriebekasten 6 gelagert werden. Damit die Kupplung 3 von Kräften, die sich aus dem übertragenen Drehmoment ergeben, entlastet wird, ist der Getriebekasten 6 über die in Fig. 2 dargestellte Drehmomentstütze 14 am Fahrgestell befestigt. Damit durch die Drehmomentstütze 14 nicht die Drehung des Getriebekastens 6 zumv. Ausgleich bei radialen Bewegungen der Treibachse gehindert wird, besitzt die Befestigung der Drehmomentstütze am Zahnradkasten 6 angenähert den gleichen Abstand zur Treibachse 7 wie die Läuferwelle 2.

Neuerung

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der 32£S3X3ffilä^ dargestellt. Mit der Fig. 1 übereinstimmende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die elastische Kupplung 8 zwischen dem Zahnrad 5 und der Treibachse 7 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus den parallel geschalteten Ringfedern und 10 und aus der zusätzlichen Ringfeder 15. Diese Ringfeder 15 ist in einem Winkel von 90° zu den Ringfedern 9 und 10 ange-

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ordnet und wird daher bei Bewegungen der Treibachse 7 in axialer Richtung vorwiegend auf Schub beansprucht. Das Verhalten des Einzelachsantriebes wird also durch die Summierung der Federchanskteristiken der Federn 15₅ 9 und 10 bestimmt» Bs addiert sich die Drehelastizität der Feder 15 zu der Drehelastizität der Feder 9 bzs. 10. Dies wirkt sich beim Anfahren schonend auf den Läufer und den Kommutator des Fahrmotors aus. Da bei axialen Bewegungen der Treibachse die Feder 15 auf Schub und bei radialen Bewegungen die Federn 9 und 10 auf Schub beansprucht sind, können die einzelnen Federn jeweils so bemessen werden, daß sich für jede der Bewegungen die gewünschte Federkennlinie ergibt, ohne das ein Vorteil gegenüber der einen Beanspruchung einen Nachteil gegenüber der anderen Beanspruchung zur Folge hat.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispxelen

Neuerung

der 3J3E£XfiSffaa]§ ist die elastische Kupplung zwischen der Treibachse und dem Getriebe inna-halb der Treibräder angeordnet .In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die elastische Kupplung 8 außerhalb des Treibrades 16 angeordnet ist. Die Ring federn 9 und 10 liegen auf der äußeren Seite des Treibrades 16. Ihre äußeren metallischen Anschlußteile 11 sind über Arme 17 direkt mit dem Treibrad 16 verbunden. Das mittlere gemeinsame Anschlußteil 12 der Ringfedern 9 und 10 ist ringförmig ausgebildet

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und an mehreren längs des Umfanges verteilten Stellen mit Zapfen 18 verbunden, die durch Löcher 19 in Treibrad hindurchgreifen und über Arme 20 mit dem Zahnrad 5 verbunden sind» Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Ringfedern auf der Außenseite der Treibräder liegen und daher für Wartungsarbeiten leicht zugänglich sind und außerdem auch gut durch den Fahrtwind gekühlt werden.

5 Figuren
7 Ansprüche

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Claims

PIA 9/810/45H Schutzansprüche

1. Einzelachsantrieb für elektrische Triebfahrzeuge mit einem am Gestell befestigten Fahrmotor, dessen läuferwelle parallel zur Treibachse angeordnet ist, bei dem das Drehmoment vom Ritzel des Fahrmotors über ein Getriebe auf die Treibachse übertragen wird, wobei das Getriebe mit der Treibachse über eine elastische Kupplung "ercunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplung zwischen dem Getriebe und der Treibachse aus zwei parallel geschalteten, unter Druckvor-. spannung stehenden, die Treibachse umgebenden Ringfedern besteht, die jweils auf einer Seite mit der Treibachse und auf der anderen mit dem Zahnrad des Getriebes in Verbindung stehen und die bei radialen Bewegungen der Treibachse vorwiegend auf Schub beansprucht sind.

2. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Treibachse und dem Getriebe noch zusätzlich eine weitere Ringfeder angeordnet ist, die bei Bewegungen in axialer Richtung vorwiegend auf Schub beansprucht wird.

3» Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Läuferwelle des Fahrmotors und dem Ritzel eine Kupplung angeordnet ist.

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4· Einzelachsantrieb nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwischen Läuferwelle und Ritzel elastisch ausgebildet ist und daß der Getriebekasten mit einer Drehmomentstütze am Fahrgestell befestigt ist.

5· Einzelachsantrieb nach Anspruch 4,, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Drehmomentstütze am Getriebekasten angenähert den gleichen Abstand zur Treibachse besitzt v/ie die

läuferwelle.

6.Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe' und die elastische Kupplung innerhalb der Treibräder angeordnet sind.

7. Einzelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch geken-nzeichnet, daß die parallel geschalteten Ringfedern außerhalb des Treibrades liegen und jeweils auf einer Seite mit diesem verbunden sind, während die Verbindung zum Zahnrad des innerhalb der Treibräder liegenden Getriebes, die in Form eines Zapfens ausgebildet ist, durch Löcher im Treibrad hindurch greift.

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