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EP0052244A1 - Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Strassenbahnen - Google Patents

Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Strassenbahnen Download PDF

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EP0052244A1
EP0052244A1 EP81108469A EP81108469A EP0052244A1 EP 0052244 A1 EP0052244 A1 EP 0052244A1 EP 81108469 A EP81108469 A EP 81108469A EP 81108469 A EP81108469 A EP 81108469A EP 0052244 A1 EP0052244 A1 EP 0052244A1
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EP
European Patent Office
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bogie
motor
angular
bogies
wheels
Prior art date
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EP81108469A
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EP0052244B1 (de
Inventor
Hansjochen Girod
Gerhard Korn
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ThyssenKrupp Technologies AG
Original Assignee
Thyssen Industrie AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48Transmission 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
    • B61C9/50Transmission 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
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    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/52Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00Types of bogies
    • B61F3/02Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels

Definitions

  • the invention relates to a bogie for rail vehicles, such as trams, with half bogies (pendulum frame) which are horizontally pivoted in the cross member by vertical pins and connected to one another by tie rods, in which the wheels are each independently supported and driven by one wheel axle, the cross member being above the pin is connected in a universal joint-like manner to the half-bogies and is supported on them by means of spring elements arranged on both sides of the pins.
  • half bogies pendulum frame
  • Patent application 0 025 484 proposed to provide a motor housing between the impellers with two successive, mutually independent runners on the crossmember, and to drive each of these impellers individually via a planetary gear flange-mounted on the end face of the motor housing and a cardan shaft with length compensation and via two articulated couplings to let.
  • This drive still requires a motor of relatively large dimensions, because the motor speed is limited due to the usual design.
  • the drive is also considered to be expensive because of the large number of transmission parts.
  • the invention has for its object to further develop the drive for the bogie according to the aforementioned document, so that significantly smaller engine dimensions and transmission parts can be used in a smaller number. There should also be a good installation option.
  • a motor gear unit consisting of two angular gears driving the impellers and an intermediate motor, is arranged on each half bogie, each having a counter-rotating inner and outer rotor, which on extended pinion shafts Angular gears are provided on the fly.
  • the motor is considerably smaller and lighter than a conventional motor with the same speed.
  • the rotors rotate against each other at a relative speed of 6000 rpm, which leads to smaller dimensions of the electrical part.
  • the angular gear can have approximately the same reduction ratio as the aforementioned known planetary gear, the same reduction ratio and thus the same driving speed can be achieved with fewer transmission elements.
  • the cross member 1 of a bogie is provided on each side with a pin 2 running vertically downwards.
  • the pins 2 engage in a sleeve 3, which are articulated in the middle of the half bogies 4 transversely to the direction of travel.
  • Two bolts 5 are used for this purpose, which are inserted in the frames and engage laterally in the bushes 3.
  • the semi-bogies 4 can also perform a vertical tilting movement around the bolts 5 in addition to a horizontal pivoting movement about the pin 2. So that the horizontal pivoting movement that occurs when driving through curves is the same for both half-bogies 4, these are connected to one another by two tie rods 7.
  • the wheel bearings are divided vertically so that the wheels 9 can be removed without having to lift the car.
  • the division area is covered with a cover 13.
  • the car body 10 On the cross member 1, the car body 10 is supported on both sides by a further spring 11 (air spring), which can also be a hydraulic spring. Handlebars 12 serve to keep the body 10 against the driving and braking forces on the cross member 1.
  • air spring air spring
  • Handlebars 12 serve to keep the body 10 against the driving and braking forces on the cross member 1.
  • each half-bogie 4 there is a motor gear unit 6, consisting of two angular gears 14 driving the wheels 9 and an intermediate motor 15, each of which has an inner rotor 15a and an outer rotor 15b rotating in opposite directions, which are mounted on extended pinion shafts 16 the angular gear 14 are arranged on the fly.
  • the pinion shafts 16 are because of their large bearing length for a precise centering of the rotors 15a and 15b particularly well suited.
  • the ring gears 17 of the angular gear 14 are placed directly on the axles 18 of the impellers 9, so that special couplings can be omitted.
  • the housing (casing) of the motor 15 is vertically divided approximately in the middle at 15c, the two parts 15d and 15e being made in one piece with the housings of the angular gear 14.
  • This design enables the rotors 15a and 15b to be aligned precisely with respect to one another to a minimal air gap in a simple manner. Both parts 15d and 15e are connected to one another by flanges 15f.
  • the housing parts 15d and 15e of the motor 15 are additionally connected to the semi-bogie 4 at 19.
  • the housing of the motor gear unit 6 is also horizontally divided in the center of the axis of the impellers 9, the halves being connected by means of flanges 20.

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Abstract

Dieses angetriebene Drehgestell setzt sich aus zwei seitlichen Halbdrehgestellen (4) zusammen, die in einem Querträger (1) mittels je eines senkrechten Zapfens (2) desselben zunächst horizontal schwenkbar gehalten und miteinander durch Spurstangen (7) verbunden sind. Dabei greifen die Zapfen (2) unter Verdreh- und senkrechter Verschiebemöglichkeit in je eine Büchse (3) ein. Damit die Halbdrehgestelle (4) auch in der lotrechten Ebene schwenkbar sind, lagern die Büchsen (3) gelenkig auf horizontalen, quer zur Fahrtrichtung liegenden Bolzen (5) der Halbdrehgestelle (4). Es sind beiderseits der Zapfen (2) in der Fahrtrichtung Federelemente (8) vorhanden, die das auf dem Querträger (1) lastende Gewicht des Fahrzeugs auf die Halbdrehgestelle (4) übertragen.
In den Halbdrehgestellen (4) sind die Laufräder(9) jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben. Als Antrieb dient je ein mit den Halbdrehgestellen (4) seitlich star verbundenes Motorgetrie- be-Aggregat: (6), das aus einem mittigen Elektromotor (15) und zwei von diesem abgehenden Winkelgetrieben (14), besteht, deren Abtriebswellen gleich die Achsen (18) der Laufräder (9) darstellen. Der Elektromotor (15) besitzt einen inneren Rotor (15a) und einen äußeren Rotor (15b), die sich gegenläufig drehen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mit im Querträger durch senkrechte Zapfen horizontal schwenkbar gehaltenen und durch Spurstangen miteinander verbundenen Halbdrehgestellen (Pendelrahmen), in denen die Laufräder jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben sind, wobei der Querträger über die Zapfen kreuzgelenkartig mit den Halbdrehgestellen verbunden ist und sich auf ihnen mittels beiderseits der Zapfen angeordneter Federelemente abstützt.
  • Für eine derartige Anordnung wurde in der veröffentlichten europäischer. Patentanmeldung 0 025 484 vorgeschlagen, zwischen den Laufrädern ein Motorgehäuse mit zwei hintereinander liegenden, voneinander unabhängigen Läufern am Querträger ortsfest vorzusehen und durch diese Läufer je ein Laufrad einzeln über je ein stirnseitig am Motorgehäuse angeflanschtes Planetengetriebe und eine Kardanwelle mit Längenausgleich sowie über zwei Gelenkkupplungen antreiben zu lassen.
  • Dieser Antrieb benötigt einen Motor noch von verhältnismäßig großen Abmessungen, weil die Motordrehzahl wegen der üblichen Bauart nach oben begrenzt ist. Der Antrieb ist außerdem wegen der Vielzahl der übertragungsteile als aufwendig anzusehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb für das Drehgestell gemäß der vorgenannten Druckschrift weiter zu entwickeln, so daß erheblich kleinere Motorabmessungen und Übertragungsteile in geringerer Anzahl in Anwendung kommen können. Auch soll eine gute Montagemöglichkeit gegeben sein.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe gemäß dem Anspruch 1 ist an jedem Halbdrehgestell seitlich ein Motorgetriebe-Aggregat, bestehend aus zwei die Laufräder antreibenden Winkelgetrieben und einem dazwischen liegenden Motor, angeordnet, der je einen sich gegenläufig drehenden inneren und äußeren Rotor aufweist, die auf verlängerten Ritzelwellen der Winkelgetriebe fliegend vorgesehen sind.
  • Bei dieser Bauweise der Antriebe fällt der Motor erheblich kleiner und leichter aus als ein konventioneller Motor mit gleicher Drehzahl. Um z.B. eine Drehzahl von 3000 U/min an den Wellen zu erreichen, drehen sich die Rotoren mit einer Relativdrehzahl von 6000 U/min gegeneinander, was zu kleineren Abmessungen des elektrischen Teiles führt. Da das Winkelgetriebe etwa dasselbe Untersetzungsverhältnis aufweisen kann wie das vorgenannte, bekannte Planetengetriebe, wird im ganzen mit weniger übertragungselementen das gleiche Untersetzungsverhältnis und damit die gleiche Fahrgeschwindigkeit erzielt.
  • Durch die fliegende Anordnung der Rotoren auf den Ritzelwellen sind diese noch mit in den mit Umlauföl geschmierten Lagern der Winkelgetriebe gelagert, so daß stets eine ausreichende Schmierung gewährleistet ist.
  • Weitere wichtige Einzelheiten des Antriebs gehen aus den weiteren Ansprüchen und dem Ausführungsbeispiel hervor, das die Erfindung in den Zeichnungen schematisch veranschaulicht.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 ein Drehgestell in Seitenansicht und
    • Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht des Drehgestelles.
  • Der Querträger 1 eines Drehgestells ist auf jeder Seite mit einem senkrecht nach unten verlaufenden Zapfen 2 versehen. Die Zapfen 2 greifen in je eine Büchse 3 ein, die in der Mitte der Halbdrehgestelle 4 quer zur Fahrtrichtung gelenkig gelagert sind. Dazu dienen je zwei Bolzen 5, die in den Gestellen stecken und seitlich in die Büchsen 3 eingreifen. Durch diese kardanische Halterung können die Halbdrehgestelle 4 neben einer horizontalen Schwenkbewegung um den Zapfen 2 noch eine vertikale Kippbewegung um die Bolzen 5 ausführen. Damit die horizontale Schwenkbewegung, die beim Durchfahren von Kurven eintritt, bei beiden Halbdrehgestellen 4 gleich ist, sind diese durch zwei Spurstangen 7 miteinander verbunden.
  • Zwischen dem Querträger 1 und den Halbdrehgestellen 4 sind in Fahrtrichtung beiderseits des Zapfens 2 Schraubenfedern 8 angeordnet, welche die beim überfahren von Gleisunebenheiten auftretenden Kippbewegungen abfedern. Durch diese Anordnung wird die früher übliche Einzelfederung der Laufräder 9 ersetzt, so daß diese nunmehr fest in den Halbdrehgestellen 4 gelagert werden können.
  • Die Radlager sind vertikal geteilt, damit die Laufräder 9 ausgebaut werden können, ohne den Wagen anheben zu müssen.
  • Der Teilungsbereich ist mit einem Deckel 13 abgedeckt.
  • Auf dem Querträger 1 ist der Wagenkasten 10 beiderseits durch je eine weitere Feder 11 (Luftfeder), die auch eine Hydraulikfeder sein kann, abgestützt. Lenker 12 dienen dazu, den Wagenkasten 10 gegenüber den Antriebs- und Bremskräften am Querträger 1 zu halten.
  • An jedem Halbdrehgestell 4 ist innen seitlich ein Motorgetriebe-Aggregat 6, bestehend aus zwei die Laufräder 9 antreibenden Winkelgetrieben 14 und einem dazwischen liegenden Motor 15 angeordnet, der je einen gegenläufig sich drehenden inneren Rotor 15a und äußeren Rotor 15b aufweist, die auf verlängerten Ritzelwellen 16 der Winkelgetriebe 14 fliegend angeordnet sind. Die Ritzelwellen 16 sind wegen ihrer großen Lagerlänge für eine genaue Zentrierung der Rotoren 15a und 15b besonders gut geeignet. Die Tellerräder 17 der Winkelgetriebe 14 sind unmittelbar auf die Achsen 18 der Laufräder 9 aufgesetzt, so daß besondere Kupplungen entfallen können.
  • Das Gehäuse (Verkleidung) des Motors 15 ist etwa in der Mitte bei 15c vertikal geteilt, wobei die beiden Teile 15d und 15e mit den Gehäusen der Winkelgetriebe 14 aus einem Stück bestehen. Diese Bauweise ermöglicht es, in einfacher Weise die Rotoren 15a und 15b genau gegeneinander auf einen minimalen Luftspalt auszurichten. Beide Teile 15d und 15e sind durch Flanschen 15f miteinander verbunden.
  • Um Versetzungen der Winkelgetriebe 14 gegeneinander mit Sicherheit auszuschalten, sind die Gehäuseteile 15d und 15e des Motors 15 noch zusätzlich mit dem Halbdrehgestell 4 bei 19 verbunden.
  • Eine andere - nicht gezeichnete - Möglichkeit für eine sichere Ausrichtung des Motorgetriebe-Aggregates 6 am Halbdrehgestell 4 besteht auch darin, daß sowohl das Motorgehäuse 15d und 15e wie auch die Gehäuse der Winkelgetriebe 14 über Zentrierungen mit dem Halbdrehgestell 4 verbunden sind.
  • Das Gehäuse des Motorgetriebe-Aggregates 6 ist ferner in Achsmitte der Laufräder 9 horizontal geteilt, wobei die Hälften mittels Flanschen 20 verbunden sind.

Claims (5)

1. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mit im Querträger (1) durch senkrechte Zapfen (2) horizontal schwenkbar gehaltenen und durch Spurstangen (7) miteinander verbundenen Halbdrehgestellen (4) (Pendelrahmen), in denen die Laufräder (9) jeweils einer Radachse (18) seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben sind, wobei der Querträger (1) über die Zapfen (2) kreuzgelenkartig mit den Halbdrehgestellen (4) verbunden ist und sich auf ihnen mittels beiderseits der Zapfen (2) angeordneter Federelemente (8) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Halbdrehgestell (4) seitlich ein Motorgetriebe-Aggregat (6), bestehend aus zwei die Laufräder (9) antreibenden Winkelgetrieben (14) und einem dazwischen liegenden Motor (15), angeordnet ist, der je einen sich gegenläufig drehenden inneren Rotor (15a) und äußeren Rotor (15b) aufweist, die auf verlängerten Ritzelwellen (16) der Winkelgetriebe (14) fliegend vorgesehen sind.
2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerräder (17) der Winkelgetriebe (14) unmittelbar auf den Achsen (18) der Laufräder (9) angeordnet sind.
3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Motors (15) zwischen den Enden quer zu seiner Drehachse geteilt ist, wobei beide Teile (15d und 15e) mit den Gehäusen der Winkelgetriebe (14) jeweils aus einem Stück bestehen.
4. Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiteilige Gehäuse des Motorgetriebe-Aggregates (6) über Zentrierungen mit dem Halbdrehgestell (4) verbunden ist.
5. Drehgestell nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiteilige Gehäuse des Motorgetriebe-Aggregates (6) weiter in einer Ebene der Drehachse des Motors (15) geteilt und diese Hälften mittels Flanschen (20) miteinander verbunden sind.
EP81108469A 1980-11-14 1981-10-17 Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Strassenbahnen Expired EP0052244B1 (de)

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