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EP0077290A1 - Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug - Google Patents

Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug Download PDF

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EP0077290A1
EP0077290A1 EP82730121A EP82730121A EP0077290A1 EP 0077290 A1 EP0077290 A1 EP 0077290A1 EP 82730121 A EP82730121 A EP 82730121A EP 82730121 A EP82730121 A EP 82730121A EP 0077290 A1 EP0077290 A1 EP 0077290A1
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EP
European Patent Office
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double
drive
motor
electric
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EP82730121A
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Christian Sohrt
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission 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
    • B61C9/50—Transmission 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

Definitions

  • the invention relates to a double-axle longitudinal drive for an electric rail locomotive, in which the electric drive motor arranged longitudinally between two drive axles drives both drive axles via an angular gear, the large wheel of which is connected to the drive axle via elastic couplings, the rotor shaft of the electric drive motor being directly in the pinion bearings of the Angular gear is mounted.
  • Such a double-axis longitudinal drive is known from DE-PS 25 14 265.
  • the otherwise usual end shields of the electric traction motor have been omitted, since the bearing shaft is mounted in the pinion bearings of the angular gear and thus in the gear housing.
  • at least one centering clutch which allows longitudinal displacements is provided in the known drive in the course of the rotor shaft.
  • further weight savings can be achieved by designing the drive motor without a housing.
  • double-axis longitudinal drives from DE-AS 26 06 807 that for flexible adaptation to the operating conditions, which sometimes include a different speed of the two drive axles, it is advantageous to design the electric drive motor which drives on both sides as a double motor.
  • This known double motor consists of two electrically independent runners of the same length and a common stator from two separate stator core packages of the same length with continuous stator winding. As a result, the two runners are subject to a common electrical undivided excitation, with a pure separation of the fluxes of the two runners and thus a clear magnetic decoupling.
  • both runners with the same length have the same speed / torque characteristic and can take up different speeds, so that in the event of slip phenomena that cannot be avoided, there are no constraining forces due to differences in wheel diameters or when cornering.
  • the rotors are each supported independently of one another with the aid of a central shaft and a hollow shaft surrounding them, the central shaft both mechanically coupling to one another.
  • the invention has for its object to obtain the flexible adaptation to the operating conditions with a simple construction and low weight of the traction motor in a double-axis longitudinal drive.
  • a double-axis longitudinal drive of the type described at the outset is designed in accordance with the invention in such a way that the electric traction motor is designed in a manner known per se as a double motor with two electrically independent rotors of the same length and a common stator from two separate stator core packages of the same length with continuous stator winding is and that each rotor is floating on one side in the angular gear. Due to the flying support of the two runners, there is no mechanical connection between them. This allows longitudinal displacements without the provision of a be special clutch. The centrifugal forces of the rotor and the pinion forces are absorbed by the bearings and the gear housing. The rotor forms a unit with the gear pinion shaft and, as a compact unit, can be easily installed in the stand during assembly.
  • Such a rotor mounted on the fly is advantageously designed as a solid rotor or as a plate rotor for reasons of vibration and stability.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a double-axis longitudinal drive designed according to the invention as a longitudinal section
  • Figures 2 to 4 each show a particular embodiment of the rotor of the electric traction motor in whole or in part in longitudinal section.
  • each drive axle 1 is connected in a manner not shown by means of an elastic coupling to the large wheel 3 of an angular gear 4, in which the pinion 5 of the electric drive motor 2 engages.
  • the housing 6 of the angular gear bes 4 is in turn mounted in a manner not shown on a hollow shaft surrounding the drive shaft-1.
  • the electric traction motor 2 which is designed as a double motor, has a common stator with two separate stator core assemblies 7 of the same length, in the slots of which a continuous stator winding 8 is inserted.
  • the electric traction motor 2 has two identical rotors 9 of the same length. Each rotor 9 is overhung on one side in the housing 6 of the angular gear 4, for which purpose the rotor shaft 10 is arranged in roller bearings 1-1.
  • the pinion 5 of the rotor 9 can be inserted with a special stub shaft 12 in the rotor shaft 10.
  • This design of the electric traction motor 2 as a double motor with a common stator winding 8 has the advantage that the two drive axles 1 can have slightly different speeds, without any constraining forces occurring between the two completely independent runners 9.
  • Fig. 4 shows the execution of the rotor 9 as a solid rotor, in which the rotor body 15 in one piece with the Rotor shaft 10 is formed.
  • the rotor body 15 is provided with a recess 16 on one side, in which the roller bearings 11 of the one-sided flying bearing of the rotor 9 are partially accommodated within the rotor body 15.
  • an extension of the housing 6 of the angular gear 4 also projects into the recess 16.
  • the rotor winding 17 is designed as a cage winding.

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Abstract

Bei einem Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug treibt der zwischen zwei Treibachsen (1) längsliegende elektrische Fahrmotor (2) beide Treibachsen (1) über je ein Winkelgetriebe (4) an. Die Läuferwelle (10) des elektrischen Fahrmotors (2) ist unmittelbar in den Lagern (11) des Ritzels (5) des Winkelgetriebes (4) gelagert. Um eine flexible Anpassung an die Betriebsbedingungen zu erhalten, ist der elektrische Fahrmotor (2) als Doppelmotor mit zwei elektrisch selbständigen Läufern (9) gleicher Länge und einem gemeinsamen Ständer aus zwei getrennten Ständerblechpaketen (7) mit durchgehender Ständerwicklung (8) ausgebildet. Jeder Läufer (9) ist fliegend einseitig in dem Gehäuse (6) des Winkelgetriebes (4) gelagert. Dadurch können die beiden Treibachsen (1) unterschiedliche Drehzahlen annehmen, ohne dass Zwangskräfte auftreten.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug, bei dem der längsliegend zwischen zwei Treibachsen angeordnete elektrische Fahrmotor beide Treibachsen über je ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Großrad über elastische Kupplungen mit der Treibachse verbunden ist, wobei die Läuferwelle des elektrischen Fahrmotors unmittelbar in den Ritzellagern des Winkelgetriebes gelagert ist.
  • Ein derartiger Doppelachslängsantrieb ist aus der DE-PS 25 14 265 bekannt. Bei dem bekannten Doppelachslängsantrieb sind die sonst üblichen Lagerschilde des elektrischen Fahrmotors entfallen, da die Lagerwelle in den Ritzellagern des Winkelgetriebes und somit in den Getriebegehäusen gelagert ist. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Gewichtsersparnis. Um Verschiebungen des Läufers ausgleichen zu können, ist bei dem bekannten Antrieb im Verlauf der Läuferwelle zumindest eine Längsverschiebungen zulassende, zentrierende Kupplung vorgesehen. Außerdem kann man durch eine gehäuselose Ausbildung des Fahrmotors noch eine weitere Gewichtsersparnis erreichen.
  • Weiterhin ist es für Doppelachslängsantriebe aus der DE-AS 26 06 807 bekannt, daß es zur flexiblen Anpassung an die Betriebsbedingungen,,die manchmal eine unterschiedliche Drehzahl der beiden Treibachsen einschließen, vorteilhaft ist, den beidseitig abtreibenden elektrischen Fahrmotor als Doppelmotor auszubilden. Dieser bekannte Doppelmotor besteht aus zwei elektrisch selbständigen Läufern gleicher Länge und einem gemeinsamen Ständer aus zwei getrennten Ständerblechpaketen entsprechend gleicher Länge mit durchgehender Ständerwicklung. Dadurch unterliegen die beiden Läufer einer gemeinsamen elektrisch ungeteilten Erregung, wobei eine reine Trennung der Flüsse beider Läufer und somit eine eindeutige magnetische Entkopplung gegeben ist. Beide Läufer mit gleicher-Länge haben eine gleiche Drehzahl/ Drehmomentcharakteristik und können unterschiedliche Drehzahlen aufnehmen, so daß bei nicht zu vermeidenden Schlupferscheinungen durch Unterschiede in Raddurch-messern oder bei Kurvenfahrt keine Zwangskräfte auftreten. Bei den bekannten Doppelmotoren sind die Läufer jeweils mit Hilfe einer zentralen Welle und einer sie umgebenden Hohlwelle unabhängig voneinander gelagert, wobei die zentrale Welle beide mechanisch miteinander koppelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe-zugrunde, bei einem Doppelachslängsantrieb die flexible Anpassung an die Betriebsbedingungen bei einfachem konstruktiven Aufbau und geringem Gewicht des Fahrmotors zu erhalten.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Doppelachslängsantrieb der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß der elektrische Fahrmotor in an sich bekannter Weise als Doppelmotor mit zwei elektrisch selbständigen Läufern gleicher Länge und einem gemeinsamen Ständer aus zwei getrennten Ständerblechpaketen entsprechend gleicher Länge mit durchgehender Ständerwicklung ausgebildet ist und daß jeder Läufer fliegend einseitig in dem Winkelgetriebe gelagert ist. Durch die fliegende Lagerung der beiden Läufer entfällt jegliche mechanische Verbindung zwischen ihnen. Dadurch können Längsverschiebungen ohne das Vorsehen einer besonderen Kupplung aufgenommen werden. Die Fliehkräfte der Läufer und die Ritzelkräfte werden jeweils von den Lagern und dem Getriebegehäuse aufgenommen. Der Läufer bildet mit der Getrieberitzelwelle eine Einheit und kann als kompaktes Ganzes bei der Montage leicht in den Ständer eingebaut werden.
  • Ein derartig fliegend gelagerter Läufer wird in vorteilhafter Weise aus schwingungstechnischen und Stabilitätsgründen als Massivläufer oder als Plattenläufer ausgebildet.
  • Für eine Stabilisierung der Lage des Läufers kann es auch vorteilhaft sein, die Ritzellager zumindest teilweise in den Läufer hineinzuziehen und dort in einer Aussparung anzuordnen.
  • Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch dargestellt den Aufbau eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Doppelachslängsantriebes als Längsschnitt, die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils eine besondere Ausführungsform des Läufers des elektrischen Fahrmotors ganz oder teilweise im Längsschnitt.
  • Bei einem schienengebundenen Triebfahrzeug für den Nahverkehr werden jeweils zwei Treibachsen 1 von einem zwischen ihnen in Längsrichtung des Triebfahrzeuges angeordneten elektrischen Fahrmotor 2 angetrieben, der als Doppelmotor ausgebildet ist. Jede Treibachse 1 ist dazu in nicht dargestellter Weise mittels einer elastischen Kupplung mit dem Großrad 3 eines Winkelgetriebes 4 verbunden, in welches das Ritzel 5 des elektrischen Fahrmotors 2 eingreift. Das Gehäuse 6 des Winkelgetriebes 4 ist seinerseits in nicht dargestellter Weise auf einer die Treibachse-1 umgebenden Hohlwelle gelagert.
  • Der elektrische Fahrmotor 2, der als Doppelmotor ausgebildet ist, hat einen gemeinsamen Ständer mit zwei getrennten Ständerblechpaketen 7 gleicher Länge, in deren Nuten eine durchgehende Ständerwicklung 8 eingelegt ist. Entsprechend weist der elektrische Fahrmotor 2 zwei identische Läufer 9 gleicher Länge auf. Jeder Läufer 9 ist fliegend einseitig in dem Gehäuse 6 der Winkelgetriebe 4 gelagert, wozu die Läuferwelle 10 in Wälzlagern 1-1 angeordnet ist. Zur Vereinfachung der Herstellung kann das Ritzel 5 der Läufer 9 mit einem besonderen Wellenstumpf 12 in der Läuferwelle 10 eingesetzt sein.
  • Diese Ausbildung des elektrischen Fahrmotors 2 als Doppelmotor mit gemeinsamer Ständerwicklung 8 hat den Vorteil, daß die beiden Treibachsen 1 in geringem Umfang voneinander abweichende Drehzahlen haben können, ohne daß Zwangskräfte zwischen den beiden vollkommen voneinander unabhängigen Läufern 9 auftreten können.
  • Es ist möglich, wie in Fig. 2-dargestellt, den Läufer 9 des elektrischen Fahrmotors aus Platten 13 zusammenzusetzen, die in bekannter Weise miteinander verspannt werden. Diese Platten 13 sind auf der Läuferwelle 10 aufgeschrumpft.
  • Genausogut ist es möglich, auf der Läuferwelle 10 des Läufers 9 in üblicher Weise ein Blechpaket 14 anzuordnen in dem dann in nicht dargestellter Weise die Läuferwicklung untergebracht ist.
  • Fig. 4 zeigt die Ausführung des Läufers 9 als Massivläufer, bei dem der Läuferkörper 15 einteilig mit der Läuferwelle 10 ausgebildet ist. Zur besseren Aufnahme der Lagerkräfte ist der Läuferkörper 15 mit einer einseitigen Aussparung 16 versehen, in der die Wälzlager 11 der einseitigen fliegenden Lagerung des Läufers 9 zum Teil innerhalb des Läuferkörpers 15 untergebracht sind. Ein Ansatz des Gehäuses 6 des Winkelgetriebes 4 ragt in diesem Fall ebenfalls in die Aussparung 16 hinein. Die Läuferwicklung 17 ist als Käfigwicklung ausgeführt.

Claims (3)

1. Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienentriebfahrzeug, bei dem der längsliegend zwischen zwei Treibachsen angeordnete elektrische Fahrmotor beide Treibachsen über je ein Winkelgetriebe antreibt, dessen Großrad über elastische Kupplungen mit der Treibachse verbunden ist, wobei die Läuferwelle des elektrischen Fahrmotors unmittelbar in den Ritzellagern des Winkelgetriebes gelagert ist, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrische Fahrmotor (2) in an sich bekannter Weise als Doppelmotor mit zwei elektrisch selbständigen Läufern (9) gleicher Länge und einem gemeinsamen Ständer aus zwei getrennten Ständerblechpaketen (7) entsprechend gleicher Länge mit durchgehender Ständerwicklung (8) ausgebildet ist und daß jeder Läufer (9) fliegend einseitig in dem Gehäuse (6) des Winkelgetriebes (4) gelagert ist.
2. Doppelachslängsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Läufer (9) als Massivläufer ausgebildet sind.
3. Doppelachslängsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lager (11) des Läufers (9) zumindest teilweise in einer Aussparung (16) des Läufers (9) liegen.
EP82730121A 1981-10-08 1982-09-22 Doppelachslängsantrieb für ein elektrisches Schienenfahrzeug Expired EP0077290B1 (de)

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