EP4143070A1 - Anordnung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Anordnung für ein schienenfahrzeug

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EP4143070A1
EP4143070A1 EP21762391.7A EP21762391A EP4143070A1 EP 4143070 A1 EP4143070 A1 EP 4143070A1 EP 21762391 A EP21762391 A EP 21762391A EP 4143070 A1 EP4143070 A1 EP 4143070A1
Authority
EP
European Patent Office
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rotor
protective
shaft
arrangement
wheelset
Prior art date
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Application number
EP21762391.7A
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French (fr)
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EP4143070C0 (de
EP4143070B1 (de
Inventor
Christoph Adam
Peter Seitz
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Application granted granted Critical
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Publication of EP4143070B1 publication Critical patent/EP4143070B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00—Electric locomotives or railcars
    • 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
    • B61C9/44—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with hollow transmission shaft concentric with wheel axis

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for a rail vehicle, a hollow shaft motor with a corresponding arrangement, and a rail vehicle.
  • Hollow shaft motors can be used as drive motors in rail vehicles, for example. These can be used as a so-called direct drive, in which a wheel set shaft extends through the rotor of the hollow shaft motor and the wheel set shaft is driven directly by the rotor.
  • the hollow shaft motor is held at a radial distance from the axle by means of a motor attachment.
  • the invention is based on the object of specifying an arrangement in which, in the event of a failure of the motor attachment of the hollow shaft motor, damage to the motor and the risk of accidents and in particular the risk to persons are reduced.
  • a protective material is arranged in the area of the radial air gap between the rotor and the wheelset shaft, which separates the rotor from the wheelset shaft in the event of a failure of the motor attachment of the hollow shaft motor and subsequent support of the rotor on the wheelset shaft, the protective material softer than the material of the axle and softer than at least one material of the rotor.
  • the protective material forms at least one protective ring, which is arranged on the inside of the hollow rotor and has a smaller inner diameter than the rotor, with the at least protective ring resting on the wheel set shaft in the event of a failure of the motor attachment, or arranged on the outside of the wheel set shaft , has a larger outer diameter than the wheelset shaft and supports the rotor in the event of a failure of the engine mount .
  • the protective material forms at least one protective tube, which is arranged on the inside of the hollow rotor and has a smaller inner diameter than the rotor, with the at least one protective tube resting on the wheelset shaft in the event of a failure of the motor attachment, or on on the outside of the wheelset shaft, has a larger outer diameter than the wheelset shaft and supports the rotor in the event of a failure of the motor mounting.
  • the protective material forms at least two protective rings, which are each arranged on the inside of the hollow rotor, have a smaller inner diameter than the rotor and are spaced apart axially, with one of the protective rings in the area of one axial end of the rotor and the other protective ring are arranged in the region of the other axial end of the rotor.
  • the two axially spaced protective rings consist of materials of different hardness.
  • a radially inner rotor tube is arranged between the two axially spaced protective rings and is fixed axially by at least one of the protective rings.
  • Such an inner rotor tube can advantageously shield cavities in the rotor from the wheelset shaft, for example.
  • the rotor comprises ferrous laminated cores and the protective material is softer than the material of the ferrous laminated cores.
  • the at least one protective ring and/or the at least one protective tube is mounted as a separate part on the inner surface of the rotor or on the outer surface of the wheelset shaft or applied by a coating process.
  • the protective material is iron-free.
  • the protective material has aluminum and/or copper or consists of these.
  • the protective material has or consists of rubber, for example specifically acrylonitrile-butadiene rubber and/or natural rubber.
  • the protective material has a maximum yield point of 200 N/mm 2 .
  • the hollow shaft motor is held by a chassis or frame of a vehicle and the wheel set shaft is rotatably mounted by means of bearings attached to the chassis or the frame.
  • the rotor is rotationally connected at one of its two rotor ends by means of an axially and/or radially movable connecting device to the wheel set shaft, the connecting device enabling an axial and/or radial relative movement between the rotor end and the wheel set shaft.
  • a protective ring close to the connecting device is softer than a protective ring further away from the connecting device.
  • Such a difference in hardness of the protective material is possible because a mechanical stress on the near protective ring is smaller than that on the far protective ring in the event of a failure of the engine mount.
  • the protective material forms at least two protective rings, which are each arranged on the outside of the wheelset axle, have a larger outer diameter than the wheelset axle and are spaced apart axially, with one of the protective rings in the area of one axial end of the rotor and the other protective ring in the area of the other axial end of the rotor is mounted on the wheelset shaft.
  • the object is also achieved by a hollow shaft motor which has an arrangement according to the invention.
  • a rail vehicle with at least one arrangement according to the invention or at least one hollow shaft motor according to the invention.
  • the rail vehicle can be, for example, a rail vehicle powered externally via current collectors, a battery-operated rail vehicle, a rail vehicle equipped with fuel cells, or a hybrid rail vehicle.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, which forms part of a vehicle (not shown in detail), in particular a rail vehicle, with a hollow shaft motor being held in its normal position by a motor attachment,
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, in which the protective material forms an inner protective tube
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, in which a radially inner rotor tube is arranged between two axially spaced protective rings, and
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, in which protective rings are arranged on the axle.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an arrangement 5 according to the invention, which forms part of a vehicle (not shown in detail), in particular a rail vehicle.
  • the arrangement 5 comprises a hollow shaft motor 10 which has an outer stator 11 and an inner, hollow rotor 12 .
  • the rotor 12 comprises ferrous laminated cores through which magnetic fields generated by the stator 11 pass during operation of the hollow shaft motor 10 .
  • the stator 11 is held by a housing 13 of the hollow shaft motor 10, which in turn is held by a motor attachment 14, which is only indicated, on a chassis or frame of the vehicle which is not shown in any more detail.
  • a wheelset shaft 20 extends through the rotor 12 , which is hollow on the inside, and a vehicle wheel 30 of the vehicle is attached to each shaft end.
  • Wheelset shaft 20 is rotatably mounted on the chassis or frame of the vehicle by means of bearings, which are also not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the rotor 12 is rotatably connected to the wheel set shaft 20 by means of a connecting device 40, which is preferably axially and radially movable and allows a certain axial and radial relative movement between the rotor 12 and the wheel set shaft 20, for example to absorb vibrations of the wheel set shaft 20 while driving be able .
  • a connecting device 40 which is preferably axially and radially movable and allows a certain axial and radial relative movement between the rotor 12 and the wheel set shaft 20, for example to absorb vibrations of the wheel set shaft 20 while driving be able .
  • the motor attachment 14 keeps the hollow shaft motor 10 and thus also the rotor 12 separate from the wheelset shaft 20 while forming a radial air gap 50 .
  • the air gap 50 contains two protective rings 60 and 70 which are attached to the inside 12a of the hollow rotor 12 and have a smaller inside diameter than the rotor 12 .
  • the function of the guard rings 60 and 70 is to form a protective material that will keep the rotor 12 separate from the axle 20 in the event of a failure of the engine mount 14 . If the motor attachment 14 fails, the hollow shaft motor 10 will fall down in the direction of the arrow Z. In this case, the protective rings 60 and 70 prevent the rotor 12 from hitting the wheelset axle 20 and damaging it.
  • the guard rings 60 and 70 are facing the mentioned protective effect of a material that is softer than the material of the wheelset shaft 20 , which is preferably made of steel, and softer than the material of the ferrous laminated cores of the rotor 12 .
  • FIG. 2 shows the arrangement 5 according to FIG. 1 after failure of the engine attachment 14 . It can be seen that the hollow shaft motor 10 has lowered and the protective rings 60 and 70 are supported on the wheelset shaft 20 . The rotor 12 remains separated from the axle 20 by the protective rings 60 and 70 so that it cannot damage it.
  • the two protective rings 60 and 70 are preferably made of aluminum, copper, rubber or caoutchouc. It is particularly advantageous if the protective ring 60 close to the connecting device 40 consists of a softer material than the protective ring 70 further away from the connecting device 40 .
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an arrangement in which a protective material is arranged between the rotor 12 and the wheelset axle 20 .
  • the protective material forms a protective tube 80 which bears against the inside 12a of the rotor 12 and is firmly connected to the rotor 12 .
  • the protective tube 80 can be a separate part that is inserted into the rotor 12; alternatively, the protective tube 80 can also have been applied to the inside 12a of the rotor 12 as part of a coating process, for example by cold gas spraying.
  • the protective tube 80 separates the rotor 12 from the wheelset shaft 20, as was explained above in connection with the protective rings 60 and 70 in the exemplary embodiment according to FIGS.
  • FIG. 4 shows a third exemplary embodiment from an arrangement according to the invention, in which between the rotor 12 and Axle 20 protective material is present.
  • the two protective rings 60 and 70 perform a double function.
  • they serve, as explained in connection with FIGS. 1 and 2, to keep the rotor 12 separate from the wheelset shaft 20 in the event of a failure of the motor attachment 14;
  • they serve to axially fix a rotor tube 90 lying radially on the inside, which separates cavities 91 within the rotor 12 from the wheelset shaft 20 .
  • Cavities 91 within the rotor 12 can advantageously be provided in order to achieve a large rotor diameter with the lowest possible overall weight with a view to a high torque of the hollow shaft motor 10 .
  • FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of an arrangement according to the invention, in which protective material is provided between wheel set axle 20 and rotor 12 .
  • the protective material is provided on the wheel set shaft 20 in the arrangement according to FIG.
  • the protective effect of the protective rings 60 and 70 the above statements in connection with FIGS. 1 and 2 apply accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (5) für ein Schienenfahrzeug, aufweisend zumindest einen elektrischen Hohlwellenmotor mit einem hohlen Rotor, und eine Radsatzwelle, wobei die Radsatzwelle durch den hohlen Rotor hindurch verläuft und wobei der Rotor (12) von der Radsatzwelle (20) zumindest abschnittsweise durch einen radialen Luftspalt (50) getrennt ist, der ein mechanisches Spiel zwischen der Radsatzwelle (20) und dem Rotor (12) gewährleistet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Bereich des radialen Luftspalts (50) zwischen dem Rotor (12) und der Radsatzwelle (20) ein Schutzmaterial angeordnet ist, das im Falle eines Versagens einer Motorbefestigung (14) des Hohlwellenmotors (10) und einem nachfolgenden Abstützen des Rotors (12) auf der Radsatzwelle (20) den Rotor (12) von der Radsatzwelle (20) trennt, wobei das Schutzmaterial weicher als das Material der Radsatzwelle (20) und weicher als zumindest ein Material des Rotors (12) ist.

Description

Beschreibung
Anordnung für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für ein Schienenfahrzeug, einen Hohlwellenmotor mit einer entsprechenden Anordnung sowie ein Schienenfahrzeug .
Hohlwellenmotoren können beispielsweise in wie Schienenfahrzeugen als Antriebsmotoren eingesetzt werden . Diese können als ein so genannter Direktantrieb eingesetzt werden, bei welchem sich eine Radsatzwelle durch den Rotor des Hohlwellenmotors erstreckt und die Radsatzwelle direkt von dem Rotor angetrieben wird . Der Hohlwellenmotor wird mittels einer Motorbefestigung von der Radsatzwelle radial beabstandet gehalten .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Anordnung anzugeben, bei der im Falle eines Versagens der Motorbefestigung des Hohlwellenmotors eine Beschädigung des Motors sowie eine Unfallgefahr und insbesondere eine Gefährdung von Personen reduziert wird .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in abhängigen Patentansprüchen angegeben .
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich des radialen Luftspalts zwischen dem Rotor und der Radsatzwelle ein Schutzmaterial angeordnet ist , das im Falle eines Versagens der Motorbefestigung des Hohlwellenmotors und einem nachfolgenden Abstützen des Rotors auf der Radsatzwelle den Rotor von der Radsatzwelle trennt , wobei das Schutzmaterial weicher als das Material der Radsatzwelle und weicher als zumindest ein Material des Rotors ist . Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass im Falle des etwaigen Versagens der Motorbefestigung der Rotor des Hohlwellenmotors nicht unmittelbar auf die darin geführte Radsatzwelle fallen kann, da das erfindungsgemäß vorgesehene weiche Schutzmaterial Welle und Rotor getrennt hält .
Einer Weiterbildung zufolge bildet das Schutzmaterial zumindest einen Schutzring, der auf der Innenseite des hohlen Rotors angeordnet ist und einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor aufweist , wobei der zumindest Schutzring im Falle eines Versagens der Motorbefestigung auf der Radsatzwelle aufliegt , oder auf der Außenseite der Radsatzwelle angeordnet ist , einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle aufweist und im Falle eines Versagens der Motorbefestigung den Rotor abstützt .
Einer zur vorstehenden Weiterbildung alternativen Weiterbildung zufolge bildet das Schutzmaterial zumindest ein Schutzrohr, das auf der Innenseite des hohlen Rotors angeordnet ist und einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor aufweist , wobei das zumindest eine Schutzrohr im Falle eines Versagens der Motorbefestigung auf der Radsatzwelle aufliegt , oder auf der Außenseite der Radsatzwelle angeordnet ist , einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle aufweist und im Falle eines Versagens der Motorbefestigung den Rotor abstützt .
Einer weiteren alternativen Weiterbildung zufolge bildet das Schutzmaterial zumindest zwei Schutzringe , die j eweils auf der Innenseite des hohlen Rotors angeordnet sind, einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor aufweisen und axial zueinander beabstandet sind, wobei einer der Schutzringe im Bereich des einen axialen Endes des Rotors und der andere Schutzring im Bereich des anderen axialen Endes des Rotors angeordnet sind . Die zwei axial beabstandeten Schutzringe bestehen gemäß einer weiteren Weiterbildung aus unterschiedlich harten Materialien .
Ein radial innenliegendes Rotorrohr ist gemäß einer weiteren Weiterbildung zwischen den zwei axial beabstandeten Schutzringen angeordnet und wird von zumindest einem der Schutzringe axial fixiert . Vorteilhaft kann ein solches innenliegendes Rotorrohr beispielsweise Hohlräume im Rotor von der Radsatzwelle abschirmen .
Der Rotor umfasst nach einer weiteren Weiterbildung eisenhaltige Blechpakete und das Schutzmaterial ist weicher als das Material der eisenhaltigen Blechpakete .
Der zumindest eine Schutzring und/oder das zumindest eine Schutzrohr ist nach einer weiteren Weiterbildung als ein separates Teil auf der Innenfläche des Rotors oder auf der Außenfläche der Radsatzwelle montiert oder durch ein Beschichtungsverfahren aufgebracht .
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist das Schutzmaterial eisenfrei .
Nach einer weiteren Weiterbildung weist das Schutzmaterial Aluminium und/oder Kupfer auf oder besteht aus diesen . Alternativ oder ergänzend weist das Schutzmaterial Gummi , beispielsweise speziell Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, und/oder Naturkautschuk auf oder besteht aus diesen . Alternativ oder ergänzend weist das Schutzmaterial eine Streckgrenze von maximal 200 N/mm2 auf .
Der Hohlwellenmotor wird einer weiteren Weiterbildung zufolge von einem Fahrgestell oder Rahmen eines Fahrzeugs gehalten und die Radsatzwelle wird mittels an dem Fahrgestell oder dem Rahmen angebrachter Lager drehbar gelagert . Der Rotor ist gemäß einer weiteren Weiterbildung an einem seiner beiden Rotorenden mittels einer axial und/oder radial beweglichen Verbindungseinrichtung mit der Radsatzwelle drehtest verbunden, wobei die Verbindungseinrichtung eine axiale und/oder radiale Relativbewegung zwischen dem Rotorende und der Radsatzwelle ermöglicht .
Einer weiteren Weiterbildung zufolge ist ein der Verbindungseinrichtung naher Schutzring weicher als ein der Verbindungseinrichtung ferner Schutzring . Eine solche unterschiedliche Härte des Schutzmaterials ist möglich, da eine mechanische Belastung des nahen Schutzrings im Falle eines Versagens der Motorbefestigung kleiner als die des fernen Schutzrings ist .
Gemäß einer weiteren alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schutzmaterial zumindest zwei Schutzringe bildet , die j eweils auf der Außenseite der Radsatzwelle angeordnet sind, einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle aufweisen und axial zueinander beabstandet sind, wobei einer der Schutzringe im Bereich des einen axialen Endes des Rotors und der andere Schutzring im Bereich des anderen axialen Endes des Rotors auf der Radsatzwelle angebracht ist .
Die Aufgabe wird ferner durch einen Hohlwellenmotor gelöst , welcher eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist .
Schließlich wird die Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Anordnung oder mindestens einem erfindungsgemäßen Hohlwellenmotor gelöst .
Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich dabei beispielsweise um ein elektrisch über Stromabnehmer fremdgespeistes Schienenfahrzeug, ein batteriebetriebenes Schienenfahrzeug, ein mit Brennstof f zellen ausgestattetes Schienenfahrzeug oder ein hybrides Schienenfahrzeug handeln .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft : Figur 1 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, die einen Bestandteil eines nicht weiter gezeigten Fahrzeugs , insbesondere Schienenfahrzeugs , bildet , wobei ein Hohlwellenmotor von einer Motorbefestigung in seiner Normallage gehalten wird,
Figur 2 die Anordnung gemäß Figur 1 im Falle eines Versagens der Motorbefestigung und eines Herunterfallens des Hohlwellenmotors auf eine darin geführte Radsatzwelle ,
Figur 3 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der Schutzmaterial ein inneres Schutzrohr bildet ,
Figur 4 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der ein radial innenliegendes Rotorrohr zwischen zwei axial beabstandeten Schutzringen angeordnet ist , und
Figur 5 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der Schutzringe auf der Radsatzwelle angeordnet sind .
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugs zeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung 5 , die einen Bestandteil eines nicht weiter gezeigten Fahrzeugs , insbesondere Schienenfahrzeugs , bildet . Die Anordnung 5 umfasst einen Hohlwellenmotor 10 , der einen äußeren Stator 11 und einen innenliegenden, hohlen Rotor 12 aufweist . Der Rotor 12 umfasst eisenhaltige Blechpakete , die während des Betriebs des Hohlwellenmotors 10 von Magnetfeldern, die vom Stator 11 erzeugt werden, durchsetzt werden .
Der Stator 11 wird von einem Gehäuse 13 des Hohlwellenmotors 10 gehalten, das wiederum von einer nur angedeuteten Motorbefestigung 14 an einem nicht weiter gezeigten Fahrgestell oder Rahmen des Fahrzeugs gehalten wird .
Durch den innen hohlen Rotor 12 erstreckt sich eine Radsatzwelle 20 , an deren Wellenenden j eweils ein Fahrzeugrad 30 des Fahrzeugs angebracht ist . Die Radsatzwelle 20 wird am Fahrgestell oder Rahmen des Fahrzeugs mittels Lager drehbar gelagert , die aus Gründen der Übersicht in der Figur 1 ebenfalls nicht gezeigt sind .
Der Rotor 12 ist drehfest mit der Radsatzwelle 20 mittels einer Verbindungseinrichtung 40 verbunden, die vorzugsweise axial und radial beweglich ist und eine gewisse axiale und radiale Relativbewegung zwischen dem Rotor 12 und der Radsatzwelle 20 ermöglicht , beispielsweise um Schwingungen der Radsatzwelle 20 während der Fahrt aufnehmen zu können .
Durch die Motorbefestigung 14 wird der Hohlwellenmotor 10 und damit auch der Rotor 12 von der Radsatzwelle 20 unter Bildung eines radialen Luftspaltes 50 getrennt gehalten . In dem Luftspalt 50 befinden sich bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 zwei Schutzringe 60 und 70 , die an der Innenseite 12a des hohlen Rotors 12 angebracht sind und einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor 12 aufweisen . Die Funktion der Schutzringe 60 und 70 besteht darin, ein Schutzmaterial zu bilden, das im Falle eines Versagens der Motorbefestigung 14 den Rotor 12 von der Radsatzwelle 20 getrennt hält . Kommt es nämlich zu einem Versagen der Motorbefestigung 14 , so wird der Hohlwellenmotor 10 entlang der Pfeilrichtung Z nach unten fallen . Die Schutzringe 60 und 70 verhindern in diesem Falle , dass der Rotor 12 auf die Radsatzwelle 20 schlägt und diese beschädigt . Die Schutzringe 60 und 70 bestehen mit Blick auf die angesprochene Schutzwirkung aus einem Material , das weicher als das Material der vorzugsweise aus Stahl bestehenden Radsatzwelle 20 und weicher als das Material der eisenhaltigen Blechpakete des Rotors 12 ist .
Die Figur 2 zeigt die Anordnung 5 gemäß Figur 1 nach einem Versagen der Motorbefestigung 14 . Es lässt sich erkennen, dass sich der Hohlwellenmotor 10 abgesenkt hat und sich die Schutzringe 60 und 70 auf der Radsatzwelle 20 abstützen . Der Rotor 12 bleibt durch die Schutzringe 60 und 70 von der Radsatzwelle 20 getrennt , sodass er diese nicht beschädigen kann .
Die beiden Schutzringe 60 und 70 bestehen vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Gummi oder Kautschuk . Besonders vorteilhaft ist es , wenn der der Verbindungseinrichtung 40 nahe Schutzring 60 aus einem weicheren Material besteht als der der Verbindungseinrichtung 40 fernere Schutzring 70 .
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel für eine Anordnung, bei der ein Schutzmaterial zwischen dem Rotor 12 und der Radsatzwelle 20 angeordnet ist . Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 3 bildet das Schutzmaterial ein Schutzrohr 80 , das auf der Innenseite 12a des Rotors 12 anliegt und mit dem Rotor 12 fest verbunden ist . Das Schutzrohr 80 kann ein separates Teil sein, das in den Rotor 12 eingesetzt ist ; alternativ kann das Schutzrohr 80 auch im Rahmen eines Beschichtungsverfahrens , beispielsweise durch Kaltgasspritzen, auf der Innenseite 12a des Rotors 12 aufgebracht worden sein .
Kommt es zu einem Versagen der Motorbefestigung 14 , so trennt das Schutzrohr 80 den Rotor 12 von der Radsatzwelle 20 , wie dies im Zusammenhang mit den Schutzringen 60 und 70 bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 oben erläutert wurde .
Die Figur 4 zeigt ein drittes Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der zwischen Rotor 12 und Radsatzwelle 20 Schutzmaterial vorhanden ist . Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 4 üben die beiden Schutzringe 60 und 70 eine Doppel funktion aus . Zum einen dienen sie dazu, wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläutert , im Falle eines Versagens der Motorbefestigung 14 den Rotor 12 von der Radsatzwelle 20 getrennt zu halten; zum anderen dienen sie dazu, ein radial innenliegendes Rotorrohr 90 , das Hohlräume 91 innerhalb des Rotors 12 von der Radsatzwelle 20 trennt , axial zu fixieren . Hohlräume 91 innerhalb des Rotors 12 können in vorteilhafter Weise vorgesehen werden, um mit Blick auf ein hohes Drehmoment des Hohlwellenmotors 10 einen großen Rotordurchmesser bei möglichst geringem Gesamtgewicht zu erreichen .
Die Figur 5 zeigt ein viertes Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der Schutzmaterial zwischen Radsatzwelle 20 und Rotor 12 vorgesehen ist . Im Unterschied zu den Aus führungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 4 ist bei der Anordnung gemäß Figur 5 das Schutzmaterial auf der Radsatzwelle 20 vorgesehen, und zwar in Form zweier Schutzringe 60 und 70 , die auf der Außenseite 20a der Radsatzwelle 20 montiert sind . Bezüglich der Schutzwirkung der Schutzringe 60 und 70 gelten die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 entsprechend .
Bezugs zeichenliste
5 Anordnung
10 Hohlwellenmotor
11 Stator
12 Rotor
12a Innenseite
13 Gehäuse
14 Motorbefestigung
20 Radsatzwelle
20a Außenseite
30 Fahrzeugrad
40 Verbindungseinrichtung
50 Luftspalt
60 Schutzring
70 Schutzring
80 Schutzrohr
90 Rotorrohr
91 Hohlraum
Z Pfeilrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (5) für ein Schienenfahrzeug, aufweisend zumindest
- einen elektrischen Hohlwellenmotor (10) mit einem hohlen Rotor ( 12 ) , und
- eine Radsatzwelle (20) , wobei die Radsatzwelle (20) durch den hohlen Rotor (12) hindurch verläuft und wobei der Rotor (12) von der Radsatzwelle (20) zumindest abschnittsweise durch einen radialen Luftspalt (50) getrennt ist, der ein mechanisches Spiel zwischen der Radsatzwelle (20) und dem Rotor (12) gewährleistet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- im Bereich des radialen Luftspalts (50) zwischen dem Rotor (12) und der Radsatzwelle (20) ein Schutzmaterial angeordnet ist, das im Falle eines Versagens einer Motorbefestigung (14) des Hohlwellenmotors (10) und einem nachfolgenden Abstützen des Rotors (12) auf der Radsatzwelle (20) den Rotor (12) von der Radsatzwelle (20) trennt, wobei das Schutzmaterial weicher als das Material der Radsatzwelle (20) und weicher als zumindest ein Material des Rotors (12) ist.
2. Anordnung (5) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzmaterial zumindest einen Schutzring (60, 70) bildet, der
- auf der Innenseite (12a) des hohlen Rotors (12) angeordnet ist und einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor (12) aufweist, wobei der zumindest eine Schutzring (60, 70) im Falle eines Versagens der Motorbefestigung (14) auf der Radsatzwelle (20) aufliegt, oder
- auf der Außenseite (20a) der Radsatzwelle (20) angeordnet ist, einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle (20) aufweist und im Falle eines Versagens der Motorbefestigung (14) den Rotor (12) abstützt.
3. Anordnung (5) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzmaterial zumindest ein Schutzrohr (80) bildet, das
- auf der Innenseite (12a) des hohlen Rotors (12) angeordnet ist und einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor (12) aufweist, wobei das zumindest eine Schutzrohr (80) im Falle eines Versagens der Motorbefestigung (14) auf der Radsatzwelle (20) aufliegt, oder
- auf der Außenseite (20a) der Radsatzwelle (20) angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle (20) aufweist und im Falle des Versagens der Motorbefestigung (14) den Rotor (12) abstützt.
4. Anordnung (5) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Schutzmaterial zumindest zwei Schutzringe (60, 70) bildet, die jeweils auf der Innenseite (12a) des hohlen Rotors (12) angeordnet sind, einen kleineren Innendurchmesser als der Rotor (12) aufweisen und axial zueinander beabstandet sind,
- wobei einer der Schutzringe (60, 70) im Bereich des einen axialen Endes des Rotors (12) und der andere Schutzring (60, 70) im Bereich des anderen axialen Endes des Rotors (12) angeordnet sind.
5. Anordnung (5) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zwei axial beabstandeten Schutzringe (60, 70) aus unterschiedlich harten Materialien bestehen.
6. Anordnung (5) nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein radial innenliegendes Rotorrohr (90) zwischen den zwei axial beabstandeten Schutzringen (60, 70) angeordnet ist und von zumindest einem der Schutzringe (60, 70) axial fixiert wird .
7. Anordnung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - der Rotor (12) eisenhaltige Blechpakete umfasst, und
- das Schutzmaterial weicher als das Material der eisenhaltigen Blechpakete ist.
8. Anordnung (5) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zumindest eine Schutzring (60, 70) oder das zumindest eine Schutzrohr (80) jeweils als ein separates Teil auf der Innenfläche des Rotors (12) oder auf der Außenfläche der Radsatzwelle (20) montiert ist oder durch ein Beschichtungsverfahren aufgebracht ist.
9. Anordnung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzmaterial eisenfrei ist.
10. Anordnung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Schutzmaterial Aluminium und/oder Kupfer aufweist oder daraus besteht, und/oder
- das Schutzmaterial Gummi oder Naturkautschuk aufweist oder daraus besteht, und/oder
- das Schutzmaterial eine Streckgrenze von maximal 200 N/mm2 aufweist .
11. Anordnung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Hohlwellenmotor (10) von einem Fahrgestell oder Rahmen eines Fahrzeugs gehalten wird, und
- die Radsatzwelle (20) mittels an dem Fahrgestell oder dem Rahmen angebrachter Lager drehbar gelagert wird.
12. Anordnung (5) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Rotor (12) an einem seiner beiden Rotorenden mittels einer axial und/oder radial beweglichen Verbindungseinrichtung (40) mit der Radsatzwelle (20) drehfest verbunden ist, - wobei die Verbindungseinrichtung (40) eine axiale und/oder radiale Relativbewegung zwischen dem Rotorende und der
Radsatzwelle (20) ermöglicht.
13. Anordnung (5) nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein der Verbindungseinrichtung (40) naher Schutzring (60) weicher als ein der Verbindungseinrichtung (40) ferner Schutzring (70) ist.
14. Anordnung (5) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Schutzmaterial zumindest zwei Schutzringe (60, 70) bildet, die jeweils auf der Außenseite (20a) der Radsatzwelle (20) angeordnet sind, einen größeren Außendurchmesser als die Radsatzwelle (20) aufweisen und axial zueinander beabstandet sind,
- wobei einer der Schutzringe (60, 70) im Bereich des einen axialen Endes des Rotors (12) und der andere Schutzring (60, 70) im Bereich des anderen axialen Endes des Rotors (12) auf der Radsatzwelle (20) angebracht ist.
15. Hohlwellenmotor (10) für ein Schienenfahrzeug, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hohlwellenmotor (10) eine Anordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
16. Schienenfahrzeug, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es mit mindestens einer Anordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder mindestens einen Hohlwellenmotor (10) nach Anspruch 15 ausgestattet ist.
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