CN101519075B

CN101519075B - 轨道机车的驱动装置

Info

Publication number: CN101519075B
Application number: CN200910134631.1A
Authority: CN
Inventors: 乔陈·布兰兹塔特; 沃纳·布鲁尔; 约瑟夫·埃伯勒; 格尔德·莱夫勒; 雨果·拉科; 赫伯特·莱特迈耶; 克里斯琴·托马; 托马斯·韦尔登费尔德
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: EP2085284A2; RU2009103535A; RU2481980C2; DE102008008027A1; PL2085284T3; EP2085284B1; EP2085284A3; CN101519075A

Abstract

本发明涉及一种将驱动运动传递到轨道机车的轮对轴(13)中的驱动装置。本发明还涉及具有这种驱动装置的轨道机车。本发明的驱动装置能够提供一种用于160km/h以上速度范围的大功率轨道机车的构造特别简单且具有较小重量的驱动装置。为此，该驱动装置具有：牵引电机，变速器，在牵引电机和变速器之间布置的离合器，其具有若干离合器构件，和保持装置，其将牵引电机以全弹簧减振方式保持在轨道机车上，但将驱动装置总体上以部分弹簧减振方式保持在轨道机车上，其中变速器支承在牵引电机上并且这样地设置该支承结构，使得各离合器构件在离合器的离合平面中的相对运动得以减小。

Description

轨道机车的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种向轨道机车的轮对轴引入驱动运动的驱动装置。

本发明还涉及一种具有至少一个这种驱动装置的轨道机车。

背景技术

现有技术中已公知了用于最高时速达160km/h的柴电或电力轨道机车的完全弹簧减振的或者部分弹簧减振的以及未加弹簧减振的驱动装置。但是按照现有技术，最高时速大于160km/h的轨道机车在牵引车和机车具有更高功率(大于4000kw)的情况下只具有完全弹簧减振的驱动装置。具有较小最高时速和高起动牵引力的货运列车通常设有无离合器的简单抱轴式传动，其中，牵引电机被设置得结实而笨重并且通过变速器由所谓的抱轴轴承支承在轮对轴上。在更高速度情况下，由于轨道的不平度而通过车轮传递到轮对轴上的撞击不利地作用到这种驱动装置上。另外，高的未加弹簧减振的质量对轨道结构造成了很高的负荷。因此，按照现有技术最高时速大于160km/h的轨道机车、特别是牵引车和机车配备有全弹簧减振的驱动装置、例如具有空心万向轴传动的驱动装置，而这是构造复杂和笨重的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于160km/h以上速度范围的大功率轨道机车、尤其是牵引车和机车的构造特别简单且具有较轻重量的驱动装置，其同时可以经济地应用于具有低速度和高牵引力及大功率的重载货物运输。

这一技术问题按照本发明通过一种向轨道机车的轮对轴引入驱动运动的驱动装置解决，该驱动装置具有：

-牵引电机，

-变速器，

-设在牵引电机和变速器之间的离合器，其具有若干离合器构件，和

-保持装置，该保持装置将牵引电机以全弹簧减振方式、但将驱动装置总体上以部分弹簧减振方式保持在轨道机车上，其中

该变速器被支承在牵引电机上并且该支承减小了所述各离合器构件在离合器的离合平面中的相对运动。

本发明规定，在变速器和牵引电机之间设有离合器，该离合器将牵引电机的电机轴的转动传递给变速器。变速器这样地支承在牵引电机上，使得所述各离合器构件在离合器的离合平面中的相对运动得以减小，以便使离合器能实现一种简单而紧凑的构造形式。这一认识的基础在于，被全弹簧减振的牵引电机在速度高于160km/h情况下即使当该牵引电机上支承一个仅部分弹簧减振的或未加弹簧减振的变速器时也足够安全地抵御撞击作用。这样能实现与所述抱轴式传动中的牵引电机相比更轻型的牵引电机的实施方案。

在本发明的范围内，部分弹簧减振构件这一短语表示一个这样的构件，该构件可用保持装置固定在支座上，其中，保持装置的一部分包括弹簧元件并且另一部分被设置为未弹簧减振的保持装置。在此，具有弹簧元件的保持装置具有一个表示回复力和弹簧行程之间关系的弹簧特性。因此，由支座通过具有弹簧元件的保持装置传递到变速器上的撞击作用就被弹簧接收并且通过弹簧元件固有的阻尼效应而被降低。骑轴式的变速器可以认为是未加弹簧减振的变速器的一个例子，其具有一个包围该轮对轴的大轮，它与轮对轴抗扭地连接。本发明驱动装置具有一个部分弹簧减振的或未加弹簧减振的变速器，其与一个全弹簧减振的驱动装置相比更易于构造。通过这种更简单的构造形式，可以减轻驱动装置的重量。此外还确保驱动装置更便于维护。该变速器可以例如这样地固定在轨道机车上，使得该变速器重量的一部分被支承在轨道机车的轮对轴上和/或转动支架上和/或底盘上。例如，该变速器可以未加弹簧减振地与轮对轴和/或与转动支架相连接。在此重要的是，变速器被支承在牵引电机上，以便减小各离合器构件在离合器的离合平面中的相对运动。按照离合器构造的不同，可以在离合平面中存在这样的方向，各离合器构件沿着该方向在离合平面中的相对运动不会对离合器的离合特性产生不利的影响。为了确保离合器构件在离合平面内的可靠离合，变速器在牵引电机上的支承被这样地构造，使得至少各离合器构件在离合器的离合平面中的那些会妨碍离合器构件正常接合的相对运动得以减小。为此可例如将变速器铰接在牵引电机上。

可以有利地规定，该驱动装置是为运行速度高于160km/h的轨道机车设计的。

本发明的驱动装置不仅可以有利地应用在慢速轨道机车、例如货运列车的情况下而且可以应用在快速行驶的大功率轨道机车的情况下。通过这种简单而轻便的构造方式，它可以特别有利地应用于最高时速高于160km/h的轨道机车。

还可以视为优选方案的是，该驱动装置被设置为用于至少250kN、特别是至少280kN的起动牵引力。

这样能实现一种具有特别小轴负荷的通用机车。

此外可以有利地规定，该保持装置具有将牵引电机以全弹簧减振方式保持在轨道机车上的电机保持装置。

牵引电机可以被电机保持装置例如以全弹簧减振的方式保持在转动支架上。

也可以被视为有利的是，该变速器具有一个被设计用于包围该轮对轴且具有大轮轴的大轮，其中电机轴平行于该大轮轴地延伸。

也就是说，该电机被横向于轨道机车之运行方向地布置在该轨道机车上。例如，牵引电机可以被横向地布置在转动支架上。这样能实现驱动装置的一种紧凑的构造方式。

另外可以优选规定，该电机保持装置被设置为在横向上弹性地固定该牵引电机。

还可以视为优选的是，该保持装置包括以非弹簧方式固定在轨道机车上的固定装置。

因为按照本发明对于高于160km/h的速度范围只将牵引电机以全弹簧减振的方式保持在轨道机车上就足够了，所以为了保持该驱动装置，可这样地设置固定装置，使得该驱动装置以非弹簧方式固定在轨道机车上。这样则具有相比弹簧的保持装置更为简单的构造形式。

另外可以优选方式规定，该固定装置包括用于将变速器固定到轮对轴上的变速器固定装置。

变速器固定装置可以使变速器例如与轮对轴抗扭地连接，因此变速器被设置为骑轴式的。这种变速器的构造特别简单且具有较小的重量。

还可以视为有利的方式是，离合器是一种盘式离合器或钢片离合器。

该钢片离合器是不用维护的并且在较小重量的同时具有紧凑的构造形式。这样就在将驱动装置布置在转动支架上的情况下创建足够的空间位置以用于为高速设计的大功率牵引电机。

本发明另一个优选构造形式可以规定，该变速器具有一个被设置用于握持该轮对轴的大轮并具有一个与该大轮在端侧啮合的小齿轮，该小齿轮与离合器相连接并可借助该离合器由牵引电机驱动。

该大轮可以例如与轮对轴抗扭地连接。

还可以被视为优选的方式是，该牵引电机具有一个电机轴，其中在驱动装置的安装状态时小齿轮，离合器和电机轴沿一条轴线对齐地布置，其中，该小齿轮被设计为空心轴的结构并且至少部分地包围该离合器。

驱动装置的这种构造形式是特别紧凑的。

另外可以优选方式规定，变速器通过变速器固定装置支承在牵引电机上。

变速器固定装置可以例如是抱轴轴承(Tatzlager)，或者是与变速器及牵引电机刚性地或铰接地连接的杆。按照变速器固定装置的另一个具体实施例，该变速器可以焊接在牵引电机上。变速器固定装置也可以例如是变速器或牵引电机的一个构件或者是一个包围变速器和牵引电机的共同的壳体。

还可以视为优选方式的是，该变速器固定装置提供一种未加弹簧减振的及未被阻尼的固定。

又可以视为优选方式的是，该变速器被支承在牵引电机的扭矩支承上。

再可以视为优选方式的是，该变速器铰接地固定在牵引电机上。

变速器与牵引电机的刚性连接并不一定是减小各构件在离合器的离合平面中的相对运动所必需的。

按照另一个优选的具体实施例，该变速器可以与牵引电机刚性连接。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种具有至少一个驱动装置的轨道机车，该轨道机车是为大于160km/h的最高时速而设计的并具有特别小的轴负荷重量。

按照本发明，该技术问题通过一种设有至少一个按权利要求1至16中任一项所述的驱动装置的轨道机车而解决，其中，轨道机车被设计为最高时速大于160km/h。

还可以视为优选方式的是，该轨道机车的驱动装置总共具有至少4000kW的驱动功率。

轨道机车的一种优选构造形式可以规定，该轨道机车具有至少250kN、特别是至少280kN的起动牵引力。

这种轨道机车适合作为通用机车。

附图说明

参考附图对本发明具体实施例说明了本发明的其它适当的构造和优点，其中，相同的附图标记表示作用相同的构件。在附图中：

图1以示意图示出了根据本发明的驱动装置的第一实施例的局部纵剖视图，

图2以示意图示出了该驱动装置的布置在轮对轴上的第二实施例的俯视图，

图3以示意图示出了图2所示驱动装置第二实施例的平行于轮对轴的侧视图，

图4以示意图示出了驱动装置第二实施例的与图3相对置的侧视图，

图5以示意图示出了驱动装置第三实施例的俯视图，

图6以示意图示出了图5所示驱动装置第三实施例的平行于轮对轴的侧视图，

图7以示意图示出了驱动装置第三实施例的与图6相对置的侧视图。

具体实施方式

图1示出了电机轴1的一部分，在该电机轴上这样地布置有一个与该电机轴(1)对齐的钢片离合器2，使得该牵引电机轴和钢片离合器2从牵引电机看在第一离合平面3之前与钢片离合器2相连接并且在第二离合平面5之后与钢片离合器2连接有小齿轮空心轴4，其中，该小齿轮空心轴4作为变速器的组成部分将钢片离合器2以留有间隙的方式包围在该空心轴中心的轴状区域内。在牵引电机轴1转动时，通过第一离合平面3和第二离合平面5将转动传递到小齿轮空心轴4，该小齿轮空心轴通过大轮6端侧的齿将此转动传递到大轮6。变速器的相对于小齿轮空心轴4与大轮6相对置的且既不与大轮6也不与小齿轮空心轴4一起转动的各部件则通过牵引电机(未示出)的扭矩支承7固定在牵引电机(未示出)上，使得通过将变速器支承在牵引电机上而作用在变速器上的撞击在离合平面3和5的内部并不明显，因为这些运动在此相互抵消了。换句话说，因此离合器构件8、9、10、11在钢片离合器2的离合平面3、5内同样地运动。

图2表明了根据本发明的驱动装置12的第二实施例，该驱动装置可布置在轮对轴13上。驱动装置12具有牵引电机14、变速器15和在牵引电机14及变速器15之间的离合器16。关于变速器15描述了变速器壳体17，该变速器壳体以其内部安置的大轮包围该轮对轴13并以在端侧和大轮相啮合的小齿轮包围该离合器16的中间区域。该牵引电机具有一个用于冷却的冷却空气入口18并且以全弹簧减振的方式悬挂在转动支架(未示出)的悬挂点19、20、21处。为了防止作用到轮子22、23上的、通过轮对轴13传递到变速器15的撞击在离合平面3、5中引起布置于离合平面两侧的各离合器构件的相对运动，该变速器16被支承在牵引电机14的扭矩支承24上。

图3示出了图2所示驱动装置的侧视图。用于将牵引电机14悬挂在转动支架(未示出)上的带有悬挂点21的支架臂25在牵引电机14和变速器15之间延伸。牵引电机14还另外在布置于牵引电机壳体上的悬挂点20处以全弹簧减振的方式悬挂在转动支架上。

图4示出了与图3的视角相对置的驱动装置的侧视图。如图所示，在变速器15和牵引电机14之间用于悬挂牵引电机14的支架臂25由变速器15覆盖。变速器15借助扭矩支承24支承在牵引电机14上。

图5示出了驱动装置26的可布置在轮对轴13上的第三实施例的俯视图。在此，该驱动装置26与图2中所示驱动装置12的差别在于，为将牵引电机14悬挂在转动支架上而另外布置的若干支架臂30，其中，所述支架臂30各以其一端固定在牵引电机上并在其端部通到悬挂点28、29中。悬挂点28、29、27是以和图2中描述的牵引电机14的悬挂所不同的方式构造的。

图6示出了图5所示驱动装置26的侧视图。用于将牵引电机14悬挂在转动支架(未示出)上的带有悬挂点28、29的若干支架臂30在牵引电机14和变速器15之间延伸。牵引电机14还另外在布置于牵引电机壳体上的悬挂点27处以全弹簧减振的方式悬挂在转动支架(未示出)上。

图7示出了与图6的视角相对置的驱动装置26的侧视图。如图所示，在变速器15和牵引电机14之间用于悬挂该牵引电机14的各支架臂30由变速器15覆盖。变速器15借助扭矩支承24被支承在牵引电机14上。

附图标记列表

1 牵引电机轴，

2 钢片离合器，

3 离合平面，

4 小齿轮空心轴，

5 离合平面，

6 大轮，

7 牵引电机的扭矩支承，

8 离合器构件，

9 离合器构件，

10 离合器构件，

11 离合器构件，

12 驱动装置的第二具体实施例，

13 轮对轴，

14 牵引电机，

15 变速器，

16 离合器，

17 变速器壳体，

18 冷却空气入口，

19 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

20 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

21 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

22 轮子，

23 轮子，

24 牵引电机的扭矩支承，

25 支架臂，

26 驱动装置的第三实施例，

27 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

28 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

29 牵引电机在转动支架上的悬挂点，

30 支架臂，

31 轨道上边缘。

Claims

1.一种驱动装置(12、26)，该驱动装置用于将驱动运动传递到轨道机车的轮对轴(13)中，该驱动装置具有：

-牵引电机(14)，

-变速器(15)，

-布置在所述牵引电机(14)和所述变速器(15)之间的离合器(2、16)，所述离合器具有离合器构件(8、9、10、11)，和

-保持装置，所述保持装置将所述牵引电机以全弹簧减振方式保持在所述轨道机车上，但将所述驱动装置总体上以部分弹簧减振方式保持在所述轨道机车上，其中

所述变速器(15)被支承在所述牵引电机(14)上并且这样地设计这种支承结构，使得所述各离合器构件(8、9、10、11)在所述离合器(2、16)的离合平面(3、5)内的相对运动得以减小，

其中，所述离合器(2、16)是盘式离合器(2)，

所述变速器(15)具有一个被设置用于包夹所述轮对轴(13)的大轮(6)和一个与该大轮(6)以端侧相啮合的小齿轮(4)，该小齿轮与所述离合器(2、16)相连接并且可以借助所述离合器(2、16)由所述牵引电机(14)驱动，

所述牵引电机(14)具有电机轴(1)，其中，在所述驱动装置(12，26)的安装状态下，所述小齿轮(4)、离合器(2、16)和电机轴(1)沿一条轴线对齐地布置，其中，该小齿轮(4)被设计为空心轴并至少部分地包围所述离合器(2、16)。

2.按权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述驱动装置(12、26)是为运行时速高于160km/h的轨道机车设计的。

3.按权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于：

所述驱动装置(12、26)是为起动牵引力至少250kN设计的。

4.按权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于：

所述驱动装置(12、26)是为起动牵引力至少280kN设计的。

5.按权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述保持装置具有将所述牵引电机(14)全弹簧减振地保持在所述轨道机车上的电机保持装置。

6.按权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器(15)具有一个被设置用于包夹所述轮对轴(13)且具有大轮轴的大轮(6)，其中所述牵引电机(14)具有一个平行于所述大轮轴地延伸的电机轴(1)。

7.按权利要求5所述的驱动装置，其特征在于：

所述电机保持装置被设计用于在横向上弹性地固定所述牵引电机(14)。

8.按权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述保持装置包括以非弹簧方式固定在所述轨道机车上的固定装置。

9.按权利要求8的驱动装置，其特征在于：

所述固定装置包括用于将所述变速器(15)固定在所述轮对轴(13)上的变速器固定装置。

10.按权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器(15)通过变速器固定装置支承在所述牵引电机上。

11.按权利要求10所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器固定装置提供未加弹簧减振的和未阻尼的固定。

12.按权利要求10或11所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器(15)支承在所述牵引电机(14)的扭矩支承(24)上。

13.按权利要求10或11所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器(15)铰接地固定在所述牵引电机(14)上。

14.按权利要求10所述的驱动装置，其特征在于：

所述变速器(15)与所述牵引电机(14)刚性连接。

15.一种具有至少一个按权利要求1至14中任一项所述的驱动装置(12、26)的轨道机车，其特征在于：该轨道机车的设计最高时速大于160km/h。

16.按权利要求15的轨道机车，其特征在于：

所述驱动装置(12、26)总共具有至少4000kW的驱动功率。

17.按权利要求15或16所述的轨道机车，其特征在于：

所述轨道机车具有至少250kN的起动牵引力。

18.按权利要求15或16所述的轨道机车，其特征在于：

所述轨道机车具有至少280kN的起动牵引力。