DE2059437B2

DE2059437B2 - Electrical driving gear system for traction vehicle - for traction vehicle has gear with spring of flexible non oil resistant natural rubber

Info

Publication number: DE2059437B2
Application number: DE19702059437
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6900 Heidelberg Koch
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1970-12-03
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1976-12-16
Also published as: DE2059437A1; AT308194B

Abstract

The drive for an electrical traction vehicle has a gear drive driven by a motor output pinion and a large gear wheel for driving the axle of the vehicle by nose bearing mounted motors. This motor is held at one end by springs on vehicle frame and at its other end it is held on the driving axle by nose bearing. A flexible circular layer is arranged in the large gear wheel between the wheel hub and the wheel rim. In this arrangement circular springs made from non oil resistant highly flexible natural rubber are used. The flexible circular layer representing rubber springs 5.5 is made of thin, wide rubber. This spring is arranged only in the middle section between the large gear hub and the large gear rim.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein elektrisches Triebfahrzeug mit einem über ein eius Motorritzel und Großrad bestehenden Zahnradgetriebe die Treibachse treibenden Tatzlagermotor, der einerseits mittels einer Feder am Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen und andererseits über in Tatzen angeordneten Lagern auf der Treibachse abgestützt ist, wobei im Großrad zwischen Großradnabe und Großradkranz eine elastische, ringförmige Schicht angeordnet ist.The invention relates to a drive arrangement for a Electric traction vehicle with a gear drive consisting of a motor pinion and large wheel the drive axle driving the cradle bearing motor, on the one hand by means of a spring on the vehicle or bogie frame and on the other hand is supported on the drive axle via bearings arranged in paws, with im Large wheel an elastic, annular layer is arranged between the large wheel hub and the large wheel rim.

Bei Antrieben für elektrische Lokomotiven, insbescndere bei Tatzlagermotor-Antrieben und bei Verwendung von Einphasenwechselstromkommutatormotoren sowie von sogenannten Wellenstrom-Elektromotoren, ist es erforderlich, zwischen Motorwelle und Treibradsatz eine Umfangsfederung einzubauen. Diese Um- ⁶S fangsfederung gleicht gegebenenfalls vorhandene Schwankungen des Drehmomentes des Elektromotors aus und reduziert die ungeordneten Drehmomentschwankungen, die sich — insbesondere bei Tatzlagermotoren — aus der Vertikalbewegung des Treibradsatzes ergeben. Aus baulichen Gründen wird meistens diese Umfangsfederung innerhalb des Großrades (großes Zahnrad auf dem Treibradsatz) angeordnet. Bei bekannten Ausführungsarten umfangsgefederter Großräder ist der Zahnkranz auf der Zahnradnabe so gelagert, daß er sich in Umfangsrichtung bewegen kann.In the case of drives for electric locomotives, in particular in the case of pin-bearing motor drives and when using single-phase alternating current commutator motors and so-called shaft current electric motors, it is necessary to install a circumferential suspension between the motor shaft and the drive wheel set. These environmental ⁶ S fang suspension compensates optional variations of the torque of the electric motor and reduces the disordered torque fluctuations that - resulting from the vertical movement of the Treibradsatzes - particularly in traction motors suspended. For structural reasons, this circumferential suspension is usually arranged inside the large gear (large gear on the drive gear set). In known embodiments of large circumferentially sprung gears, the ring gear is mounted on the gear hub so that it can move in the circumferential direction.

Zwischen Zahnkranz und Zahnradnabe sind dann in tangentialer Richtung metallische Federn angeordnet. Das Getriebe ist mit einem Getriebeschutzkasten versehen und wird meistens in Öltauch-Anordnung geschmiertMetallic springs are then arranged in the tangential direction between the ring gear and the gear wheel hub. The gearbox is provided with a gearbox protection box and is mostly in an oil-immersed arrangement lubricated

Es sind auch Umfangsfederungen für Großräder bekannt, bei welchen Gummifedern verwendet werden. Es ist bekannt für die Umfangsfederung eines Großrades, bei gleichzeitiger Führung des Zahnkranzes, der dann gegenüber der Zahnradnabe keine metallische Berührung mehr hat, Gummiringdrehfedern — auch Gummiringhülsenfedern genannt — zu verwenden (OS 15 80 929). Solche Federn werden dort angewandt, wo vorwiegend Drehelastizität sowie Federung in Umfangsrichtung erwünscht und gleichzeitig eine hohe radiale Federkonstante erforderlich ist. Dabei ist die Höhe der Gummischicht in radialer Richtung maßgebend für die radiale Federkonstante und die Umfangselastizität. Eine solche Gumtniringfeder läßt auch kardanische Bewegungen zu, so daß der Zahnkranz sich gegenüber der Zahnradnabe geringfügig sphärisch bewegen kann. Hierdurch werden Kantenpressungen in der Getriebeverzahnung auch bei Durchbiegungen der Getriebewellen herabgesetzt (OS 15 25 037).There are also known circumferential springs for large wheels in which rubber springs are used. It is known for the circumferential suspension of a large wheel, with simultaneous guidance of the ring gear, which then no longer has any metallic contact with the gear hub, rubber ring torsion springs - too Rubber ring sleeve springs called - to be used (OS 15 80 929). Such springs are used where there is predominantly torsional elasticity and resilience in the circumferential direction desired and at the same time a high radial spring constant is required. Here is the The height of the rubber layer in the radial direction is decisive for the radial spring constant and the circumferential elasticity. Such a rubber ring spring also allows cardanic movements, so that the ring gear can move slightly spherically with respect to the gear hub. This reduces edge pressures in the gear teeth are reduced even if the gear shafts are bent (OS 15 25 037).

Bei Getrieben mit öltauchschmierung sind jedoch die Gummiringfedern einer Ölbenetzung ausgesetzt, da sie innerhalb des Getriebekastens angeordnet sind. Man muß daher solche Federn aus ölbeständigen Gummisorten bzw. künstlichem Gummi herstellen. Ölbeständige Gummisorten sind jedoch nicht so elastisch und so hoch beanspruchbar wie die nicht ölbeständigen Naturkautschukarien. Man kann daher bei Verwendung von ölbeständigen Gummi-Qualitäten nur begrenzte Umfangselastizitäten erreichen. Will man bei den bisherigen ölbeständigen Gummiringfedern große Umfangselastizitäten erreichen, dann ist dies nur mit relativ großer Gummischichthöhe zu verwirklichen, um den zulassigen Schubwinkel nicht zu überschreiten. Diese relativ große Gummischichthöhe hat aber bedingt durch die kleinere radiale Federkonstante bei großer Gummischicht den Nachteil einer geringeren radialen Führung des Zahnkranzes.For gear units with oil immersion lubrication, however, the Rubber ring springs exposed to oil wetting because they are arranged inside the gear box. Man must therefore produce such springs from oil-resistant rubbers or synthetic rubber. Oil resistant However, types of rubber are not as elastic and as tough as the non-oil-resistant natural rubber arias. Therefore, when using oil-resistant rubber qualities, only limited circumferential elasticities are possible reach. If you want large circumferential elasticities with the previous oil-resistant rubber ring springs reach, then this can only be achieved with a relatively large rubber layer height in order to achieve the not to exceed the permissible thrust angle. This relatively large rubber layer height is due to the smaller radial spring constant with a large rubber layer has the disadvantage of less radial guidance of the ring gear.

Eis ist die Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Verwendung von Gummiringfedern aus nichtölbeständigem hochelastischem Naturkautschuk möglich ist.Ice is the object of the invention, a drive arrangement of the type mentioned in such a way that the use of rubber ring springs made of non-oil-resistant highly elastic natural rubber is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die elastische, ringförmige Schicht (Gummiringfeder) aus hochelastischem nichtölbeständigem Gummi von relativ geringer Schichthöhe und verhältnismäßig großer Breite besteht und nur im mittleren Teil zwischen Großradnabe und Großradzahnkranz angeordnet ist, und daß axial neben dieser Schicht je eine weitere ringförmige Schicht (Ringfeder) großer Höhe und kleiner Breite aus weniger elastischem, ölbeständigem Gummi angeordnet ist, deren radiale Außenflächen öldicht mit dem Großradzahnkranz bzw. der Großradnabe verbunden sind.This object is achieved in that the elastic, ring-shaped layer (rubber ring spring) consists of highly elastic, non-oil-resistant rubber with a relatively low layer height and a relatively large one Width and is only arranged in the middle part between the large wheel hub and the large gear rim, and that axially next to this layer a further annular layer (ring spring) of great height and smaller width of less elastic, oil-resistant rubber is arranged, the radial outer surfaces Are connected oil-tight with the large gear rim or the large gear hub.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß bei einem bestimmten Vedrehungs-The effect of the arrangement according to the invention is that at a certain rotation

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winkel die außenliegenden ölbeständigen Gummiringfedern mit hoher Schicht spezifisch weniger auf Schub beansprucht sind, als die innenliegende elastische Gummiringfeder mit kleiner Gummischichthöhe. Die innenliegende hochbeanspruchbare Gummiringfeder aus Naturkautschuk gewährleistet bei guter Umfangselastizität infolge der geringen Gummischichthöhe die erforderliche radiale Führung des Zahnkranzes und läßt eine gewisse kardanische Bewegung zu, die die Flächenpressung zwischen den Zähnen verbessert und einen Kantenlauf verhindert.angle the external oil-resistant rubber ring springs with a high layer specifically less on thrust are claimed than the inner elastic rubber ring spring with a small rubber layer height. the Internal, highly stressable rubber ring spring made of natural rubber guarantees good circumferential elasticity due to the low rubber layer height, the necessary radial guidance of the ring gear and leaves a certain gimbal movement, which improves the surface pressure between the teeth and prevents runaway edges.

In zweckmäßiger Weise sind zwischen Großradzahnkranz und Großradnabe konzentrisch zueinander liegende Zwischenringe vorgesehen, zwischen denen die aus hochelastischem Gummi bestehende Schicht '5 angeordnet istConveniently, between large gear ring gear and large wheel hub concentric intermediate rings are provided between which the layer '5 consisting of highly elastic rubber is arranged

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die aus hochelastischem, nichtölbeständigem Gummi bestehende Schicht V-f jrmig ausgebildet ist, und daß die beiden diese Schicht einschließenden Metallringe in radialer Richtung geteilt sind.In a further embodiment of the invention it is provided that the highly elastic, non-oil-resistant Rubber existing layer is V-shaped, and that the two enclosing this layer Metal rings are divided in the radial direction.

Schließlich sind bei einer Weiterbildung der Erfindung jeweils seitlich an den Zwischenringen konzentrisch zueinander angeordnete Ringe vorgesehen, zwischen denen die aus ölbeständigem, Gummi bestehenden ringförmigen Schichten großer Höhe angeordnet sind.Finally, in a further development of the invention, each side of the intermediate rings are concentric rings arranged to one another are provided, between which those made of oil-resistant rubber existing annular layers of great height are arranged.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Tatzlagermotoranordnung eines elektrisehen Triebfahrzeuges von oben gesehen,Fig. 1 shows a cradle bearing motor assembly of an electric motor Traction vehicle seen from above,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Großrad,F i g. 2 a section through the large wheel,

Fig. 3 den Schnitt entlang der Schnittlinie AB in F i g. 2,3 shows the section along the section line AB in FIG. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch ein Großrad mit in radialer Richtung geteilten Ringen undF i g. 4 shows a section through a large wheel with rings divided in the radial direction and

F i g. 5 den Schnitt entlang der Schnittlinie CD in F i g. 4.F i g. 5 shows the section along the section line CD in FIG. 4th

In der Zeichnung ist mit 1 das Drehgestell und mit 2 der Antriebsmotor bezeichnet, der sich einerseits über in Tatzen angeordneten Lagern auf die Treibachse 3 und andererseits über nicht dargestellte Federn z. B. Gummimetallfedern mit der gegenüberliegenden Seite am Drehgestell 1 abstützt. Auf der Treibachse 3 ist das Getriebegehäuse 4 reitend angeordnet. Die in das Getriebegehäuse 4 hineinragende Mo'orwelle trägt das Ritzel 6, das mit dem auf der Treibachse befestigten Großrad 5, das mit Pfeilverzahnung versehen ist, kämmt. Das Getriebegehäuse 4 ist wenigstens so weit mit öl gefüllt, daß eine ausreichende Schmierung der Zähne des Großrades 5 und des Ritzels 6 gewährleibtet ist. Zwischen dem längsgeteilt ausgebildeten Großrudzahnkranz 5.1 und der Großradnabe 5.2 ist eine Gummiringfeder 53 angeordnet, die zwischen Großradnabe und Großradzahnkranz sowohl eine Umfangsfederung als auch eine Einstellung der Zahnflanken zueinander zuläßt.In the drawing, 1 is the bogie and 2 denotes the drive motor, on the one hand via bearings arranged in paws on the drive axle 3 and on the other hand via springs, not shown, for. B. rubber-metal springs with the opposite side supported on the bogie 1. The gear housing 4 is mounted on the drive axle 3. The ones in the Gear housing 4 protruding Mo'orwelle carries the pinion 6, which is attached to the drive axle Large gear 5, which is provided with herringbone teeth, meshes. The gear housing 4 is at least that far filled with oil that sufficient lubrication of the teeth of the large wheel 5 and the pinion 6 is guaranteed is. Between the longitudinally divided large ring gear 5.1 and the large wheel hub 5.2 is a Rubber ring spring 53 arranged between the large wheel hub and large gear ring gear both a circumferential suspension and an adjustment of the tooth flanks allows each other.

Im Ausführungsbeispiel ist sowohl zwischen Großradzahnkranz 5.1 und Gummiringfeder 5.5 als auch zwischen der Großradnabe 5.2 und der Gummiringfeder 5.5 aus konstruktiven Gründen je ein Zwischenring 5.3 bzw. 5.4 vorgesehen.In the exemplary embodiment is both between the large gear rim 5.1 and rubber ring spring 5.5 as well as between the large wheel hub 5.2 and the rubber ring spring 5.5 an intermediate ring 5.3 or 5.4 is provided for structural reasons.

Die Details der Federung des Großrades sind in den F i g. 2 bis 5 dargestellt.The details of the suspension of the large wheel are shown in FIGS. 2 to 5 shown.

Bei den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Anordnungen ist die aus Naturkautschuk bestehende Gummiringfeder 5.5 zylindrisch ausgebildet und nimmt nur einen Teil des sich in axialer Richtung erstreckenden Raumes zwischen den beiden Zwischenringen 5.3 und 5.4 ein. Die Zwischenringe besitzen an ihren Außenseiten jeweils Durchmesserstufen, so daß der äußere an seinen Außenseiten einen größeren und der innere an seinen Außenseiten einen kleineren Druchmesser aufweist als in der mittleren Partie. Zwischen diesen Abstufungen sind relativ schmale Ringfedern 5.6 aus ölbeständigem synthetischem Gummi mit relativ großer Höhe angeordnet, die den von der Gummiringfeder 5.5 eingenommenen Raum gegen das Eindringen mit Sicherheit abdichtet.In the case of the FIGS. 2 and 3 arrangements shown is the rubber ring spring made of natural rubber 5.5 is cylindrical and takes up only part of the space extending in the axial direction between the two intermediate rings 5.3 and 5.4. The intermediate rings have on their outer sides in each case diameter steps, so that the outer one on its outer sides and the inner one on its Outside has a smaller diameter than in the middle part. Between these gradations relatively narrow ring springs 5.6 made of oil-resistant synthetic rubber are arranged with a relatively large height, which seals the space occupied by the rubber ring spring 5.5 against penetration with safety.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Anordnungen sind die Zwischenringe 5.3 und 5.4 jeweils längsgeteilt und bestehen aus Teilringen 5.3' und 5.4'. die schräge, gegeneinander geneigte Flächen aufweisen, wodurch sich ein im Querschnitt V-förmiger Raum ergibt, in der die ebenfalls V-förmig gestaltete Gummiringfeder 5.5 angeordnet ist. Seitlich sind an den Teilringen 5.3' bzw. 5.4' jeweils ein äußerer Führungsring 5.7 und ein innerer Führungsring 5.8 angeordnet, zwischen denen jeweils relativ hohe, in axialer Richtung dünne, aus synthetischem ölbeständigem Gummi bestehende Ringfedern 5.6 angeordnet sind, die die Abdichtung übernehmen und das Eindringen von Öl in den von der Gummiringfeder 5.5 ausgefüllten Raum mit Sicherheit verhindern.In the arrangements shown in FIGS. 4 and 5, the intermediate rings are 5.3 and 5.4, respectively Split lengthways and consist of partial rings 5.3 'and 5.4'. which have sloping, mutually inclined surfaces, which results in a space with a V-shaped cross-section, in which the also V-shaped Rubber ring spring 5.5 is arranged. On the side of each of the partial rings 5.3 'and 5.4' there is an outer guide ring 5.7 and an inner guide ring 5.8 arranged, between which each relatively high, in the axial direction thin, made of synthetic oil-resistant rubber ring springs 5.6 are arranged, which the Take over sealing and the penetration of oil into the space filled by the rubber ring spring 5.5 Prevent security.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Drive arrangement for an electric traction vehicle with a via a motor pinion and Large wheel existing gear transmission the driving axle driving the Tatzlagermotor, the one hand by means of a spring on the vehicle or bogie frame and on the other hand over arranged in paws Storage is supported on the drive axle, with the large wheel between the large wheel hub and the large wheel rim an elastic, annular layer is arranged, characterized in that the elastic, ring-shaped layer (rubber ring spring (5.5) made of highly elastic, non-oil-resistant rubber consists of relatively low layer height and relatively large width and only in the middle Part between cast wheel hub (5.2) and large gear rim (5.1) is arranged, and that axially next to this layer a further annular layer (ring spring 5.6) large height and small width made of less elastic, oil-resistant rubber is arranged, whose radial outer surfaces öldichi with the large gear rim (5.1) or the large gear hub (5.2) are connected.

2. Drive arrangement according to claim 1, characterized in that between the large gear rim (5.1) and large gear hub (5.2) concentric spacer rings (5.3 or 5.4) are provided between which the layer consisting of highly elastic rubber (rubber ring spring 5.5) is arranged.

3. Drive arrangement according to claim 2, characterized in that the highly elastic, non-oil-resistant rubber layer (rubber ring spring 5.5) in a manner known per se Is V-shaped, and that the two intermediate rings enclosing this layer (partial rings 5.3 'or 5.4') are divided in the radial direction.

4. Drive arrangement according to claim 3, characterized in that each side of the intermediate rings (Partial rings 5.3 'or 5.4') Fühning rings arranged concentrically to one another (5.7 or 5.8) are provided, between which the rings made of oil-resistant rubber Layers of great height (ring springs 5.6) are arranged.