CZ283719B6 - Poháněcí jednotka pro elektrická kolejová vozidla - Google Patents

Abstract

Poháněcí jednotka pro elektrická kolejová vozidla je opatřena trakčním motorem (1) a mechanickým pohonem, sestávajícím z pastorkového hřídele (3) a z velkého kola (6), a pohonem soukolí, u které vytváří hlava (7), trakčním motorem (1) přes pastorkový hřídel (3) poháněného, velkého kola (6) převodový dutý hřídel, redukovaný na velikost čepu dutého hřídele, který je uspořádán na jedné straně hřídele (9) soukolí a obklopuje tento hřídel (9) s definovaným odstupem, to je s vůlí. Hlava (7) při mezilehlém zapojení spojky (11), vytvářející dotykový a kloubový bod, připouští radiálně tuhé příčné a úhlové pohyby, přičemž přenos kroutícího momentu motoru (1) je proveden přes bok jednoho z kol soukolí. Poháněcí jednotka je opatřena spojkou (11), jejíž na straně hlavy (7) upravená polovina (11b) spojky je opatřena vnějším ozubením se zakřivenými zuby a zabírá do poloviny (11a) spojky, upravené na straně kola, opatřené přímým vnitřním ozubením a vytvořené jako spojková objímka, přičemž je použito kŕ

Description

Vynález se týká pohání jednotky pro elektrická kolejová vozidla elektrickým motorem a s mechanickým pohonem, sestávajícím z pastorkového hřídele a z velkého kola, a s pohonem soukolí, u kterého vytváří hlava, trakčním motorem přes pastorkový hřídel poháněného, velkého kola převodový dutý hřídel, redukovaný na velikost čepu dutého hřídele, který je spořádán na jedné straně hřídele soukolí a obklopuje tento hřídel s definovaným odstupem, to je s vůlí, a s hlavou, která při mezilehlém zapojení spojky, vytvářející dotykový a kloubový bod, připouští radiálně tuhé příčné a úhlové pohyby, přičemž přenos kroutícího momentu motoru je proveden přes bok jednoho z kol soukolí.

Dosavadní stav techniky

Taková poháněči jednotka je známá z DE-OS 21 06 662.

Zejména u rychle jedoucích vozidel mají být hmoty neodpružených konstrukčních součástí udržovány tak malá, jak je to jen možné, protože to má značný vliv z hlediska ochrany dráhy a na chování za jízdy. Proto se pro taková vysokorychlostní vozidla prosadily zcela odpružené pohony. Zpravidla jsou k tomu účelu trakční motory s převodem s ozubenými koly uspořádány v otočném podvozku a přenášení kroutícího momentu mezi převodem a mezi neodpruženými soukolími, to je hřídeli s koly, je uspořádáno tak, že je možné zachycovat relativní pohyby v rámci pružinových vůlí.

Proti tomuto uspořádání je známý jednoduše vytvořený klasický tlapový pohon s valivými ložisky, jehož podstatná nevýhoda však spočívá v tom, že má značná zpětné účinky vysokého neodpruženého hmotnostního podílu sil v důsledku přímého tuhého uložení na hřídeli soukolí. Tato zpětná působení zhoršují dynamiku jízdy tak, že tlapové trakční pohony jsou pro vysoká jízdní rychlosti málo vhodné. Možnost pohybu hřídele soukolí napříč ke směru jízdy proto u těchto pohonů není možná.

Poháněči jednotka, která je známá z uvedeného DE-OS 21 06 662, představuje zjednodušení plně odpružených pohonů ve směru neodpružených pohonů a kombinuje výhody obou druhů pohonů do výhodného poháněcího systému, který prostřednictvím příčné poddajnosti redukuje hmotnostní síly, působící u pohonů, podobných tlapovým trakčním pohonům.

U této poháněči jednotky podle DE-OS 21 06 662 je opřen dutý hřídel, na kterém je uloženo velké kolo převodu a který obklopuje hřídel soukolí, prostřednictvím kloubové pákové spojky na poháněcím kole. Taková kloubová páková spojka však vyžaduje poměrně mnoho prostoru. Umožňuje sice prostřednictvím vychýlení kloubové páky axiální pohyblivost, která však působí nevýhodně v podobě pružinových vratných sil. Tyto vratné síly však opět způsobují nežádoucí axiální kmitání kloubové páky a tím i poháněči jednotky.

Podle DE 34 38 088 Cl je pro přenášení síly mezi poháněči nápravou elektrického kolejového vozidla, která obsahu je dutý hřídel, a mezi poháněcím kolem upravena pružná pryžová spojka, která je uspořádána mezi, na dutám hřídeli uloženým, kotoučem a mezi, na poháněcím kole přišroubovaným, spojkovým kotoučem, a to mezi dvěma kovovými prstenci. Přitom má poháněči kolo na obou stranách kotouče kola vybrání ve tvaru prstencových kotoučů.

- 1 CZ 283719 B6

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol uspořádat poháněči jednotku v úvodu uvedeného druhu tak, aby spojka, která vytváří úložný a kloubový blok při zmenšení působení hmotnostních sil a která je uspořádána mezi hlavou dutého hřídele a mezi bokem kola soukolí, měla axiální, to znamená napříč ke směru jízdy, pohyblivost bez rušivých vratných nebo pružných sil, avšak přitom zůstávala v radiálním směru pevná. Přitom má tato spojka umožňovat snadnou montáž a má být vytvořena co nej úsporněji z hlediska nároků na prostor.

Vytčený úkol řeší poháněči jednotka pro elektrická kolejová vozidla s elektrickým trakčním motorem a s mechanickým pohonem, sestávajícím z pastorkového hřídele a z velkého kola, a s pohonem soukolí, u kterého vytváří hlava, trakčním motorem přes pastorkový hřídel poháněného, velkého kola převodový dutý hřídel, redukovaný na velikost čepu dutého hřídele, který je uspořádán na jedné straně hřídele soukolí a obklopuje tento hřídel s definovaným odstupem, to je s vůlí, a s hlavou, která při mezilehlém zapojení spojky, vytvářející dotykový a kloubový bod, připouští radiálně tuhé příčné a úhlové pohyby, přičemž přenos kroutícího momentu motoru je proveden přes bok jednoho z kol soukolí, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že je opatřena spojkou, jejíž na straně hlavy upravená polovina je opatřena vnějším ozubením se zakřivenými zuby a zabírá do poloviny spojky, upravené na straně kola, opatřené přímým vnitřním ozubením a vytvořené jako spojková objímka, že je použito kotoučových kol pro soukolí a na straně kola upravená polovina spojky ve tvaru objímky je spojena s vnitřním bokem, ke spojce blíže upraveného, kotoučového kola, a polovina spojky, upravená na straně hlavy, je spojena s hlavou pevně, ale uvolnitelně, prostřednictvím spojkového unašeče.

Při tomto uspořádání připouští, jen z poloviny jako oblouková ozubená spojka vytvořená, spojka větší axiální vůli bez nežádoucích vratných sil, zatímco v radiálním směru je pevná. Přitom zůstává zcela zajištěna výhoda redukce působení hmotnostních sil poháněči jednotky. Mimo to je spojka na straně kola prostorově úsporná aje snadno namontovatelná na, u ní upraveném, poháněcím kole, které je vytvořeno jako kotoučové kolo. Celkově je také jednoduchá montáž a demontáž celé poháněči jednotky, protože předem smontovaná soukolí lze snadno zasunout do dutého hřídele.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí, kde je na obrázku schematicky znázorněna poháněči jednotka podle vynálezu.

Příklady provedení wnálezu

Poháněči jednotka má pohon s integrovaným trakčním motorem 1, který má kompletní ložiskový štít jen na straně B, zatímco na straně A je integrován do převodu a je s ním společně uložen. K tomu účelu je rotor 2 se svým hřídelem 2a rotoru 2 spojen prostřednictvím v axiálním směru a v úhlu měkká, avšak radiálně tvrdé, membránové spojky 3 s pastorkovým hřídelem 4, který je uložen v pevné skříni převodovky 5. Pro, s pastorkovým hřídelem 4 spojený, hřídel 2a rotoru 2 je upraveno tříbodové uložení. Ve skříni převodovky 5 je také v přímém silovém a tvarovém spoji upraveno velká kolo 6, přičemž skříň je sešroubována se skříní trakčního motoru 1 v přesné úložné poloze a velké kolo 6 je poháněno pastorkovým hřídelem 4. Obíhající velké kolo 6 je spojeno s hlavou 7, která je opřena v obklopující pevné skříni převodovky 5 prostřednictvím valivého ložiska 8, které je upraveno v záběru s obvodem hlavy 7 a jako čep dutého hřídele obklopuje hřídel 9 soukolí, opatřeného dvěma koly s definovanou radiální vůlí. Kola jsou pro snížení hmotnosti vytvořena jako kotoučová kola 10 a 10a. Hlava 7. uložená ve skříni

-2CZ 283719 B6 převodovky 5, je s levým kotoučovým kolem 10 vystředěně spojena prostřednictvím, s výhodou mazivem mazané, spojky 11, jejíž poloviny 11a a 1 lb spojky jsou proti sobě navzájem v úhlu pohyblivé a představují, kroutící moment přenášející, kloub bez radiálního přesazení, avšak s axiální pohyblivostí.

K. tomu účelu je, na straně kola upravená, polovina 1 la spojky vytvořena jako spojková objímka s vnitřním přímým ozubením a je spojena prostřednictvím spojkového unášeče s vnitřním bokem kotoučového kola JO. Na straně hlavy 7 upravená polovina 11b spojky má obloukové vnější ozubení a je také prostřednictvím spojkového unášeče spojena s hlavou 7. Spojkový systém slouží jako kloub poháněči jednotky, přičemž prostřednictvím jeho bodu Y ohybu jsou zachycovány všechny pohyby soukolí. Je samozřejmě taká možná opatřit vnějším ozubením polovinu 1 la spojky a vnitřním ozubením polovinu 11b spojky.

Pro proudění vzduchu do motoru na straně A je upraveno vzduchové vstupní hrdlo 12. U tohoto pohonu jsou dále upraveny osvědčená konstrukční elementy, jako olejové mazání valivého ložiska 8 velkého kola 6 a bezdotykové labyrintové utěsnění 13 mezi hlavou 7 a mezi skříní převodovky 5. Pevná, nerozdělená, skříň převodovky 5 má dále spodní, neznázoměnou a prostřednictvím příruby připojenou, olejovou vanu, která po demontáži uvolní otvor skříně pro montážní práce na velkém kole 6 a/nebo na mezilehlém kole, například pro brzdový kotouč.

Vhodný závěsný bod X pro trakční motor 1 na rámu otočného podvozku se získá z prodloužení spojovací přímky mezi dvěma pevnými body, z nichž jeden je dán centrálním bodem Y ohybu ve spojce U a druhý pevný bod je celkové těžiště Z poháněcího systému, včetně trakčního motoru 1. Volná hmotnostní síly mohou být ještě zachycovány prostřednictvím tuhosti zavěšení podvozku a/nebo kolébkovou podpěrou.

Tím, že se hřídel 9 soukolí může v určité velikosti posouvat napříč ke směru jízdy, což je dáno axiální pohyblivosti spojky, jsou vyloučeny zpětné účinky hmotnosti trakčního motoru 1 na vodicí síly kola. Stejně tak jsou příčná zrychlení kola při jízdě v oblouku nebo při sinusovém průběhu koleje předávána jen k polovině 1 la spojky, což zmenšuje opotřebení okolku a kolejnice. Jako neodpružená hmota zůstává při příčných pohybech soukolí s odpovídající polovinou 11a spojky. Při vertikálním propružení kol ktomu pozitivně přistupuje snížené unášení hmotnosti motoru. U levého kotoučového kola 10 se vytváří definovaný výkyvný pohyb kolem bodu Y ohybu bez jakéhokoliv zatížení hmotností trakčního motoru 1_. U pravého kotoučového kola 10a se redukuje podíl motorové hmotnosti prostřednictvím dlouhého pákového ramene hřídele 9 soukolí.

Další výhody vznikají při montáži soukolí kotoučových kol 10 a 10a. Jednak se hřídel 9 soukolí s levým kotoučovým kolem 10 včetně předem namontované spojkové objímky, to je poloviny 1 la spojky, navlékne skrz převodový dutý hřídel, to znamená skrz hlavu 7. Jednak se natáhne pravé kotoučové kolo 10a tak, aby ozubení obou polovin 1 la a 1 lb spojky přišlo do záběru. Tak odpadnou přídavné nákladné montážní práce, jako například nalisování velkého kola 6, ložisek a jiných konstrukčních součástí.

Hlavu 7 lze snadno jako hlavní součást převodového hřídele spojit s unášečem brzdového kotouče. U provedení s brzdovými kotouči se použije převod s mezilehlým kolem. Zvláštní výhoda uspořádání pohonu s brzdovým kotoučem spočívá v tom, že pro výměnu opotřebených brzdových kotoučů není nutná demontáž převodu, ale že postačuje jen podstatně méně nákladná demontáž soukolí a brzdového kotouče z unášeče brzdového kotouče.

Claims (1)

1. Poháněči jednotka pro elektrická kolejová vozidla, s elektrickým trakčním motorem a s mechanickým pohonem, sestávajícím z pastorkového hřídele a z velkého kola, as pohonem soukolí, u které vytváří hlava, trakčním motorem přes pastorkový hřídel poháněného, velkého kola převodový dutý hřídel, redukovaný na velikost čepu dutého hřídele, který je uspořádán na jedné straně hřídele soukolí a obklopuje tento hřídel s definovaným odstupem, to je s vůlí, a s hlavou, která při mezilehlém zapojení spojky, vytvářející dotykový a kloubový bod, připouští radiálně tuhé příčné a úhlové pohyby, přičemž přenos kroutícího momentu motoru je proveden přes bok jednoho z kol soukolí, vyznačující se tím, že je opatřena spojkou (11), jejíž na straně hlavy (7) upravená polovina (11b) spojky je opatřena vnějším ozubením se zakřivenými zuby a zabírá do poloviny (11a) spojky, upravené na straně kola, opatřené přímým vnitřním ozubením a vytvořené jako spojková objímka, že je použito kotoučových kol (10, 10a) pro soukolí a na straně kola upravená polovina (11a) spojky ve tvaru objímky je spojena s vnitřním bokem, ke spojce (11) blíže upraveného levého kotoučového kola (10), a polovina (11b) spojky, upravená na straně hlavy (7), je spojena s hlavou (7) pevně, ale uvolnitelně, prostřednictvím spojkového unášeče.