Drehgestell für Schienenfahrzeuge, z.B. Strassenbahnen

Abstract

 Drehgestelle für Schienenfahrzeuge, die einen in Fahrtrichtung liegenden Antriebsmotor (2, 3, 6) mit an den Stirnenden angeschlossenen Winkelgetrieben (5) für je eine Gestellachse enthalten werden leichter, wenn der Antriebsmotor (2, 3, 6) in dem die Seitenteile (18) des Drehgestells verbindenden Querträger (1) untergebracht ist und ein Hohlmantel (2) des Querträgers (1) als elektrisch wirksames Motorgehäuse dient. Der Hohlmantel (2) nimmt die Statorwicklungen (3) auf.
Zum Zwecke der weiteren Gewichtserleichterung lagert jedes über das Winkelgetriebe (5) und Kardanwellen (9, 9a) angetriebene Radpaar einer Gestellachse in einem jochartigen Gebilde, das aus je einer doppelwandigen und je ein Rad (12) einschließenden Schwinge sowie die einander seitlich gegenüberliegenden Schwingenenden (15, 15a) miteinander verbindenden dünnwandigen Rohren (16) besteht. Dieses Gebilde ist an den Enden (15a) der Schwingen, die der Gestellmitte zugewandt sind, über Gelenke (17, 17a), von denen eines ein Doppelgelenk (17a) ist, mit dem Drehgestell verbunden. Die Doppelgelenke (17a) jedes jochartigen Gebildes liegen sich diagonal gegenüber. Die Schwingen sind oberhalb der Radmitten gegenüber den Seitenteilen (18) abgefedert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, z.B. Straßenbahnen, mit einem in Fahrtrichtung liegenden Antriebsmotor, an dessen Stirnseiten je ein Winkelgetriebe angeordnet ist, das über ein Differentialgetriebe mittels Kardanwellen und Kupplung mit den in Pendelrahmen oder Schwingen gelagerten Laufrädern einer Gestellachse verbunden ist.

[0002] Es ist bekannt, die Achsen eines Drehgestells für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mit einem in Fahrtrichtung liegenden Antriebsmotor über je ein an dessen Stirnseiten angeordnetes Winkelgetriebe und über je eine die Achse mit Spiel umgebende Hohlwelle und entsprechende Anschlußkupplungen anzutreiben.

[0003] Bei dieser Bauweise der Drehgestelle gleichen die über die Achse starr miteinander verbundenen Laufräder die verschiedenen Weglängen bei Kurvenfahrten größtenteils selbst durch die kegelartige Neigung ihres Radkranzes aus. Dieser Längenausgleich ist mit einer mehr oder weniger großen Gleitreibung, mit Spurkranz- bzw. Bandagenverschleiß und unter Umständen unliebsamen Quietschgeräuschen verbunden.

[0004] Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man bisher die Laufräder statt auf sie starr verbindenden Achsen auf Halbachsen angeordnet, die jeweils in Halbdrehgestellen, Pendelrahmen oder Schwingen gelagert sind, wo sie entweder einzeln oder seitenweise angetrieben werden.

[0005] Ein bisher unveröffentlichter Vorschlag geht bereits dahin, daß die Räder von einem einzigen in Fahrzeugmitte und in Fahrtrichtung gelegenen Motor mit zwei Abtriebswellenstümpfen über Winkelgetriebe, Differentiale, Kupplungen und Kardanwellen angetrieben werden.

[0006] Derartige Drehgestelle sind verhältnismäßig schwer und tragen den Bestrebungen nach einem Leichtbau von schnellen Fahrzeugen noch keineswegs Rechnung.

[0007] Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und ein Drehgestell mit Mittelantrieb zu schaffen, das wesentlich leichter ist als die bisher üblichen. Sie besteht darin, daß der Antriebsmotor in bekannter Weise in dem die Seitenteile des Drehgestells verbindenden, mit einem Hohlmantel versehenen Querträger gehalten ist, wobei der Hohlmantel zugleich als elektrisch wirksames Motorgehäuse ausgebildet ist, in das die Statorwicklungen eingeschoben sind und das stirnseitig von Motorlagerschilden verschlossen ist.

[0008] Es ist zwar bekannt, beispielsweise durch die DE-PS 566 698, bei Drehgestellen mit durchgehenden starren Achsen die Querverbindung der Drehgestelllangträger mit einem Gehäuse zur Aufnahme des Antriebsmotors zu versehen, wobei dieses der Halterung dienende Gehäuse nicht die Funktion des elektrisch wirksamen Motormantels ausübt. Durch das Einschieben des eigentlichen Motorgehäuses in diese Halterung fällt diese Bauweise noch sehr schwer aus.

[0009] Vorteilhaft ist der Hohlmantel unter Wegfall besonderer Motorlagerschilde unmittelbar von den Flanschen der Winkelgetriebe verschlossen und die Motorwelle in an sich bekannter Weise mit in den Ritzellagern der Winkelgetriebe gelagert. Die Mitbenutzung der Ritzellager der Winkelgetriebe zur Lagerung der Motorwelle ist zwar bereits durch die DE-OS 25 48 058 bekannt, wo sie insbesondere zur Verkürzung der Motorlänge dient. Im vorliegenden Falle dient sie im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch insbesondere zur weiteren Gewichtserleichterung.

[0010] Eine weitere, ebenfalls der Gewichtsverminderung des Drehgestells dienende Maßnahme besteht darin, daß doppelwandige Schwingen jeweils eines der Laufräder gelagert einschließen und zusammen mit Elementen, die die sich gegenüberliegenden Schwingenenden einer Gestellachse miteinander verbinden, einen Rahmen bilden und an den der Gestellmitte zugewandten Enden gelenkig, z.B. über Silentblöcke, mit den Seitenteilen des Drehgestells verbunden sind sowie sich etwa in ihrer Mitte unter Zwischenschaltung eines Federkörpers an einem Ausleger der Seitenteile abstützen.

[0011] Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, die Verbindung einer der Schwingen einer Gestellachse mit demDrehgestellseitenteil durch ein Doppelgelenk zu bewerkstelligen, dem das Doppelgelenk der weiteren Gestellachse diagonal gegenüberliegt. Die Anwendung dieser Doppelgelenke erleichtert eine Schränkung der Achsen, wie sie z.B. beim Auflaufen eines Spürkranzes vorkommt.

[0012] Zweckmäßig sind die Verbindungselemente, welche die Schwingen einer Gestellachse rahmenartig verbinden, als dünnwandige Rohre ausgeführt und gegebenenfalls aus Leichtmetall hergestellt. Auch die Schwingen können vorteilhaft aus demselben Material bestehen. Somit kann diese Konstruktion sehr leicht ausgeführt werden.

[0013] Die zwischen den Wänden einer jeden Schwinge einzeln gelagerten Laufräder werden durch die rahmenartige Verbindung der Schwingen einer Gestellachse absolut parallel zueinander geführt. Die Laufräder brauchen in den Schwingen auch nicht gefedert zu lagern: vielmehr erfolgt eine Federung der Schwingen und der Räder gemeinsam.

[0014] In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und näher beschrieben.

[0015] Es zeigen:

Fig. 1 ein durch einen Elektromotor angetriebenes Drehgestell in Seitenansicht,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht der Fig. 1 mit verschiedenen Motorausführungen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Elektromotor und

Fig. 4 eine Prinzipskizze für den Bewegungsmechanismus des Drehgestells beim Auflaufen eines Rades.

[0016] Mit 1 ist ein Querträger bezeichnet, der die Seitenteile 18 des Drehgestells verbindet, indem er in dem betroffenen Bereich selbst als Drehgestellseitenteil ausgebildet ist, und in der Längsmitte des Drehgestells einen Hohlmantel 2 eingeschweißt trägt, der als elektrisch wirksames Motorgehäuse für den Gestellantrieb dient und in den die Statorwicklungen 3 eingeschoben sind. Der Hohlmantel 2 kann, wie in Fig. 3 gestrichelt gezeichnet, gegebenenfalls auch längsgeteilt ausgeführt sein, wodurch die Montage der Statorwicklungen 3 erleichtert wird.

[0017] Der Hohlmantel 2 ist auf der linken Seite der Fig. 2 stirnseitig von einem Lagerschild 4 (stellvertretend für beide Mantelenden) verschlossen, gegen den ein am Hohlmantel 2 befestigtes Winkelgetriebe 5 anliegt und in dem der Motorläufer 6 gelagert ist. Bei der Ausführung auf der rechten Seite der Fig. 2 ist der Hohlmantel 2 unmittelbar von dem Flansch 7 des Winkelgetriebes 5a (stellvertretend für beide Mantelenden) verschlossen, wobei die Welle 6a des Motorsläufers 6mit in Lagern 8 des Ritzels des Winkelgetriebes 5a gelagert ist. Die Winkelgetriebe 5 oder 5a treiben über Kardanwellen 9 und 9a und Gelenkkupplungen 10, 11 und lla die Laufräder 12 an. Diese sind im oberen Teil der Fig. 2 zur Erzielung eines möglichst großen Gelenkabstandes der Kardanwelle 9a im Falle von Schränkungen auf Hohlwellen 13 gelagert, wobei die Kardanwelle 9a die Hohlwelle 13 durchdringt und mit dieser durch die Gelenkkupplung lla verbunden ist, die auf der Drehgestellaußenseite liegt.

[0018] Die Laufräder 12 sind in Schwingen 14 gelagert, die jeweils zwei in Fahrtrichtung parallel zueinander verlaufende Stege besitzen und mit diesen jeweils ein Laufrad 12 einschließen. Die Stege sind an den Enden 15 und 15a fest miteinander verbunden. Zwei Schwingen 14 jeweils einer Gestellachse sind außerdem an den sich gegenüberliegenden Enden 15 bzw. 15a durch dünnwandige Rohre 16 miteinander verbunden, so daß dadurch zusammen mit den Schwingen ein jochartiges Gebilde entsteht.

[0019] An ihren Enden 15a sind die Schwingen 14 gelenkig mit den Seitenteilen 18 des Drehgestells verbunden. Dabei ist ein Gelenk jeder Gestellachse als Einfachgelenk 17 und das weitere Gelenk als Doppelgelenk 17a ausgebildet, wobei sich die Doppelgelenke 17a jeder Gestellachse diagonal gegenüberliegen. Diese Anwendung der Doppelgelenke 17a erleichtert eine Schränkung der Achsen, wie sie z.B. beim Auflaufen eines Spurkranzes vorkommt (vergl. Fig. 4). In ihrer Mitte sind die Schwingen 14 unter Zwischenschaltung einer Feder 19 an einem Ausleger 20 der Seitenteile 18 abgestützt. Auf diese Weise sind die Schwingen 14 einschließlich der Laufräder 12 gegenüber dem übrigen Drehgestell gefedert abgestützt, so daß auf eine aufwendige Einzelabfederung der Räder verzichtet werden kann.

[0020] Auf den Seitenteilen 18 des Drehgestells ist der Wagenkasten in üblicher Weise unter Zwischenschaltung von Federn 21 (Sekundärfederung) abgestützt, die auch Luft- oder Hydraulikfedern sein können.

Ansprüche

1. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, z.B. Straßenbahnen, mit einem in Fahrtrichtung liegenden Antriebsmotor, an dessen Stirnseiten je ein Winkelgetriebe angeordnet ist, das über ein Differentialgetriebe mittels Kardanwellen und Kupplungen mit den in Pendelrahmen oder Schwingen gelagerten Laufrädern einer Gestellachse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (2,3.6) in bekannter Weise in dem die Seitenteile (18) des Drehgestells verbindenden, mit einem Hohlmantel (2) versehenen Querträger (1) gehalten ist, wobei der Hohlmantel zugleich als elektrisch wirksames Motorgehäuse ausgebildet ist. in das die Statorwicklungen (3) eingeschoben sind und das stirnseitig von Motorlagerschilden (4) verschlossen ist.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch ^qekennzeichnet, daß der Hohlmantel (2) unter Wegfall besonderer Motorlagerschilde unmittelbar von den Flanschen (7) der Winkelgetriebe (5a) verschlossen ist und die Motorwelle (6a) in an sich bekannter Weise mit in den Lagern (8) des Ritzels der Winkelgetriebe (5a) gelagert ist.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch qekennzeichnet, daß doppelwandige Schwingen (14) jeweils eines der Laufräder (12) gelagert einschließen, zusammen mit Elementen, die die sich gegenüberliegenden Schwingenenden einer Gestellachse miteinander verbinden, einen Rahmen bilden und an den der Gestellmitte zugewandten Enden gelenkig, z.B. über Silentblöcke, mit den Seitenteilen (18) des Drehgestells verbunden sind sowie sich etwa in ihrer Mitte unter Zwischenschaltung einer Feder (19) an einem Ausleger (20) der Seitenteile abstützen.

4. Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, daß die Verbindung einer der Schwingen (14) einer Gestellachse mit dem Seitenteil (18) durch ein Doppelgelenk (17a) bewerkstelligt ist, dem das Doppelgelenk der weiteren Gestellachse diagonal gegenüberliegt.

5. Drehgestell nach Anspruch 3 und 4, dadurch ^gekenn- zeichnet, daß die Verbindungselemente, welche die Schwingen (14) einer Gestellachse rahmenartig verbinden, als dünnwandige Rohre (16) ausgeführt sind.

6. Drehgestell nach Anspruch 3 bis 5, dadurch ^gekenn- zeichnet, daß die Schwingen (14) und die dünnwandigen Rohre (16) aus Leichtmetall bestehen.

Zeichnung