CN112166061B - 用于电力机车的可变的变压器保持设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于带有变压器(15)的电力机车的变压器保持设备(10、40)。变压器保持设备(10、40)包括至少一个变压器支架(11、12、13、14、42、43、44)，所述变压器支架设置用于使得所述变压器(15)在维护运行中可以在所述电力机车的底架(11)上移动，以实现所述电力机车的预先确定的重心位置，并且在运行期间所述变压器(15)固定在所述电力机车的底架(11)上。此外涉及一种用于电力机车的变压器装置。还涉及一种电力机车。还涉及一种用于将变压器(15)在电力机车中定位的方法。

Description

用于电力机车的可变的变压器保持设备
本发明涉及一种变压器保持设备。此外，本发明还涉及一种变压器装置。此外，本发明还涉及一种电力机车。此外，本发明还涉及一种用于变压器在电力机车中定位的方法。
电力机车和柴油机车必须在重量分布方面非常精确地平衡，以避免轴载荷差和轮载荷差过大。为此，传统上在设计时就选择机车的部件的结构和分布，使重心尽可能居中。
在机车安装完毕后，在纵向(即在X方向)或(与之垂直的)横向上的较大的重心偏差只能借助添加额外的压载重量补偿，以此导致机车总重量不可接受的增加。为了避免这种情况，可以逐点地采用轻质结构措施，但是这增加了建造成本。
在机车中，变压器是机车的最大的局部安装的单体质量，重量约为机车质量的15％。在现代的电力机车中，变压器固定在底架的转向架之间。安装位置传统上是固定选择的，并且一旦固定，通常就不能为了补偿不平衡而再改变。
由文献CN 106 080 623A和JP 2007182 208A已知其他用于将变压器固定在轨道车辆上的其他解决方案。
因此，本发明要解决的技术问题是给出一种装置，利用该装置可以实现简单调整电力机车中的重量分布。
根据本发明的用于具有变压器的电力机车的变压器保持设备具有至少一个变压器支架。变压器支架本身布置在电力机车的底架上并且将变压器保持(或者说固持)在电力机车中的位置上。变压器支架设置为，使得电力机车的变压器在维护运行中可以相对于底架移动，以实现电力机车的预先确定的重心位置。为了构成可移动性，变压器支架的至少一个子元件可以在第一状态中移动。该至少一个子元件的移动在此优选相对于电力机车的底架进行。该子元件的移动在此可以相对于变压器支架的不能移动的子元件进行。此外，变压器支架构造为，使得在运行期间变压器被固定在电力机车的底架上。为了构成该固定，该至少一个可移动的子元件构造成能转换到固定的状态中。
有利的是，电力机车的理想的重心位置可以在无需额外的质量的情况下事后调整和改变。此外，借助按照本发明的变压器保持设备可以节省重量，因为不需要或者至少可以减少额外的用于重心修正的压载重量。此外，可以避免用于机车的轻量化构造的耗费的措施，传统上利用这些措施补偿压载重量。由于即使在机车完工后变压器也可以移动，因此可以在较晚的时间点校正重心，而不必例如通过轻质构造改变机车的结构。以此使得用于机车完工的项目在规划方面可靠。此外，容易提供多种装备变型，因为无需额外的设计措施，只通过移动变压器就能补偿装备变化导致的重心移位。
根据本发明的用于电力机车的变压器装置具有变压器。此外，根据本发明的变压器装置也包括变压器保持设备，所述变压器保持设备用于将变压器可移动地固定在电力机车的底架上。根据本发明的变压器装置与根据本发明的变压器保持设备具有相同的优点。
根据本发明的电力机车具有根据本发明的变压器装置。根据本发明的电力机车与根据本发明的变压器装置具有相同的优点。
在根据本发明的用于在电力机车中安装变压器的方法中，至少一个变压器支架安装在电力机车的底架上。在此，变压器可移动地布置在变压器支架上。最后，变压器沿纵向和/或沿横向这样移动，以便实现电力机车的预先确定的重心位置。然后变压器固定在变压器支架上。有利的是，电力机车的重心位置可以在机车维护时随时纠正，而不必使用额外的质量。以此实现重量节省。以此减少能量消耗。
从属权利要求以及下面的说明分别包含本发明特别有利的设计方案和改进设计方案。在此，一类权利要求的权利要求尤其可以类似于另一类权利要求的从属权利要求和其说明部分改进。此外，在本发明的范畴中不同实施例和权利要求的不同特征也可以组合成新的权利要求。
在根据本发明的变压器保持设备的优选设计方案中，至少一个变压器支架设置为使得变压器能沿纵向移动。以此可以减少不同车轴的轴负荷之间的差别。
备选地或者额外地，至少一个变压器支架设置为使得变压器能沿横向移动。有利的是可以避免布置在同一纵向位置的车轮的载荷不同。
在根据本发明的变压器保持设备的一种变型设计中，至少一个变压器支架具有至少一个固定在电力机车的机车纵梁或机车横梁上的保持装置；还具有至少一个变压器支座，变压器支座布置在变压器和至少一个保持装置之间并且在维护运行时能沿纵向和/或横向相对于保持装置移动。有利的是，在保持装置和变压器支座之间的连接部可以设计成能移动的并且以此允许简单的重心移位。
在根据本发明的变压器保持设备的一种设计方案中，变压器保持设备具有中间元件，所述中间元件布置在保持装置和变压器支座之间并且设计成使得在维护运行中变压器支座能相对于保持装置沿纵向和/或沿横向移动。有利的是，通过中间元件的移动实现电力机车的重心的移位。
中间元件例如可以构造为能专门适配的中间板，该中间板具有面区域，在该面区域中能以不同方式定位用于容纳固定螺栓的孔。有利的是，孔的位置选择为，使得变压器的重心这样移动，以便机车具有期望的重心。
在根据本发明的变压器保持设备的专门的变型设计中，中间元件包括在维护运行中能沿纵向和/或横向移动的中间板。有利的是，以此可以进行变压器沿电力机车的主轴线方向的移动。
中间元件备选地可以包括能夹紧的燕尾固定装置。在此，能夹紧的燕尾固定装置具有至少两个能沿不同方向相对彼此移动的燕尾元件。所述燕尾元件实现变压器沿纵向和沿横向的移动。同时，借助燕尾元件的夹紧功能可以固定变压器的位置。特别优选两个燕尾元件相互成直角地定向。在此，两个燕尾元件中的一个燕尾元件沿电力机车的纵向定向，另一个燕尾元件沿电力机车的横向定向。在这种情况下可以沿电力机车的主轴线进行特别简单的重心变化。此外在这种情况下，可以进行燕尾元件平行于纵梁或垂直于纵梁的布置，这特别容易实现。
下面参照附图根据实施例再次详细阐述本发明。其中：
图1示出根据本发明实施例的变压器保持设备的示意性横截面视图，
图2示出在图1中所示变压器保持设备的示意性立体视图，
图3示出图1和图2所示变压器保持设备的示意性俯视图，
图4示出根据本发明第二实施例的变压器保持设备的示意性横截面视图，
图5示出在图4中所示变压器保持设备的示意性立体视图，
图6示出图4和图5所示变压器保持设备的示意性俯视图，
图7示出流程图，其表示按照本发明的实施例的用于将变压器在电力机车中定位的方法。
在图1中示出根据本发明的第一实施例的变压器保持设备10的横截面视图。变压器保持设备是电力机车(未示出)的一部分并且设置用于将电力机车的变压器15固定。变压器保持设备10包括两个机车纵梁11，它是电力机车的底架的一部分。在图1中可以分别在图左边缘和右边缘看到机车纵梁11，其构成用于变压器保持设备10的其他元件的悬挂装置。两个保持装置12分别在侧面焊接在两个机车纵梁11上。因此共有四个保持装置12固定地布置在两个机车纵梁11上，在图1中只能看到其中的两个机车纵梁11。
保持装置12的底侧面上分别螺栓连接有中间板13。在保持装置12和中间板13之间的螺栓连接使得在螺栓被松开时，中间板沿x方向(即沿纵向)和沿y方向(即沿横向)能移动。在中间板13的底侧面上分别螺栓固定有成形为直角的变压器支座。变压器支座14分别具有短臂和长臂。短臂分别与中间板13的底侧面螺栓连接，较长的臂固定在变压器15的窄侧面上。因为中间板13能沿x方向和y方向移动，所以变压器在维护运行中能移动，以便调节电力机车的预先确定的重心位置。备选的是，也可以简单地在中间板13中在期望的位置上进行开孔，并且变压器支座14可以相应于新孔的位置沿x方向和沿y方向移动，而不移动中间板。在运行期间，变压器15在电力机车的底架11上固定地定位，其中，在该状态中中间板与保持装置12和变压器支座14通过螺栓紧固。
在图2中立体式示出在图1中所示变压器保持设备10的一部分。如图2中所示，安装在机车纵梁11上的保持装置12分别具有两个在y-z平面中延伸的臂12a，它们焊接固定在相应的机车纵梁11上。保持装置12的一部分是分别在x-y平面中延伸的平的、长方体的区域12b，区域12b以其长的窄侧面固定焊接在相应的机车纵梁11上，并且以其宽的底侧面分别与已经在图1示出的中间板13(在图2中仅示出一个中间板)螺栓紧固。如图2所示，当松开螺钉时，中间板13可以沿x方向和沿y方向移动。这种移动过程可以用于在电力机车中设置预先确定的重心位置。变压器支座14分别以其短臂14a安装在中间板13的底侧面上。变压器支座利用其长臂14b固定在变压器15上。
在图3中示出图1和图2所示变压器保持设备10的俯视图。如图3所示，变压器保持设备10具有两个机车纵梁11，两个保持装置12分别焊接在机车纵梁上。保持装置12又与上文所述中间板13(总共四个中间板)螺栓紧固，中间板分别与变压器支座14(图3中未示出)连接。如上所述，电力机车的变压器15固定在变压器支座14之间。
在图4中示出根据本发明的第二实施例的电力机车的变压器保持设备40的横截面示意图。与图1所示的变压器保持设备10一样，变压器保持设备40具有两个机车纵梁11，机车纵梁是电力机车底架的一部分。在图4中可以分别在图右边缘和左边缘看到机车纵梁11，机车纵梁构成用于变压器保持设备40的其他元件的悬挂装置。
两个保持装置42分别在侧面焊接在两个机车纵梁11上。因此共有四个保持装置42固定地布置在机车纵梁11上，在图4中只能看到其中的两个机车纵梁11。但是保持装置42在其底侧面上与图1中所示的保持装置12相比不同地设计。如图4所示，保持装置42具有在纵向或x方向上延伸的槽状的凹部N1。燕尾导引装置43的第一燕尾子元件43a利用凸出部V1咬合到槽状的凹部N1中。第一燕尾子元件43a能沿x方向移动(见图5)，并且在移动后在保持装置42上的预先确定的位置上通过摩擦配合和力配合夹紧。第二燕尾子元件43b夹紧在第一燕尾子元件43a的底侧面上并且可以沿y方向移动(见图5)。
为此在第一燕尾子元件43a的底侧面上再次构成槽状的凹部N2，然而凹部N2是在y方向或者说横向方向上延伸的(见图5)，对应的凸出部V2咬合到槽状的凹部N2中(见图5)。第二燕尾子元件43b可以沿y方向相对于第一燕尾子元件43a移动。变压器支座44以其窄侧面分别固定地定位在第二燕尾子元件43b相应的底侧面上。电力机车的变压器15又固定地定位在变压器支座44上。在本申请中，顶侧面理解为沿z方向正向向上定向的侧面或者表面。底侧面理解为沿与之相反的方向定向的侧面或者表面。
在图5中立体式示出在图4中所示变压器保持设备40的一部分。如图5中所示，安装在机车纵梁11上的保持装置42分别具有两个在y-z平面中延伸的臂42a，它们焊接固定在相应的机车纵梁11上。保持装置42的一部分也是分别在x-y平面中延伸的平的、长方体的区域42b，区域42b以其长的窄侧面固定焊接在相应的机车纵梁11上，并且以其宽的底侧面分别与已经在图5示出的第一燕尾子元件43a通过槽键连接部连接。
如上文结合图4所述，长方体形的区域42b在此具有槽状的凹部N1，凹部N1沿电力机车的纵向，即x方向延伸。如上文结合图4所述，第一燕尾子元件43a(图5中以阴影标记)的燕尾形构造的凸出部V1咬合到槽状的凹部N1中，并且与凹部N1构成夹紧连接部。如上所述，第一燕尾子元件43a可以相对于保持装置42沿x方向移动。为了也实现变压器15沿y方向的移动，在第一燕尾子元件43a的底侧面上布置有第二燕尾子元件43b，如上所述，第二燕尾子元件与第一燕尾子元件通过燕尾形的槽键连接部沿y方向能移动地连接。为此，第一燕尾子元件43a在其底侧面上具有沿y方向，即沿横向延伸的槽N2，由第二燕尾子元件43b构成的燕尾形的凸出部V2(阴影标记)咬合到其中。如上所述，变压器支座44以其窄侧面分别固定地定位在第二燕尾子元件43b的底侧面上。电力机车的变压器15又固定地定位在变压器支座44上。
在图6中示出图4和图5所示变压器保持设备40的俯视图。图6所示俯视图与图3所示俯视图相似。与图3所示俯视图相似，可见两个机车纵梁11，分别有两个保持装置42焊接在机车纵梁上。然而，保持装置42在第二实施例中与结合图4和图5所述燕尾导引装置43连接。然而燕尾元件43在图6所示俯视图中不可见，因为它们在保持装置42下方。为此，与图3相反的是在图6中可见变压器支座44，变压器支座44从上观察在保持装置42和电力机车的变压器15之间。
图7示出流程图700，其表示按照本发明的实施例的用于将变压器在电力机车中安装的方法。
在步骤7.I中，首先将四个保持装置12焊接固定在两个机车纵梁11上。接着在步骤7.II中，将中间板13在相应的保持装置12上通过螺栓固定在预先确定的x-y位置中。在步骤7.III中，变压器支座14分别以其短臂固定在中间板13的底侧面上。此外，在步骤7.IV中，变压器15以其两个长的窄侧面固定在变压器支座14的长臂之间。
最后进行实际的校准过程，在步骤7.V中，在松开固定螺栓后，首先将中间板13沿x方向移动，直至电力机车的重心的x分量正好居中。此外，在步骤7.VI中，中间板沿y方向移动，以便将电力机车重心的y分量移动到预先确定的位置上。备选的是，也可以简单地在中间板13中在期望的位置上进行开孔，并且变压器支座14相应于新孔的位置沿x方向和沿y方向移动，而不移动中间板。最后将中间板13的螺栓拧紧并且以此将变压器固定在校准了的位置中。
最后还要再次说明，上述方法和装置只是本发明的优选实施例并且本发明可以由本领域技术人员修改，而不脱离本发明的通过权利要求给出的保护范围。处于完整性原因也要指出，对不定冠词“一个”的使用并不排除相关特征也可以存在多个。同样，术语“单元”并不排除其由多个组件组成，这些组件必要时是在空间上分布的。

Claims (3)

1.一种用于带有变压器的电力机车的变压器保持设备(10、40)，其具有：
-至少一个变压器支架(11、12、13、14、42、43、44)，所述变压器支架设置用于
-使得所述变压器(15)在维护运行中可以在所述电力机车的底架(11)上移动，以实现所述电力机车的预先确定的重心位置，
-并且在运行期间所述变压器(15)固定在所述电力机车的底架(11)上，
-其中，所述至少一个变压器支架(11、12、13、14、42、43、44)具有：
-至少一个固定在所述电力机车的机车纵梁(11)或机车横梁上的保持装置(12、42)，
-变压器支座(14、44)，所述变压器支座布置在所述变压器(15)和所述保持装置(12、42)之间并且在维护运行时能沿纵向和横向相对于所述保持装置(12、42)移动，
-其中，所述变压器保持设备具有中间元件(13、43)，所述中间元件布置在所述保持装置(12、42)和变压器支座(14、44)之间并且设计成使得在维护运行中变压器支座能相对于所述保持装置(12、42)沿纵向和沿横向移动，
-其中，所述中间元件(43)包括能夹紧的燕尾固定装置(43)，
-其中，能夹紧的燕尾固定装置(43)具有至少两个能沿不同方向相对彼此移动的燕尾元件(43a、43b)。
2.一种用于电力机车的变压器装置，其具有
-变压器(15)和
-按照权利要求1所述的用于将变压器(15)能移动地固定在电力机车的底架上的变压器保持设备(10、40)。
3.一种电力机车，其具有按照权利要求2所述的变压器装置。
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