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EP3380380B1 - Doppelachsantrieb - Google Patents

Doppelachsantrieb Download PDF

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Publication number
EP3380380B1
EP3380380B1 EP17700642.6A EP17700642A EP3380380B1 EP 3380380 B1 EP3380380 B1 EP 3380380B1 EP 17700642 A EP17700642 A EP 17700642A EP 3380380 B1 EP3380380 B1 EP 3380380B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
housing sections
housing
transmission
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17700642.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3380380C0 (de
EP3380380A1 (de
Inventor
Bernd Pfannschmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP3380380A1 publication Critical patent/EP3380380A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3380380C0 publication Critical patent/EP3380380C0/de
Publication of EP3380380B1 publication Critical patent/EP3380380B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B61C9/52—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL 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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels

Definitions

  • the invention relates to a double-axle drive and an undercarriage of a rail undercarriage.
  • center drives or one external longitudinal drive each i.e. so-called double axle drives
  • an axle drive is mounted on a traction motor at the respective ends of its rotor shaft to drive a wheel or wheel set, resulting in a multi-part housing construction.
  • the housing of the traction motor of this longitudinal drive has only included an end shield, with the gears each having their own housing with a gear cover and thus the entire construction of the double-axle drive consists of several parts, in particular housing parts, as is the case, for example, in EP 0 718 170 A1 can be seen.
  • the object of the invention is to simplify such a double-axle drive with regard to its structure.
  • the solution to the task is achieved by means of a double-axle drive with two driving axles and with a single traction motor arranged between the two driving axles, the axis of rotation of which runs transversely, in particular perpendicularly, to the driving axles, with a wheel set shaft being able to be driven by means of a drive shaft of the traction motor via a gearbox in each case, with the entire double-axle drive is arranged in a housing unit which has two housing sections, the housing sections being the drive axles protrude in the direction of the axis of rotation of the traction motor and encompass this up to 180 degrees, and the housing sections are each closed off by a gear cover, which is fastened to the respective housing section by means of a flange connection.
  • the two housing sections have flange surfaces facing one another, to which the housing sections can be fixed, the flange surface running in particular perpendicularly or parallel to the drive shaft.
  • only one housing unit is now provided between the two driving axles, which now contains components of the traction motor, the bearing, the clutch and two gears, so that the manufacturing and assembly costs and also the weight are reduced compared to conventional double axle drives.
  • the gear is designed as a hypoid bevel gear or as a normal bevel gear.
  • These compact transmissions are particularly suitable for such double-axle drives, since the flow of power can be redirected in an almost ideal way in the smallest of spaces.
  • flange surfaces are designed at the joints, at which these two housing sections can be connected.
  • these flange surfaces run perpendicular to the drive shaft of the rotor of the traction motor or parallel to the drive axles. This simplifies the manufacture of such flange surfaces.
  • the flange faces are provided outside, in particular axially outside, of the laminated core of the stator. This also simplifies the shrink fit of the laminated stator core within the housing section provided for this purpose. This improves the torques acting on the laminated stator core when the double-axle drive is in operation recorded. The detachability of the respective housing sections is also retained.
  • FIG 1 shows a longitudinal section of a double-axle drive, which is suitable both as a central drive and as an external longitudinal drive, in particular for low-floor vehicles.
  • a traction motor 3 is arranged between two drive axles 14 and has a laminated stator core 4 and a laminated rotor core 5 surrounding a rotor shaft 7 .
  • the rotor shaft 7 which can be rotated about an axis of rotation 6 , is mounted via bearings 9 .
  • the laminated core 4 of the stator is accommodated in a housing unit 15 in a rotationally fixed manner.
  • the housing unit 15 is divided into two housing sections 16 and 17 which can be connected to one another at a flange surface 10 .
  • the flange surface 10 of the flange is in the area of the stator core 4.
  • Parts of the traction motor 3, clutch 8, bearing unit 23 for gear 18 and traction motor 3 are in each case in the housing sections 16, 17.
  • a brake can also be arranged in at least one of the housing sections 16, 17, in particular between the clutch 8 and the traction motor 3.
  • the flange surfaces 10 of the flange are located axially outside of the stator core 4.
  • the stator core 4 thus has a continuous seat in a housing section. This simplifies the disassembly of the housing sections 16, 17. In this way, for example, electrical connections of the winding system of the traction motor 3 can be arranged in an accessible manner on one side of the laminated stator core 4 in a particularly favorable manner.
  • the housing section 16 contains, among other things, the traction motor 3, the clutch 8, a bearing unit 23 for the gear 18 and the traction motor 3, and optionally a brake.
  • the clutch 8 and a bearing unit 23 for the transmission 18 are arranged in the other housing section 17 .
  • optional air guiding devices for cooling air flows, as well as coolant inlets 11 or coolant outlets 12 on the shell of the housing sections 16, 17 can be provided.
  • housing unit 15 in particular in the housing sections 16 and 17, air inlets 11 and/or air outlets 12 are provided in the wall of the housing sections 16, 17. Also within the housing unit 15 is a respective clutch 8, both to a driving axle 14 and to the other driving axle 14, respectively. The entire housing unit 15 is placed via springs 13 in a bogie (not shown) of a rail vehicle.
  • the respective housing sections 16, 17 also each receive the bearing assemblies 23 in corresponding bearing seats of the housing sections 16, 17, which are preferably located between the transmission 18 and the clutch 8.
  • the respective housing sections 16, 17 protrude axially—viewed from the traction motor 3—over the driving axles 14.
  • the housing sections 16, 17 thereby encompass their respective driving axle 14 both FIG 1 as well as after FIG 2 up to 180 degrees. In other words: an imaginary extension of the flange surfaces of the flanges 21 goes through the respective driving axle 14.
  • the housing sections 16, 17 are each closed off by a gear cover 20, which is fastened to the respective housing section 16, 17 by means of flange connections 21.
  • the gear cover 20 each have a maintenance opening 22 .
  • each wheel or wheel set with two wheels is driven by a gear 18 each wheel or wheel set with two wheels.
  • the drive axles of these wheels or these wheel sets run essentially perpendicular to the axis of rotation 6 of the traction motor 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb und ein Fahrwerk eines Schienenfahrwerks.
  • Bei Schienenfahrzeugen mit Längsantrieben, Mittenantrieben oder je einem außenliegenden Längsantrieb, also sogenannten Doppelachsantrieben, werden an einem Fahrmotor an seinen jeweiligen Enden seiner Rotorwelle ein Achsgetriebe montiert als Antrieb eines Rades oder Radsatzes, wodurch eine mehrteilige Gehäusekonstruktion entsteht.
  • Das Gehäuse des Fahrmotors dieses Längsantriebs beinhaltet bisher lediglich ein Lagerschild, wobei die Getriebe jeweils ein eigenes Gehäuse mit Getriebedeckel aufweisen und somit die gesamte Konstruktion des Doppelachsantriebs aus mehreren Teilen, insbesondere Gehäuseteilen, besteht, wie dies beispielsweise der EP 0 718 170 A1 zu entnehmen ist.
  • Aus der DE 8814798 U ist ein Doppelachsgetriebe mit einem gehäuselosen Fahrmotor bekannt, dessen Motorständer mit zwei Getriebegehäusen für je ein Winkelgetriebe starr verbunden ist.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Doppelachsantrieb bezüglich seines Aufbaus zu vereinfachen.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Doppelachsantrieb mit zwei Treibachsen und mit einem einzigen zwischen den zwei Treibachsen angeordneten Fahrmotor, dessen Drehachse quer, insbesondere senkrecht zu den Treibachsen verläuft, wobei mittels einer Antriebswelle des Fahrmotors jeweils über ein Getriebe eine Radsatzwelle antreibbar ist, wobei der gesamte Doppelachsantrieb in einer Gehäuseeinheit angeordnet ist, die zwei Gehäuseabschnitte aufweist, wobei die Gehäuseabschnitte die Treibachsen in Richtung der Drehachse des Fahrmotors jeweils überragen und diese bis zu 180 Grad umgreifen, und wobei die Gehäuseabschnitte jeweils durch einen Getriebedeckel abgeschlossen werden, welcher mittels einer Flanschverbindung an dem jeweiligen Gehäuseabschnitt befestigt ist. Kennzeichnend weisen die beiden Gehäuseabschnitte einander zugewandte Flanschflächen auf, an denen die Gehäuseabschnitte fixierbar sind, wobei die Flanschfläche insbesondere senkrecht oder parallel zur Antriebswelle verläuft.
  • Erfindungsgemäß ist nunmehr zwischen den beiden Treibachsen lediglich nur noch eine Gehäuseeinheit vorgesehen, die nunmehr Bestandteile des Fahrmotors, des Lagers, der Kupplung und zwei Getrieben beinhaltet, so dass die Herstell- und Montagekosten und auch das Gewicht gegenüber herkömmlichen Doppelachsantrieben reduziert wird.
  • Vorteilhafterweise ist dabei das Getriebe als Hypoidkegelradgetriebe oder als normales Winkelgetriebe ausgeführt. Diese kompakten Getriebe eignen sich insbesondere für derartige Doppelachsantriebe, da sich dort der Kraftfluss auf engstem Raum nahezu ideal umlenken lässt. Um nun die beiden Gehäuseabschnitte kraftschlüssig miteinander zu verbinden, werden an den Stoßstellen Flanschflächen ausgeführt, an denen diese beiden Gehäuseabschnitte verbindbar sind.
  • Vorteilhafterweise verlaufen diese Flanschflächen senkrecht zur Antriebswelle des Rotors des Fahrmotors oder parallel zu den Treibachsen. Damit vereinfacht sich die Herstellung derartiger Flanschflächen.
  • Um dem Statorblechpaket des Fahrmotors einen durchgehenden Sitz im Gehäuse zu gewährleisten, werden die Flanschflächen außerhalb, insbesondere axial außerhalb des Statorblechpakets vorgesehen. Damit vereinfacht sich auch der Schrumpfsitz des Statorblechpakets innerhalb des dafür vorgesehenen Gehäuseabschnitts. Die auf das Statorblechpaket wirkenden Drehmomente Im Betrieb des Doppelachsantriebs werden dadurch besser aufgenommen. Dabei bleibt auch die Demontierbarkeit der jeweiligen Gehäuseabschnitte erhalten.
  • Bei einem Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs mit zumindest einem Doppelachsantrieb werden nunmehr ein kompakter Aufbau bei vergleichsweise geringem Gewicht und eine Kostenreduktion für derartige Fahrwerke geschaffen.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand prinzipiell dargestellter Ausführungsbespiele näher dargestellt; dabei zeigt
    • FIG 1
    einen Längsschnitt mit mittig einem angeordnetem Flansch,
    FIG 2
    einen Längsschnitt mit einem außermittig angeordnetem Flansch.
  • FIG 1 zeigt einen Längsschnitt eines Doppelachsantriebs, der sowohl als Mittenantrieb als auch als außenliegender Längsantrieb, insbesondere für Niederflurfahrzeuge geeignet ist. Dabei ist zwischen zwei Treibachsen 14 ein Fahrmotor 3 angeordnet, der ein Statorblechpaket 4 und ein eine Rotorwelle 7 umgebendes Rotorblechpaket 5 aufweist. Die um eine Drehachse 6 rotierbare Rotorwelle 7 ist dabei über Lager 9 gelagert. Das Statorblechpaket 4 ist drehfest in einer Gehäuseeinheit 15 untergebracht. Das Gehäuseeinheit 15 ist in zwei Gehäuseabschnitten 16 und 17 aufgeteilt, die an einer Flanschfläche 10 miteinander verbindbar sind. In dem vorliegenden Fall befindet sich die Flanschfläche 10 des Flansches im Bereich des Statorblechpakets 4.
  • In den Gehäuseabschnitten 16, 17 sind dabei jeweils Teile des Fahrmotors 3, Kupplung 8, Lagereinheit 23 für Getriebe 18 und Fahrmotors 3. In zumindest einem der Gehäuseabschnitte 16, 17 kann außerdem eine Bremsen, insbesondere zwischen Kupplung 8 und Fahrmotor 3 angeordnet sein. Am bzw. in den Gehäuseabschnitten 16, 17 können optional Luftleitvorrichtungen für Kühlluftströme, als auch Kühlmitteleinlässe 11 bzw. Kühlmittelauslässe 12 an der Hülle der Gehäuseabschnitte 16, 17 vorgesehen werden.
  • In einer vorteilhaften weiteren, Ausführungsform gemäß FIG 2 befinden sich die Flanschflächen 10 des Flansches axial außerhalb des Statorblechpakets 4. Damit weist des Statorblechpaket 4 einen durchgehende Sitz in einem Gehäuseabschnitt auf. Dies vereinfacht die Demontierbarkeit der Gehäuseabschnitte 16, 17. Damit können beispielsweise elektrische Anschlüsse des Wicklungssystems des Fahrmotors 3 besonders günstig auf einer Seite des Statorblechpaketes 4 zugänglich angeordnet werden.
  • In dem Gehäuseabschnitt 16 ist dabei u.a. der Fahrmotor 3, die Kupplung 8, eine Lagereinheit 23 für Getriebe 18 und Fahrmotors 3 und optional eine Bremse angeordnet. Im anderen Gehäuseabschnitt 17 ist die Kupplung 8 und eine Lagereinheit 23 für das Getriebe 18 angeordnet. Am bzw. in den Gehäuseabschnitten 16, 17 können dabei jeweils optional Luftleitvorrichtungen für Kühlluftströme, als auch Kühlmitteleinlässe 11 bzw. Kühlmittelauslässe 12 an der Hülle der Gehäuseabschnitte 16, 17 vorgesehen werden.
  • In der Gehäuseeinheit 15, insbesondere in den Gehäuseabschnitten 16 und 17 sind somit jeweils Lufteinlässe 11 und/oder Luftauslässe 12 in der Wandung der Gehäuseabschnitte 16, 17 vorgesehen. Ebenso ist innerhalb der Gehäuseeinheit 15 jeweils eine Kupplung 8, sowohl zur einen Treibachse 14 als auch zur anderen Treibachse 14 hin, angeordnet. Die gesamte Gehäuseeinheit 15 ist über Federn 13 in einem nicht näher dargestellten Drehgestell eines Schienenfahrzeugs platziert.
  • Die jeweiligen Gehäuseabschnitte 16, 17 nehmen ebenso jeweils die Lageranordnungen 23 in dementsprechenden Lagersitzen der Gehäuseabschnitte 16, 17 auf, die sich vorzugsweise zwischen Getriebe 18 und Kupplung 8 befinden.
  • Die jeweiligen Gehäuseabschnitte 16, 17 ragen axial - vom Fahrmotor 3 aus betrachtet - über die Treibachsen 14. Die Gehäuseabschnitte 16, 17 umgreifen dabei ihre jeweilige Treibachse 14 sowohl nach FIG 1 als auch nach FIG 2 bis zu 180 Grad. Mit anderen Worten: eine gedachte Verlängerung der Flanschflächen der Flansche 21 geht durch die jeweilige Treibachse 14.
  • Auch Winkel kleiner 180 Grad gestatten eine vergleichsweise einfache Montage.
  • Die Gehäuseabschnitte 16, 17 werden jeweils durch einen Getriebedeckel 20 abgeschlossen, die mittels Flanschverbindungen 21 am jeweiligen Gehäuseabschnitt 16, 17 befestigt werden. Die Getriebedeckel 20 weisen jeweils eine Wartungsöffnung 22 auf.
  • Über die Treibachse 14 wird mittels eines Getriebes 18 jeweils ein Rad bzw. ein Radsatz mit zwei Rädern angetrieben. Die Treibachse dieser Räder bzw. dieser Radsätze verlaufen dabei im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 6 des Fahrmotors 3.

Claims (3)

  1. Doppelachsantrieb mit zwei Treibachsen (14) und mit einem einzigen zwischen den zwei Treibachsen (14) angeordneten Fahrmotor (3), dessen Drehachse (6) quer, insbesondere senkrecht zu den Treibachsen (14) verläuft, wobei mittels einer Antriebswelle (7) des Fahrmotors (3) jeweils über ein Getriebe (18) eine Radsatzwelle antreibbar ist, wobei der gesamte Doppelachsantrieb in einer einzigen Gehäuseeinheit (15) angeordnet ist, die zwei Gehäuseabschnitte (16,17) aufweist, wobei die Gehäuseabschnitte (16, 17) die Treibachsen (14) in Richtung der Drehachse (6) des Fahrmotors (3) jeweils überragen und diese bis zu 180 Grad umgreifen, und wobei die Gehäuseabschnitte (16, 17) jeweils durch einen Getriebedeckel (20) abgeschlossen werden, welcher mittels einer Flanschverbindung (21) an dem jeweiligen Gehäuseabschnitt (16, 17) befestigt ist, dadurch ge-ke nnzeichnet, dass die beiden Gehäuseabschnitte (16, 17) einander zugewandte Flanschflächen (10) aufweisen, an denen die Gehäuseabschnitte (16,17) fixierbar sind, wobei die Flanschfläche (10) insbesondere senkrecht oder parallel zur Antriebswelle (7) verläuft.
  2. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (18) ein Winkelgetriebe oder ein Hypoidkegelradgetriebe ist.
  3. Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschfläche (10) axial außerhalb eines Statorblechpakets (4) des Fahrmotors (3) angeordnet ist.
EP17700642.6A 2016-01-26 2017-01-11 Doppelachsantrieb Active EP3380380B1 (de)

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EP16152694.2A EP3199418A1 (de) 2016-01-26 2016-01-26 Doppelachsantrieb
PCT/EP2017/050464 WO2017129404A1 (de) 2016-01-26 2017-01-11 Doppelachsantrieb

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EP3380380A1 EP3380380A1 (de) 2018-10-03
EP3380380C0 EP3380380C0 (de) 2023-09-06
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EP (2) EP3199418A1 (de)
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ES (1) ES2964751T3 (de)
RU (1) RU2693178C1 (de)
WO (1) WO2017129404A1 (de)

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