CS206776B1 - Elektrický trakční motor v provedení pro přenos svého kroutícího momentu ■ na nápravu dvojkolí kardanovým hřídelem a dvěma kloubovými spojkami - Google Patents

Description

(54) Elektrický trakční motor v provedení pro přenos svého kroutícího momentu na nápravu dvojkolí kardanovým hřídelem a dvěma kloubovými spojkami

Vynález se týká konstrukce elektrického trakčního motoru v provedení pro přenos svého kroutícího momentu na převodovou skříň na nápravě dvojkolí pomocí kardanového hřídele a dvou kloubových spojek. U el. lokomotiv, zejména rychlíkových, jeví se nutnost co nejvíce snížiti neodpéřovanou váhu, která má nepříznivý vliv jak na spodní stavbu tak i na součásti lokomotivy. Pro pružný přenos kroutícího momentu motoru, pevně uloženého na rámu podvozku, na ozubený převod na nápravě dvojkolí, odpérované oproti podvozku se užívá kardanového hřídele a dvou kloubových spojek.

Pro úsporu místa pro samotný motor hnací spojka, některé součásti a kardanový hřídel umísťují se uvnitř dutého tělesa rotoru v prostoru částečné zaplněném olejem. Přenos kroutícího momentu motoru se děje ozubeným spojením mezi dutým tělesem rotoru a součástí ve tvaru „pístu“. Ke kolmé stěně „pístu“ je připevněna půlka hnací kloubové spojky. Druhá její půlka je spojena s přírubou kardanového hřídele, který prochází dutým nátrubkem tělesa rotoru, na jehož povrchu je namontované zavřené válečkové ložisko. Druhá, hnaná kloubová spojka, na konci kardanového hřídele je spojena s pastorkem převodové skříně.

Při pérování dvojkolí s ozubeným převodem oproti rámu podvozku, se mění sklon kardanového i hřídele. To vyvolává jeho axiální pohyb s „pístem“ a spojkou v něm, ke které je připevněn. „Píst“ má velký průměr a pfoto tangenciální a tedy i axiální síly v jeho ozubeném spojení s rotorem vycházejí : poměrně malé a mohou být zachyceny jen válečko vým ložiskem.

Popsaná konstrukce je předmětem čs. patentů třídy 201.21/01 č. 85497 a č. 87324 z roku 1955.

Avšak i tato pokroková konstrukce má své nevýhody, a sice: kratší kardanový hřídel, umístění součástí pružného převodu uvnitř rotoru, závislost i konstrukce na průměru dutiny tělesa rotoru, přítomnost oleje v něm a jiné.

Nehledě na tyto nevýhody bylo vyrobeno několik tisíc trakčních motorů dle uvedených patentů.

Dodatečné umístění pružných elementů kloubové spojky uvnitř motoru se ukázalo obtížným a málo perspektivním.

Některé nevýhody této starší konstrukce byly : odstraněny konstrukcí dle vynálezu podle čs. autorského osvědčení č. 184679.

U této konstrukce je delší kardanový hřídel; í součásti pružného převodu jsou umístěny mimo dutinu tělesa rotoru a jsou přístupny z venku. Je však zachován „píst“ s vnějším ozubením na jeho j povrchu a navíc je součást s vnitřním ozubením ve I tvaru „hrnce“, připevněného k tělesu rotoru křížovým ozubeným spojením. Vnitřní ozubení v „hrnci“ nahražuje podobné ozubení uvnitř tělesa rotoru u starší konstrukce.

U obou konstrukcí figuruje „píst“ a u novější ještě „hrnec“. Vztažmo k velkému průměru pístu tangenciální a tedy i axiální síla vychází poměrně malá a je zachycena velkým zavřeným válečkovým ložiskem. Velikost tohoto ložiska je podmíněna tím, že dutým nátrubkem tělesa rotoru na kterém ono je namontováno, prochází kardanový hřídel. Podobné ložiska i v normálních řadách vyrábějí se v různých variantách; s různou přesností, s klecemi z různých materiálů a také s malými úpravami pro větší axiální zatížení.

Schopnost těchto ložisek přenášeti trvalé axiální zatížení je značná. Je ale o mnoho větší při „rázovém zatížení“. Vyplývá to z toho, že při trvalém zatížení opěrné plošky mezi válečky a přírubami vnitřního a vnějšího kroužku jsou ve stálém doteku a proto mazadlo do nich těžko vniká. Opačně je tomu při „rázovém zatížení“, kdy se tento dotek stále přerušuje. Jeto výhodné zejména když rázy jsou tlumené a součásti ložiska jsou ušetřeny prudkých nárazů.

V konstrukčním řešení dle této PV právě se jedná o tlumené, „rázové zatížení“.

Podstatou vynálezu je elektrický trakční motor pro přenos svého kroutícího momentu na nápravu dvojkolí kardanovým hřídelem a dvěma kloubovými spojkami, vyznačující se tím, že jedenzunášečů hnací kloubové spojky, připevněné svým druhým unášečem k dutému nátrubku tělesa rotoru čelním křížovým ozubením, k ramenům kterého jsou připevněna ložiska dvou čepů kříže kloubového prstence, má střední část ve tvaru krátké silnostěnné trubky s vnitřním ozubením, která je z větší části umístěna pod prstencem kloubového kříže, přičemž do vnitřního ozubení zabírá vnější ozubení válcové hlavy kardanového hřídele, v prostoru trubky, utěsněném víky proti unikání oleje, kterým ozubené spojení je mazáno.

V podstatě vynálezu je využito výše uvedených poznatků o schopnosti zavřeného válečkového ložiska přenášeti mimo radiální také axiální síly.

Toho je využito ke zmenšení průměru ozubeného spojení mezi hnacími a hnanými elementy pružného převodu. Toto ozubené spojení je provedeno mezi povrchem hlavy kardanového hřídele a vnitřkem trubky unašeče hnací kloubové spojky. Průměr hlavy kardanového hřídele je menší než průměr „pístu“ stávajících konstrukcí. Následkem toho vychází tangenciální a axiální síla větší, avšak v mezích schopnosti zavřeného válečkového ložiska přenášeti axiální „rázové zatížení“. Umístění ozubeného spojení ve střední části jednoho z unášečů hnací kloubové spojky vyžaduje zvětšení jeho průměru.

To je výhodné, jelikož znamená zmenšení jeho namáhání. Mimo toho se zvětšuje dráha odvalování jehel kolem čepu kloubového prstence. Součástí pružného převodu jsou vyneseny z vnitřku rotoru, aby nezabíraly místo pro účinnou část motoru, jsou umístěny v prohlubni ložiskového štítu, který svojí částí s válečkovým ložiskem zasahuje do' tělesa rotoru.

Výhody této nové konstrukce jsou následující: Delší kardanový hřídel, součásti pružného převodu jsou vyneseny z vnitřku motoru ven, jsou lehce přístupné a jejich funkce může být snadno sledovaná i za provozu, využívá jednoho z unášečů hnací spojky pro dvojí funkci a umožňuje tím vynechati „píst“ a „hrnec“ starších konstrukcí. Používá kloubových spojek většího průměru, čímž zmenšuje jejich namáhání, umožňuje jednoduchou montáž a demontáž pružného převodu bez demontáže celého motoru, dává možnost záměny volných jehel kolem čepu kloubových spojek, jehlovým ložiskem bez vnitřního kroužku, resp. jen jehlami v kleci. Menší počet jehel v kleci je vyrovnán menším namáháním větších spojek. Zachovává rychlé odpojení, případně havarijního motoru od převodové skříně vyšroubováním 4 šroubů, připevňující ložiska hnané kloubové spojky k unášeči na pastorku. Zachovává účinné mazání ozubeného spojení mezi unášečem a hlavou kardanového hřídelem odstředivým vháněním oleje do něho. Dává možnost zaměnitelnosti motoru staršího provedení za motory podle vynálezu bez změn ná převodové skříni a na podvozku. Konstrukce dle vynálezu může být použita u motoru s menším průměrem dutého tělesa rotoru. Pro podobnost nových součástí pružného převodu se staršími, může být použito již známé technologie a strojové-: ho parku. Může být použito stávajících zkušebních stojanů pro zkoušení motoru dle vynálezu.

Z těchto přímých výhod vyplývají také výhody nepřímé, spojené s jednodušší a tedy levnější výrobou, údržbou a opravami.

Všechno výše uvedené svědčí o tom, že konstrukce dle vynálezu dává nejlepší předpoklady pro pokrokovou inovaci lokomotivních motorů starší konstrukce.

Na připojených výkresech je znázorněno provedení elektrického trakčního motoru podle vynálezu, kde značí obr. 1 pohled na motor v řezu obr.

detailní konstrukce pružného převodu a obr.

pohled na čelní stranu pružného převodu.

Kardanový hřídel 1 s válcovou hlavou 2 s vnějším ozubením 3 prochází dutými nátrubky 4 a 5 tělesa rotoru 6, kde na jeho druhém konci je jednostranně připevněna hnaná kloubová spojka 7, která svojí druhou stranou je připevněna k pastorku neznázoměné převodové skříně. Válcová hlava kardanového hřídele 1 svým vnějším ozubením, zabírá do vnitřního ozubení 8 střední části 9 unášeče 10 ve tvaru silnostěnné krátké trubky, ke kterému jsou připevněna dvě ložiska 11 dvou čepů 18 kloubového prstence 12. Další dva jeho čepy 18 jsou připevněny přes další dvě lůžka 11 k unášeči 13, který svým čelním křížovým ozubením 14 je připevněn k dutému nátrubku 5 tělesa rotoru 6. Střední část 9 unášeče 10, v jehož vnitřním ozubení 8 se axiálně pohybuje svým vnějším ozubením 3 válcová hlavy 2 kardanového hřídele 1 a současně přenáší kroutící moment motoru, je uzavřena utěsněnými víky 15 a 16. Prostor střední části 9 unašeče 10 je částečně zaplněn olejem, který při rotaci je vržen k ozubení 3 a 8. Tento prostor se plní i olejem přes otvor, uzavřený šroubem 17 s jemným závitem, v němž je odvzdušňovací kanálek. Sou\ části pružného převodu motoru a sice válcová hlava 2 kardanového hřídele 1, unášeč 10 s jeho trubkovou část 9, ložisky 11, kloubovým prstencem 12, druhým unášečem 13 a utěsněnými víky 15 a 16 jsou umístěny v prohlubni ložiskového štítu 19, který svojí částí s válečkovým ložiskem 20 zasahuje do tělesa rotoru 6.

i Při pérování dvojkolí s ozubeným kolem na něm oproti rámu podvozku s motorem, se mění sklon mezi geometrickou osou dvojkolí a geometrickou osou motoru a tedy i kardanového hřídele.

To vyvolává jak jeho úhlové výkyvy, tak i jeho axiální pohyby v obou směrech.

Pružný převod má umožniti tyto pohyby za Současného přenášení kroutícího momentu motoru.

To se děje následovně: Kroutící moment motoru j přenáší se přes dutý čep 5 tělesa rotoru 6 s čelním křížovým ozubením 14 na něm na unášeč 13. Dále i přes dvě jehlová ložiska 11 a dva čepy 18 kloubo' vého prstence 12. Pak přes prstenec 12 a další dva jeho čepy 18 pod 90° k prvním dvěma a přes další dvě jehlová ložiska 11 na druhý unášeč 10 tvořící

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Elektrický trakční motor v provedení pro přenqs svého kroutícího momentu na nápravu dvojkolí kardaňovým hřídelem a dvěma kloubovými spojkami, kde kardanový hřídel je na svém jednom konci opatřen vnějším ozubením zabírajícím s vnitřním ozubením střední části unášeče ve tvaru > trubky utěsněné víky proti unikání oleje, přičemž — 206776 celek s jeho střední částí 9 ve tvaru silnostěnné trubky s vnitřním ozubením 8. To ozubení zabírá s vnějším rovným ozubením 3 na válcové hlavě 2 kardanového hřídele 1, který prochází dutým čepem 5 tělesem rotoru 6 a druhým dutým čepem 4 na druhou stranu motoru, kde na jeho druhém konci je upevněn unášeč 7 druhé kloubové spojky, jejíž druhý unášeč je spojen s pastorkem neznázorněné převodové skříně. Úhlové výchylky kardanového hřídele 1 umožňují dvě jehlové kloubové spojky na jeho koncích a jeho axiální pohyby umožňuje ozubení 3 na jeho válcové hlavě 2 zabírající s vnitřním ozubením 8 střední části 9 ve tvaru trubky unášeče 10. Toto ozubení 3 a 8 má mnoho rovných zubů, které jsou v záběru po celé šířce; specifické tlaky v nich od přenášeného kroutícího momentu jsou malé. Dobré mazání tohoto ozubeného spojení olejem v střední části 9 ve tvaru trubky unášeče 10, utěsněné víky 15 a 16 a odstředivě k němu přiváděnému při rotaci, zmenšuje tření mezi zuby a ulehčuje jejich vzájemné klouzání. Axiální tlak na zavřené cylindrické válečkově ložisko rotoru od tlumených rázů axiálně pohybujícího kardanového hřídele 1 s ohledem na velikost tohoto ložiska, podmíněného velkým průměrem dutého čepu 4 na který je nasazeno, vychází v mezích jeho nosnosti a se značnou reservou. To zabezpečuje jeho dlouhou životnost. í.

   VYNÁLEZU ♦ .

   tato část mechanizmu pružného převodu je umístěna v prohlubni ložiskového štítu motoru, vyznačující se tím, že střední část (9) unášeče (10) ve tvaru trubky s vnitřním ozubením (8) v něm, zabírající s vnějším.ozubením (3) na hlavě (2) kardanového hřídele (1) prochází otvorem v kloubovém prstenci (12) a je pod ním umístěna.