EP1667883B1 - Elektrischer direktantrieb - Google Patents

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EP1667883B1
EP1667883B1 EP04787054A EP04787054A EP1667883B1 EP 1667883 B1 EP1667883 B1 EP 1667883B1 EP 04787054 A EP04787054 A EP 04787054A EP 04787054 A EP04787054 A EP 04787054A EP 1667883 B1 EP1667883 B1 EP 1667883B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
direct electrical
electrical drive
wheel set
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP04787054A
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English (en)
French (fr)
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EP1667883A1 (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
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    • 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 electric direct drive of a wheelset of a vehicle.
  • the vehicle is in particular a rail vehicle such as a train, a railcar, a locomotive or a tram.
  • a rail vehicle such as a train, a railcar, a locomotive or a tram.
  • From the publication DE 100 47 911 A1 is a drive of a wheel of a vehicle is known which has two wheels located on a wheelset.
  • the wheels can be driven by at least one internal rotor motor comprising the wheelset shaft.
  • the internal rotor motor has a stator and a rotor.
  • the tubular runner 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, despite good efficiency losses in the rotor. These losses lead to a warming of the runner. The greater the heating of the rotor, the lower the efficiency of the electric machine such as the synchronous motor or the induction motor.
  • Object of the present invention is to improve an electric direct drive.
  • the improvement relates in particular to the cooling of the electric direct drive or the Protection of a wheelset shaft of the electric direct drive from damage.
  • the object is achieved by an electric direct drive with the features of claim 1.
  • the dependent claims 2 to 9 relate to inventive developments of the electric direct drive.
  • an electric direct drive of a wheelset of a vehicle on a stand and a rotor wherein the rotor is mechanically coupled to a wheelset.
  • At least the rotor has a cooling device.
  • the rotor is coolable.
  • Losses in the rotor can be dissipated by means of the cooling device, so that the best possible use of the electric direct drive is made possible.
  • the exploitation relates to an electrical machine, wherein the electric machine is part of the electric direct drive, which also has at least one wheelset shaft in addition to the electric machine, which has the stator and the rotor.
  • the rotor has at least one rotor hub.
  • the rotor hub is mechanically coupled to the wheel set shaft, wherein the rotor hub is connected via at least one rotor bar to a rotor reaction part pickup.
  • the rotor reaction part pickup is provided as a pickup for a rotor reaction part.
  • the rotor reaction part has, for example, permanent magnets.
  • the fan air By means of the fan air can be sucked through an opening at the other axial end of the rotor.
  • This air is targeted in particular to the inner walls by an air guiding device in the interior of the rotor passed the pickup of the rotor reaction part.
  • an air inlet into the rotor forms a stationary air intake that is not moved along with the rotor.
  • the cooling device has in particular cooling channels, an air inlet and at least one fan.
  • the cooling channels advantageously run within the rotor.
  • the fan can be used as a fan for the runner, and advantageously this fan can also be used to cool the stand.
  • the fan is in particular a suction fan or a pressure fan. As a suction fan, the fan forms in particular an air outlet of the cooling device with.
  • the wheelset shaft between wheels of the wheelset by means of the electric machine of the electric direct drive is completely enveloped.
  • wrapping the wheelset shaft is protected from damage. Damage may occur to rail vehicles, e.g. be caused by during the trip thrown up ballast or even sucked up dirt.
  • the electric direct drive and / or the cooling device has at least one means for protecting the wheelset shaft.
  • the electric direct drive mounted as a drive for a rail vehicle directly on a wheelset, so remaining open areas of the wheelset by means of the electric direct drive or by means of the electric machine of the electric direct drive from damage can be protected.
  • penetrating pollution is attributable or deposited such that a functional hazardous damage to the axle does not take place or is reduced.
  • the air inlet is also executable such that it moves with the rotor.
  • the electric direct drive at least a Radusionnab gleich, which advantageously rests on both wheels of the wheel a Radusionnab gleich.
  • the Radusionnab gleich is executable that rotates synchronously with the wheel. This results in no wear of Radommenab gleiches or the wheel (wheel). This is advantageous in particular when the wheels are not movable symmetrically or synchronously with the rotor. This is the case, for example, when the wheel set shaft is subject to a bending load and something bends. If this is not to be expected, the wheel disc seal can also be coupled to the rotor.
  • the Radusionnab gleich is independent part or as part of the cooling device or as part of a housing of the electric direct drive or as part of a housing of the electric machine executable.
  • the fan is mounted on the wheelset shaft.
  • the fan or the air inlet components of a bearing seal As a result, an improved protection of the bearings of the electric direct drive can be achieved. With the help of the bearings of the rotor is rotatory relative to the stator.
  • the protection of the wheelset shaft from particular dirt ingress or damage can be improved.
  • This can be achieved, in particular, by the fact that the rotor, which is axially end-side relative to the rotor, and the axial end-side air inlet are designed such that they terminate as tightly as possible with wheel disks of the wheels of the wheelset.
  • the wheelset between the wheels of the wheelset is completely enclosed and better protected from damage.
  • the means for protecting the wheel set shaft is a catching device, wherein the catching device is in particular a part of the fan or a part of the air inlet.
  • the catcher is designed for example as a kind of gutter inside the electric direct drive, wherein incoming coarse dirt is trappable by means of the catching device.
  • the catching device is designed in such a way that incoming coarse dirt or foreign bodies can be led outwards, ie outside the electric direct drive or outside the electric machine.
  • inner walls of the rotor in particular inner walls of the rotor reaction part pickup or walls of the cooling air channels are provided with a dirt-binding surface.
  • dirt-binding surfaces are rough surfaces or surfaces which have an adhesive.
  • a rotor cooling for a runner of an electric machine of an electric direct drive for a wheelset is executable, which simultaneously fulfills the task in addition to the cooling to protect the axle.
  • the cooling device for the runner also has parts which are part of the bearing seal.
  • the means for protecting the wheel set shaft is a Schmutzleit driven.
  • Schmutzleit With the help of Schmutzleit Vintage dirt in certain areas in the interior of the electric direct drive can be conducted, these areas can also 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 penetrating foreign body, are foreign body, which can penetrate into the interior of the electric direct drive can be deflected.
  • the rebound wall is thus to be designed such that foreign bodies which enter the air inlet bounce out of this rebound wall from the opening of the air inlet again.
  • this shell is as already described above, for example, by a variety of components of the electric direct drive achievable. Examples of these components are the electric machine, the cooling device, or wheel disk terminations.
  • the electric direct drive 1 shows an electric direct drive 1.
  • the electric direct drive 1 has an electrical Machine 2 on.
  • the electric machine 2 in turn has a stator 7 and a rotor 3.
  • a cooling jacket 5 is provided which has stator cooling channels 6.
  • the electric direct drive has a wheelset shaft 11.
  • the wheel set shaft is mechanically coupled to the rotor 3 of the electric machine 2.
  • the mechanical coupling is carried out, for example, by shrinking the rotor 3 on the wheel set shaft 11.
  • the rotor 3 has at least one advantageous manner a plurality of cooling channels 22.
  • openings 23, 25 and 27 are provided in the rotor 3, the 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 bar 21.
  • the rotor bar 21 leads to a rotor hub 19.
  • the rotor hub 19 is coupled mechanically directly to the wheel set shaft 11.
  • the rotor hub 19 is connected via rotor webs 20, 21 with a pickup 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 wheel set shaft 11 is connected to a wheel set 30, wherein the wheel set 30 has wheels 31 and 32.
  • the wheels 31, 32 are 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 to generate an air flow fan blades 10. As a suction fan sucks the fan 9, which is coupled as a self-ventilator to the rotor 3 in a rotary movement of the rotor 3 cooling air from an air inlet 37 at.
  • the air inlet 37 is designed for example as a nozzle.
  • the cooling air shown as arrow 8 extends through the cooling channel 22.
  • the air inlet 37 has an air inlet opening 36.
  • This air inlet opening 36 may be disadvantageous example, dirt particles, stones, others Foreign body (49) or the like, which are thrown up in the direction of the air inlet 36, in particular when driving from the ground, get into the electric machine 2.
  • Such bodies are prevented by various measures from damaging the wheel set shaft 11 or are prevented from entering the electric machine 2.
  • a means for preventing damage to the wheel set shaft 11 is the slope 38 of the air inlet 37.
  • the skew 38 is designed such that foreign bodies are gurschleuderbar by a rebound wall 40. If, however, a foreign body 49 continues to enter the air inlet 37, the foreign body 49 is prevented from striking the wheelset shaft 11 by means of a catching device 35.
  • the catcher 35 forms a kind of gutter, the catcher 35 advantageously having a nose 45.
  • the nose 45 is provided so that a foreign body 49 can be steered by this nose 45 back to the air inlet opening 36 so that the foreign body 49 leaves the region of the air inlet 37 through the air inlet opening 36 again.
  • the air inlet 37 advantageously has a Radusionnab gleich 41.
  • the Radusionnab gleich 41 is applied to the wheel 31 at or at least close to this, so that such foreign particles can lead to damage to the wheelset 11, from this axle 11 are stanched.
  • the fan 9 advantageously has a Radusionnab gleich 42.
  • the Radusionnab gleich 42 serves as the Radusionnab gleich 41 the protection of the axle 11.
  • the cooling channel 22 has, for example, at least one air guiding device 39.
  • the louver 39 is advantageously used for guiding the cooling air.
  • the air guiding device can also be designed in such a way that it protects the wheelset shaft 11.
  • the air-guiding device 39 in particular has a dirt-guiding device 33 or is designed in such a way that both an air line and a protective effect for the wheelset shaft can be achieved by a component.

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Description

  • 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 A1 ist ein Antrieb eines Radsatzes eines Fahrzeuges bekannt, der zwei auf einer Radsatzwelle befindliche Räder aufweist. Die Räder sind durch zumindest einen die Radsatzwelle umfassenden Innenläufermotor antreibbar. Der Innenläufermotor weist einen Ständer und einen Läufer auf. Der rohrförmig ausgebildete Läufer weist Permanentmagnete an dessen Oberfläche auf. Beim Einsatz des elektrischen Direktantriebes beispielsweise bei Schienenfahrzeugen ist es nicht auszuschließen, dass auch im Betrieb die Radsatzwelle unzulässig beschädigt wird.
  • Aus der gattungsgemäßen DE 101 22 425 A1 ist eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Fahrzeugs bekannt, wobei die elektrische Maschine mit Wickelköpfen, mit wassergekühltem Ständer und luftgekühltem Läufer ausgestattet ist, wobei der Läufer durchzugsbelüftet ist.
  • 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 9 betreffen erfinderische Weiterbildungen des elektrischen Direktantriebes.
  • Erfindungsgemäß weist ein elektrischer Direktantrieb eines Radsatzes eines Fahrzeuges einen Ständer und einen Läufer auf, wobei der Läufer mechanisch mit einer Radsatzwelle gekoppelt ist. Zumindest der Läufer weist dabei eine Kühleinrichtung auf. Mit Hilfe der Kühleinrichtung ist der Läufer kühlbar. Durch die Kühlung des Läufers ist die Leistungsfähigkeit des elektrischen Direktantriebes verbesserbar. Verluste im Läufer sind mittels der Kühleinrichtung abführbar, so dass eine möglichst gute Ausnutzung des elektrischen Direktantriebes 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.
  • Erfindungsgemäß 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 Aufnehmer 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 einem 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.
  • 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 insbesondere 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 weiteren Ausführungsformen ist der Lufteinlass auch derart ausführbar, dass sich dieser mit dem Läufer mitbewegt. Vorteilhafter Weise weist der elektrische Direktantrieb zumindest 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 Verschleiß 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 bezüglich 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 vollständig 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 beispielsweise 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 Reinigung 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 haftend 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 schützen. 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 Ummantelung ist wie obig bereits beschrieben beispielsweise durch eine Vielzahl von Komponenten des elektrischen Direktantriebes erzielbar. Beispiele dieser Komponenten sind die elektrische 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 elektrische 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 vorteilhafter 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 rotatorischen 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 gehindert 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 Rückprallwand 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 Luftleiteinrichtung 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 (9)

  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, wobei der Läufer (3) eine Kühleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, 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.
  2. Elektrischer Direktantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Direktantrieb (1) und/oder die Kühleinrichtung zumindest ein Mittel (33,35) zum Schutz der Radsatzwelle (11) aufweisen.
  5. Elektrischer Direktantrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 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 eines Lufteinlasses (37) der Kühleinrichtung ist.
  6. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (33,35) zum Schutz der Radsatzwelle (11) eine Schmutzleiteinrichtung (33) ist.
  7. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (37) eine Rückprallwand (40) aufweist.
  8. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der_Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsatzwelle (11) zwischen Rädern (31,32) des Radsatzes (30) eine durchgehende Ummantelung aufweist.
  9. Elektrischer Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, 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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