NL2016655B1

NL2016655B1 - Treinwagon voorzien van een inductiegenerator.

Info

Publication number: NL2016655B1
Application number: NL2016655A
Authority: NL
Inventors: Durk Kooi Eeuwe
Original assignee: Trs Transp B V
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-11-15
Also published as: US20190135309A1; NL2016655A; US11148686B2; CN109070910B; EP3445629A1; CN109070910A; ES2800297T3; EP3445629B1; WO2017184366A1

Abstract

Treinwagon voorzien van een inductiegenerator met magneten en elektrische geleiders voor het opwekken van elektriciteit, omvattende een onderstel met ten minste een as met twee wielen, waarbij de as is gelagerd in twee lagers welke zich nabij de beide zijkanten van de wagon bevinden, waarbij de wielen zich aan de buitenzijde van de lagers bevinden, en waarbij de generator een rotor en een in hoofdzaak cilindrische stator omvat, welke stator zich concentrisch om de rotor heen uitstrekt, waarbij de rotor vast rondom en aan de as is bevestigd, waarbij de stator axiaal aanliggend tegen de binnenzijde van een van de lagers is bevestigd.

Description

Treinwagon voorzien van een inductiegenerator

De uitvinding heeft betrekking op een treinwagon voorzien van een inductiegenerator met magneten en elektrische geleiders voor het opwekken van elektriciteit, omvattende een onderstel met ten minste een as met twee wielen, waarbij de as is gelagerd in twee lagers welke zich nabij de beide zijkanten van de wagon bevinden, waarbij de wielen zich aan de buitenzijde van de lagers bevinden, en waarbij de generator een rotor en een in hoofdzaak cilindrische stator omvat, welke stator zich concentrisch om de rotor heen uitstrekt, waarbij de rotor vast rondom en aan de as is bevestigd. Dergelijke treinwagons zijn bekend uit bijvoorbeeld US 2008/0018110, JP H04-67748, JP H09-117099 en JP H09-23624. Bij deze bekende treinwagons wordt rotatie van de stator om de as voorkomen door een arm die aan het vaste onderstel van de wagon is bevestigd.

Ook zijn er treinwagons bekend waarbij de wielen zich aan de binnenzijde van de lagers bevinden en waarbij de generator op de buitenzijde van het lager is bevestigd, zoals in bijvoorbeeld WO 97/33358, WO 98/19381, GB 673,869, EP 1 033 296, GB 2 321 788, US 5,488,287 en EP 0 701 315. Nadeel van dergelijke treinwagons is, dat de wielen van dit soort treinstellen met grote regelmaat (per 200.000 km) moeten worden gereviseerd, omdat het loopvlak van het wiel tevens wordt gebruikt als remlichaam. Nieuwere treinstellen zijn uitgerust met schijfremmen, waardoor deze treinstellen miljoenen kilometers kunnen draaien zonder gereviseerd behoeven te worden. Het nadeel voor de stroomvoorziening is dat men nu werkt met binnenliggende lagers, waardoor er geen generator meer gemonteerd kan worden aan de buitenzijde.

De uitvinding beoogt een compact, robuust, betrouwbaar en/of eenvoudig aan te brengen generatorsysteem voor treinwagons met binnenliggende lagers.

Daartoe is de stator axiaal aanliggend tegen de binnenzijde van een van de lagers bevestigd. De stator is bij voorkeur aangebracht tegen de binnenwand van een in hoofdzaak cilindrische behuizing, welke behuizing tegen de binnenzijde van een van de lagers is bevestigd, waarbij bij voorkeur de behuizing aan het buitenste uiteinde een zich radiaal uitwaarts omtreksflens heeft, welke tegen de binnenzijde van het lager is bevestigd, en waarbij bij voorkeur de behuizing aan het binnenste uiteinde een zich richting de as radiaal binnenwaarts uitstrekkende omtreksflens heeft welke de binnenruimte van de behuizing grotendeels afsluit.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inductiegenerator met magneten en elektrische geleiders, bestemd voor het opwekken van elektriciteit in een treinwagon omvattende een onderstel met ten minste een as met twee wielen, waarbij de as van de treinwagon is gelagerd in twee lagers welke zich nabij de beide zijkanten van de wagon bevinden, en waarbij de wielen zich aan de buitenzijde van de lagers bevinden, waarbij de generator een rotor en een in hoofdzaak cilindrische stator omvat, welke stator zich in gemonteerde toestand concentrisch om de rotor heen uitstrekt, en waarbij de rotor is ingericht om vast rondom en aan de as van de treinwagon te worden bevestigd, waarbij de stator is voorzien van middelen om axiaal aanliggend tegen de binnenzijde van een van de lagers te worden bevestigd. De stator is bij voorkeur aangebracht tegen de binnenwand van een in hoofdzaak cilindrische behuizing, welke behuizing is ingericht om tegen de binnenzijde van een van de lagers te worden bevestigd. De behuizing heeft bij voorkeur aan het buitenste uiteinde een zich radiaal uitwaarts omtreksflens, welke is ingericht om tegen de binnenzijde van het lager te worden bevestigd. De behuizing heeft bij voorkeur aan het binnenste uiteinde een zich richting de as radiaal binnenwaarts uitstrekkende omtreksflens welke in gemonteerde toestand de binnenruimte van de behuizing grotendeels afsluit.

De generator kan bijvoorbeeld een synchrone generator, een asynchrone generator of een switched-reluctance generator zijn, bijvoorbeeld een generator waarbij de rotor de magneten omvat, en de stator de elektrische geleiders omvat, welke magneten bijvoorbeeld permanente magneten zijn. De magneten zijn bij voorkeur aangebracht in uitsparingen in de omtrek van de as, welke uitsparingen bij voorkeur in de omtrek van de as zijn gefreesd.

De geleiders zijn bij voorkeur verbonden met een inverter welke is ingericht om de stroom, frequentie en/of spanning van de opgewekte elektriciteit te regelen, omdat de omwentelingssnelheid van de as gewoonlijk varieert van 0 tot ca. 1,300/min. De geleiders zijn voorts, al dan niet via een inverter, bij voorkeur verbonden met een batterij waarin de opgewekte elektriciteit wordt opgeslagen.

De wagon kan bijvoorbeeld een koelwagon zijn, waarbij de elektriciteit wordt gebruikt voor het koelen van de laadruimte van de wagon.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, welke is weergegeven in de figuren, waarin:

Figuur 1 een perspectiefaanzicht is van een doorsnede van een uiteinde van een as van een treinwagon met een lager, een wiel en een generator;

Figuur 2 een vooraanzicht is van het uiteinde van de as van de treinwagon met het lager, het wiel en de generator van figuur 1; en

Figuur 3 een doorsnede is volgens de pijlen III in figuur 2.

Volgens de figuren is het uiteinde van een as lvan een treinwagon gelagerd opgehangen in een lager 2, welk lager middels balken 3 met het onderstel van de wagon is verbonden. Op het uiteinde van de as 1, aan de buitenzijde van het lager 2 is een treinwiel 4 bevestigd. Een induetiegenerator 5 is aan en tegen de binnenzijde van het lager 2 om en op de as 1 bevestigd. De generator 5 bevat een stator 6 en een rotor, bestaande uit een aantal permanente magneten 7 die in de omtrek van de as 1 zijn aangebracht.

De magneten 7 zijn langwerpig of staafvormig, en aangebracht in onderling parallelle sleuven die in axiale richting in de omtrekswand van de as 1 zijn gefreesd.

De stator 6 is aangebracht tegen de binnenwand van een cilindrische behuizing 8, die zich coaxiaal om en op afstand van de rotor uitstrekt. De stator 6 omvat een of meer elektrische geleiders die de spoelen van de generator vormen. De geleider(s) zijn verbonden met een inverter om de stroom, frequentie en/of spanning van de opgewekte elektriciteit te regelen. De inverter is verbonden met een batterij en/of bijvoorbeeld direct met een koelinrichting om de laadruimte van de wagon te koelen.

Een uiteinde van de cilindrische behuizing 8 is voorzien van een buitenwaartse flens 9, die een bevestigingsmiddel vormt om de stator door middel van schroeven tegen de binnenste zijkant van het lager 2 te bevestigen. Het andere uiteinde van de behuizing 8 is voorzien van een binnenwaartse flens 10, die zich uitstrekt tot vlak bij het oppervlak van de as 1, waardoor het binnenste van de behuizing 8 tegen het binnendringen van vuil wordt afgesloten.

De uitvinding is aldus beschreven door middel van een voorkeursuitvoering. Begrepen dient echter te worden dat deze beschrijving hoofdzakelijk illustratief is. Verschillende details van de structuur en functie werden gepresenteerd, maar veranderingen die daarin worden aangebracht, en die ten volle worden uitgebreid door de algemene betekenis van de terminologie waarin de bij gevoegde conclusies zijn uitgedrukt, dienen te worden begrepen onder het principe van de onderhavige uitvinding te vallen. De beschrijving en tekeningen dienen te worden gebruikt om de conclusies te interpreteren. De conclusies dienen niet zodanig te worden geïnterpreteerd dat de omvang van de bescherming die wordt gevraagd moet worden begrepen als te zijn gedefinieerd door de strikte, letterlijke betekenis van de woorden die in conclusies worden gebruikt, waarbij de beschrijving en de tekeningen alleen zouden worden gebruikt om een dubbelzinnigheid die is gevonden in de conclusies op te lossen. Om de omvang van de bescherming te bepalen die door middel van de conclusies wordt gevraagd dient elk element in gepaste aanmerking te worden genomen dat equivalent is aan een element dat daarin is gespecificeerd.

Claims

1. Treinwagon voorzien van een inductiegenerator met magneten en elektrische geleiders voor het opwekken van elektriciteit, omvattende een onderstel met ten minste een as met twee wielen, waarbij de as is gelagerd in twee lagers welke zich nabij de beide zijkanten van de wagon bevinden, waarbij de wielen zich aan de buitenzijde van de lagers bevinden, en waarbij de generator een rotor en een in hoofdzaak cilindrische stator omvat, welke stator zich concentrisch om de rotor heen uitstrekt, waarbij de rotor vast rondom en aan de as is bevestigd, met het kenmerk, dat de stator axiaal aanliggend tegen de binnenzijde van een van de lagers is bevestigd.

2. Treinwagon volgens conclusie 1, waarbij de stator is aangebracht tegen de binnenwand van een in hoofdzaak cilindrische behuizing, welke behuizing tegen de binnenzijde van een van de lagers is bevestigd.

3. Treinwagon volgens conclusie 2, waarbij de behuizing aan het buitenste uiteinde een zich radiaal uitwaarts omtreksflens heeft, welke tegen de binnenzijde van het lager is bevestigd.

4. Treinwagon volgens conclusie 2 of 3, waarbij de behuizing aan het binnenste uiteinde een zich richting de as radiaal binnenwaarts uitstrekkende omtreksflens heeft welke de binnenruimte van de behuizing grotendeels afsluit.

5. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de generator een synchrone generator, een asynchrone generator of een switched-reluctance generator is.

6. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de rotor de magneten omvat.

7. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de magneten permanente magneten zijn.

8. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de magneten zijn aangebracht in uitsparingen in de omtrek van de as.

9. Treinwagon volgens conclusie 8, waarbij de uitsparingen in de omtrek van de as zijn gefreesd.

10. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de stator de elektrische geleiders omvat.

11. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de geleiders zijn verbonden met een inverter welke is ingericht om de stroom, frequentie en/of spanning van de opgewekte elektriciteit te regelen.

12. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de geleiders zijn verbonden met een batterij waarin de opgewekte elektriciteit wordt opgeslagen.

13. Treinwagon volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de wagon een koelwagon is, waarbij de elektriciteit wordt gebruikt voor het koelen van de laadruimte van de wagon.

14. Inductiegenerator met magneten en elektrische geleiders, bestemd voor het opwekken van elektriciteit in een treinwagon omvattende een onderstel met ten minste een as met twee wielen, waarbij de as van de treinwagon is gelagerd in twee lagers welke zich nabij de beide zijkanten van de wagon bevinden, en waarbij de wielen zich aan de buitenzijde van de lagers bevinden, waarbij de generator een rotor en een in hoofdzaak cilindrische stator omvat, welke stator zich in gemonteerde toestand concentrisch om de rotor heen uitstrekt, en waarbij de rotor is ingericht om vast rondom en aan de as van de treinwagon te worden bevestigd, met het kenmerk, dat de stator is voorzien van middelen om axiaal aanliggend tegen de binnenzijde van een van de lagers te worden bevestigd.

15. Inductiegenerator volgens conclusie 14, waarbij de stator is aangebracht tegen de binnenwand van een in hoofdzaak cilindrische behuizing, welke behuizing is ingericht om tegen de binnenzijde van een van de lagers te worden bevestigd.

16. Inductiegenerator volgens conclusie 15, waarbij de behuizing aan het buitenste uiteinde een zich radiaal uitwaarts omtreksflens heeft, welke is ingericht om tegen de binnenzijde van het lager te worden bevestigd.

17. Inductiegenerator volgens conclusie 15, waarbij de behuizing aan het binnenste uiteinde een zich richting de as radiaal binnenwaarts uitstrekkende omtreksflens heeft welke in gemonteerde toestand de binnenruimte van de behuizing grotendeels afsluit.