DE2657575B2

DE2657575B2 - Parallelwellenantrieb

Info

Publication number: DE2657575B2
Application number: DE2657575A
Authority: DE
Inventors: Hans 8011 Putzbrunn Eichinger; Julius 8000 München Hübl
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1976-12-18
Filing date: 1976-12-18
Publication date: 1981-08-06
Also published as: BR7707102A; FR2374194A1; SU679122A3; FR2374194B1; US4278028A; DE2657575C3; DE2657575A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Parallelwellenantrieb, wie er im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.

Ein derartiger Parallelwellenantrieb ist im wesentlichen z. B. durch die FR-OS 22 43 099 bekannt.

Die bekanntesten und am verbreitetsten Parallelwellenantriebe sind der sogenannte Tatzlagerantrieb und der sogenannte Gestellantrieb. Bei ersterem stützt sich der Elektromotor auf einer Seite mittels mindestens eines entsprechend gestalteten Armes auf der von ihm über ein Zahnradgetriebe angetriebenen Triebachse ab, während er auf der anderen Seite mit dem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen verbunden ist. Motor und Getriebe gehören also nur zum Teil den gefederten Massen an. Beim sog. Gestellantrieb ist der Motor fest mit dem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen verbunden und gehört damit zum gefederten Teil des Fahrzeugs. Aus diesem Grunde ist zwischen Motor und Triebachse die Zwischenschaltung einer allseits beweglichen Kupplung erforderlich.

Beide Antriebssysteme sind mit gewissen Nachteilen behaftet. 1st es beim Tatzlagerantrieb u. a. die Lagerung auf der Triebachse, die in der Wartung oder beim Ausbau der Triebachse mit Problemen behaftet ist, so ist es beim Gestellantrieb die Kupplung, die sowohl vom

Platzbedarf als auch von der Vielzahl von teilweise kompliziert geformten Einzelteilen her als ungünstig betrachtet wird.

Um die bekannten Nachteile der konventionellen Parallelwellenantriebe zu vermeiden, wurden in jüngster Zeit Antriebe entwickelt (z. B. FR-OS 22 43 099), die folgenden Aufbau haben: Der Motor ist abtriebsseitig am Getriebegehäuse befestigt, das sich über Wälzlager auf der Triebachse abstützt Die Lager können dabei entweder direkt auf der Welle sitzen oder aber auf den seitlichen Naben des mit der Triebwelle fest verbundenen Abtriebszahnrades. Sowohl die der Triebwelle gegenüberliegende Seite des Getriebes als auch das freie Ende des Motors sind mit dem Fahrzeugoder Drehgestellrahmen verbunden. Wenn beim Oberfahren von Schienenstößen die Triebachse vertikal verschoben wird, wird das Motor-Getriebe-Aggregat in seinem achsnahen Bereich diese Bewegung mitmachen, am anderen Ende ist es in seinen Bewegungen weitgehend eingeschränkt. Ähnlich verhält es sich bei einem Ausweichen der Triebachse in horizontaler, d. h. in Fahrtrichtung. Wird jedoch die Triebachse eine Kippbewegung um eine in Fahrtrichtung gedachte Achse ausfuhren, wie das z. B. beim Überfahren von einseitigen Gleislücken bei Weichen und Kreuzungen der Fall ist oder beim Einfahren in Gleisüberhöhungen bei Kurven, dann wird sich die Masse des Motors, die ja auch mitbewegt werden muß, dieser Bewegung widersetzen oder wird sie unterstützen, je nachdem, ob die Kippbewegung im oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. Es ist offensichtlich, daß bei dieser Anordnung Vorkehrungen zu treffen sind, um während des Betriebes zwischen dem Getriebe und dem Motor Lageabweichungen in begrenztem Umfang zu ermöglichen.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Parallelwellenantrieb der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art so auszubilden, daß die Verbindung zwischen Elektromotor und Getriebe zwar große Kräfte aufnehmen kann, die z. B. aus dem Gewicht des Motors (radial wirkend) und aus dem Drehmoment (in Umfangsrichtung wirkend) herrühren, gleichzeitig aber mit einfachen Mitteln zwischen diesen beiden Aggregaten Winkelabweichungen ermöglicht und in Achsrichtung oder in Umfangsrichtung jedoch weitgehend starr ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführung mit den in den Ansprüchen 4 und 5 angegebenen Maßnahmen ermöglicht eine für Winkelbewegungen günstige Gestaltung der Gummielemente, wobei deren Lebensdauer mit den Maßnahmen nach Anspruch 6 erheblich verlängert werden kann.

Aus der DE-OS 19 05 478 ist ein anders aufgebauter Antrieb für Schienenfahrzeuge bekannt mit einer beweglichen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Getriebegehäuse, die als elastisches Lager ausgeführt sein kann. Dieses Lager läßt nur eine Drehbewegung in Umfangsrichtung zu; die Elastizität dient nur zur Geräuschdämpfung und ist nicht mit einer Gummiringfeder zu vergleichen. Die Elastizitäten sind somit in beiden Fällen unterschiedlich ausgebildet und dienen verschiedenen Aufgaben.

Die AT-PS 2 67 605 zeigt eine zweigeteilte Gummiringfeder, deren einzelne Gummiringe innen und außen kegelige Mantelflächen aufweisen, zwischen dem

Zahnkranz und der Nabe eines großen Zahnkranzes. Die Gummiringfeder hat hier den Zweck, eine Umfangsfederung und eine gewisse kardanische Bewegung zu ermöglichen, um eine gleichmäßigere Flächenpressung zwischen den Zähnen des Zahnkranzes und ·, des Gegenrades zu erreichen und einen Kantenlauf zu vermeiden.

Schließlich ist aus dem DE-GM 19 24 836 eine Gummiringfeder mit kugeligen Mantelflächen bekannt, die eine Zahnkupplung umgibt. Diese Anordnung i<> gehört jedoch zu einer gänzlich anders aufgebauten Antriebsvorrichtung.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert

Es zeigt ι -,

F i g. 1 vereinfacht den Aufbau eines Parallelwellenantriebs nach der Erfindung;

Fig.2 in einer Schnitt-Darstellung die Verbindung zwischen Motor und Getriebe im Normalzustand mit vorgespannter 2-teiliger Gummiringfeder, >„

Fig.3 den Zustand der Gummiringfeder vor dem Einbau.

Fig. 1 zeigt vereinfacht die Anordnung eines Parallelwellenantriebes am Beispiel eines innen gelagerten Triebradsatzes. Auf der Triebachse 1 ist das _>, Großrad 3 eines ein- oder mehrstufigen Zahnradgetriebes 2 in geeigneter Weise fest aufgebracht. Auf den äußeren Enden seiner beiden Naben oder danc ->en auf der Triebachse sind Lager 4 und 5 angeordnet, deren Außenringe das Getriebegehäuse 6 tragen. Der Antrieb m des Getriebes erfolgt von dem parallel zur Triebachse 1 angeordneten Elektromotor 7 über eine an sich bekannte Zahnkupplung 8. Die Zahnkupplung ist umgeben von einer Gummiringfeder 9, die aus einem ersten und einem zweiten metallischen Ringteil 10 bzw. r,

11 mit einem dazwischen einvulkanisierten Gummiring

12 besteht. Von den beiden Ringteiien 10 und 11 ist eines am Getriebegehäuse 6, das andere am Elektromotor 7 befestigt Die gegenüberliegende Seite des Motors steht über wenigstens einen in der Zeichenebene liegenden -ίο Anlenkhebel 13 und wenigstens einen senkrecht dazu ungeordneten Anlenkhebel, der nicht gezeichnet ist, mit dem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen 15 in Verbindung. Das Getriebegehäuse 6 hat eine beispielsweise angegossene Lasche 14 zur Aufnahme eines ebenfalls t, nicht gezeichneten, senkrecht zur Zeichenebene stehenden Anlenkhebels, über den das Getriebe mit dem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen in Verbindung steht.

Diese Art der Aufhängung des Motor-Ge'.riebe-Aggregats erlaubt zusammen mit der Zahnkupplung 8 >o Winkelverlagerungen zwischen der Motorwelle 16 und der ersten Getriebewelle 17. Die Größe der möglichen Winkelverlagerung ist weitgehend abhängig von der Gestaltung der Zahnkupplung 8 und dem Querschnitt des Gummiringes 12 sowie von der H?rte des v> verwendeten Gummis od. dgl. Je größer die radiale Dicke 18 des Gummiringes 12 ist, desto größer kann die mögliche Winkelverlagerung sein. Gleichzeitig neigt die Gummiringfeder dann aber auch dazu, unerwünschte Relativbewegungen zwischen Motor und Getriebe «i sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung, jeweils bezogen auf die Motorachse, zuzulassen. Die optimale Auslegung muß von Fall zu Fail nach den vorliegenden Bedingungen vorgenommen werden.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist die Gummiringfeder 2-teilig ausgeführt und die Gummiringe sind konisch begrenzt und vorgespannt. Auf den einander zugekehrten Enden der im wesentlichen miteinander fluchtenden Wellen 16 und 17 vom Motor 7 und vom Getriebe 2 sind Zahnkupplungsinnenteile 19 und 20 in geeigneter Weise aufgebracht Die Verzahnung der beiden Innenteile 19 und 20, die über das Zahnkupplungsaußenteil 21 miteinander verbunden sind, ist zweckmäßig ballig ausgeführt. Zum axialen Festlegen des Außenteils 21 sind bekannte Mittel vorgesehen, z. B. eine in eine Ringnut ragende, an einem Innenteil befestigte Scheibe 22. Um das bei der Montage eingebrachte Schmierfett am Austreten zu hindern sind Dichtringe 23 und 24 und O-Ringe 25 und 26 od. dgl. vorhanden. Das Getriebe 2 ist mit an sich bekannten Mitteln gegen den Verlust von Schmiermittt ausgestattet, z. B. mit einem am Gehäuse 6 befestigten Decke! 27 und einem auf der Welle 17 sitzenden Ring 28, die miteinander ein Labyrinth bilden. Die im wesentlichen aus den Innenteilen 19 und 20, dem Außenteil 21 und den Dichtringen 23 und 24 bestehende Zahnkupplung 8 wird von der Gummiringfeder 9 umgeben. Diese besteht noch F i g. 1 aus einem ersten und einem zweiten metallischen Ringteil 10 bzw. 11 mit einem dazwischen einvulkanisierten Gummiring 12. Um die Haltbarkeit des die im Betrieb auftretenden Winkelabweichungen zwischen Motor und Getriebe aufnehmenden Gummiringes 12 zu verlängern soll er in axialer Richtung vorgespannt sein. Dies ist durch eine Teilung der Gummiringkupplung in einer quer zu ihrer Längsachse liegenden Ebene möglich (Fig. 2). Ein erstes inneres Ringteil 29 und ein erstes äußeres Ringteil 30 sind über einen dazwischen einvulkanisierten Gummiring 31 verbunden, desgleichen ein zweites inneres Ringteil 32 mit einem zweiten äußeren Ringteil 33 über einen dazwischen einvulkanisierten Gummiring 34. Die besagte Vorspannung ist möglich, solange die Abstände 40 und 41 größer als der Abstand 42 ist (F i g. 3). Sind die Gummiringe 31 und 34 innen und/oder außen kegelig begrenzt, so ist beim Zusammenbau der beiden Gummiringfeder-Elemente eine axiale Vorspannung möglich. Die inneren Ringteile 29 und 32 der Gummiringfeder-Elemente sind mit Schrauben 35 gemeinsam am Deckel 27 (F i g. 2) oder am Getriebegehäuse befestigt. Die zugehörigen äußeren Ringteile 30 und 33 sind ebenfalls über gemeinsame Schrauben 36 am Motor 7 angebracht. Dabei können die Schrauben 36 gleichzeitig die Gummiringe 31 und 34 axial vorspannen, es können aber zum Einbringen der Vorspannung auch gesonderte Schrauben 37 verwendet werden, was das Zusammenbauen von Motor und Getriebe erleichtert.

Eine besonders günstige Anordnung der Gummiringfeder ist dadurch gegeben, daß ihre quer zur Längsachse liegende Mittelebene 38 mit der Mittelebene 39 der Zahnkupplung 8 im wesentlichen identisch ist. Die aus den im Betrieb auftretenden Winkelverlagerungen resultierenden Formänderungen sind somit bei beiden Gummiringen 31 und 34 gleich groß.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Parallelwellenantrieb für Schienenfahrzeuge mit einem Elektromotor, der parallel zur Triebachse und im wesentlichen neben dieser angeordnet ist und der über eine Zahnkupplung od. dgl. mit einem Getriebe verbunden ist, wobei sich einerseits das Getriebe auf der von ihm angetriebenen Triebachse abstützt und andererseits sowohl das Getriebe als auch der Motor jeweils an ihrem freien Ende über Anienkhebel mit dem Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (7) auf seiner Abtriebsseite über eine die Zahnkupplung (8) od. dgl. umgebende Gummiringfeder (9) am Getriebegehäuse (6) befestigt ist

2. Paralleiwellenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Motorwelle (16) liegende Symmetrieebene (Mittelebene 38) der Gummiringfeder (9) im wesentlichen in der Mitte (Mittelebene 39) der Zahnkupplung (8) liegt.

3. Paralleiwellenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiringfeder (9) zweigeteilt ist.

4. Parallelweüenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gummiringe (31 und 34) der zweigeteilten Gummiringfeder innen und außen kegelige Mantelflächen aufweisen.

5. Parallelwellenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiringe (31 und 34) der zweigeteilten Gummiringfeder innen konkave und außen konvexe Mantelflächen aufweisen, deren Mittelpunkt im oder nahe beim Schnittpunkt der Mittellinie der Motorwelle und der Mittelebene der Gummiringfeder liegt.

6. Paralleiwellenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiringfeder axial vorgespannt ist.