ES2399947T5 - Cadena de accionamiento para un vehículo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes - Google Patents

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    • 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
    • B61C9/08—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/10—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines mechanical
    • B61C9/12—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines mechanical with change-speed gearing

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  • Transportation (AREA)
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Description

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DESCRIPCION
Cadena de accionamiento para un vehnculo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes
La presente invencion se refiere a una cadena de accionamiento de un vehiculo motorizado para un vehiculo con dos direcciones de marcha equivalentes, por lo tanto, en particular para un vehiculo ferroviario.
En vehiculos con dos direcciones de marcha equivalentes, es decir, en vehiculos, como por ejemplo vehiculos ferroviarios, que se mueven tanto en una primera direction de marcha (direction hacia adelante) en todos los intervalos de velocidades como en una segunda direccion de marcha opuesta a esta (direccion de marcha hacia atras) en los mismos intervalos de velocidades, accionados por su propio motor de accionamiento, debiendo poder utilizarse las dos direcciones de marcha de forma equivalente, se usan habitualmente engranajes especiales, adaptados para este tipo de vehiculo, en particular engranajes hidrodinamicos (engranajes turbo), en los que estan integradas unidades inversoras. Una cadena de accionamiento de vehiculo ferroviario convencional presenta, por ejemplo, un motor de accionamiento, llamado tambien motor de traction, que esta suspendido en el bastidor del vehiculo y al que esta conectada una caja de cambios automatica, que pone a disposition los mismos intervalos de velocidades y pares para los dos sentidos de giro del arbol de salida de la caja de cambios. La estructura de una caja de cambios automatica de este tipo se distingue, por lo tanto, considerablemente de la de una caja de cambios de un vehiculo industrial, que se usa para vehiculos de carretera o en general para vehiculos, que usan predominantemente una primera direccion de marcha (direccion hacia adelante) y solo en pocas ocasiones, por ejemplo para maniobrar, una direccion de marcha opuesta (direccion hacia atras), no estando disponibles los mismos mismos intervalos de velocidades en la direccion de marcha opuesta.
Ademas, se sabe dotar a los vehiculos ferroviarios de unidades inversoras en la denominada transmision del par de ruedas, es decir, en una transmision que esta dispuesta en el arbol del par de ruedas en el bogie y que transmite potencia motriz, que recibe mediante un arbol articulado, en particular un arbol articulado tripode, que se extiende en la direccion longitudinal del vehiculo desde la caja de cambios automatica, al arbol del par de ruedas que se extiende en la direccion transversal del vehiculo o a las ruedas motrices.
La primera forma de realization segun el estado de la tecnica descrita tiene el inconveniente que deben utilizarse engranajes especiales como engranajes de cambio de velocidades, en particular cajas de cambio automaticas, que en muchas ocasiones son mas caros que los engranajes de cambio de velocidades de vehiculos industriales comparables, debido a un menor numero de unidades en la production. La segunda forma de realizacion descrita segun el estado de la tecnica presenta el inconveniente que la transmision del par de ruedas, que esta suspendida en la zona especialmente cargado por vibraciones del bogie o en el bastidor del bogie, debido a la integration de las unidades inversoras, presenta una masa no suspendida comparativamente grande, lo cual puede conducir a problemas por vibraciones. Ademas, tampoco aqui pueden usarse transmisiones del par de ruedas estandar que esten libres de unidad inversoras.
El documento DE 198 27 580 A1 describe un engranaje inversor, que esta conectado en el lado exterior en la transmision del par de ruedas y que forma, por lo tanto, junto con la transmision del par de ruedas una gran masa no suspendida. Debido a ello, actuan grandes fuerzas de aceleracion sobre el engranaje inversor, lo cual lleva en la practica una y otra vez a fallos del engranaje inversor. Las caracteristicas conocidas por este documento estan reunidas en el preambulo de la revindication 1.
El documento DE 857 387 describe una cadena de accionamiento con un engranaje inversor dispuesto en un carter de un engranaje de cambio de velocidades.
El documento DE 969 433 describe un accionamiento para pares de ruedas de vehiculos ferroviarios.
La presente invencion tiene el objetivo de poner a disposicion una cadena de accionamiento para un vehiculo con dos direcciones de marcha equivalentes, opuestas, en particular para un vehiculo ferroviario, que permita la utilization de transmisiones de pares de ruedas y engranajes de cambio de velocidades sencillos, estos ultimos en particular tambien del campo de los vehiculos industriales, y que evite los inconvenientes indicados.
El objetivo segun la invencion se consigue mediante una cadena de accionamiento o un engranaje inversor para esta ultima segun las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas y especialmente recomendables de la invencion.
La cadena de accionamiento segun la invencion presenta un motor de accionamiento para el accionamiento del vehiculo, ademas, un engranaje de cambio de velocidades como convertidor de par o variador del numero de revoluciones. Concretamente, un engranaje de cambio de velocidades presenta un arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades y un arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades, asi como una multitud de elementos de conmutacion para establecer diferentes relaciones de revoluciones entre el numero de revoluciones del arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades y el numero de revoluciones del arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades. Ademas, esta previsto un carter del engranaje de cambio de velocidades, que
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incluye los elementos de conmutacion y por el que pasa el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades o un arbol conectado a este para la transmision de la potencia motriz desde el engranaje de cambio de velocidades. Por supuesto, tambien es posible otra salida de potencia que este conectada al arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades o que pueda conectarse a este, para hacer salir la potencia motriz del carter del engranaje de cambio de velocidades. El arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades esta en conexion motriz con al menos una rueda motriz. El arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades esta en una conexion motriz con el motor de accionamiento, estando dispuesto el engranaje de cambio de velocidades en particular directamente al lado del motor de accionamiento o estando conectado a este desde el punto de vista constructivo. Por lo tanto, es posible transmitir potencia motriz desde el motor de accionamiento mediante el engranaje de cambio de velocidades a la rueda motriz, cambiando entre distintas relaciones de revoluciones, es decir, entre distintas marchas en el engranaje de cambio de velocidades.
La transmision de la potencia motriz del engranaje de cambio de velocidades a la al menos una rueda motriz tiene lugar mediante una transmision del par de ruedas, en particular como se ha descrito al principio. Por lo tanto, la transmision del par de ruedas esta dispuesta en la conexion motriz entre el engranaje de cambio de velocidades y la rueda motriz.
Segun la invencion, esta previsto un engranaje inversor separado en la conexion motriz entre el engranaje de cambio de velocidades y la transmision del par de ruedas, que presenta un arbol de entrada y un arbol de salida, estando el arbol de entrada en una conexion motriz con el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades y el arbol de salida en una conexion motriz con la transmision del par de ruedas. Por lo tanto, el engranaje inversor separado esta previsto adicionalmente al engranaje de cambio de velocidades y a la transmision del par de ruedas y esta posicionado en el exterior del carter del engranaje de cambio de velocidades y tambien en el exterior del carter de la transmision del par de ruedas, en caso de estar previsto un carter de este tipo.
Segun una forma de realizacion segun la invencion alternativa, el engranaje inversor separado esta dispuesto en la conexion motriz entre el motor de accionamiento y el engranaje de cambio de velocidades, estando el arbol de entrada en conexion motriz con el arbol de salida del motor de accionamiento o pudiendo cambiarse a esta y estando el arbol de salida en una conexion motriz con el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades o pudiendo cambiarse a esta. Tambien en este caso, el engranaje inversor separado esta previsto adicionalmente al engranaje inversor y a la transmision del par de ruedas y esta posicionado en el exterior del carter del engranaje de cambio de velocidades y tambien en el exterior del carter de la transmision del par de ruedas, en caso de estar previsto un carter de este tipo.
El motor de accionamiento es de forma ventajosa un motor de combustion interna, por ejemplo un motor diesel u otro motor de piston. El motor de accionamiento presenta, por ejemplo, un arbol de salida, en particular en forma de un ciguenal, que esta en una conexion motriz con el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades, estando conectado en particular directamente a este y pudiendo accionarse mediante el motor de accionamiento solo en un sentido de giro.
Segun la invencion, el engranaje inversor esta suspendido en el carter del engranaje de cambio de velocidades o esta suspendio junto con el carter del engranaje de cambio de velocidades en un bastidor comun. Por lo tanto, es posible que el engranaje inversor este suspendido elasticamente respecto a la transmision del par de ruedas o las ruedas, lo cual significa que actuan fuerzas de aceleracion considerablemente mas reducidas sobre el engranaje inversor y, en particular, los elementos de conmutacion en este. De este modo puede prolongarse considerablemente la vida util y pueden evitarse fallos.
Cuando como engranaje de cambio de velocidades se usa una caja de cambios de vehiculo industrial convencional, por ejemplo una caja de cambios de camion o autobus, pudiendo usarse en principio tambien una caja de cambios de un turismo, el engranaje de cambio de velocidades presenta al menos un elemento de conmutacion para invertir a eleccion el sentido de giro del arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades en comparacion con el sentido de giro del arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades. En el engranaje de cambio de velocidades esta previsto, por asi decirlo, una marcha atras, o estan previstas varias marchas atras, aunque estas aun no hacen que la direccion de marcha hacia atras sea equivalente a la direccion de marcha hacia adelante. Gracias al engranaje inversor adicionalmente previsto, naturalmente no es necesario usar esta marcha atras, de modo que pueden tomarse, en particular, medidas que no permiten seleccionar esta marcha atras.
Segun una forma de realizacion, el engranaje inversor separado presenta una transmision de 1 : 1, de modo que, si la conexion motriz entre el arbol de entrada y el arbol de salida no esta interrumpida mediante un acoplamiento opcionalmente previsto, el arbol de entrada gira siempre con el mismo numero de revoluciones que el arbol de salida, o en el mismo sentido de giro o en el sentido de giro opuesto, pudiendo ajustarse a eleccion la inversion del sentido de giro.
El engranaje de cambio de velocidades puede estar realizado, por ejemplo, como caja de cambios automatica o como caja de cambios automatizada. No obstante, en general tambien es posible una realizacion como una caja de cambios manual.
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El engranaje inversor presenta elementos de conmutacion para el ajuste de al menos tres o exactamente tres posiciones de conmutacion, es dedr, una primera posicion de conmutacion, en la que el arbol de salida esta en una conexion motriz mecanica con el arbol de entrada del engranaje inversor y gira con el mismo numero de revoluciones y en el mismo sentido de giro que el arbol de entrada, una segunda posicion de conmutacion, en la que el arbol de salida esta en una conexion motriz mecanica con el arbol de entrada y gira con el mismo numero de revoluciones, pero en el sentido de giro opuesto que el arbol de entrada y una tercera posicion de conmutacion, en la que esta interrumpida la conexion motriz mecanica entre el arbol de entrada y el arbol de salida, de modo que los dos arboles pueden girar con dos numeros de revoluciones distintos o uno de los dos arboles puede estar parado mientras que el otro arbol gira. La tercera posicion de conmutacion puede denominarse tambien posicion de conmutacion neutra. Al prever una transmision en el engranaje inversor distinta de 1 : 1, el arbol de entrada y el arbol de salida pueden girar tambien con numeros de revoluciones distintos en las primeras dos posiciones de conmutacion, aunque por lo general estara prevista una transmision o desmultiplicacion fija.
Es ventajoso que el arbol de entrada del engranaje inversor este conectado directamente o mediante un acoplamiento, en particular un acoplamiento elastico, directamente al arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades. Por lo tanto, el acoplamiento, en particular el acoplamiento elastico, puede ser el unico componente en la cadena de accionamiento entre el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades y el arbol de entrada del engranaje inversor. Por supuesto, tambien es posible integrar partes del acoplamiento o todo el acoplamiento en uno de los dos arboles o en los dos arboles.
El engranaje inversor esta dispuesto de forma ventajosa en la zona del extremo libre del arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades. Segun una forma de realizacion, el engranaje inversor esta suspendido en particular mediante su carter de engranaje en el carter del engranaje de cambio de velocidades. De forma adicional o alternativa, el engranaje inversor, en particular su carter, tambien puede estar suspendido de forma ventajosa junto con el carter del engranaje de cambio de velocidades en un bastidor, por ejemplo en el bastidor del vehiculo, que porta tambien la caja de vagon. Tambien es posible una suspension del engranaje inversor en un bastidor de soporte que porta la unidad de motor y engranaje. Segun una forma de realizacion, el engranaje inversor esta suspendido en la caja del vagon, que por regla general es portado por el bastidor del vehiculo con las vibraciones amortiguadas y, por lo tanto, pudiendo realizar un movimiento relativo limitado.
Segun una forma de realizacion, el engranaje de cambio de velocidades esta realizado como llamado engranaje diferencial. Un engranaje de este tipo, que pertenece a las cajas de cambio automaticas, presenta un convertidor hidrodinamico, en particular un convertidor de contrasentido hidrodinamico, que esta dispuesto en un primer ramal de potencia del engranaje de cambio de velocidades, que esta conectado en paralelo a un segundo ramal de potencia puramente mecanico. Visto en la direccion de flujo de la potencia motriz delante de estos dos ramales de potencia paralelos esta prevista una division de potencia, para alimentar la potencia motriz aplicada al engranaje a eleccion a los dos ramales de potencia, siendo posible de forma ventajosa una transmision de potencia simultanea mediante los dos ramales de potencia, es decir, el ramal de potencia hidrodinamico (primer ramal de potencia) y el ramal de potencia mecanico (segundo ramal de potencia). Visto en la direccion de flujo de la potencia motriz detras de los dos ramales de potencia paralelos, la potencia motriz transmitida por los dos ramales de potencia vuelve a unirse y se transmite de forma conjunta al arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades.
Al usarse aqui el concepto arbol, este no solo hace referencia a arboles macizos y arboles cuya longitud axial es superior a su diametro, sino a cualquier elemento constructivo que sea capaz de realizar un movimiento giratorio y de transmitir de este modo potencia motriz o pares, como arboles huecos, bridas de traccion y similares.
Un engranaje inversor segun la invencion, que puede usarse para la utilizacion en una cadena de accionamiento descrita al principio, comprende un arbol de entrada para la entrada de potencia motriz y un arbol de salida para la salida de potencia motriz. Ademas, esta previsto un carter de engranaje, que envuelve al menos en parte el arbol de entrada y el arbol de salida. El carter del engranaje puede envolver parcial o completamente el arbol de entrada y/o el arbol de salida en la circunferencia, al menos a lo largo de una zona parcial de su longitud axial.
El engranaje inversor presenta un engranaje planetario, que comprende una rueda principal, una corona del tren planetario y al menos una rueda planetaria. La corona del tren planetario puede servir para la entrada de potencia motriz en el engranaje planetario o la rueda principal sirve para la entrada de potencia motriz en el engranaje planetario. Por consiguiente, segun una primera forma de realizacion, la corona del tren planetario sirve para la salida de la potencia motriz del engranaje planetario y segun la otra forma de realizacion la rueda principal.
La transmision en el engranaje planetario esta realizada de tal modo que la rueda principal y la corona del tren planetario giran con el mismo numero de revoluciones, aunque en sentidos de giro opuestos, en particular cuando el alma esta fija. Por lo tanto, el engranaje planetario puede usarse para establecer la inversion deseada del sentido de giro entre el arbol de entrada del engranaje inversor y el arbol de salida del engranaje inversor. Como alternativa, puede estar prevista tambien otra transmision o desmultiplicacion fija entre la rueda principal y la corona del tren planetario.
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En funcion de si es la rueda principal o la corona del tren planetario la que sirve para la entrada de potencia motriz en el engranaje planetario, la rueda principal o la corona del tren planetario estan conectadas de forma no giratoria al arbol de entrada o es portada de forma no giratoria por este, cuando el engranaje planetario esta dispuesto en la zona de la entrada del engranaje. Correspondientemente, puede conectarse al mismo tiempo la corona del tren planetario o la rueda principal de forma no giratoria con el arbol de salida. Si el engranaje planetario esta dispuesto en la zona de la salida del engranaje, es ventajoso que, por lo contrario, la rueda que se encarga de la salida de la potencia motriz del engranaje planetario, la corona del tren planetario o la rueda principal, este conectada de forma no giratoria al arbol de salida o sea portado de forma no giratoria por este, pudiendo conectarse la otra rueda de forma no giratoria al arbol de entrada.
Finalmente, en el engranaje inversor esta prevista una unidad de conmutacion, mediante la cual puede establecerse a eleccion una conexion motriz o una conexion motriz mecanica directamente entre el arbol de entrada y el arbol de salida o entre uno de los dos arboles y la rueda principal o la corona del tren planetario. Por lo tanto, puede conseguirse lo siguiente:
Si la rueda principal sirve para la entrada de potencia motriz en el engranaje planetario y esta conectada de forma no giratoria al arbol de entrada, mediante la unidad de conmutacion puede conectarse o el arbol de entrada mecanicamente al arbol de salida, de modo que los dos arboles giran con el mismo numero de revoluciones y en el mismo sentido de giro, o la corona del tren planetario puede conectarse al arbol de salida, de modo que el arbol de salida gira el mismo numero de revoluciones, pero en el sentido de giro opuesto que el arbol de entrada. Si segun otra forma de realizacion, la corona del tren planetario sirve para la entrada de potencia motriz en el engranaje planetario y esta unido de forma no giratoria con el arbol de entrada, mediante la unidad de conmutacion puede conectarse el arbol de entrada mecanicamente al arbol de salida, de modo que los dos arboles giran con el mismo numero de revoluciones y en el mismo sentido de giro o la rueda principal puede conectarse mecanicamente al arbol de salida, de modo que el arbol de salida gira ciertamente con el mismo numero de revoluciones que el arbol de entrada, pero en el sentido de giro opuesto.
La unidad de conmutacion presenta una tercera posicion de conmutacion, denominada posicion de conmutacion neutra, en la que se anula la conexion motriz entre el arbol de entrada y el arbol de salida de tal modo que ya no tiene lugar una transmision de potencia entre los dos arboles, pudiendo girar, por lo tanto, los dos arboles con distinto numero de revoluciones o pudiendo estar parado un arbol mientras gira el otro arbol Para ello se interrumpe tanto la conexion motriz directa entre los dos arboles como la conexion motriz entre uno de los dos arboles y la rueda principal o la corona del tren planetario, en funcion de si la rueda principal o la corona del tren planetario esta conectada de forma no giratoria al arbol de entrada.
Si en el engranaje planetario esta prevista una transmision entre la rueda principal y la corona del tren planetario que no es de 1 : 1, la unidad de conmutacion esta realizada de forma ventajosa de tal modo que, en el momento de la conexion mecanica del arbol de entrada con el arbol de salida, establece mediante un escalon de engranaje mecanico la misma transmision entre estos.
La unidad de conmutacion presenta preferiblemente un manguito corredizo con un dentado, mediante el cual por medio de un desplazamiento a elegir libremente del manguito corredizo puede establecerse una conexion que transmite el par, o entre los dos arboles, el arbol de entrada y el arbol de salida, o entre los dos arboles y la rueda principal o la corona del tren planetario. Si la rueda principal esta conectada de forma no giratoria al arbol de entrada, mediante el manguito corredizo puede establecerse a eleccion una conexion que transmite el par entre la corona del tren planetario y el arbol de salida y si la corona del tren planetario esta conectada de forma no giratoria al arbol de entrada, mediante el manguito corredizo puede establecerse a eleccion una conexion que transmite el par entre la rueda principal y el arbol de salida.
Para su accionamiento o para su desplazamiento, el manguito corredizo tiene asignado de forma ventajosa un cilindro de presion, pudiendo accionarse el cilindro de presion por ejemplo de forma neumatica o hidraulica. Tambien es concebible un accionamiento electrico, magnetico o electromagnetico del manguito corredizo.
Si, visto en la direccion del flujo de potencia del arbol de entrada al arbol de salida, la unidad de conmutacion esta posicionada delante del engranaje planetario en el engranaje inversor, en caso de servir la rueda principal como entrada para el fuljo de potencia en el engranaje planetario, la rueda principal se conecta a eleccion al arbol de entrada, mientras que la corona del tren planetario esta conectada de forma no giratoria al arbol de salida o es portada de forma no giratoria por este. Como alternativa, si la corona del tren planetario sirve para la entrada de la potencia motriz en el engranaje planetario, la corona del tren planetario se conecta a eleccion mediante la unidad de conmutacion al arbol de entrada, mientras que la rueda principal esta conectada de forma no giratoria al arbol de salida o es portada de forma no giratoria por este.
Por supuesto, tambien son concebibles otras formas de realizacion de la unidad de conmutacion, por ejemplo mediante embragues de discos multiples conmutables.
El arbol de entrada y el arbol de salida del engranaje inversor pueden estar dispuestos de forma ventajosa ras con
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ras o de forma coaxial, uno respecto al otro. Segun una forma de realizacion alternativa, estos estan dispuestos en paralelo uno a otro y no de forma coaxial. Tambien son posibles otras disposiciones.
Segun una forma de realizacion segun la invencion alternativa de un engranaje inversor para el uso en una cadena de accionamiento segun la invencion, el arbol de entrada y el arbol de salida giran con distinto numero de revoluciones. No obstante, por regla general, el engranaje inversor presenta una transmision fija del numero de revoluciones entre el arbol de entrada y el arbol de salida.
Las caracteristicas representadas anteriormente en relacion con la cadena de accionamiento realizada segun la invencion pueden estar previstas, naturalmente de forma opcional, en un engranaje inversor segun la invencion para su uso en la cadena de accionamiento indicada o en otra cadena de accionamiento.
En lugar de un engranaje inversor con forma de construccion de engranaje planetario, tambien puede estar previsto un engranaje inversor con pares de ruedas de dientes rectos, en particular exclusivamente con pares de ruedas de dientes rectos. Por ejemplo, pueden estar previstos dos trenes de ruedas de dientes rectos paralelos, de los que uno presenta un escalon de rueda de dientes rectos mas que el otro y de los que puede cambiarse respectivamente uno a eleccion a la conexion motriz entre el arbol de entrada del engranaje inversor y el arbol de salida del engranaje inversor, para conseguir asi a eleccion la inversion del sentido de giro del arbol de salida del engranaje inversor. En particular esta prevista una rueda de dientes rectos desplazable en la direccion axial, que mediante el desplazamiento puede conectarse a eleccion al primer tren de ruedas de dientes rectos y con el segundo tren de ruedas de dientes rectos.
La invencion ofrece la ventaja que, puesto que las transmisiones de los pares de ruedas pueden estar realizadas de forma mas sencilla y mas ligera, es posible una masa no suspendida mas reducida en el arbol del par de ruedas en el bogie de un vehiculo ferroviario. Ademas, el engranaje inversor puede posicionarse en la zona menos cargada por vibraciones de la caja de vagon, de modo que las partes sensibles, por ejemplo la unidad de conmutacion; sensores, etc., estan expuestos a una menor carga.
Otra ventaja esta en que el engranaje de cambio de velocidades ya no esta conectado directamente a un arbol articulado, de modo que se descarga el alojamiento del accionamiento del engranaje de cambio de velocidades, en particular de la caja de cambios automatica, presentando una vida util mas larga.
A continuacion, la invencion se describira con ayuda de un ejemplo de realizacion.
En la Figura 1 se ve un motor de accionamiento 1 con engranaje de cambio de velocidades 2 conectado al mismo. Por supuesto, tambien seria posible disponer el motor de accionamiento 1 separado del engranaje de cambio de velocidades 2 y conectarlo mediante una conexion motriz adecuada al engranaje de cambio de velocidades 2. El engranaje de cambio de velocidades 2 presenta un arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades 2.1, accionado por el motor de accionamiento 1, estando unido en el presente caso el arbol de salida 1.1 del motor de accionamiento 1 directamente o dado el caso mediante un amortiguador de oscilaciones torsionales con el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades 2.1, asi como un arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades 2.2 en el lado secundario del engranaje de cambio de velocidades 2. Ademas, en el engranaje de cambio de velocidades 2 estan previstos una pluralidad de elementos de conmutacion (no representados), para regular distinto numero de revoluciones o relaciones de pares entre el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades 2.1 y el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades 2.2.
El arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades 2.1, el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades 2.2 y la pluralidad de elementos de conmutacion son envueltos por el carter del engranaje de cambio de velocidades 2.3 o estan alojados en este.
Visto partiendo del motor de accionamiento 1 en la direccion del flujo de la potencia motriz detras del engranaje de cambio de velocidades 2 esta dispuesto un engranaje inversor separado 5. Este engranaje inversor 5 presenta un arbol de entrada 5.1, que esta conectado directamente o mediante un acoplamiento 9 al arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades 2.2. El acoplamiento 9 puede estar realizado, por ejemplo, como acoplamiento elastico, que compensa dislocamientos debidos al montaje y/o movimientos en la direccion axial y/o la direccion radial.
El engranaje inversor 5 presenta, ademas, un arbol de salida 5.2, que esta dispuesto de forma coaxial respecto al arbol de entrada 5.1 y que esta conectado mediante un arbol articulado 10 en una conexion motriz a una transmision del par de ruedas 4 o el arbol de entrada de la transmision del par de ruedas 4.1. Si por ejemplo el motor de accionamiento 1, el engranaje de cambio de velocidades 2 y el engranaje inversor 5 en un vehiculo ferroviario estan suspendidos en la zona de la caja del vagon o en un bastidor comun, mediante el arbol articulado 10 se transmite la potencia motriz a un bogie, en el que esta suspendida la transmision del par de ruedas 4 o en el que esta alojado el arbol del par de ruedas 11, vease el bastidor de bogie 12 esbozado. El arbol del par de ruedas 11 porta a su vez ruedas motrices. En el presente caso, solo esta representada la rueda motriz 3, que esta accionada mediante la transmision del par de ruedas 4, en particular el arbol de salida de la transmision del par de ruedas 4.2.
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Aunque no este representado en el presente caso, pueden estar previstos acoplamientos elasticos adecuados en la conexion motriz entre la transmision del par de ruedas 4 y la rueda motriz 3.
La transmision del par de ruedas 4 presenta un carter propio de la transmision del par de ruedas 4.3. Por lo tanto, el engranaje de cambio de velocidades 2, el engranaje inversor 5 y la transmision del par de ruedas 4 estan previstos como engranajes separados, que en el flujo de la potencia motriz estan conectados en serie uno tras otro, estando suspendidos en el presente caso el engranaje de cambio de velocidades 2 y el engranaje inversor 5 en un bastidor 6 comun y estando suspendida la transmision del par de ruedas 4 en el bastidor del bogie 12 de tal modo que pueda realizar un movimiento relativo.
El engranaje inversor 5 presenta un carter de engranaje 5.3, que envuelve un engranaje planetario 7 para realizar una inversion del sentido de giro. El engranaje planetario 7 presenta una rueda principal 7.1, una corona del tren planetario 7.2, asi como un alma soporte de rueda planetaria 7.4 fijada en el carter. El alma 7.4 porta al menos una rueda planetaria 7.3, estando previstas en la forma de realizacion mostrada dos ruedas planetarias 7.3 en un arbol comun, para realizar un llamado engranaje planetario escalonado. Las dos ruedas planetarias 7.3 presentan diametros distintos, estando adaptados los numeros de dientes de la rueda principal 7.1, de las ruedas planetarias 7.3 y de la corona del tren planetario 7.2 de tal modo entre si que entre la rueda principal 7.1 y la corona del tren planetario 7.2 se establezca una transmision mecanica con la relacion de transmision 1 : 1. Por supuesto, tambien seria posible realizar a diferencia de ello tambien otra transmision. No obstante, la transmision entre el arbol de entrada 5.1 y el arbol de salida 5.2 es en cada conexion motriz constante o identica.
Visto en la direccion axial detras del engranaje planetario 7, en el engranaje inversor 5, esta prevista una unidad de conmutacion 8, en el presente caso completamente en el interior del carter del engranaje 5.3, que comprende un manguito corredizo 8.1, mediante el cual pueden adoptarse a eleccion tres posiciones de conmutacion A, N y B. En la posicion de conmutacion A, denominada en el presente caso la primera posicion de conmutacion, la corona del tren planetario 7.2 o una rueda dentada exterior 13 conectada a la misma esta acoplada mediante el manguito corredizo 8.1 de dentado interior mecanicamente con el arbol de salida 5.2 o una rueda dentada exterior 14 prevista en este, de modo que la corona del tren planetario 7.2 y el arbol de salida 5.2 giran de forma conjunta. Al mismo tiempo esta interrumpida la conexion motriz entre el arbol de entrada 5.1 o una rueda dentada exterior 15 prevista en este y el manguito corredizo 8.1. El flujo de potencia a traves del engranaje inversor 5 se realiza, por lo tanto, desde el arbol de entrada 5.1 a la rueda principal 7.1, mediante las ruedas planetarias 7.3 a la corona del tren planetario 7.2 o a la rueda dentada exterior 13, al manguito corredizo 8.1 y finalmente mediante la rueda dentada exterior 14 al arbol de salida 5.2.
En la posicion de conmutacion B, designada en el presente caso con la segunda posicion de conmutacion, el manguito corredizo 8.1 conecta el arbol de salida 5.2 o la rueda dentada exterior 14 del mismo a la rueda dentada exterior 15 en el arbol de entrada 5.1 La conexion entre el manguito corredizo 8.1 y la corona del tren planetario 7.2 o la rueda dentada exterior 13 de la misma se interrumpe al mismo tiempo. Por lo tanto, se produce el flujo de potencia por el engranaje inversor 5 del arbol de entrada 5.1 al manguito corredizo 8.1 y a continuacion al arbol de salida 5.2.
En la posicion de conmutacion N, designada en el presente caso con la tercera posicion de conmutacion o la posicion neutra y representada en la Figura 1, esta interrumpida la conexion motriz entre el manguito corredizo 8.1 y tanto el arbol de entrada 5.1 o la rueda dentada exterior 13 del mismo como la corona del tren planetario 7.2 o la rueda dentada exterior 14 de esta. Por supuesto, tambien seria posible interrumpir de forma alternativa o adicional la conexion motriz entre el manguito corredizo 8.1 y el arbol de salida 5.2 o la rueda dentada exterior de este.
Aunque en el presente caso esta representada la unidad de conmutacion 8 en forma de un manguito corredizo 8.1 con dentado interior, que coopera con distintas ruedas dentadas exteriores, tambien son posibles otras formas de realizacion, por ejemplo con embragues de discos multiples. Ademas, tambien es posible disponer la unidad de conmutacion 8 en el flujo de potencia delante del engranaje planetario 7. Por consiguiente, podrian conectarse en este caso el arbol de entrada 5.1 mediante la unidad de conmutacion 8 o el manguito corredizo 8.1 de esta a eleccion a la rueda principal 7.1 o el arbol de salida 5.2.
Aunque no este representado en la Figura 1, el engranaje inversor separado 5 tambien podria estar posicionado en la conexion motriz entre el motor de accionamiento 1 y el engranaje de cambio de velocidades 2.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Cadena de accionamiento de un vehiculo motorizado para un vehiculo con dos direcciones de marcha equivalentes, en particular para vehiculos ferroviarios,
    1.1 con un motor de accionamiento (1) para el accionamiento del vehiculo;
    1.2 con un engranaje de cambio de velocidades (2), que comprende un arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) y un arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2), asi como una pluralidad de elementos de conmutacion para establecer diferentes relaciones de revoluciones entre el numero de revoluciones del arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) y el numero de revoluciones del arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2);
    1.3 con al menos una rueda motriz (3), que esta en una conexion motriz con el motor de accionamiento (1) mediante el engranaje de cambio de velocidades (2) o que puede hacerse pasar a una conexion de este tipo;
    1.4 con una transmision del par de ruedas (4) en la conexion motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la rueda motriz (3), mediante la cual se alimenta potencia motriz a la rueda motriz (3);
    1.5 presentando el engranaje de cambio de velocidades (2) un carter de engranaje de cambio de velocidades (2.3), que incluye los elementos de conmutacion y por el que pasa el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2), un arbol conectado a este u otra salida de potencia para la transmision de la potencia motriz desde el carter del engranaje de cambio de velocidades (2.3);
    1.6 estando previsto un engranaje inversor separado (5) en la conexion motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la transmision del par de ruedas (4) o entre el motor de accionamiento (1) y el engranaje de cambio de velocidades (2), que esta posicionado en el exterior del carter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) y de la transmision del par de ruedas (4) y que presenta un arbol de entrada (5.1), asi como un arbol de salida (5.2),
    1.7 estando el arbol de entrada (5.1) en conexion motriz con el arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) o pudiendo cambiarse a esta y estando el arbol de salida (5.2) en una conexion motriz con la transmision del par de ruedas (4) o pudiendo cambiarse a esta cuando el engranaje inversor separado (5) esta dispuesto en la conexion motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la transmision del par de ruedas (4) o estando el arbol de entrada (5.1) en una conexion motriz con un arbol de salida (1.1) del motor de accionamiento (1) o pudiendo cambiarse a esta y estando el arbol de salida (5.2) en una conexion motriz con el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) o pudiendo cambiarse a esta, cuando el engranaje inversor (5) esta dispuesto en la conexion motriz entre el motor de accionamiento (1) y el engranaje de cambio de velocidades (2); caracterizada por que
    1.8 el engranaje inversor (5) esta suspendido en el carter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) o esta suspendio junto con el carter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) en un bastidor (6) comun; y por que el engranaje inversor (5) presenta una unidad de conmutacion (8) para el ajuste de al menos tres o exactamente tres posiciones de conmutacion, comprendiendo una primera posicion de conmutacion, en la que el arbol de salida (5.2) esta en una conexion motriz mecanica con el arbol de entrada (5.1) y gira con el mismo numero de revoluciones o con un numero de revoluciones diferente y en el mismo sentido de giro que el arbol de entrada (5.1), una segunda posicion de conmutacion, en la que el arbol de salida (5.2) esta en una conexion motriz mecanica con el arbol de entrada (5.1) y gira con el mismo numero de revoluciones o con un numero de revoluciones diferente y en el sentido de giro opuesto que el arbol de entrada (5.1) y una tercera posicion de conmutacion, en la que esta interrumpida la conexion motriz mecanica entre el arbol de entrada (5.1) y el arbol de salida (5.2); y
    por que el motor de accionamiento (1) presenta un arbol de salida (1.1), en particular en forma de un ciguenal, que esta en una conexion motriz con el arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) o que puede pasarse a una conexion de este tipo, pudiendo accionarse el arbol de salida (1.1) mediante el motor de accionamiento (1) solo en un sentido de giro; y
    por que el engranaje de cambio de velocidades (2) presenta un elemento de conmutacion, para invertir a eleccion el sentido de giro del arbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) respecto al sentido de giro del arbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1).
  2. 2. Cadena de accionamiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el engranaje de cambio de velocidades (2) esta realizado como caja de cambios automatica o como caja de cambios automatizada.
  3. 3. Cadena de accionamiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que la transmision del par de ruedas (4) esta envuelta por un carter de transmision del par de ruedas (4.3) y por que el engranaje inversor esta posicionado en el exterior del carter de la transmision del par de ruedas (4.3).
  4. 4. Engranaje inversor para el uso en una cadena de accionamiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3,
    con un arbol de entrada (5.1) para la entrada de potencia motriz y un arbol de salida (5.2) para la salida de potencia motriz;
    con un carter de engranaje (5.3), que envuelve al menos en parte el arbol de entrada (5.1) y el arbol de salida (5.2); con un engranaje planetario (7), que comprende una rueda principal (7.1), una corona del tren planetario (7.2) y al menos una rueda planetaria (7.3), estando realizada la transmision entre la rueda principal (7.1) y la corona del tren planetario (7.2) de tal modo que la rueda principal (7.1) y la corona del tren planetario (7.2) giran siempre al mismo
    numero de revoluciones o la misma relacion de revoluciones, aunque en sentidos de giro opuestos, la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2) son portadas de forma no giratoria por el arbol de entrada (5.1) o el arbol de salida (5.2) o estan conectadas de forma no giratoria a estos, caracterizado por que esta prevista una unidad de conmutacion (8), mediante la cual puede establecerse en una primera posicion de 5 conmutacion a eleccion una conexion motriz directa o mediante un escalon de engranaje mecanico con la misma relacion de revoluciones que el engranaje planetario (7) entre el arbol de entrada (5.1) y el arbol de salida (5.2) o en una segunda posicion de conmutacion entre uno de los dos arboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2).
    10 5. Engranaje inversor segun la reivindicacion 4, caracterizado por que la unidad de conmutacion (8) presenta una
    posicion de conmutacion neutra, en la que esta interrumpida tanto la conexion motriz directa entre los dos arboles (5.1, 5.2) como la conexion motriz entre uno de los dos arboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2), de modo que queda interrumpido el flujo de la potencia motriz entre el arbol de entrada (5.1) y el arbol de salida (5.2).
    15
  5. 6. Engranaje inversor segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado por que la unidad de conmutacion (8) presenta un manguito corredizo (8.1) con un dentado, en particular un dentado interior, mediante el cual por medio de un desplazamiento a eleccion del manguito corredizo (8.1) puede establecerse una conexion que transmite el par, entre los dos arboles (5.1, 5.2) o entre uno de los dos arboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren
    20 planetario (7.2), teniendo asignado el manguito corredizo (8.1) en particular un cilindro de presion para el desplazamiento del mismo.
  6. 7. Engranaje inversor segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el arbol de entrada (5.1) y el arbol de salida (5.2) estan dispuestos uno en paralelo al otro y, en particular, de forma coaxial uno respecto al otro,
    25 estando alojados en particular exclusivamente en el carter del engranaje (5.3).
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