EP1667883A1 - Elektrischer direktantrieb - Google Patents

Elektrischer direktantrieb

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Publication number
EP1667883A1
EP1667883A1 EP04787054A EP04787054A EP1667883A1 EP 1667883 A1 EP1667883 A1 EP 1667883A1 EP 04787054 A EP04787054 A EP 04787054A EP 04787054 A EP04787054 A EP 04787054A EP 1667883 A1 EP1667883 A1 EP 1667883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
direct drive
wheel set
shaft
electrical
Prior art date
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Granted
Application number
EP04787054A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1667883B1 (de
Inventor
Bernd Pfannschmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1667883A1 publication Critical patent/EP1667883A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1667883B1 publication Critical patent/EP1667883B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion

Definitions

  • the invention relates to an electrical direct drive of a wheel set of a vehicle.
  • the vehicle is in particular a rail vehicle such as a train, a railcar, a locomotive or a tram.
  • a drive of a wheel set of a vehicle which has two wheels located on a wheel set shaft.
  • the wheels can be driven by at least one inner rotor motor comprising the wheelset shaft.
  • the internal rotor motor has a stator and a rotor.
  • the tubular rotor has permanent magnets on its surface.
  • Electric direct drives have an electric motor, which is in particular a synchronous motor or an asynchronous motor.
  • Synchronous motors as well as asynchronous motors have losses in the rotor despite their good efficiency. These losses cause the rotor to heat up. The greater the heating of the rotor, the lower the efficiency of the electrical machine, such as the synchronous motor or the asynchronous motor.
  • the object of the present invention is to improve an electrical direct drive.
  • the improvement relates in particular to the cooling of the electrical direct drive or the protection of a wheel set shaft of the electrical direct drive from damage.
  • the object is achieved by an electrical direct drive with the features according to claim 1.
  • the subclaims 2 to 10 relate to inventive developments of the electric direct drive.
  • an electrical direct drive of a wheel set of a vehicle has a stator and a rotor, the rotor being mechanically coupled to a wheel set shaft. At least the rotor has a cooling device. The runner can be cooled using the cooling device. The performance of the electric direct drive can be improved by cooling the rotor. Losses in the rotor can be dissipated by means of the cooling device, so that the electrical direct drive can be used as well as possible.
  • the utilization relates to an electrical machine, the electrical machine being part of the electrical direct drive which, in addition to the electrical machine which has the stator and the rotor, also has at least one wheel set shaft.
  • the cooling device has in particular cooling channels, an air inlet and at least one fan.
  • the cooling channels advantageously run inside the rotor.
  • the fan is used as a fan for the rotor, an advantageous "way this fan is heranziehbar for cooling of the stator.
  • the fan is in particular a suction fan or a pressure fan. As the suction fan is the fan the insloesondere an air outlet of the cooling means with out.
  • the wheel set shaft between wheels of the wheel set is advantageously completely encased by means of the electrical machine of the electrical direct drive.
  • the casing protects the wheelset shaft from damage. Damage to rail vehicles can be caused, for example, by ballast thrown up during the journey or dirt sucked up.
  • the electrical direct drive and / or the cooling device has at least one means for protecting the wheel set shaft.
  • the electric direct drive as a travel drive for a rail vehicle is mounted directly on a wheelset shaft, then remaining open positions of the wheelset shaft can be protected against damage by means of the electric direct drive or by means of the electric machine of the electric direct drive. Contamination that penetrates into the wheel set shaft area can be traced or deposited in such a way that damage to the wheel set shaft that jeopardizes the function has not occurred or has been reduced.
  • the rotor has at least one rotor hub.
  • the rotor hub is mechanically coupled to the wheelset shaft, the rotor hub being connected to a rotor reaction part sensor via at least one rotor web.
  • the rotor reaction part sensor is provided as a sensor for a rotor reaction part.
  • the rotor reaction part has permanent magnets, for example.
  • Cooling channels can be formed by forming webs within the rotor. The webs are designed such that an axial channel for guiding cooling air can be formed.
  • a fan is attached to one axial end of the rotor, for example, which rotates at the speed of the wheel set. Air can be sucked in by means of the fan through an opening at the other axial end of the rotor.
  • This air is directed in particular through an air guiding device in the interior of the rotor to the inner walls of the sensor of the rotor reaction part.
  • An air inlet into the rotor is formed, for example, by a standing air inlet that is not moved with the rotor.
  • the air inlet can also be designed such that it moves with the rotor.
  • the electrical direct drive advantageously has at least least a wheel disc closure, with a wheel disc closure advantageously resting on both wheels of the wheel set.
  • the wheel disc end can be designed so that it rotates synchronously with the wheel. This means there is no wear on the wheel disc end or the wheel (wheel disc). This is particularly advantageous if the wheels cannot be moved symmetrically or synchronously with the rotor. This is the case, for example, when the wheelset shaft is subject to bending stress and bends slightly. If this is not to be expected, the wheel disc end can also be coupled to the runner.
  • the wheel disc closure can be designed as an independent part or as part of the cooling device or as part of a housing of the electrical direct drive or as part of a housing of the electrical machine.
  • the fan is attached to the wheelset shaft. This provides increased protection for the wheel set shaft in the area of the attachment.
  • the fan or the air inlet is part of a bearing seal. Improved protection of the bearings of the electric direct drive can thereby be achieved. With the help of the bearings, the rotor can be rotated with respect to the stand.
  • the protection of the wheelset shaft against, in particular, dirt or damage can be improved, as already described.
  • This can be achieved in particular by designing the fan axially end-side with respect to the rotor and the axially end-side air inlet in such a way that they close as tightly as possible with wheel disks of the wheels of the wheel set.
  • the wheel set shaft is thus completely enclosed between the wheels of the wheel set and better protected against damage.
  • the means for protecting the wheel set shaft is a catching device, the catching device being in particular part of the fan or part of the air inlet.
  • the catching device is designed, for example, as a type of catching channel in the interior of the electric direct drive, in which case coarse dirt can be caught by means of the catching device.
  • the catching device is advantageously designed in such a way that coarse dirt or foreign bodies entering it can be led out to the outside, that is to say outside of the electrical direct drive or outside of the electrical machine.
  • Additional guiding devices on the inside of the rotor can, for example, additionally ensure that dirt or foreign bodies that nevertheless get inside do not continuously fall back onto the wheelset shaft while it is being moved. Foreign bodies or dirt remain in the interior of the direct electric drive in such a way that the wheelset shaft is not unduly damaged. When cleaning is to be carried out, such foreign bodies or dirt remaining inside the electric direct drive can be removed.
  • Inner walls of the rotor in particular inner walls of the rotor reaction part receiver and also walls of the cooling air ducts, are advantageously provided with a dirt-binding surface.
  • a dirt-binding surface are rough surfaces or surfaces that have an adhesive.
  • Such a dirt-binding surface allows dirt or foreign bodies to be attached to a surface in such a way that the dirt or foreign bodies are no longer freely movable within the electrical direct drive. Freedom of movement could damage the wheelset shaft or the rotor. If the dirt-binding surface is rotated and has a surface normal in the axial direction, the centrifugal force advantageously supports the movement-inhibiting effect of the dirt-binding surface.
  • the invention enables rotor cooling for a rotor of an electrical machine of an electrical direct drive for a wheelset shaft, which in addition to cooling also fulfills the task of protecting the wheelset shaft.
  • the cooling device for the rotor also has parts which are part of the bearing seal.
  • the means for protecting the wheel set shaft is a dirt guide device.
  • dirt guide device dirt can be conducted into certain areas inside the direct electric drive, these areas also being able to represent deposition areas for dirt or foreign bodies.
  • the air inlet has a rebound wall.
  • a rebound wall which has a certain inclination with respect to the expected penetration of foreign bodies, foreign bodies which can penetrate into the interior of the electrical direct drive can be rejected.
  • the rebound wall must therefore be designed in such a way that foreign bodies which enter the air inlet bounce out of the opening of the air inlet through this rebound wall.
  • the wheelset shaft To protect the wheelset shaft, it has a continuous casing between the wheels of the wheelset. As already described above, this sheathing can be achieved, for example, by a large number of components of the electrical direct drive. Examples of these components are the electrical machine, the cooling device, or wheel disc closures.
  • the electrical direct drive 1 shows an electrical direct drive 1.
  • the electrical direct drive 1 has an electrical machine 2 on.
  • the electrical machine 2 in turn has a stand 7 and a rotor 3.
  • a cooling jacket 5 is provided, which has stator cooling channels 6.
  • the electrical direct drive has a wheelset shaft 11.
  • the wheelset shaft is mechanically coupled to the rotor 3 of the electrical machine 2.
  • the mechanical coupling takes place, for example, by shrinking the rotor 3 on the wheel set shaft 11.
  • the rotor 3 advantageously has a plurality of cooling channels 22. Openings 23, 25 and 27 are provided in rotor 3 to form cooling channel 22, rotor 3 having webs 20 and 21.
  • the openings 23 and 27 are formed by means of the webs 20.
  • the opening 23 is formed by means of a rotor web 21.
  • the rotor web 21 leads to a rotor hub 19.
  • the rotor hub 19 is directly mechanically coupled to the wheelset shaft 11.
  • the rotor hub 19 is connected via rotor webs 20, 21 to a sensor 14 for a rotor reaction part 15.
  • the rotor reaction part 15 has, for example, permanent magnets.
  • the rotor reaction part 15 is protected from the stator 7 by a protective part 17.
  • the wheelset shaft 11 is connected to a wheelset 30, the wheelset 30 having wheels 31 and 32.
  • the wheels 31, 32 can be braked by means of a schematically indicated brake 47.
  • the rotor 3 is movable relative to the stator 7 by means of bearings 43.
  • the bearings 43 have a bearing seal 29.
  • the rotor 3 can be cooled by means of a fan 9.
  • the fan 9 has fan blades 10 for generating an air flow. As a suction fan, the fan 9 sucks, which as a
  • Self-ventilator coupled to the rotor 3 is cooling air from an air inlet 37 when the rotor 3 rotates.
  • the air inlet 37 is designed, for example, as a nozzle.
  • the cooling air shown as arrow 8 runs through the cooling duct 22.
  • the air inlet 37 has an air inlet opening 36. Dirt particles, stones, etc. can be disadvantageous via this air inlet opening 36
  • Foreign bodies (49) or the like which are thrown up from the floor in the direction of the air inlet 36, in particular when driving, enter the electrical machine 2. Such bodies are prevented by various measures from damaging the wheelset shaft 11 or are prevented from entering the electrical machine 2.
  • the slope 38 of the air inlet 37 is a means of preventing damage to the wheelset shaft 11.
  • the slope 38 is designed such that foreign bodies can be thrown back by a rebound wall 40. However, if a foreign body 49 gets further into the air inlet 37, the foreign body 49 is prevented from hitting the wheel set shaft 11 by means of a catching device 35.
  • the catching device 35 forms a type of channel, the catching device 35 advantageously having a nose 45.
  • the nose 45 is provided so that a foreign body 49 can be steered back from this nose 45 to the air inlet opening 36, so that the foreign body 49 leaves the area of the air inlet 37 again through the air inlet opening 36.
  • the air inlet 37 advantageously has a wheel disc closure 41.
  • the wheel disc termination 41 lies against the wheel 31 or at least close to it, so that foreign particles of this type, which can lead to damage to the wheel set shaft 11, can be prevented from this wheel set shaft 11.
  • the fan 9 also advantageously has a wheel disc closure 42.
  • the wheel disc termination 42 like the wheel disc termination 41, serves to protect the wheel set shaft 11.
  • the cooling channel 22 has, for example, at least one air guiding device 39.
  • the air guiding device 39 advantageously serves to guide the cooling air.
  • the air guiding device can also be designed in such a way that the wheel set shaft 11 is protected by it.
  • the air guiding device 39 has, in particular, a dirt guiding device 33 or is designed such that an air duct and a protective effect for the wheel set shaft can be achieved by one component.

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Description

Beschreibung
Elektrischer Direktantrieb
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Direktantrieb eines Radsatzes eines Fahrzeuges. Das Fahrzeug ist insbesondere ein Schienenfahrzeug wie beispielsweise ein Zug, ein Triebwagen, eine Lok oder eine Straßenbahn. Aus der Offenlegungsschrift DE 100 47 911 AI ist ein Antrieb eines Radsatzes eines Fahr- zeuges bekannt, der zwei auf einer Radsatzwelle befindliche Räder aufweist. Die Räder sind durch zumindest einen die Radsatzwelle umfassenden Innenläufermotor antreibbar. Der In- nenläufermotor weist einen Ständer und einen Läufer auf. Der rohrförmig ausgebildete Läufer weist Permanentmagnete an des- sen Oberfläche auf. Beim Einsatz des elektrischen Direktantriebes beispielsweise bei Schienenfahrzeugen ist es nicht auszuschließen, dass auch im Betrieb die Radsatzwelle unzulässig beschädigt wird.
Elektrische Direktantriebe weisen einen elektrischen Motor auf, wobei dieser insbesondere ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor ist. Synchronmotoren wie auch Asynchronmotoren haben trotz guten Wirkungsgrades Verluste im Läufer. Diese Verluste führen zu einer Erwärmung des Läufers. Je größer die Erwärmung des Läufers ist, desto geringer ist der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine wie beispielsweise des Synchronmotors bzw. des Asynchronmotors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen elektrischen Direktantrieb zu verbessern. Die Verbesserung betrifft insbesondere die Kühlung des elektrischen Direktantriebes bzw. den Schutz einer Radsatzwelle des elektrischen Direktantriebes vor Beschädigung.
Die Aufgabe wird gelöst, durch einen elektrischen Direktantrieb mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen erfinderische Weiterbildungen des elektrischen Direktantriebes.
Erfind ngsgemäß weist ein elektrischer Direktantrieb eines Radsatzes eines Fahrzeuges einen Ständer und einen Läufer auf, wotoei der Läufer mechanisch mit einer Radsatzwelle gekoppelt ist. Zumindest der Läufer weist dabei eine Kühlein- richtuncj auf. Mit Hilfe der Kühleinrichtung ist der Läufer kühlbar . Durch die Kühlung des Läufers ist die Leistungsfä- higkeit des elektrischen Direktantriebes verbesserbar. Verluste im Läufer sind mittels der Kühleinrichtung abführbar, so dass eine möglichst gute Ausnutzung des elektrischen Di- rektantirriebes ermöglicht ist. Die Ausnutzung betrifft eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine Teil des elektrischen Direktantriebes ist, welche neben der elektrischen Maschine, welche den Ständer und den Läufer aufweist, auch zumindest eine Radsatzwelle aufweist.
Die Kühleinrichtung weist insbesondere Kühlkanäle, einen Lufteinlass und zumindest einen Lüfter auf. Die Kühlkanäle verlaufen vorteilhafter Weise innerhalb der Läufers. Der Lüfter ist als Lüfter für den Läufer einsetzbar, wobei vorteilhafter "Weise dieser Lüfter auch zur Kühlung des Ständers heranziehbar ist. Der Lüfter ist insbesondere ein Sauglüfter bzw. auch ein Drucklüfter. Als Sauglüfter bildet der Lüfter den insloesondere ein Luftauslass der Kühleinrichtung mit aus.
Vorteilhafter Weise ist die Radsatzwelle zwischen Rädern des Radsatzes mittels der elektrischen Maschine des elektrischen Direktantriebes vollständig umhüllt. Durch die Umhüllung ist die Radsatzwelle vor Beschädigungen geschützt. Beschädigungen können -bei Schienenfahrzeugen z.B. durch während der Fahrt hochgeschleuderten Schotter bzw. auch hochgesaugten Schmutz verursacht werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der elektrische Direktantrieb und/oder die Kühleinrichtung zumindest ein Mittel zum Schutz der Radsatzwelle auf.
Ist beispielsweise der elektrische Direktantrieb als Fahrantrieb für ein Schienenfahrzeug direkt auf eine Radsatzwelle montiert, so sind verbleibende offene Stellen der Radsatzwelle mittels des elektrischen Direktantriebs bzw. mittels der elektrischen Maschine des elektrischen Direktantriebes vor Beschädigungen schützbar. In den Radsatzwellenbereich eindringende Verschmutzung ist dabei zurückführbar bzw. derart ablagerbar, dass eine funktionsgefährdende Beschädigung der Radsatzwelle nicht erfolgt bzw. reduziert ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Läufer zumindest eine Läufernabe auf. Die Läufernabe ist mit der Radsatzwelle mechanisch gekoppelt, wobei die Läufernabe über zumindest einem Läufersteg mit einem Läuferreaktionsteil-Aufnehmer verbunden ist. Der Läuferreaktionsteil-Aufnehmer ist als Auf- nehmer für einen Läuferreaktionsteil vorgesehen. Das Läuferreaktionsteil weist beispielsweise Permanentmagnete auf. Mittels der Ausbildung von Stegen innerhalb des Läufers sind Kühlkanäle ausbildbar. Die Stege sind derart ausgeführt, dass ein axialer Kanal zur Führung von Kühlluft ausbildbar ist. An einen axialen Ende des Läufers ist beispielsweise ein Lüfter befestigt, der mit der Drehzahl des Radsatzes umläuft. Mittels des Lüfters ist durch eine Öffnung am anderen axialen Ende des Läufers Luft ansaugbar. Diese Luft wird insbesondere durch eine Luftleiteinrichtung im Inneren des Läufers gezielt zu den Innenwänden des Aufnehmers des Läuferreaktionsteils geleitet. Einen Lufteintritt in den Läufer bildet beispielsweise ein stehender also mit dem Läufer nicht mitbewegter Lufteinlass.
In weiteren Ausführungsformen ist der Lufteinlass auch derart ausführbar, dass sich dieser mit dem Läufer mitbewegt. Vorteilhafter Weise weist der elektrische Direktantrieb zumin- dest einen Radscheibenabschluss auf, wobei vorteilhaft an beiden Rädern des Radsatzes ein Radscheibenabschluss anliegt. Der Radscheibenabschluss ist so ausführbar, dass sich dieser synchron mit dem Rad dreht. Dadurch ergibt sich kein Ver- schleiß des Radscheibenabschlusses bzw. des Rades (Radscheibe) . Dies ist insbesondere dann vorteilhaft wenn die Räder nicht symmetrisch bzw. synchron zum Läufer bewegbar sind. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Radsatzwelle einer Biegebeanspruchung unterliegt und etwas durchbiegt. Ist dies nicht zu erwarten, so ist der Radscheibenabschluss auch an den Läufer koppelbar. Der Radscheibenabschluss ist eigenständiges Teil bzw. auch als Teil der Kühleinrichtung oder als Teil eines Gehäuses des elektrischen Direktantriebes oder als Teil eines Gehäuses der elektrischen Maschine ausführbar.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des elektrischen Direktantriebes ist der Lüfter auf der Radsatzwelle befestigt. Dadurch ist ein erhöhter Schutz der Radsatzwelle in dem Bereich der Befestigung gegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lüfter bzw. der Lufteinlass Bestandteile einer Lagerabdichtung. Dadurch ist ein verbesserter Schutz der Lager des elektrischen Direktantriebes erzielbar. Mit Hilfe der Lager ist der Läufer bezüg- lieh des Ständers rotatorisch bewegbar.
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Direktantrieb ist wie bereits beschrieben der Schutz der Radsatzwelle vor insbesondere Schmutzeintritt oder Beschädigung verbesserbar. Dies ist insbesondere dadurch erreichbar, dass der bezüglich des Läufers axial endseitige Lüfter und der axial endseitige Lufteinlass so ausgebildet sind, dass diese möglichst dicht mit Radscheiben der Räder des Radsatzes abschließen. Damit ist die Radsatzwelle zwischen den Rädern des Radsatzes vollstän- dig umschlossen und vor Beschädigungen besser geschützt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mittel zum Schutz der Radsatzwelle eine Fangeinrichtung, wobei die Fangeinrichtung insbesondere ein Teil des Lüfters bzw. ein Teil des Lufteinlasses ist. Die Fangeinrichtung ist bei- spielsweise als eine Art Fangrinne im Inneren des elektrischen Direktantriebes ausgebildet, wobei eintretender grober Schmutz mittels der Fangeinrichtung auffangbar ist. Vorteilhafter Weise ist die Fangeinrichtung derart ausgebildet, dass eintretender grober Schmutz bzw. Fremdkörper nach Außen, also außerhalb des elektrischen Direktantriebs bzw. außerhalb der elektrischen Maschine herausleitbar sind.
Durch weitere Leiteinrichtungen im Inneren des Läufers kann beispielsweise zusätzlich sichergestellt werden, dass Schmutz bzw. Fremdkörper der trotzdem ins Innere gelangt nicht laufend auf die Radsatzwelle zurückfällt während diese bewegt wird. Fremdkörper bzw. Schmutz verbleiben derart im Inneren des elektrischen Direktantriebes, dass die Radsatzwelle nicht unzulässig beschädigt wird. Bei einer vorzunehmenden Reini- gung sind derartige im Inneren des elektrischen Direktantriebs verbliebende Fremdkörper bzw. Schmutz entfernbar.
Vorteilhafter Weise sind Innenwände des Läufers, insbesondere Innenwände des Läuferreaktionsteil-Aufnehmers bzw. auch Wände der Kühlluftkanäle mit einer schmutzbindenden Oberfläche versehen. Beispiele für schmutzbindende Oberflächen sind rauhe Oberflächen bzw. auch Oberflächen die einen Klebstoff aufweisen. Durch eine derartige schmutzbindende Oberfläche sind Schmutz bzw. auch Fremdkörper derart an eine Oberfläche haf- tend anbringbar, dass der Schmutz bzw. die Fremdkörper innerhalb des elektrischen Direktantriebes nicht mehr frei beweglich sind. Durch eine freie Beweglichkeit könnten Beschädigungen der Radsatzwelle bzw. auch des Läufers auftreten. Ist die schmutzbindende Oberfläche rotatorisch bewegt und weist diese eine Flächennormale in Achsrichtung auf, so unterstützt die Fliehkraft die bewegungshemmende Wirkung der schmutzbindenden Oberfläche vorteilhaft. Durch die Erfindung ist eine Läuferkühlung für einen Läufer einer elektrischen Maschine eines elektrischen Direktantriebes für eine Radsatzwelle ausführbar, der neben der Kühlung gleichzeitig die Aufgabe erfüllt, die Radsatzwelle zu schüt- zen. Vorteilhafter Weise weist die Kühleinrichtung für den Läufer auch Teile auf, welche Teil der Lagerabdichtung sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mittel zum Schutz der Radsatzwelle eine Schmutzleiteinrichtung. Mit Hilfe der Schmutzleiteinrichtung ist Schmutz in bestimmte Bereiche im Inneren des elektrischen Direktantriebes leitbar, wobei diese Bereiche auch Ablagerungsbereiche für Schmutz bzw. auch Fremdkörper darstellen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Lufteinlass eine Rückprallwand auf. Mit Hilfe einer Rückprallwand die eine bestimmte Schrägung bezüglich zu erwartender eindringender Fremdkörper aufweist, sind Fremdkörper, welche in das Innere des elektrischen Direktantriebes eindringen können abweisbar. Die Rückprallwand ist also derart auszuführen, dass Fremdkörper welche in den Lufteintritt gelangen durch diese Rückprallwand aus der Öffnung des Lufteintrittes wieder herausprallen.
Zum Schutz der Radsatzwelle weist diese zwischen den Rädern des Radsatzes eine durchgehende Ummantelung auf. Diese Umman- telung ist wie obig bereits beschrieben beispielsweise durch eine Vielzahl von Komponenten des elektrischen Direktantriebes erzielbar. Beispiele dieser Komponenten sind die elektri- sehe Maschine, die Kühleinrichtung, oder auch Radscheibenabschlüsse.
Im folgenden wird die Erfindung in einem in der Figur dargestellten Beispiel beispielhaft beschrieben.
Die Darstellung gemäß FIG 1 zeigt einen elektrischen Direktantrieb 1. Der elektrische Direktantrieb 1 weist eine elek- trische Maschine 2 auf. Die elektrische Maschine 2 weist wiederum einen Ständer 7 und einen Läufer 3 auf. Zur Kühlung des Ständers 7 ist ein Kühlmantel 5 vorgesehen, welcher Ständerkühlkanäle 6 aufweist. Neben der elektrischen Maschine 2 weist der elektrische Direktantrieb eine Radsatzwelle 11 auf. Die Radsatzwelle ist mit dem Läufer 3 der elektrischen Maschine 2 mechanisch gekoppelt. Die mechanische Kopplung erfolgt beispielsweise durch Aufschrumpfen des Läufers 3 auf der Radsatzwelle 11. Der Läufer 3 weist zumindest einen vor- teilhafter Weise mehrere Kühlkanäle 22 auf. Zur Ausbildung des Kühlkanals 22 sind Öffnungen 23, 25 und 27 im Läufer 3 vorgesehen, wobei der Läufer 3 Stege 20 und 21 aufweist. Die Öffnungen 23 und 27 sind mittels der Stege 20 gebildet. Die Öffnung 23 ist mittels eines Läufersteges 21 ausgebildet. Der Läufersteg 21 führt zu einer Läufernabe 19. Die Läufernabe 19 ist mit der Radsatzwelle 11 direkt mechanisch gekoppelt. Die Läufernabe 19 ist über Läuferstege 20, 21 mit einem Aufnehmer 14 für ein Läuferreaktionsteil 15 verbunden. Das Läuferreaktionsteil 15 weist beispielsweise Permanentmagnete auf. Das Läuferreaktionsteil 15 ist gegenüber dem Ständer 7 durch ein Schutzteil 17 geschützt.
Die Radsatzwelle 11 ist mit einem Radsatz 30 verbunden, wobei der Radsatz 30 Räder 31 und 32 aufweist. Die Räder 31, 32 sind mittels einer schematisch angedeuteten Bremse 47 bremsbar. Der Läufer 3 ist gegenüber dem Ständer 7 mittels von Lagern 43 bewegbar. Die Lager 43 weisen eine Lagerabdichtung 29 auf. Der Läufer 3 ist mittels eines Lüfters 9 kühlbar. Der Lüfter 9 weist zur Erzeugung eines Luftstromes Lüfterflügeln 10 auf. Als Sauglüfter saugt der Lüfter 9, welcher als ein
Eigenlüfter an den Läufer 3 gekoppelt ist bei einer rotatori- schen Bewegung des Läufers 3 Kühlluft von einem Lufteinlass 37 an. Der Lufteinlass 37 ist beispielsweise als Düse ausgeführt. Die als Pfeil 8 dargestellte Kühlluft verläuft durch den Kühlkanal 22. Der Lufteinlass 37 weist eine Lufteinlassöffnung 36 auf. Über diese Lufteinlassöffnung 36 können nachteilig beispielsweise Schmutzpartikel, Steine, andere Fremdkörper (49) oder ähnliches, welche insbesondere im Fahrbetrieb vom Boden in Richtung des Lufteinlasses 36 hochgeschleudert werden, in die elektrische Maschine 2 gelangen. Derartige Körper sind durch verschiedene Maßnahmen daran ge- hindert die Radsatzwelle 11 zu beschädigen bzw. werden daran gehindert in die elektrische Maschine 2 zu gelangen. Ein Mittel zur Verhinderung einer Beschädigung der Radsatzwelle 11 ist die Schrägung 38 des Lufteinlasses 37. Die Schrägung 38 ist derart ausgeführt, dass Fremdkörper durch eine Rückprall- wand 40 rückschleuderbar sind. Gelangt dennoch ein Fremdkörper 49 weiter in den Lufteinlass 37 so wird der Fremdkörper 49 mittels einer Fangeinrichtung 35 vor dem Auftreffen auf die Radsatzwelle 11 gehindert. Die Fangeinrichtung 35 bildet eine Art Rinne, wobei die Fangeinrichtung 35 vorteilhafter Weise eine Nase 45 aufweist. Die Nase 45 ist dafür vorgesehen, dass ein Fremdkörper 49 von dieser Nase 45 zurück zur Lufteinlassöffnung 36 lenkbar ist, damit der Fremdkörper 49 den Bereich des Lufteinlasses 37 durch die Lufteinlassöffnung 36 wieder verlässt. Der Lufteinlass 37 weist vorteilhafter Weise einen Radscheibenabschluss 41 auf. Der Radscheibenabschluss 41 liegt an dem Rad 31 an bzw. zumindest nahe an diesem, so dass derart Fremdpartikel die zu einer Beschädigung der Radsatzwelle 11 führen können, von dieser Radsatzwelle 11 abhaltbar sind. Auch der Lüfter 9 weist vorteilhafter Weise einen Radscheibenabschluss 42 auf. Der Radscheibenabschluss 42 dient ebenso wie der Radscheibenabschluss 41 dem Schutz der Radsatzwelle 11.
Der Kühlkanal 22 weist beispielsweise zumindest eine Luft- leiteinrichtung 39 auf. Die Luftleiteinrichtung 39 dient vorteilhafter Weise zum Leiten der Kühlluft. Die Luftleiteinrichtung ist auch derart ausbildbar, dass durch diese ein Schutz der Radsatzwelle 11 erfolgt. Dazu weist die Luftleiteinrichtung 39 insbesondere eine Schmutzleiteinrichtung 33 auf bzw. ist derart ausgebildet, dass durch ein Bauteil sowohl eine Luftleitung als auch eine Schutzwirkung für die Radsatzwelle erzielbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Direktantrieb (1) eines Radsatzes (30) eines Fahrzeuges, wobei der elektrische Direktantrieb (1) einen Ständer (7) und einen Läufer (3) aufweist, wobei der Läufer (3) mechanisch mit einer Radsatzwelle (11) gekoppelt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Läufer (3) eine Kühleinrichtung aufweist.
2. Elektrischer Direktantrieb (1) nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Radsatzwelle (11) zwischen Rädern (31,32) des Radsatzes (30) mittels einer elektrischen Maschine (2) des elektrischen Direktantriebes (1) vollständig umhüllt ist.
3. Elektrischer Direktantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e k e nn z e i c h n e t, dass die Kühleinrichtung Kühlkanäle (22), einen Lufteinlass (37) und zumindest einen Lüfter (9) aufweist, wobei die Kühlkanäle (22) innerhalb des Läufers (3) verlaufen.
4. Elektrischer Direktantrieb (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der elektrische Direktantrieb (1) und/oder die Kühleinrich- tung zumindest ein Mittel (33,35) zum Schutz der Radsatzwelle (11) aufweisen.
5. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Läufer (3) zumindest eine Läufernabe (19) aufweist, welche mit der Radsatzwelle (11) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Läufernabe (19) über einen Läufersteg (21) mit einem Läuferreaktionsteil-Aufnehmer (14) verbunden ist.
6. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Mittel (33,35) zum Schutz der Radsatzwelle (11) eine Fangeinrichtung (35) ist, wobei die Fangeinrichtung (35) insbesondere ein Teil des Lüfters (9) bzw. ein Teil des Lufteinlasses (37) ist.
7. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Mittel (33,35) zum Schutz der Radsatzwelle (11) eine Schmutzleiteinrichtung (33) ist.
8. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a du r c h ge k e nn z e i c h n e t, dass der Lufteinlass (37) eine Rückprallwand (40) aufweist.
9. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Radsatzwelle (11) zwischen Rädern (31,32) des Radsatzes (30) eine durchgehende Ummantelung aufweist.
10. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der elektrische Direktantrieb (1) im Inneren eine schmutzbindende Oberfläche aufweist, wobei im Inneren insbesondere der Läufer bzw. ein Kühlkanal eine schmutzbindende Oberfläche aufweist.
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