CN103237709A

CN103237709A - 用于轨道车辆传动系的变速器

Info

Publication number: CN103237709A
Application number: CN2011800577846A
Authority: CN
Inventors: 伯恩哈德·赫格尔
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-08-07
Also published as: EP2611666A1; EP2611666B1; ES2720498T3; US20130283952A1; JP2014506980A; BR112013018763A2; DE102011011867A1; KR20130137181A; ZA201301577B; WO2012113422A1

Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的传动系的变速器，具有：用于连接轨道车辆的驱动发动机的驱动装置；用于连接轨道车辆的驱动轮的从动装置；在驱动装置和从动装置之间的驱动连接部，该驱动连接部构成了在（5）和（10）之间的传动比。本发明的特征在于，传动比由两个在驱动连接部中依次接通的传动级构成，该传动级中的第一传动级具有在（1）和（2）之间的传动比，并且在从驱动装置到从动装置的驱动功率流中布置在第一传动级后面的第二传动级具有大于第一传动级的两倍的传动比。

Description

用于轨道车辆传动系的变速器

技术领域

本发明涉及一种具体而言根据权利要求1的前序部分的、用于轨道车辆的传动系的变速器。本发明特别适于轨道短途交通中的轨道车辆，该轨道车辆具有的最大运行速度为80至110km/h，并且在此特别是地下轨道短途交通中的轨道车辆（地铁）。

背景技术

通常在地铁-轨道车辆中应用单级的圆柱齿轮变速器，用于将驱动功率从驱动发动机传输到驱动轮上。基于不同的最大运行速度，其通常在80km/h和110km/h之间，并且基于不同的发动机方案，传动比经常大多在6.3和7.7之间改变。这导致必须根据操作者预期的、相应于预设的最大运行速度选择出的传动比，从不同大小的多个储备的或提供的变速器中选择一个变速器，并且将其装入轨道车辆中。这种轨道车辆变速器的制造者因此通常提供不同大小的各种变速器，其中极大地限制了同类部件对于各种不同大小变速器的应用。这增加了用于新的变速器和备件的制造-和存储成本。此外通过轨道车辆的预先说明的离地间隙限制了可用的传动比，该离地间隙取决于所应用的齿轮的直径而改变。

发明内容

本发明的目的在于，给出一种用于轨道车辆的传动系的变速器，该变速器覆盖了所有至今为止的传动比范围并且有利地覆盖了还更大的传动比范围，并且通过仅仅在结构中的少量改型实现了单个变速器的具体传动比的改变。

根据本发明的目的通过具有权利要求1的特征的变速器来实现。从属权利要求说明了本发明的有利的并且特别适合的设计方案，此外还说明了用于具有根据本发明的变速器的轨道车辆的传动系。

根据本发明的变速器、特别是轨道车辆变速器具有用于连接轨道车辆的驱动发动机的驱动装置以及用于连接轨道车辆的驱动轮的从动装置。驱动装置例如可以直接或借助于耦合件、特是弹性耦合件间接地连接在驱动发动机上。根据一个可替换的实施方式中间连接了另外的驱动件。

作为驱动发动机特别考虑电动机。然而也可以是其它的发动机，例如内燃机、特别是柴油发动机，也或者是柴电的驱动装置。

从动装置可以有利地由变速器输出轴构成，该变速器输出轴间接地支承了至少一个驱动轮或两个驱动轮。在此当然也可能的是，在从动装置和驱动轮之间设置其它的传递件，或者其它数量的布置在输出轴上的驱动轮。

根据本发明，变速器的、在驱动装置和从动装置之间的驱动连接部具有在5和10之间的传动比，包括两个边界值。特别有利地，传动比在大于5并且小于10的范围中，例如从6到8（包括边界值）或者在6和8之间（不包括边界值）。

根据本发明，现在传动比由两个在驱动连接部中依次接通的传动级形成，该传动级中的中的第一传动级具有在1和2之间的传动比，并且在从驱动装置到从动装置的驱动功率流中布置在第一传动级后面的第二传动级具有大于第一传动级的两倍的传动比。

特别优选地，第一传动级的传动比小于2，其特别是1.4至1.7。

第二传动级可以有利地具有从6到8的传动比，特别是从4到5或者特别有利的是从4.3到4.7。

根据本发明的一个优选的实施方式，两个传动级分别通过齿轮对、特别是圆柱齿轮对构成。圆柱齿轮对例如可以具有斜齿啮合的圆柱齿轮。

对于一种特别紧凑的实施方式提出，在变速器的驱动装置和从动装置之间的驱动连接部仅仅通过两个齿轮对和与该齿轮对相对应的轴和轴承构成。驱动装置例如可以由变速器的输入轴构成，输入轴支承第一传动级的驱动齿轮，从动装置由输出轴构成，输出轴支承第二传动级的从动齿轮，并且还设有一个唯一的中间轴，中间轴支承两个中间齿轮，该中间齿轮中的第一中间齿轮与驱动齿轮啮合，并且第二中间齿轮与从动齿轮啮合。

输出轴在变速器运行时在被装入的状态中能有利地利用其旋转轴线定位在中间轴的上方、特别是定位在中间轴的旋转轴线的上方。输入轴有利地利用其旋转轴线同样定位在中间轴的上方、特别是定位在中间轴的旋转轴线的上方，并且特别是定位在输出轴的旋转轴线的上方。当然也可以另外地定位在输出轴的旋转轴线的下方或者中间轴的旋转轴线的下方。

特别有利的是，与驱动齿轮啮合的、在中间轴上的第一中间齿轮和在输出轴上的从动齿轮以相同深度没入共同的油槽中，油槽例如在齿轮下方存储在包围两个传动级的共同的壳体中。此外，相同深度并不一定意味着没入的深度精确地相同，而是基本上大于等于没入深度就足够了。没入深度的区别例如小于15或10mm。

根据本发明设计的传动系、特别是轨道车辆传动系包括用于驱动轨道车辆的驱动发动机以及由驱动发动机驱动的驱动轮。此外设有前述类型的变速器，其布置在驱动发动机和驱动轮之间的驱动功率流中。

传动系或者轨道车辆具有转向架，驱动轮安装在该转向架中。

有利地，变速器安装在构成从动装置并且支承驱动轮的输出轴上，并且借助于转矩支承件支承在转向架上以防止扭转。转矩支承件可以设计为单独的部件、例如杠杆，该部件/杠杆一方面连接在变速器上、特别是变速器的壳体上，并且另一方面连接在转向架上。有利地，两个连接中的至少一个通过弹性件来实现，以便抑制振动。可替换地或附加地，转矩支承件可以具有弹性件，其抑制在转矩支承件中的振动。

根据一个可替换的实施方式，转矩支承件与转向架或与变速器、特别是变速器壳体一体地设计。原理上也可以考虑一体地设计所有三个部件。

根据一个实施方式，驱动发动机也安装在转向架中，并且有利地通过弹性耦合件连接在变速器的驱动装置上，弹性耦合件特别允许了在轴向方向上和径向方向上的弹性运动。

通过本发明可以覆盖轨道车辆变速器的总体所需的传动比范围，特别是最大运行速度在80至110km/h的范围内时，或者甚至速度还直至例如120或130或者140km/h。为了改变总传动比，仅仅需要对第一传动级进行较小的改型。齿轮例如可以匹配于变速器的输入轴以及中间轴的与其啮合的齿轮。通过特别较大地选择第二传动级的传动比，非常微少地取消了对第一传动级的所需的变化。第二传动级可以保持不变。

为了改变总传动比而对变速器的改型这样少，即可以仅仅通过将第一传动级在现存的变速器中进行调整来改变最大运行速度，例如在轨道车辆的主要检修期间节约成本地实现。通过该可能性，即显著提高各种不同的变速器的同类部件的数量，减少了备件储备，可以使装配工具标准化，并且尽可能地相应于各种不同的变速器的运行-和维护过程。

附图说明

以下应根据一个实施例详细说明本发明。

在此示出：

图1是根据本发明设计的变速器的侧视图；

图2是穿过根据图1的实施方式的各种不同的轴的旋转轴线的截面图，其具有截面走向。

具体实施方式

在图1中示出了轨道车辆的驱动轮1。驱动轮1被变速器3的输出轴2支承。变速器3自身、包括变速器壳体4，安装在输出轴2上，并且借助于转矩支承件5支承在转向架6上（在此仅仅以阴影示出较小部分）以防止扭转。

驱动发动机（在图1中未示出）的驱动功率通过变速器3的输入轴7导入变速器3中。由输入轴7实现了将驱动功率通过中间轴8借助于两个齿轮对传输到输出轴2上，下面根据图2详细说明齿轮对。

在变速器壳体4中，在下部区域中设计了油槽9，借助于油槽对变速器进行润滑，并且至少在输出轴2上的从动齿轮16和与其啮合的、在中间轴8上的齿轮以及中间轴8的齿轮14也有利地没入油槽中，中间轴的齿轮与输入轴7上的齿轮13啮合。

在图2中再次识别出具有变速器壳体4的变速器3，当前分别通过各两个滚动轴承对，将输出轴2、输入轴7和中间轴8安装在变速器壳体中。此外示出了例如可以设计为电动机的驱动发动机9。然而也可以考虑其它的发动机结构类型、特别是柴油发动机。驱动发动机9通过弹性耦合件10驱动输入轴7。

第一传动级11通过由输入轴7支承的驱动齿轮13和通过中间轴8支承的第一中间齿轮14构成。两个齿轮13，14设计为圆柱齿轮、特别是斜齿啮合的圆柱齿轮。

第二传动级12通过由中间轴8支承的第二中间齿轮15以及由输出轴2支承的从动齿轮16构成。

根据本发明，现在第二传动级12的传动比大于第一传动级11的两倍，由此通过微少地改变第一传动级11可以明显改变通过两个传动级形成的总传动比。

Claims

1.一种用于轨道车辆的传动系的变速器（3），具有：

1.1用于连接所述轨道车辆的驱动发动机（9）的驱动装置；

1.2用于连接所述轨道车辆的驱动轮（1）的从动装置；

1.3在所述驱动装置和所述从动装置之间的驱动连接部，所述驱动连接部构成了在5和10之间的传动比；

其特征在于，

1.4所述传动比由两个在所述驱动连接部中依次接通的传动级（11，12）形成，所述传动级中的第一传动级（11）具有在1和2之间的传动比，并且在从所述驱动装置到所述从动装置的驱动功率流中布置在所述第一传动级（11）后面的第二传动级（12）具有大于所述第一传动级（11）的两倍的传动比。

2.根据权利要求1所述的变速器（3），其特征在于，在所述变速器（3）的所述驱动装置和所述从动装置之间的所述驱动连接部形成了在6和8之间的传动比。

3.根据权利要求1或2所述的变速器（3），其特征在于，所述第二传动级（12）具有在4和5之间的、特别是在4.3和4.7之间的传动比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的变速器（3），其特征在于，两个所述传动级（11，12）分别通过齿轮对、特别是圆柱齿轮对构成。

5.根据权利要求4所述的变速器（3），其特征在于，在所述驱动装置和所述从动装置之间的所述驱动连接部仅仅通过两个所述齿轮对和与所述齿轮对相对应的轴（2，7，8）和轴承构成。

6.根据权利要求5所述的变速器（3），其特征在于，所述驱动装置由输入轴（7）构成，所述输入轴支承所述第一传动级（11）的驱动齿轮（13），所述从动装置由输出轴（2）构成，所述输出轴支承所述第二传动级（12）的从动齿轮（16），并且还设有中间轴（8），所述中间轴支承两个中间齿轮（14，15），所述中间齿轮中的第一中间齿轮（14）与所述驱动齿轮（13）啮合，并且第二中间齿轮（15）与所述从动齿轮（16）啮合。

7.根据权利要求6所述的变速器（3），其特征在于，所述输出轴（2）在被装入的运行状态中利用所述输出轴的旋转轴线定位在所述中间轴（8）的旋转轴线的上方，并且与所述驱动齿轮（13）啮合的所述第一中间齿轮（14）和所述从动齿轮（16）特别是基本以相同深度没入共同的油槽（9）中。

8.一种用于轨道车辆的传动系，具有：

8.1用于驱动所述轨道车辆的驱动发动机（9）；

8.2由所述驱动发动机（9）驱动的驱动轮（1）；

8.3根据权利要求1至7中任一项所述的、在所述驱动发动机（9）和所述驱动轮（1）之间的驱动功率流中的变速器（3）；

8.4转向架（6），所述驱动轮（1）安装在所述转向架中；

其特征在于，

8.5所述变速器（3）安装在构成从动装置并且支承所述驱动轮（1）的输出轴（2）上，并且借助于转矩支承件（5）支承在所述转向架（6）上。

9.根据权利要求8所述的传动系，其特征在于，所述驱动发动机（9）安装在所述转向架（6）中，并且通过弹性耦合件（10）连接在所述变速器（3）的驱动装置上，所述弹性耦合件特别允许了在轴向方向上和径向方向上的弹性运动。

10.根据权利要求8或9所述的传动系，其特征在于，所述转矩支承件（5）借助于至少一个弹性件连接在所述转向架（6）和/或所述变速器（3）上，或者具有用于传递支承力或支承力矩的所述弹性件。