JPH11500383A - 電気鉄道車両のための駆動ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、電気走行機関（１）からピニオン軸（４）を介して駆動される大型輪（６）のボス（７）が、中空軸基部を形成しており、この中空軸基部が、定義された遊びを持って車輪セットの軸（９）を囲んでいる、電気鉄道車両のための駆動ユニットに関する。半径方向に剛体であるが、横断−及び角度運動を可能するクラッチ（１１）を挟んで、車輪セットの１つの車輪（１０）に機関トルクが伝達される。クラッチ（１１）の軸線方向運動能力は、妨害となる戻し−又はばね力を持たないようにする。そのため弧状の歯の形の外側歯部を有するボス側のクラッチ半部分（１１ｂ）は、直線内側歯部を備えた車輪側のクラッチ半部分（１１ａ）に噛み合う。車輪側のクラッチ半部分（１１ａ）は、円板輪（１０）の側面に、かつボス側のクラッチ半部分（１１ｂ）は、ボス（７）に、クラッチ支持体を介して取り外し可能に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 電気鉄道車両のための駆動ユニット 本発明は、特許請求の範囲の上位概念に記載の、電気鉄道車両のための駆動ユ ニットに関する。このような駆動ユニットは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 ２１０６６６２号明細書によって公知である。 とくに高速走行車両において、弾性支持されない構成部分の質量は、できるだ けわずかに維持し、走行路の保護に強力に貢献し、かつ走行特性に影響を及ぼす ようにする。それ故に高速車両に対して、一般に完全に弾性支持された駆動装置 が普及している。そのために通常走行機関は、歯車変速機とともにボギーフレー ム内に組込まれ、かつ変速機と弾性支持されていない車輪セット（車輪を含む軸 ）との間のトルクの伝達は、ばね遊びの枠内において相対運動が吸収できるよう に構成される。 簡単に構成された古典的な前端ローラ軸受駆動装置は、これに対立しているが 、そのきわだった欠点は、車輪セット軸における直接の剛体的な支持のため、弾 性支持されない慣性力の大きな割合のかなりの反作用によって与えられる。これ ら反作用は、前端ローラ駆動装置がさらに高い走行速度にあまり適していないよ うに、走行運動学を悪化する。車輪セット軸の走行方向に対して横向きの運動能 力（ｙ−運動能力）は、これら駆動装置においては存在しない。 初めに述べたドイツ連邦共和国特許出願公開第２１０６６６２号明細書により 公知の駆動ユニットによれば、弾性支持されない駆動装置の方向に完全に弾性支 持された駆動装置が簡単化され、かつ所望の駆動システムにおいて両方の駆動装 置様式の利点が組合わされ、この駆動システムは、横向き可とう性によって前端 軸受のような駆動装置における慣性力を減少する。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２１０６６６２号明細書によるこの駆動ユニ ットにおいて、変速機の大型輪が載りかつ車輪セットの軸を囲 む中空軸は、関節結合レバー連結部を介して駆動輪上に支持されている。しかし このような関節結合レバー連結部は、比較的多くの場所を必要とする。これは、 なるほど関節結合レバーの転向を介して軸線方向運動能力を許容するが、この軸 線方向運動能力は、弾性戻し力の形において不利に目に付くようになる。他方に おいてこの戻し力は、関節結合レバーの、したがって駆動ユニットの不所望な軸 線方向振動を引起こす。 ドイツ連邦共和国特許第３４３８０８８号明細書によれば、電気鉄道車両の駆 動軸を囲む中空軸と駆動輪との間の力の伝達のために、ゴム弾性クラッチが設け られており、このクラッチは、中空軸上にある円板と駆動輪にねじ止めされたク ラッチ円板との間において、２つの金属リングの間に配置されている。その際、 駆動輪は、車輪円板の両方の側に向かってリング円板状に切り欠かれている。 本発明の課題は、慣性力の作用を減少する際に立上がり−及び関節結合点とし て使われかつ中空軸基部のボスと車輪セットの１つの車輪の側面との間に配置さ れたクラッチが、妨害となる戻し−又はばね力なしに軸線方向の（すなわち走行 方向に対して横向きに可能な）運動能力を有するが、そのために半径方向に剛体 のままであるように、初めに挙げたような駆動ユニットを構成することにある。 その際、クラッチは、容易な取付けを可能にし、かつできるだけ場所を節約して 構成することができるようにする。 本発明によれば、この課題は、特許請求の範囲に特徴づけられた特徴によって 解決される。 有利にも半分だけ弧状歯クラッチとして構成されたクラッチは、有害な戻し力 なしに大きな軸線方向遊びを可能にするが、一方これは、半径方向には剛体であ る。その際、駆動ユニットの慣性力の作用の減少の利点は、完全に存続したまま である。その上さらにクラッチは、車輪側において場所を節約し、かつ容易に円 板輪として構成された近くにある駆動輪に取付けることができる。あらかじめ組 み立てられた車輪セットは、 容易に中空軸内に押込むことができるので、全体として駆動ユニットの組み立て 及び分解も容易である。 次に本発明を、概略的な実施例によって詳細に説明する。 図面の図は、統合された走行機関１を有する駆動装置を示しており、この駆動 装置は、Ｂ側だけにおいて完全な軸受シールドを有し、それに対してＡ側におい て変速機に統合されて、これとまとめて支持されている。そのためロータ２のロ ータ軸２ａは、軸線方向及び角度的に軟らかいが半径方向には硬いダイヤフラム クラッチ３を介して、ピニオン軸４に連結されており、このピニオン軸は、剛体 の軸受ハウジング５内に支持されている。ピニオン軸４に連結されたロータ軸２ ａのために、３点支持部が存在する。変速機ハウジング５は、正確な状態位置に おいて走行機関のステータハウジングと直接力伝達及び形状結合（ねじ止め）さ れており、かつ大型輪６も一緒に囲んでおり、この大型輪は、ピニオン軸４から 駆動される。回転する大型輪６は、ボス７に結合されており、このボスは、回り を囲む剛体の変速機ハウジング５内において、外側においてボスの周に作用する 転がり軸受８を介して支持されており、かつ中空軸基部として、２つの車輪１０ 又は１０ａを有する車輪セットの軸９を、定義された半径方向遊びを持って囲ん でいる。車輪１０、１０ａは、質量を減少するために円板輪として構成されてい る。変速機ハウジング５内に支持されたボス７は、なるべく油脂潤滑されたクラ ッチ１１を介して心出しされて車輪１０に結合されており、このクラッチの半部 分１１ａ及び１１ｂは、互いに角度運動可能であり、かつ半径方向にずれないが 軸線方向に運動可能なトルクを伝達する関節結合をなすものである。 そのためここでは車輪側のクラッチ半部分１１ａは、内側の直線の歯部を有す るクラッチスリーブとして構成されており、かつクラッチ支持体を介して円板輪 １０の内側側面に結合されている。ボス側のクラッチ半部分１１ｂは、弧状の歯 形の外側歯部を有し、かつ同様にクラッチ支 持体を介してボス７に結合されている。クラッチシステムは、駆動ユニットの関 節結合部として使われ、その際、その屈曲点Ｙを介して車輪セットの全体的な運 動を受持つ。クラッチ半部分１１ｂに外側歯部を備え、かつクラッチ半部分１１ ｂに内側歯部を備えることも、もちろん可能である。 １２によって、なおＡ側のモータ換気のための空気侵入管片が示されている。 この駆動装置において、さらに大型輪軸受８のオイル潤滑及びボス７と変速機ハ ウジング５との間の非接触ラビリンスパッキンのような優れた構造要素が設けら れている。分割されない剛体的な変速機ハウジング５は、さらにここには見るこ とのできない下側のフランジ付けされたオイルパンを有し、このオイルパンは、 取り外した後にハウジング開口を釈放し、このハウジング開口は、大型輪６にお ける及び／又は中間輪の組み立て作業のため（例えばブレーキディスクの挿入の ため）に使われる。 ボギーフレームにおける走行機関１のための適当な懸架点Ｘは、２つの固定点 の間の結合直線の延長部によって得られ、これら固定点のうち一方は、クラッチ １１における中央屈曲点Ｙによって固定され、かつ他方の固定点は、走行機関１ も含めた駆動システムの総合重心Ｚである。なお拘束されない慣性力は、ボギー 懸架の剛性及び／又は追加的なぐらつき支持を介して受け止めることができる。 車輪セット軸９が、ｙ方向に（すなわち走行方向に対して横向きに）所定の大 きさに移動することができることによって（クラッチの軸線方向移動能力）、車 輪の案内力への走行機関質量の反作用は排除される。同様に曲線走行又はレール の正弦状経過の際の車輪の横向き加速度は、なおクラッチ半部分１１ａまでにだ けしか伝達されず、このことは、リム及びレールの磨耗を減少する。弾性支持さ れない質量として、横向き運動の際になお、持分に応じたクラッチ半部分１１ａ を含む車輪セットだけが残る。車輪の垂直弾性支持の際に、機関質量の減少され た連行が 積極的に加わる。左側車輪１０において、機関質量によるあらゆる負荷なしに、 屈曲点Ｙの回りの定義された揺動運動が生じる。右側車輪１０ａにおいて、車輪 セット軸９の長いレバーアームにより機関質量の割合は減少する。 その他の利点は、車輪セット１０／１０ａの取付けの際に生じる。一方におい て車輪１０を有する車輪セット軸９は、あらかじめ取付けられたクラッチスリー ブ（クラッチ半部分１１ａ）も含めて、変速機中空軸を、すなわちボス７を通す ことができる。他方において両方のクラッチ半部分１１ａ及び１１ｂの歯部が噛 み合うまで、なお円板輪１０ａだけを引き上げることができる。例えば大型輪、 軸受及びその他の構成部分の押付けのような追加的な手間のかかる組み立ては省 略される。 変速機主軸としてのボス７は、ブレーキディスク支持体にも容易に結合するこ とができる。ブレーキディスクを有する構成の際、中間輪支持体が利用される。 ブレーキディスクを有する駆動装置の構成の際の重要な利点は、磨耗したブレー キディスクを置き換えるために、変速機の分解は必要なく、車輪セットの及びブ レーキディスク支持体からのブレーキディスクのわずかしか手間のかからない取 り外しを行なうだけでよいという点にある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電動機、ピニオン軸と大型輪からなる機械的変速機、及び車輪セット駆動装置 が設けられており、その際、 −走行機関からピニオン軸を介して駆動される大型輪のボスが、中空軸基部の 大きさに縮小された変速機中空軸を形成しており、この変速機中空軸が、車輪セ ットの軸の側に配置されており、かつ定義された間隔（遊び）を置いてこの軸を 囲んでおり、かつ −ボスから、−半径方向に剛体的に−横断−及び角度運動を可能にしかつ立上 がり及び関節結合点として使われるクラッチを挟んで、車輪セットの１つの車輪 の側面を介した機関トルクの伝達が行なわれる、 電気鉄道車両のための駆動ユニットにおいて、 弧状の歯の形の外側歯部を有するボス側のクラッチ半部分（１１ｂ）が直線内 側歯部を備えかつクラッチスリーブとして構成された車輪側のクラッチ半部分（ １１ａ）に噛み合うクラッチ（１１）が使用され、 かつ車輪セットのために円板輪（１０、１０ａ）を使用して、車輪側のクラッ チ半部分（クラッチスリーブ１１ａ）が、クラッチ（１１）の近くにある円板輪 （１０）の側面に、かつボス側のクラッチ半部分（１１ｂ）が、ボス（７）に、 それぞれ固定的ではあるが、クラッチ支持体を介して取り外し可能なように結合 されている ことを特徴とする、電気鉄道車両のための駆動ユニット。