CN107810134A - 用于轨道车辆的驱动组件、具有驱动组件的轨道车辆以及用于制造驱动组件和轨道车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的驱动组件，其具有：转向架(1)的承载结构，具有定子(15a，15b)和转子(12b)的牵引马达(7a，7b)，和用于将所述牵引马达(7a，7b)的驱动能传递到所述转向架(1)的至少一个轮组(2a，2b，2c，2d)上的传动装置，其中，所述驱动组件构型为横向驱动装置，所述牵引马达(7a，7b)的至少一部分体集成到所述承载结构中，所述传动装置为正齿轮传动装置(11a，11b)，其中，所述正齿轮传动装置(11a，11b)的驱动轴(13b)与所述牵引马达(7a，7b)的所述转子(12b)耦合，并且所述正齿轮传动装置(11a，11b)的从动轴(14b)能够耦合或者已经耦合到所述轮组(2a，2b，2c，2d)的至少一个轮子(2d)上。

Description

用于轨道车辆的驱动组件、具有驱动组件的轨道车辆以及用 于制造驱动组件和轨道车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的驱动组件和一种具有驱动组件的轨道车辆。所述轨道车辆尤其是轻型的轨道车辆、例如有轨电车。此外，本发明涉及一种用于制造驱动组件和轨道车辆的方法。

本发明尤其涉及低车架轨道车辆、尤其轻型的低车架轨道车辆。这样的轨道车辆的乘客车厢的底尤其在转向架之间的外门区域中位于不超过轨道车辆的行驶轮的轮盘的转动轴线的高度水平或者甚至在该高度水平以下的高度水平上。因此，存在着少量的空间可供轨道车辆的牵引马达使用。

背景技术

例如EP 1 197 412 A2说明的那样，可以设置位于外部的纵向驱动装置，即牵引马达的转子的纵轴线在行驶方向上或者基本上在行驶方向上延伸，并且牵引马达布置在轮组的轮盘之间的空间之外。换言之，驱动轴在外部大致平行于转向架的纵梁延伸，所述纵梁在车辆的纵方向上、即大致在行驶方向上尤其在转向架的两个轮组之间延伸。这样的纵向驱动装置通常具有锥齿轮传动装置。在此不利的是：传动装置的复杂性和尤其在转速较高的情况下出现的具有高声级的噪声。因此，牵引马达设计用于相对小的最大转速。这又导致相对大的重量和结构空间。

此外，具有在竖直方向上延伸的转子和驱动轴的牵引马达是可能的，所述牵引马达可以布置在轨道车辆的不同的车厢之间的过渡部的区域中。在此不利的是传动装置的复杂性，通过所述传动装置将驱动能从牵引马达施加到轮组轴中。

此外，牵引马达可以布置在轮组的轮盘上方的区域中、例如车辆座椅的座椅面下方。然而，由于传动装置的结构高度，这要求具有相应的停止运转风险的、独立的油泵。

在之前所提到的用于低车架轨道车辆的驱动装置中，驱动装置的运动质量和还有静止质量相对大。因为驱动装置的至少一些部分例如传动装置(但是视实施方案而定牵引马达也可能)固定、悬挂或者支撑在转向架上，转向架自身必须相应地稳定地并且因此一般来说重地和体大地实施。

除了牵引马达的布置的已经提到的设计之外，也已经已知的是，设置横向驱动装置，在所述横向驱动装置中，转子的纵轴线进而马达的驱动轴平行或者大致平行于轮组轴的纵轴线延伸。例如WO 2011/141510 A1公开了这样的横向驱动装置在转向架上的固定或者耦合的多种变型。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种驱动组件和一种具有这样的驱动组件的轨道车辆，所述驱动组件增大用于轨道车辆的其它的结构性元件和其它装置的空间并且尤其实现具有小的结构体和重量的牵引马达的使用。本发明的另外的任务在于，提出用于制造驱动组件和轨道车辆的方法，通过所述方法可以实现这些目标。

根据本发明的基本构想提出，轨道车辆驱动装置的牵引马达集成在转向架的承载结构中。因此，转向架的承载结构的至少一部分满足两种功能，即，一方面接收轨道车辆的重量的至少一部分并且通过至少一个轮组传递到行驶轨道上，并且另一方面包括牵引马达的至少一部分体。包括部分体或者体的概念涉及转向架的承载结构的体，所述体由体的包络面定义。牵引马达的至少一部分体位于该包络面内部。转向架的承载结构尤其具有留空部或者空腔，所述留空部或者空腔因此位于包络面内部并且牵引马达的至少一部分被接收在所述留空部/空腔中。

以此方式，减小在转向架的承载部分之外对于牵引马达所必需的结构体。此外，由转向架的一些部分保护驱动马达的至少集成在转向架中的区域以防外部影响、例如碰撞。由此，例如牵引马达的壳体可以节省空间(例如具有更小的壳体壁厚度)地实施或者甚至省去壳体的至少一部分。换言之，转向架的承载结构可以构成马达壳体的至少一部分。

此外提出，驱动组件具有横向驱动装置地实施，即牵引马达的纵轴线横向于轨道车辆的行驶方向、尤其平行或者大约平行于轮组轴或者虚拟的轴线延伸，机械式的驱动能在所述牵引马达的纵轴线的方向上从马达开始传递到轮子或者轮组，所述轮组轴或者虚拟的轴线使轮组的轮子的中点连接起来。因此，例如当轨道车辆在行驶期间在不向右或者不向左倾斜的导轨上运动时，牵引马达的转子的纵轴线尤其在水平方向上延伸。通常在笔直地行驶时是这种情况。

横向驱动装置实现传动装置的使用，所述传动装置在驱动能从马达驱动轴到轮子或者轮组上的传递中免除锥齿轮。因此，驱动组件尤其可以具有正齿轮传动装置，其中，牵引马达在运行期间将驱动能通过正齿轮传动装置的驱动轴耦入所述正齿轮传动装置中。正齿轮传动装置的驱动轴和从动轴尤其可以平行于轮组轴或者所提到的虚拟的轮组轴线地延伸。也可能的是，轮组轴为正齿轮传动装置的从动轴或者轮组轴和驱动轴彼此共轴地延伸。

正齿轮传动装置相对于锥齿轮传动装置具有更小的结构体的优点，由此原因具有在同类材料中更小的质量并且在转速相同的情况下产生更小的噪声的优点。正齿轮传动装置也具有这样的优点：可以以简单的方式实现多级的传动装置，由此，在产生噪声小的情况下又实现传动装置的驱动轴和从动轴的转速的大的传动比。因此，多级的正齿轮传动装置、但是单极的正齿轮传动装置也适合于制造具有在传动比大的情况下小的重量的驱动装置。这又实现，在转速较高的情况下运行牵引马达并且因此在驱动功率相同的情况下以较小的结构体实施牵引马达。这又使牵引马达在转向架的承载结构中的集成变得容易，即较大的部分或者整个牵引马达可以位于转向架的承载部分的包络面内部。

不仅由于牵引马达至少部分地集成在转向架的承载结构中而且由于正齿轮传动装置的使用引起的空间节省的优点在于：可以减小驱动组件的构件相对于其它的、具有位于外部的部分的驱动组件向外的侧向的突出。这种优点尤其相对于已知的组件存在，在所述组件中，驱动马达完全位于转向架的承载结构的纵梁外部。尤其在曲线行驶的情况下，这减小车辆在转向架的高度上的外部尺寸限界的宽度。对于提供足够的自由空间而言(轨道车辆的通过转向架减震的部分可运动到所述自由空间中)，这种自由空间也是有利的。此外，由于部分地集成在转向架中，存在着用于低车架轨道车辆的结构的自由空间。这尤其涉及在轨道车辆的不同的车厢之间的过渡部，所述过渡部通常布置在转向架的区域中。

尤其在转向架结构具有在轨道车辆的行驶方向上延伸的、在行驶方向上在右边和在左边的对置的侧上的纵梁的情况下，牵引马达可以完全或者部分地集成在纵梁的留空部和/或空腔中。这具有这样的优点：正齿轮传动装置可以直接接近牵引马达地布置在纵梁上。因此，正齿轮传动装置的驱动轴可以特别短，由此节省重量和成本。

纵梁尤其可以具有留空部，所述留空部从转向架的外侧进入纵梁中地延伸并且例如具有闭合地环绕的边缘。优选闭合地环绕的边缘的形状和尺寸这样与牵引马达的外周的形状和尺寸相协调，使得牵引马达的定子至少部分地被接收在留空部中并且在此在外周的不同的侧上与留空部的边缘接触。留空部的边缘保持定子并且与此同时因此将牵引马达保持在保持位置中。

留空部可以延伸进入到纵梁的内部，但不延伸穿过纵梁。以此方式，存在着对于将牵引马达装入到留空部中而言的止挡件，所述止挡件例如由留空部的后壁构成。然而优选，留空部延伸穿过纵梁。这增大用于接收牵引马达的空间，并且牵引马达的一部分也可以位于纵梁的内侧上。

替代地或者附加地，牵引马达的至少一部分体可以集成在转向架的横梁中。(在轨道车辆笔直地行驶时)，横梁在水平方向上延伸。横梁的利用具有这样的优点：在横梁的最大长度的方向上、即在横向方向上，存在着足够的空间以供牵引马达的布置、尤其牵引马达的整体长度使用。

对牵引马达的体或者部分体替代地或者附加地，用于在牵引马达的运行期间对其进行冷却的冷却装置的一部分可以集成在转向架的承载结构中。冷却装置的用于冷却空气流的通风机尤其可以至少部分地集成在转向架的承载结构中。替代地或者附加地，冷却装置的用于引导冷却液流的冷却液管路的一区段可以集成在转向架的承载结构中。此外，替代地或者附加地，冷却装置的用于驱动冷却液流的冷却液泵可以至少部分地集成在转向架的承载结构中。此外，替代地或者附加地，用于将冷却液的热传递到承载结构上和/或传递到承载结构的周围环境上的热传递器可以至少部分地集成在转向架的承载结构中。

冷却液管路尤其可以在承载结构内部延伸，例如从牵引马达经由在承载结构的纵梁和/或横梁内部的管路可选地经由集成在承载结构中的冷却液泵并且可选地经由附加的用于再冷却冷却液的热交换器往回延伸至牵引马达。

在所有这些情况下，冷却装置的至少部分地集成导致自由空间，存在着所述自由空间以供轨道车辆的其它的结构性元件和其它的装置使用。

当不仅牵引马达的至少一部分体而且用于在牵引马达的运行期间对其进行冷却的冷却装置的至少一部分体集成在转向架的承载结构中时，可以节省冷却装置的构件。冷却装置的至少一部分的集成尤其实现：将在牵引马达运行时产生的热通过转向架的承载结构导走。因此，承载结构尤其可以作为用于将马达冷却液的热传递到周围空气上的热传递器使用。

冷却装置的一部分、例如附加的热传递器、冷却液泵和/或通风机尤其可以装入转向架的承载结构的纵梁的留空部中。尤其对于该留空部而言适用的是：与以上针对用于装入牵引马达的留空部相同地实施。尤其可以不仅设置用于牵引马达的留空部而且可以设置至少一个用于冷却装置的部分的留空部。牵引马达和/或冷却装置的至少一部分尤其可以装入承载结构的纵梁中。

尤其提出：一种用于轨道车辆的驱动组件，其具有：

·转向架的承载结构，

·具有定子和转子的牵引马达，和

·用于将牵引马达的驱动能传递到转向架的至少一个轮组上的传动装置，

其中，驱动组件构型为横向驱动装置，牵引马达的至少一部分体集成在承载结构中，传动装置为正齿轮传动装置，其中，正齿轮传动装置的驱动轴与牵引马达的转子耦合，并且正齿轮传动装置的从动轴可耦合或者已经耦合在轮组的至少一个轮子上。

在该说明中所说明的那些构型中的一个中，驱动组件尤其可以是轨道车辆的组成部分。

此外提出，一种用于制造用于轨道车辆的驱动组件、尤其在该说明中所说明的驱动组件的一种构型的方法，其中：

·用于将驱动能传递到转向架的轮子或者轮组上的传动装置直接地和/或通过牵引马达支撑在转向架的承载结构上，并且

·牵引马达的转子与传动装置的驱动轴耦合，

其中，驱动组件构型为横向驱动装置，牵引马达的至少一部分体集成在承载结构中并且正齿轮传动装置作为传动装置使用。

在制造轨道车辆时尤其可以制造在该说明中所说明的那些构型中的一种中的驱动组件。

转子的旋转轴线和正齿轮传动装置的驱动轴尤其可以在水平方向上延伸，在牵引马达运行时，转子绕所述旋转轴线旋转。这涉及这样的情况：在轨道车辆中的驱动组件运行时，轨道车辆笔直地行驶。因此，尤其也可能的是，让正齿轮传动装置的从动轴同样地以其旋转轴线在水平方向上延伸。因此，从牵引马达到轮子或者轮组轴上的驱动能传递尤其仅仅通过绕水平地延伸的旋转轴线的旋转运动发生。因此，不需要旋转运动的改向(例如在锥齿轮传动装置中)。

如以上提到地，转向架的承载结构可以具有在轨道车辆运行期间在行驶方向上延伸的纵梁，其中，牵引马达的体或者部分体集成在纵梁中。在这种情况下，尤其可以以以下的方式实现有利的、至少部分地均衡的重量分布：转向架的承载结构具有右侧区域和左侧区域，所述右侧区域在轨道车辆运行时处于在行驶方向上位于右边的侧上，所述左侧区域在轨道车辆运行时处于在行驶方向上位于左边的侧上。驱动组件具有第一牵引马达和第二牵引马达，其中，第一牵引马达的至少一部分体集成在右侧区域中，并且第二牵引马达的至少一部分体集成在左侧区域中。第一牵引马达和第二牵引马达尤其可以分别通过正齿轮传动装置与转向架的至少一个轮子耦合。两个牵引马达和两个正齿轮传动装置的整体布置从上方看尤其可以相对于在轨道车辆的中间的纵轴线上的中点点对称。该纵轴线在轨道车辆的行驶方向上延伸。换言之，第一牵引马达与耦合在其上的第一正齿轮传动装置的组件相对于第二牵引马达与耦合在其上的第二正齿轮传动装置的组件点对称地布置。

附图说明

现在，参照附图说明本发明的实施例。附图中单个的图示出：

图1具有两个驱动组件的转向架的俯视图，

图2在图1中示出的转向架的侧视图，和

图3在图1和图2中所示出的转向架从在图1中位于右边和从在图2中位于右边的侧看的端侧视图。

具体实施方式

在图1中示出的转向架1具有两个轮组2a，2b和2c，2d，其中，所述轮子2a和2b或者2c和2d分别通过轮组轴3a，3b抗扭转地相互连接，即除了由弹性决定的、绕轮组轴的旋转轴线的扭转之外，轮子和轮组轴绕旋转轴线同步地转动。

轮组轴3a，3b分别通过两个未详细地示出的转动轴承与转向架1的承载结构耦合。在所示出的实施例中，承载结构具有两个纵梁5a，5b以及横梁4。纵梁5a，5b随着其纵轴线在轨道车辆的行驶方向上延伸，所述纵轴线在图1中从左向右延伸。横梁4使纵梁5a，5b在其中间的纵向区段中相互连接。由此实现转向架1的H形的承载结构。然而，本发明不限于转向架的这样的承载结构。更确切地说，也可以使用其它的、本身已知的、用于牵引马达和/或冷却装置的集成的转向架结构。在图1的实施例中，用于支承轮组轴3a，3b的转动轴承位于纵梁5a，5b的彼此相对的端部纵向区段中。

牵引马达7a，7b分别部分地集成在纵梁5a，5b中。此外，用于冷却牵引马达7a，7b中的一个的冷却装置9a，9b部分地集成在纵梁5a，5b中的每个纵梁中。在所述实施例中，纵梁5a，5b中的每个纵梁在两个纵向区段中的每个纵向区段中具有留空部，所述两个纵向区段在到横梁4的连接部的两侧朝向转动轴承延伸，所述留空部从外侧(在图1中上和下)延伸到纵梁5a，5b的内部。在图2中用附图标记6b标出用于第二牵引马达7b的留空部。在图2中用附图标记8b标出用于第二冷却装置9b的留空部。至少用于冷却装置9a，9b的留空部8穿过纵梁5a，5b地延伸至其内侧。因此，它们构成用于接收冷却装置9的两侧打开的壳体。可选地，对于用于牵引马达7的留空部6也是这种情况。这使冷却装置9或者牵引马达7的装配变得容易。在所述实施例中，牵引马达7或者冷却装置9在外部从留空部突出。

第一纵梁5a从外部看、即图1中从上看的视图等同于在图2中示出的第二纵梁5b的视图。因此，马达7a，7b(也和传动装置，所述传动装置还将详细探讨)的总体布置相对于横梁的中点P是点对称的(图1)。以此方式，均衡重量分布。大约同样大的质量位于右车辆侧和左车辆侧上。

牵引马达7a，7b中的每个牵引马达具有驱动轴，所述驱动轴为转子的部分。在图1中示意性地以虚线示出第二牵引马达7b的转子12b。所述转子与所配属的正齿轮传动装置11b的驱动轴13b(同样以虚线示意性地示出)耦合，所述正齿轮传动装置位于纵梁5b的外侧上。第二正齿轮传动装置11b(如示意性地在图1中右下方同样地以虚线示出地)具有从动轴14b，所述从动轴与第二轮组轴3b耦合。因此，在第二牵引马达7b运行时，驱动能通过第二正齿轮传动装置11b传递到第二轮组轴3b上进而驱动具有轮子2c和2d的轮组。相应地适用于第一牵引马达7a到第一纵梁5a外侧上的所配属的正齿轮传动装置11a上的耦合。

在图3的端侧的视图中，可看到在图3中右边和左边外侧的传动装置11a和11b，因为所述传动装置在侧向上比牵引马达更远地突出。在图2的侧视图中，可看到具有示意性地标明的驱动轴13b和从动轴14b的第二传动装置11b。

在所示出的实施例中，冷却装置9a，9b部分地集成在纵梁5a，5b中，所述冷却装置是用于再冷却冷却液的热交换器。冷却液泵使冷却液在未详细示出的冷却液回路中循环，所述冷却液泵同样地可以集成在转向架中。因此，冷却液管路例如分别从纵梁5a，5b内部的牵引马达7a，7b通过冷却液泵和通过热交换器往回延伸至牵引马达7a，7b。在所述实施例中，在不同的纵梁5a，5b中的冷却液回路相互分隔开。由于冷却液管路集成在相应的纵梁5a，5b中，在没有附加的热交换器的情况下已经发生由牵引马达7a，7b加热的冷却液到纵梁5a，5b的材料上的热传递。因此，纵梁5a，5b作为到周围空气上的热传递器起作用。在轨道车辆行驶期间，空气大多涡流式地在纵梁5a，5b的表面上流动，从而其有效地被空气冷却。可选地，可以附加地设置通风机，尤其在轨道车辆的行驶速度低的情况下，所述通风机导致沿着纵梁的表面和沿着牵引马达7a，7b的从纵梁5a，5b伸出的部分体的表面的附加的空气流。

Claims (12)

1.一种用于轨道车辆的驱动组件，其具有：

·转向架(1)的承载结构，

·具有定子(15a，15b)和转子(12b)的牵引马达(7a，7b)，和

·用于将所述牵引马达(7a，7b)的驱动能传递到所述转向架(1)的至少一个轮组(2a，2b，2c，2d)上的传动装置，

其中，所述驱动组件构型为横向驱动装置，所述牵引马达(7a，7b)的至少一部分体集成到所述承载结构中，所述传动装置为正齿轮传动装置(11a，11b)，其中，所述正齿轮传动装置(11a，11b)的驱动轴(13b)与所述牵引马达(7a，7b)的所述转子(12b)耦合，并且所述正齿轮传动装置(11a，11b)的从动轴(14b)能够耦合或者已经耦合到所述轮组(2a，2b，2c，2d)的至少一个轮子(2d)上。

2.根据权利要求1所述的驱动组件，其中，在所述牵引马达(7a，7b)运行时，所述转子(12b)绕旋转轴线旋转，如果所述轨道车辆在所述轨道车辆中的所述驱动组件运行时笔直地行驶，所述转子(12b)的所述旋转轴线和所述正齿轮传动装置(11a，11b)的所述驱动轴(13b)在水平方向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其中，用于冷却所述牵引马达(7a，7b)的冷却装置(9a，9b)至少部分地集成到所述转向架(1)的所述承载结构中。

4.根据权利要求3所述的驱动组件，其中，所述冷却装置的用于产生空气流的通风机至少部分地集成到所述转向架(1)的所述承载结构中。

5.根据权利要求3或4所述的驱动组件，其中，所述冷却装置的用于引导冷却液流的冷却液管路的至少一区段集成到所述转向架(1)的所述承载结构中。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的驱动组件，其中，所述冷却装置(9a，9b)的用于驱动冷却液流的冷却液泵至少部分地集成到所述转向架(1)的所述承载结构中。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动组件，其中，所述转向架(1)的所述承载结构具有在所述轨道车辆运行期间在行驶方向上延伸的纵梁(5a，5b)，并且所述牵引马达(7a，7b)的体或者部分体集成到所述纵梁(5a，5b)中。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的驱动组件，其中，所述转向架(1)的所述承载结构具有右侧区域和左侧区域，所述右侧区域在所述轨道车辆运行时处于在行驶方向上位于右边的侧上，所述左侧区域在所述轨道车辆运行时处于在行驶方向上位于左边的侧上，其中，所述驱动组件具有第一牵引马达(7a)和第二牵引马达(7b)，其中，所述第一牵引马达(7a)的至少一部分体集成到所述右侧区域中，并且所述第二牵引马达(7b)的至少一部分体集成到所述左侧区域中，并且所述第一牵引马达(7a)和所述第二牵引马达(7b)分别通过正齿轮传动装置(11a，11b)与所述转向架(1)的至少一个轮子(2a，2b，2c，2d)耦合。

9.一种轨道车辆，其具有根据权利要求1-8中任一项所述的驱动组件，其中，所述正齿轮传动装置(11a，11b)的所述从动轴耦合在所述轮组的至少一个轮子(2b，2d)上。

10.一种用于制造用于轨道车辆的驱动组件、尤其根据权利要求1-9中任一项所述的驱动组件的方法，其中：

·用于将驱动能传递到转向架(1)的轮子(2b，2d)或者轮组(2a，2b，2c，2d)上的传动装置直接地和/或通过牵引马达(7a，7b)支撑在所述转向架(1)的承载结构上，并且

·所述牵引马达(7a，7b)的转子(12b)与所述传动装置的驱动轴耦合，

其中，所述驱动组件构型为横向驱动装置，所述牵引马达(7a，7b)的至少一部分体集成到所述承载结构中并且正齿轮传动装置(11a，11b)作为传动装置使用。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将用于冷却所述牵引马达(7a，7b)的冷却装置(9a，9b)至少部分地集成到所述转向架(1)的所述承载结构中。

12.一种用于制造轨道车辆的方法，其中，所述轨道车辆的驱动组件根据权利要求10或者11制造。