KR20140053242A - 철도 차량의 구동렬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도 차량의 구동렬에 관한 것이다. 상기 구동렬은 상기 철도 차량의 휠을 구동하기 위한 구동 모터, 상기 구동 모터와 휠 사이에 배열되고, 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 스플리터 기어박스 입력 및 복수의 스플리터 기어박스 출력을 포함하는 스플리터 기어박스 및 단 변환 기어박스 입력과 단 변환 기어박스 출력을 각각 갖고, 동력 전달 방향으로 상기 스플리터 기어박스의 다운스트림에 연결되는 복수의 단 변환 기어박스를 포함한다. 본 발명은, 상기 단 변환 기어박스 출력이 서로에 대한 기계적인 구동 연결을 갖고, 상기 단 변환 기어박스는 바람직하게 기어비를 끌도록 활성화 또는 비활성화 될 수 있는 복수의 기계적인 클러치 및/또는 브레이크를 포함하며, 상기 단 변환 기어박스는 자동 기어박스 또는 자동 변속 기어박스를 각각 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 차량의 구동렬{DRIVE TRAIN OF A RAIL VEHICLE}

본 발명은 철도 차량, 예컨대 기관차 또는 궤도차의 구동렬에 관한 것이다.

이러한 구동렬은 잘 알려져 있다. 이는 예컨대 개별적으로 보기 프레임을 포함하는 2개의 보기를 제공한다. 그 때문에, 보기 프레임은 일반적으로 여러 개의 휠 세트를 가지며, 각각의 휠 세트는 2개의 휠을 갖고 이들은 휠 세트 샤프트에 배열된다. 이로써 이 휠은 구동 모터, 대개는, 디젤 모터와 같은 내연 기관을 통해 구동된다. 그 때문에, 기어박스는 휠과 구동 모터 사이에 배열된다.

오퍼레이터는 철도 차량의 응용 목적에 따라 이러한 철도 차량의 구동력뿐만 아니라 상이한 최대 동작 속도를 희망할 수도 있다. 결과적으로, 이러한 철도 차량의 제조사들은 일반적으로 이러한 동작 속도와 구동력을 제공하기 위하여 모터 개념뿐만 아니라 상이한 기어박스를 갖는 실시예의 상이한 형태를 제공한다. 이를 실행할 때, 실시예의 상이한 형태에 대한 유사한 부분의 응용이 극도로 한정적인데, 이는, 실시예의 상이한 형태가 구조 크기 및 기계적인 연결의 측면에서 서로로부터 그 자신을 차별화하기 때문이다. 결과적으로, 이러한 기어박스에 의해 전달될 수 있는 최대 제한된 구동력으로 인하여, 철도 차량의 실시예의 형태와 구동 연결되는 구동 모터의 구동 토크가 활용되는 기어박스에 알맞게 적응되는 경우, 동일한 기어박스가 이러한 철도 차량의 실시예의 형태에 오직 독립되어 사용될 수 있다. 그러므로, 상대적으로 우수한 구동 토크를 갖는 구동 모터는 상기 구동 토크를 전달하기 위해 상응하게 크기가 정해진 기어박스를 요구한다.

그러므로, 이러한 철도 차량의 제조자들은 만약의 필수적인 교환을 위한 일치하는 여분 부분뿐만 아니라 복수의 기어 박스와 모터 개념을 비축해야 하며 이는 높은 재고 유지 비용과 추가적으로 동일한 말이다. 실시예의 모든 개별적인 형태는 새로운 기술에 적응되어야 하고 증가한 개발비를 결국 포함하게 되므로, 증가된 다양성은 특히 혁신에 유리하지 않다.

일반적인 철도 차량 기어박스의 추가적인 단점은, 일반적으로 2개의 보기에 대한 구동력의 가변 분포가 제공되지 않는다는 점이다. 그러한 목적으로, 복잡한 기어박스 구조를 갖는 비싼 특수 기어박스가 필요하고 이는 결국 구동 모터의 구동력에 적합하게 적응되어야 한다. 이것은 상당한 비용에 관련된다.

철도 차량에 대한 일반적인 구동렬은

DE 2 248 482

DE 101 46 082 C1

DE 20 2007 018 504 U1로부터 알려져 있다.

WO 2009 086846 A1은 3개의 소자를 갖는 전달 기어박스를 포함하는 8단 기어박스뿐만 아니라 2개의 2단 서브 기어박스를 갖는 모터 차량을 위한 구동렬을 기재한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술에 대해 개선된 철도 차량의 구동렬을 제공하는 것이다. 이를 위해, 이러한 구동렬을 장착한 철도 차량의 구동력 및 최대 동작 속도의 변경은 오직 구조의 최소 변형을 동반하여 가능해야 하기 때문에 구조적 일치 부분, 특히, 기어박스 구성요소의 활용은 실시예의 상이한 형태에 가능하다. 동시에, 개발, 제조 및 재고 유지 비용뿐만 아니라 다수의 구조적인 소자의 다양성도 감소되어야 한다.

본 발명에 따른 목적은 독립항에 따른 구동렬으로 해결된다. 본 발명의 특히 유리하고 적절한 실시예는 종속항에 개시된다.

일반적으로, 철도 차량의 발명의 구동렬은 적어도 2개의 보기를 포함하고, 각각 2개의 휠을 갖는 적어도 2개의 휠 세트를 포함한다. 더욱이, 구동 모터는 휠 세트와 개별 휠을 구동하기 위해 제공되고 뿐만 아니라 구동 모터와 휠 사이에 스플리터 기어박스가 제공되며, 이는, 복수의 스플리터 기어박스뿐만 아니라 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 스플리터 기어박스 입력을 포함한다. 그 때문에, 동력 전달 방향으로 스플리터 기어박스의 다운스트림에 연결된 복수의 단 변환(step-change) 기어박스가 제공되고, 이들은 각각 단 변환 기어박스 입력과 단 변환 기어박스 출력을 포함하되 각각의 단 변환 기어박스 입력은 스플리터 기어박스 출력에 결합한다.

본 발명에 따르면, 단 변환 기어박스 출력은 서로 기계적으로 구동 연결된다.

그러므로, 스플리터 기어박스는 구동 모터 또는 구동력에 의해 전달된 구동 토크를 복수의 병렬 동력 브랜치로 나누되, 바람직하게는 스플리터 기어박스의 수는 동력 브랜치의 수에 상응한다.

자연스럽게, 각각의 동력 브랜치에 이러한 단 변환 기어박스가 제공되지 않는 것 또한 고려될 수 있다.

바람직하게는, 단 변환 기어박스 출력은 특히 합산 기어박스를 통해 영구적으로 함께 구동 연결되되, 동력 전달 방향으로 단 변환 기어박스와 합산 기어박스의 단 변환 기어박스의 다운스트림에 연결되는 합산 기어박스는 복수의 합산 기어박스 입력과 적어도 하나의 합산 기어박스 출력을 포함하고 합산 기어 박스 입력은 단 변환 기어박스 출력과 기계적으로 결합된다. 병렬 동력 브랜치를 통해 전달되는 구동력 또는 토크는 합산 기어박스에 의해 재연결된다. 결과적으로, 구동될 보기의 휠은 예컨대 직접적으로 단 변환 기어박스를 통해 회전가능하게 구동될 수 있고, 여기서, 휠 세트 샤프트는 적어도 간접적으로 또는 합산 기어박스를 통해 단 변환 기어박스 출력과 결합되고, 여기서 휠 세트 샤프트는 적어도 간접적으로 상기 적어도 하나의 합산 기어박스 출력에 의해 기계적으로 구동 연결된다. 이러한 맥락에서, 적어도 간접적으로 연결된다는 것은 구동 연결에서의 카단(cardan) 샤프트와 같은 추가 구동 소자가 제공될 수 있음을 의미한다.

본 발명에 있어서, 단 변환 기어박스는 원하는 대로 상이한 변속비(transmission ratio)의 기어단을 체결하도록 활성화 또는 비활성화될 수 있는 복수의 기계적인 클러치 및/또는 브레이크를 포함한다. 이러한 단 변환 기어박스는 예컨대 종래의 자동 기어박스를 포함할 수 있고, 이는 예컨대 소위 시작 유닛으로서 유체역학적 클러치 또는 다운스트림에 연결되는 기계적인 스위칭 단계를 갖는 유체역학적 컨버터 또는 소위 상이한 컨버터 기어 박스와 같은 유체역학적 기계를 포함하고, 이러 인하여 구동력은 그에 평행하게 제공되는 기계적인 동력 경로뿐만 아니라 유체역학적 동력 경로로 전달될 수 있다. 그러나 이러한 유체역학적 기계는 또한 스플리터 기어박스와 스플리터 기어박스 및/또는 합산 기어박스와 같은 다른 기어박스에 일체화되는 개별 단 변환 기어박스 사이에 배열되거나 상기 합산 기어박스 앞이나 뒤에 위치된다.

유리하게는, 단 변환 기어박스는 6단 또는 그 이상을 포함하는 특히 동일한 차동 컨버터 기어박스, 자동화 기어박스 또는 자동 변속 기어박스로서 설계되고 각각 복수의 클러치 및/ 브레이크를 수용하기 위한 자체 하우징을 갖는다.

바람직하게는, 전달될 수 있거나 스플리터 기어 박스에 전달되는 구동 모터의 구동 토크는 구동될 수 있거나 단 변환 기어박스의 각각으로부터 개별적으로 전달되는 토크보다 크다. 결과적으로 단 변환 기어박스가 특히 사용되고, 이는, 구동 모터의 최대 소수의 구동력만을 개별적으로 전달할 수 있다. 이로써, 상이한 구동력의 복수의 구동 모터가 커버될 수 있고, 후자에 관하여 서로 평행으로 연결되는 단 변환 기어박스의 수는 전달될 구동력에 따라 변화할 수 있다. 그리하여, 상기 단 변환 기어박스에 탑재된 구동렬의 개발 및 생산 비용 뿐만 아니라 구조 소자의 수가 상당히 감소될 수 있는데, 이는, 단 변환 기어박스가 상이한 모터 개념에 대해 안정적으로 재활용될 수 있기 때문이다.

본 발명은 예시적인 실시예 및 첨부된 도면을 예시로서 사용하여 이하에서 기재될 것이다.
도면은 하기와 같다:
도 1은 철도 차량의 구동렬의 제 1 대안의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 추가 대안에 따른 철도 차량의 구동렬의 개략적인 도면을 도시한다.

도 1은 개략적인 도시로 본 발명의 구동렬의 제 1 대안을 도시한다. 구동렬은 이하와 같이 구성된다: 이는 내연 기관으로서 바람직하게 설계되고 보기(1, 2)에 매달린 휠을 구동하기 위해 제공되는 구동 모터(3)를 포함한다. 당연히, 양쪽 보기(1, 2) 대신 오직 하나의 단일 보기(1, 2) 또는 그 이상의 보기가 구동 모터(3)에 의해 구동될 수 있다. 모든 보기(1, 2)는 2개의 휠을 제공하는 2개의 휠 세트(1.1, 2.1) - 도시되지 않은 휠 세트 샤프트를 통해 서로 연결됨 - 를 포함한다.

스플리터 기어박스(4)는 구동 모터(3)로부터 휠 세트(1.1, 2.1)로의 동력 전달 방향으로 구동 모터(3)의 다운스트림에 연결된다. 후자는 스플리터 기어박스 입력(4.1)을 포함하고, 이는 구동 모터(3)의 출력 샤프트(7)에 결합된다. 양쪽 소자는 또한 단일 공동 샤프트로서 설계될 수 있다. 또한, 이는, 이하에 기재되는 소자(상응하는 기어박스의 입력 및 출력)에 대해서도 동일하다.

동력 분할식 트랜스미션(4)은 이러한 경우에 2개의 스플리터 기어박스 출력(4.2, 4.3)을 포함하여, 이것에 의해 스플리터 기어박스(4)에 전달되는 구동 모터(3)의 구동력은 바람직하게 모든 스플리터 기어 박스 출력(4.2, 4.3) 상에서 균일하게 분배된다. 그러므로, 후자는 구동 모터(3)로부터 전달된 구동력을 분배하기 위하여 병렬 동력 브랜치를 형성한다. 그렇게 함으로써, 이 경우에 단 변환 기어박스(5)는 단 변환 기어박스 출력(5.2) 뿐만 아니라 단 변환 기어박스 입력(5.1)을 포함하는, 각각의 동력 브랜치와 관련된다. 그러므로, 단 변환 기어박스(5)는 동력 전달 방향으로 스플리터 기어박스(4)의 다운스트림에 연결된다. 동력 전달 목적으로, 스플리터 기어박스(4)의 스플리터 기어박스 출력(4.2, 4.3)은 단 변환 기어박스(5)의 상응하는 단 변환 기어박스(5.1)와 구동 연결되거나 예컨대 인터포징된 클러치에 의한 방식으로 연결될 수 있다. 물론, 본 명세서에 도시된 2개 이상의 단 변환 기어박스(5)가 제공되고, 반면에 스플리터 기어박스(4)는 상보적인 수의 동력 브랜치와 스플리터 기어박스 출력을 포함하는 방식으로 알맞게 설계된다. 그렇게 하기 위하여 단 변환 기어박스(5)는 각각의 동력 브랜치에 정확하게 배열될 필요가 없다.

구동 모터(3)로부터 휠 세트(1.1, 2.1)로의 동력 전달 방향으로, 합산 기어박스(6)는 단 변환 기어박스(5)의 다운스트림에 연결되고, 합산 기어박스는 다양한 동력 브랜치에 다시 연결된다. 그렇게 함으로써, 합산 기어박스(6)는 복수의 단 변환 기어박스(5) 및 단 변환 기어박스 출력(5.2)에 바람직하게 상응하는 복수의 합산 기어박스 입력(6.1, 6.2)을 포함한다. 그렇게 하기 위하여, 개별 단 변환 기어박스 출력(5.2)은 상응하는 합산 기어박스 입력(6.1, 6.2)과 기계적으로 결합한다. 합산 기어박스(6)는 이러한 경우에 3개의 합산 기어박스 출력(6.3)을 포함하고, 이로부터, 2개의 합산 기어박스 출력은 보기(1, 2)의 휠 세트(1.1, 2.1)를 구동하기 위해 제공된다. 제 3의 합산 기어박스 출력(6.3)은 예컨대 철도 차량의 보조 유닛 및 하위 유닛을 구동하기 위한 역할을 할 수 있거나 도시되지 않은 추가 보기에 연결될 수 있다. 현재의 경우에, 합산 기어박스 출력(6.3)은 휠 세트(1.1, 2.1)의 휠을 구동하기 위한 카단 샤프트(8)에 고정되어 연결된다.

도 2는 본 발명의 구동렬의 추가 대안을 도시한다.

그 때문에, 일치하는 구성요소는 도 1에서와 마찬가지로 일치하는 참조 번호로 지정된다. 도 1과는 반대로, 도 2에서는 보기(1, 2)가 합산 기어박스(6)와 관련되지 않되 실제로 추가 단 변환 기어박스 출력(5.2)을 통해 단 변환 기어박스(5)에 기계적으로 구동 연결된다. 그렇게 함으로써, 단일 단 변환 기어박스(5)는 각각의 보기(1, 2)에 관련되어 이것을 구동한다. 이는 또한 실제로 상이할 수 있다. 그러므로, 2개 또는 3개의 보기(1, 2)는 동일한 단 변환 기어박스(5)에 의해 구동될 수 있다.

본 발명의 구동렬에 의해, 한 측면으로는 복수의 구조 소자가 철도 차량을 갖는 동일한 단 변환 기어박스(예컨대, 상이한 기어박스 및 모터 개념)를 이용하여 감소될 수 있다. 이는 이러한 구동렬의 구성요소의 개발, 생산 및 재고 유지 비용을 상당히 감소시킬 수 있다. 다른 측면으로는, 기어 단계의 개별적인 변형 및 그로 인한 개별적인 단 변환 기어박스(5)의 회전 속도 및 토크 간의 관계는 서로 상이한 구동 회전 속도 또는 구동력에 의해 보기(1, 2)의 휠 세트(1.1, 2.1) 또는 서로 관련된 보기(1, 2)를 구동할 수 있다.

1: 보기
1.1: 휠 세트
2: 보기
2.1: 휠 세트
3: 구동 유닛
4: 스플리터 기어박스
4.1: 스플리터 기어 입력
4.2: 스플리터 기어 출력
4.3: 스플리터 기어 출력
5: 단 변환 기어박스
5.1: 단 변환 기어박스 입력
5.2: 단 변환 기어박스 출력
6: 합산 기어박스
6.1: 합산 기어 박스 입력
6.2: 합산 기어 박스 입력
6.3: 합산 기어 박스 출력
7: 출력 샤프트
8: 카단(cardan) 샤프트

Claims (5)

1. 철도 차량을 위한 구동렬로서,
   상기 철도 차량의 휠을 구동하기 위한 구동 모터(3)를 갖고;
   상기 구동 모터(3)와 휠 사이에 배열되고, 구동 모터(3)에 의해 구동될 수 있는 스플리터 기어박스 입력(4.1) 뿐만 아니라 복수의 스플리터 기어박스 출력(4.2, 4.3)을 포함하는 스플리터 기어박스(4)를 갖고;
   단 변환(step-change) 기어박스 입력(5.1)과 단 변환 기어박스 출력(5.2)을 각각 갖는, 동력 전달 방향으로 상기 스플리터 기어박스(4)의 다운스트림에 연결되는 복수의 단 변환 기어박스(5)를 가지되 - 각각의 단 변환 기어박스 입력(5.1)은 스플리터 기어박스 출력(4.2, 4.3)에 연결됨 - ,
   상기 단 변환 기어박스 출력(5.2)은 함께 기계적으로 구동 연결되는 한편,
   상기 단 변환 기어박스(5)는 원하는 대로 기어비를 체결하도록 활성화 또는 비활성화 될 수 있는 복수의 기계적인 클러치 및/또는 브레이크를 제공하며,
   상기 단 변환 기어박스(5)는 자동 기어박스 또는 자동 변속 기어박스로서 설계되며 각각 상기 복수의 클러치 및/또는 블레이크를 수용하기 위한 자체 하우징을 제공하는 것을 특징으로 하는, 구동렬.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 단 변환 기어박스 출력(5.2)은 합산 기어박스(6)를 통해 특히 영구적인 구동 연결로 함께 구동 연결되고, 상기 합산 기어박스(6)는 상기 동력 전달 방향으로 상기 단 변환 기어박스(5)의 다운스트림에 연결되는 한편;
   상기 합산 기어박스(6)는 복수의 합산 기어박스 입력(6.1, 6.2) 및 적어도 하나의 합산 기어박스 출력(6.3)을 포함하고 상기 합산 기어박스 입력(6.1, 6.2)은 상기 단 변환 기어박스 출력(5.2)과 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 구동렬.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 단 변환 기어박스(5)는 동일한 자동 기어박스 또는 자동 변속 기어박스로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 구동렬.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스플리터 기어박스(4)에 의해 전달될 수 있는 최대 구동 토크는 개별적인 상기 단 변환 기어박스(5)의 각각에 의해 전달될 수 있는 최대 토크보다 큰 것을 특징으로 하는, 구동렬.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 유체역학적 기계가 유체역학적 클러치 및/또는 유체역학적 컨버터로서 상기 스플리터 기어박스(4)와 각각의 상기 단 변환 기어박스(5) 사이에 배열되거나 상기 스플리터 기어박스(4), 상기 단 변환 기어박스(5) 및/또는 합산 기어박스(6)에 일체화되는 것을 특징으로 하는, 구동렬.

Images