CN101160475B - 用于一有轨机车至少一个转动轮的滑动离合器，用于有轨机车的转向架以及有轨机车 - Google Patents

用于一有轨机车至少一个转动轮的滑动离合器，用于有轨机车的转向架以及有轨机车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于至少一个有轨机车转动轮(9)的滑动离合器，所述转动轮(9)固定在一轴(16)上，可用一电动机(1)驱动，所述滑动离合器具有相对布置的环形外牙，其中，所述滑动离合器的外牙由所述转动轮(9)的一零件(28)与一压缩环(17，23)构成，所述压缩环(17，23)与所述转动轮(9)固定相连，一夹紧环(27)夹紧在所述压缩环(17，23)和所述转动轮(9)的零件(28)之间。本发明所提供的滑动离合器易于制备且易于触及。此外还可实现对最大转矩的后续调整。

Description

用于一有轨机车至少一个转动轮的滑动离合器，用于有轨机车的转向架以及有轨机车
技术领域
本发明涉及一种用于一个有轨机车至少一个转动轮的滑动离合器，其中，所述转动轮固定在轴上，可用电动机驱动。
背景技术
现在的有轨机车电驱动装置普遍使用连接有功率变换器的三相异步电机。当变换器的控制装置发生故障时，三相异步电机会在短时间内产生很大的制动转矩，这个制动转矩是最大工作转矩的很多倍，又称为“短路冲击转矩”。由此引起的突然制动会使整个传动系受到很高的负荷。
有轨电车用驱动轴来向轮对或各个转动轮传递驱动转矩或制动转矩，这种驱动轴相应将安装在(例如)转向架或车厢内的驱动装置与转动轮相连。当驱动装置悬挂时，这种轴式联接须对轮子和驱动装置之间的相对运动进行补偿，例如借助导杆联接、多片离合器或齿式离合器。
一种已知做法是为有轨电车驱动装置的传动系设定较大尺寸，使其能在使用期限内承受短路冲击转矩所引起的负荷。
但其缺点在于，传动系的过大尺寸会显著增加材料耗用，从而使传动系的重量相应有所增大。
另一种已知做法是用滑动离合器来限制出现在传动系中的短路冲击转矩，并为这个滑动离合器设定一个超过最大工作转矩的断开转矩值。已知的滑动离合器安装在电动机轴或小齿轮轴上。发生短路的瞬间离合器会打滑。
但其缺点在于，已知的滑动离合器由很多部件构成，制备方法比较复杂，由于其安装在电动机附近，因而在维修或维护时很难被接触到。此外，也无法在最大传递转矩方面对已知的滑动离合器进行后续调整。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种易于制备且易于触及的滑动离合器。此外也能对所述滑动离合器进行最大转矩的后续调整。
根据本发明，这个目的通过一种用于一个有轨机车的至少一个转动轮的滑动离合器而达成，其中，所述转动轮连接在一轴上并可用电动机驱动，所述滑动离合器具有相对布置的环形外牙，其中，滑动离合器的外牙由转动轮的一零件与一压缩环构成，其中，压缩环与转动轮固定相连，一夹紧环夹紧在压缩环和转动轮的零件之间。
借此可有利地简化本发明的滑动离合器的制备方法，因为与传统的法兰螺旋连接相比，最佳情况下只需通过一个其他零件(即压缩环)就可实现本发明的滑动离合器。另一优点在于，安装在转动轮上的滑动离合器相比安装在电动机轴或小齿轮轴上的滑动离合器更易于触及。据此，夹紧环建构为轴向离合器的组成部分，可在过负荷情况下相对于转动轮和压缩环所构成的单位进行转动。可用一牵引驱动装置通过一轴向离合器对转动轮进行驱动。
可用一电动机通过一轴向离合器空心轴和/或与转动轮相连的轴向离合器接头对转动轮进行驱动。在此情况下，夹紧环可在转动轮侧为轴向离合器空心轴的组成部分，或在转动轮侧与轴向离合器空心轴固定相连。这样就不需要设置轴向离合器接头。
作为可选方案，夹紧环也可在转动轮侧为轴向离合器接头的组成部分，或在转动轮侧与轴向离合器接头固定相连。在此情况下，转动轮通过滑动离合器及轴向离合器接头与轴向离合器空心轴相连。
借此可有利地实现传动系的悬挂。空心轴也可以实施得非常短，在极限情况下，空心轴也可以实施为在转动轮侧只由一连接在轴向离合器接头上的接头或一夹紧环构成，在电动机侧由一用于力传递的接头构成。在此情况下，传动系既可用于轮对传动，也可用于单轮传动。
轴上有利地连接有一其他转动轮，在此情况下无需特别对这一其他转动轮进行驱动，也无需为其设置其他滑动离合器(轮对传动)。
根据本发明，夹紧环实施为在其夹紧侧上具有平行表面或实施为具有一锥形横截面。两种情况下均可有利地产生可供使用的相对较大的摩擦面，这些摩擦面可吸收摩擦产生的热量，从而避免出现过热现象。
本发明的另一有利建构方案是在压缩环与夹紧环之间和/或转动轮与夹紧环之间设置具有摩擦面的其他元件。在此情况下，这些元件建构为环状物或具有制动器闸瓦的形状。借此可有利地确保只有这些元件才会受到磨损，压缩环或转动轮不会受到磨损。
作为可选方案，也可在压缩环与夹紧环之间以及转动轮与夹紧环之间的至少一个夹紧面上设置一摩擦衬片或一减摩涂层。
根据本发明，压缩环的连接通过一带有椭圆形横截面自调位螺母的螺旋连接和多个压入销而实现。这一方面可确保将压缩环可靠地连接在转动轮上，另一方面也可简化维护时的拆卸工作。但正是借助螺栓而实现的连接方式可有利地实现对最大待传递转矩的后续调整。
但如果组件设计得非常硬且以紧公差制备而成，使得只会发生较小变形并且较小变形可被螺旋连接的螺纹间隙吸收，就并非必须设置上述自调位螺母。
本发明的另一有利建构方案是压缩环通过其外侧抵靠在转动轮上。因为在此情况下也可将压缩环建构为弯曲梁。其中，压缩环在其内、外侧之间具有一锥度，使得夹紧环被压缩环的内侧夹紧。借此可有利地确保压缩环在负荷过高的情况下可以发生变形，从而避免受损。
根据本发明，夹紧环旁边还布置有一固定相连的定心环，这一定心环以形状匹配的方式嵌入转动轮上的一空隙内，从而将夹紧环置于滑动离合器外牙的中部。借此可有利地确保夹紧环总是以最佳方式被滑动离合器的外牙固定住。
本发明的另一有利建构方案是在夹紧环旁边安装多个密封圈，以防止摩擦面受潮和受到腐蚀。
通过将本发明的滑动离合器安装在一有轨机车内，或者更确切地说，安装在一有轨机车的转向架内，可实现上文所述的各项优点。由于本发明的滑动离合器与可从外部接触到的转动轮相连，因而更易于触及，从而可缩短有轨机车的维护时间。
附图说明
下面借助附图所示的实施例对本发明及其符合从属权利要求特征的有利建构方案作进一步说明，但本发明并不仅限于这些实施例，其中：
图1为一有轨机车的传动系；
图2为一安装在电动机轴上的滑动离合器；
图3为一本发明的滑动离合器；以及
图4为本发明的滑动离合器的另一实施例。
具体实施方式
图1显示的是一现有技术中的有轨机车的传动系。一牵引电动机1驱动一固定在电动机轴10上的电动小齿轮2。电动小齿轮2通过其齿面与安装在一个单级传动装置5中的传动大齿轮4相连。传动大齿轮4通过一驱动侧的轴向离合器接头3与轴向离合器空心轴6相连，而轴向离合器空心轴6又与一转动轮侧的轴向离合器接头7相连。转动轮侧的轴向离合器接头7通过一法兰螺旋连接8连接在转动轮9上。转动轮9连接在一轴16上，轴16的另一端上安装有另一转动轮26。其中，轴向离合器空心轴6的作用也是实现悬挂，从而避免牵引电动机与转动轮之间发生不期望的刚性联接。现有技术中的这种传动系必须具有过大尺寸才能防止短路冲击转矩引发故障。
图2显示的是一现有技术中的滑动离合器，其布置在电动机轴10与电动小齿轮2之间。滑动离合器的主要组成部分是滑动套筒11，在待传递转矩过大的情况下，滑动套筒11可使电动小齿轮2进行相对于电动机轴10的滑转。但是在这种滑动离合器中显然无法对最大待传递转矩进行后续调整，因为这个最大转矩主要取决于相关组件的尺寸，因而是固定的。
此外，这种滑动离合器还须采取一定措施来防止滑动套筒发生侧滑或偏移。为此需设置一个由一隔离套筒12、一轴承13、一紧固板14与一紧固螺栓15构成的结构。
图3显示的是本发明的滑动离合器的一实施例。滑动离合器具有相对布置的环形突起的外牙，其中，滑动离合器的外牙由转动轮9的一零件28与一压缩环17构成，其中，压缩环17与转动轮9固定相连。一夹紧环27夹紧在压缩环17和转动轮9的零件28之间。夹紧环27是另一元件18的组成部分，元件18可以相当于轴向离合器接头7，在省去轴向离合器接头7的情况下，元件18也可以仅相当于一轴向离合器空心轴6。转动轮9的零件28是在转动轮9上成形的一个部分，也就是说，零件28和转动轮9为一整体。其中，零件28可向外突出，但并非必须如此。如图1和图3所示，转动轮9可用一牵引电动机1驱动。
轴16也可建构为短轴。在此情况下，转动轮9连接在一短轴上。也就是说，两个相对布置的转动轮9分别连接在一单独的短轴上。在此情况下，所述短轴直接安装在转向架上。
压缩环17通过螺栓22和压入销21固定并连接在转动轮9上。最佳方案是在压缩环17与夹紧环27之间以及转动轮9与夹紧环27之间的夹紧面上设置摩擦衬片19。作为可选方案，也可在压缩环17与夹紧环27之间和/或转动轮9与夹紧环27之间布置具有摩擦面的其他元件。这些元件例如可以是制动器闸瓦或者其他环。此外，夹紧环27旁边还布置有一定心环20，这一定心环以形状匹配的方式嵌入转动轮9上的一空隙内。通过定心环20可以确保夹紧环27总是以最佳方式夹紧在滑动离合器的外牙之间。
也就是说，当有短路冲击转矩出现时，夹紧环27会在压缩环17和转动轮9的零件28之间发生短暂滑转。随后，压缩环17和转动轮9的零件28会将夹紧环27重新固定位，并以无滑动的方式传递转矩。滑动离合器原则上也可由多个夹紧环27、多个压缩环17和转动轮9的零件28构成。在此情况下，夹紧环27嵌入压缩环17和转动轮9的零件28所构成的空隙中。
此外，还可用至少一种能将夹紧环27夹紧、但形状不同的结构来代替压缩环17。
图4显示的是本发明的滑动离合器的另一实施例。图4中使用了一种改良压缩环23。压缩环23在其远离转动轮9的一侧上具有一锥度，因而夹紧环27只被压缩环23的内侧和转动轮9的零件28夹紧。据此，压缩环23建构为弯曲梁，其外侧抵靠在转动轮9上。借此可有利地确保压缩环23在负荷过高的情况下可以发生变形，从而避免受损。此外还为带有螺栓22的螺旋连接件使用了自调位螺母24。在图4所示的实施例中，用两个密封圈25密封夹紧环27，以防止其受潮或受到污染。也可用一护罩遮盖夹紧环区域，以防止其受潮或受到污染。

Claims (20)

1.一种用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，所述转动轮(9)连接在一轴(16)上并用一电动机(1)进行驱动，所述滑动离合器具有相对布置的环形外牙，其中，所述滑动离合器的外牙包括所述转动轮(9)的一零件(28)与一压缩环(17，23)，所述压缩环(17，23)与所述转动轮(9)固定相连，一夹紧环(27)被夹紧在所述压缩环(17，23)和所述转动轮(9)的零件(28)之间，所述夹紧环(27)配有一定心环(20)，所述定心环以形状匹配的方式嵌入所述转动轮(9)上的一空隙内。
2.根据权利要求1所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述电动机(1)通过一轴向离合器空心轴(6)对所述转动轮(9)进行驱动。
3.根据权利要求1或2所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述电动机(1)通过一轴向离合器接头(7)对所述转动轮(9)进行驱动，所述轴向离合器接头通过所述滑动离合器与所述转动轮(9)相连。
4.根据权利要求1至2中任一项权利要求所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述轴(16)上连接有另一转动轮(26)。
5.根据权利要求1所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述夹紧环(27)在所述转动轮侧为所述轴向离合器空心轴(6)的组成部分，或在所述转动轮侧与所述轴向离合器空心轴(6)固定相连。
6.根据权利要求1所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述夹紧环(27)在所述转动轮侧为所述轴向离合器接头(7)的组成部分，或在所述转动轮侧与所述轴向离合器接头(7)固定相连。
7.根据权利要求6所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述转动轮(9)通过所述轴向离合器接头(7)与所述轴向离合器空心轴(6)相连。
8.根据权利要求5、6或7所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述夹紧环(27)在其夹紧侧上具有平行表面。
9.根据权利要求5、6或7所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述夹紧环(27)具有一锥形横截面。
10.根据权利要求1或2所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)与所述夹紧环(27)之间和/或所述转动轮(9)与所述夹紧环(27)之间安装有具有摩擦面的其他元件。
11.根据权利要求1或2所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)与所述夹紧环(27)之间以及所述转动轮(9)与所述夹紧环(27)之间的至少一个夹紧面上额外地布置有一摩擦衬片(19)。
12.根据权利要求1或2所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)与所述夹紧环(27)之间以及所述转动轮(9)与所述夹紧环(27)之间的至少一个夹紧面上布置有一减摩涂层。
13.根据权利要求1所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)通过至少一个螺旋连接件(22)连接在所述转动轮(9)上。
14.根据权利要求13所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述螺旋连接件(22)用具有椭圆形横截面的自调位螺母(24)进行紧固。
15.根据权利要求13或14所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)额外地用至少一个压入销(21)进行紧固。
16.根据权利要求1或2所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(17，23)通过其外侧抵靠在所述转动轮(9)上。
17.根据权利要求16所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述压缩环(23)的远离所述转动轮(9)的一侧建构为弯曲梁。
18.根据权利要求10所述的用于一有轨机车至少一个转动轮(9)的滑动离合器，其特征在于，
所述夹紧环(27)配有至少一个用于密封所述摩擦面的密封圈(25)。
19.一种用于有轨机车的转向架，具有至少一个根据权利要求1至18中任一项权利要求所述的滑动离合器。
20.一种有轨机车，具有至少一个根据权利要求1至18中任一项权利要求所述的滑动离合器。
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