WO2025228551A1

WO2025228551A1 - Elektrische maschine zum antrieb eines schienenfahrzeugs für den hochgeschwindigkeitsverkehr, fahrwerk mit einer solchen maschine und schienenfahrzeug

Info

Publication number: WO2025228551A1
Application number: PCT/EP2024/085269
Authority: WO
Inventors: Christoph Adam; Olaf KÖRNER
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2024-04-30
Filing date: 2024-12-09
Publication date: 2025-11-06
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: DE102024204068A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (30) zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs (10) für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit einem innen- oder außengelagerten Fahrwerk (20). Sie umfasst eine Aktivanordnung (31) mit einem Stator (40) und einem innenliegenden, um eine Rotorachse (R) drehbaren Rotor (50). Der Stator (40) weist ein bezüglich der Rotorachse (R) hohlzylindrisches Statorblechpaket (41) mit axialen Statornuten (43) und einer in den Statornuten (43) angeordneten Statorwicklung (46) auf. Der Rotor (50) weist ein radial innerhalb des Statorblechpakets (41) angeordnetes und von einer um die Rotorachse (R) drehbar gelagerten Hohlwelle (51) getragenes Rotorblechpaket (52) mit axialen Magnettaschen (53) und mit darin angeordneten, stabförmigen Permanentmagneten (54) auf. Erfindungsgemäß weist die Aktivanordnung (31) eine längs der Rotorachse (R) gemessene Aktivlänge (L) auf, welche für ein innengelagertes Fahrwerk (20i) zwischen 380 mm und 550 mm und für ein außengelagertes Fahrwerk (20a) zwischen 400 mm und 850 mm beträgt. Dabei weist das Statorblechpaket (41) einen Statoraußendurchmesser (D40) zwischen 480 mm und 730 mm und ein hohlzylindrisches Statorjoch (42) mit einer radialen Jochhöhe (h) zwischen 15 mm und 30 mm sowie von diesem radial nach innen ragende Statorzähne (44) auf. Ein derartiger Direktantrieb ist für einen Betrieb des Schienenfahrzeugs (10) mit Höchstgeschwindigkeiten von über 200 km/h hinsichtlich ihres Verhältnisses von Drehmoment- und Leistungsvermögen zu Gewicht optimiert.

Description

Beschreibung

Elektrische Maschine zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, Fahrwerk mit einer solchen Maschine und Schienenfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, insbesondere eines Triebzuges, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige elektrische Maschine ist zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb ausgelegt und vorgesehen. Unter Hochgeschwindigkeitsbetrieb soll hier der Betrieb eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebzuges, mit Höchstgeschwindigkeiten von über 200 km/h verstanden werden. Die Maschine ist für den Einbau in ein innengelagertes oder außengelagertes Fahrwerk des Schienenfahrzeugs geeignet und als Direktantrieb ausgebildet, dessen Antriebsmoment also ohne Zwischenschaltung eines Getriebes auf einen Radsatz des Fahrwerks übertragen wird. Die elektrische Maschine umfasst eine Aktivanordnung mit einem Stator und mit einem innenliegenden, um eine Rotorachse drehbaren Rotor. Dabei weist der Stator ein bezüglich der Rotorachse hohlzylindrisches Statorblechpaket mit axialen Statornuten und mit einer in den Statornuten angeordneten Statorwicklung auf. Der Rotor weist ein radial innerhalb des Statorblechpakets angeordnetes und von einer um die Rotorachse drehbar gelagerten Hohlwelle getragenes Rotorblechpaket mit axialen Magnettaschen und mit in den Magnettaschen angeordneten, stabförmigen Permanentmagneten auf. Der Rotor wird in bekannter Weise durch ein vom Stator erzeugtes elektromagnetisches Drehfeld über einen Luftspalt zwischen Statorinnenseite und Rotoraußenseite in Drehbewegung versetzt, um dabei ein durch die Hohlwelle des Rotors übertragbares Antriebsmoment zu erzeugen. Solche als permanentmagneterregte Synchronmaschinen ausgebildete Antriebe für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Im Artikel „Getriebelose Drehstromantriebe für Schienenfahrzeuge“, veröffentlicht von Jockei, A. in Elektrische Bahnen 101 (2003), Heft 3, Seiten 113 bis 119, ist ein getriebeloses Antriebssystem für Schienenfahrzeuge auf Basis einer permanenterregten Drehstrom-Synchronmaschine beschrieben, das durch die verbesserte Verfügbarkeit von Sel- ten-Erd-Hochenergiemagneten möglich wurde. Das Antriebssystem beruht auf permanentmagneterregten Synchron-Fahrmotoren, die voll abgefedert sind und ihr Drehmoment direkt - also ohne Getriebe - über eine Kardan-Hohlwellenkupplung auf die Radsätze übertragen. Jeder Fahrmotor wird einzeln von je einem wassergekühlten dreiphasigen IGBT-Pulswechselrichter gespeist. Bei den Fahrmotoren handelt es sich um vollständig gekapselte, hoch ausgenutzte Synchronmaschinen mit Innenläufer und einer im Gehäuse integrierten Flüssigkeits-Mantelkühlung. Die Fahrmotoren sind hochpolig ausgeführt, um dünne Ständerjoche und kurze Wicklungsköpfe zu erreichen, was ein großes Bohrungsvolumen der elektrischen Maschine und eine Begrenzung ihrer Masse erlaubt. Die Ständerwicklung ist als Formspulenwicklung ausgeführt. Der Läufer besteht aus einer Läuferhohlwelle, dem Läuferblechpaket und auf dessen Oberfläche geklebten und durch eine Bandage gehaltenen Teilmagneten.

Die internationale Veröffentlichung WO 2006/051046 A1 offenbart einen halbabgefederten Direktantrieb für ein Schienenfahrzeug. Der Antrieb umfasst eine Radsatzwelle sowie um diese angeordnet einen Läufer, der an seinem Außenumfang Permanentmagnete trägt, und einen Ständer. Dabei greift eine Federeinrichtung an der Radsatzwelle und am Läufer derart an, dass Läufer und Ständer auf der Radsatzwelle federnd gelagert sind und dabei ein Drehmoment vom Läufer auf die Radsatzwelle übertragbar ist. Die Federeinrichtung umfasst einen segmentierten Gummiring, der auf einer fest mit der Radsatzwelle verbundenen Scheibe angeordnet ist. Der Läufer stützt sich dabei über eine topfförmige Kupplungseinheit am Außenumfang des Gummirings ab. Dabei kann der Direktantrieb entweder direkt über eine Zweistabanlenkung oder über eine Lemniskatenanlenkung am Fahrzeugkasten des Schienenfahrzeugs angelenkt sein.

Die Patentschrift EP 3 470288 B1 zeigt ein Schienenfahrzeug mit kompaktem Direktantrieb. Das Schienenfahrzeug weist ein Fahrgestell auf, in dem eine Radsatzwelle federnd gelagert ist, so dass die Radsatzwelle um eine Drehachse drehbar und das Fahrgestell bezüglich der Radsatzwelle eine gefederte Masse ist. Ein Antriebsmotor für die Radsatzwelle wirkt über eine Kupplung auf die Radsatzwelle, wobei der Antriebsmotor die Radsatzwelle umgibt. Die Kupplung ist als Einebenenkupplung ausgebildet, wobei der Antriebsmotor direkt mit der Kupplung verbunden ist. Der Antriebsmotor ist in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle gesehen an einer einzigen Stelle am Fahrgestell aufgehängt. Die Aufhängung des Antriebsmotors am Fahrgestell ist derart ausgebildet ist, dass sie eine Bewegung des Antriebsmotors sowohl in Richtung der Drehachse als auch quer dazu ermöglicht. Dabei weist die Aufhängung ein einziges Lastübertragungsmittel auf, das oberhalb des Antriebsmotors am Antriebsmotor angreift, und zur Drehmomentabstützung zusätzlich über mindestens einen Lenker mit dem Fahrgestell verbunden ist. Alternativ weist die Aufhängung des Antriebsmotors exakt zwei Lastübertragungsmittel auf, die in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen vor und hinter dem Antriebsmotor seitlich am Antriebsmotor angreifen. Das Lastübertragungsmittel weist ein Gleitelement oder ein großvolumiges Elastomerlager auf, in dem der Antriebsmotor in Richtung der Drehachse der Radsatzwelle verschiebbar und quer dazu drehbar gelagert ist. Aus der Patentanmeldung EP 3 511 223 A1 ist ein Drehgestell eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitszuges, bekannt. Das Drehgestell umfasst wenigstens einen Radsatz mit zwei gegenüberliegenden, starr miteinander verbundenen Rädern, eine Radsatzlagerung des Radsatzes innerhalb der beiden Räder und einen den Radsatz direkt antreibenden Fahrmotor, welcher ein permanenterregter Synchronmotor mit einer als Flüssigkeitskühlmantel ausgeführten Flüssigkeitskühlung ist. Die Flüssigkeitsmantelkühlung ist zwischen der Rückseite eines Stators des Fahrmotors und außenliegenden Luftführungskanälen eines geschlossenen Innenkühlkreislaufes angeordnet. Alternativ kann der Stator des Fahrmotors durch ein Spaltrohr von einem Rotor des Fahrmotors getrennt sein, so dass der Stator mittels einer isolierenden Flüssigkeit kühlbar ist. Der Flüssigkeitskühlmantel ist hier im Wesentlichen aus zwei koaxial übereinander geschobenen Zylindern gebildet, wobei der radial innere Zylinder umlaufende Ausnehmungen aufweist, die das Wasser führen.

Der bekannte Stand der Technik hinterlässt das Problem der Bestimmung optimaler Auslegungsparameter eines leichten und effizienten Direktantriebs für einen Hochgeschwindigkeits-Triebzug.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebzuges, bereitzustellen, die für einen Betrieb des Schienenfahrzeugs mit Höchstgeschwindigkeiten von über 200 km/h hinsichtlich ihres Verhältnisses von Drehmoment- und Lesitungsvermögen zu Gewicht optimiert ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß weist die Aktivanordnung eine längs der Rotorachse gemessene Aktivlänge auf, die für ein innengelagertes Fahrwerk zwischen 380 mm und 550 mm und für ein außengelagertes Fahrwerk zwischen 400 mm und 850 mm beträgt. Dabei weist das Statorblechpaket einen Statoraußendurchmesser zwischen 480 mm und 730 mm, vorzugsweise zwischen 520 mm und 650 mm, auf. Außerdem weist das Statorblechpaket ein hohlzylindrisches Statorjoch mit einer radialen Jochhöhe zwischen 15 mm und 30 mm sowie von diesem radial nach innen ragende Statorzähne auf. Hierdurch kann das Gewicht der Maschine, ohne Kupplung und ohne Aufhängung gemessen, auf maximal 1100 kg, vorzugsweise auf weniger als 950 kg, begrenzt werden. Mit einer minimalen Jochhöhe von 15 mm ist der Stator noch gut zu fertigen, gleichzeitig wird dadurch einer Geräusch- entwicklung im Betrieb der Maschine entgegen gewirkt. Durch eine Begrenzung der Jochhöhe auf 30 mm wird einerseits die Gewichtsminimierung unterstützt, andererseits kann dadurch der Luftspalt zwischen Rotor- und Statorblechpaket auf einen möglichst großen Durchmesser gebracht werden, was wiederum die Erzeugung hoher elektromagnetischer Antriebsmomente ermöglicht. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst damit eine optimierte Aktivanordnung mit einem hohen Drehmomentvermögen und einer geringen Masse.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine - erstreckt sich jede der Statornuten zwischen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen, wobei eine radiale Nuttiefe der Statornuten in optimierter Weise zwischen 28 mm und 50 mm liegt. Die Statorwicklung kann dabei als verteilte Formspulenwicklung ausgeführt sein, die zweischichtig in die Statornuten eingebracht ist und an den stirnseitigen Enden der Aktivanordnung jeweils Wickelköpfe ausbildet. Vorzugsweise umfasst die Statorwicklung drei Stränge für drei Drehstromphasen und einer Spulenzahl von beispielsweise 90 oder 96, wobei eine höherphasige Statorwicklung ebenfalls möglich ist. Wenn deren Spulenzahl 90 oder 96 nicht deutlich übersteigt, ist die Statorwicklung gut und kostengünstig herzustellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt ein optimiertes Verhältnis aus einem Statorinnendurchmesser des Statorblechpakets und einem kleinsten magnetisch wirksamen Statoraußendurchmesser des Statorblechpakets zwischen 0,75 und 0,88. Ist der Statorrücken zylindrisch geformt, kann der kleinste magnetisch wirksame Statoraußendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Statorblechpakets gesetzt werden. Besitzt das Statorblechpaket keinen zylindrischen Statorrücken oder ist es von Kühlkanälen durchsetzt, so ist der kleinste magnetisch wirksame Statoraußendurchmesser ohne den Bereich der Kühlkanäle zu betrachten und durch eine vergleichende FEM-Berechnung ermittelbar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt ein optimiertes Verhältnis einer Nutbreite einer Statornut zu einer Nutteilung des Statorblechpakets zwischen 0,45 und 0,60. Dabei ist die Nutbreite ein Abstand zwischen die Statornut begrenzenden Zahnflanken zweier benachbarter Statorzähne. Die Nutteilung ist eine Bogenlänge eines um die Rotorachse gemessenen Winkels zwischen zwei benachbarten Statornuten auf Höhe des Statorinnendurchmessers. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt eine optimierte Polzahl der Statorwicklung zwischen 12 und 20, beträgt aber vorzugsweise 16.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt eine optimierte Lochzahl zwischen 1 ,0 und 2,5, beträgt aber vorzugsweise 1 ,5. Dabei ist die Lochzahl der Quotient aus einer Anzahl an Statornuten und dem Produkt aus der Polzahl und einer Strangzahl der Statorwicklung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine weisen die Permanentmagnete eine magnetische Remanenzflussdichte auf, die mindestens 0,9 T bei 20 °C beträgt. Hierfür eignen sich insbesondere Legierungen aus Eisen, Nickel und Kobalt sowie Sinterwerkstoffe mit seltenen Erden, beispielsweise Neo- dynium-Eisen-Bor-Magnete.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bilden die Permanentmagnete in Umfangsrichtung um die Rotorachse rotationssymmetrisch verteilt angeordnete Magnetpole mit abwechselnd entgegengesetzter Polrichtung. Entweder ist dabei jeder Magnetpol durch jeweils mindestens einen in eine Tangentialrichtung bezüglich der Rotorachse ausgerichteten Permanentmagneten gebildet - hierbei spricht man von der so genannten IPM-Anordnung der Permanentmagnete. Oder es ist jeder Magnetpol durch jeweils ein Paar von bezüglich einer Tangentialrichtung gegengleich um einen Kippwinkel verkippt angeordneten Permanentmagneten gebildet, wobei ein Kippwinkel weniger als 45°, vorzugsweise weniger als 30°, beträgt - in diesem Fall liegt eine V-Anordnung der Permanentmagnete vor. Die Permanentmagnete können dabei im Rotorblechpaket vergraben sein oder in zur Rotoraußenseite hin offenen Magnettaschen eingelegt und durch Bandagen befestigt sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt ein optimiertes Verhältnis einer Magnetbreite zu einer Polteilung des Rotors zwischen 0,60 und 0,85. Dabei ist die Magnetbreite ein um die Rotorachse gemessener Winkel des kleinsten, den bzw. die Permanentmagnete eines Magnetpols abdeckenden Rotorsektors. Die Polteilung des Rotors ist dabei ein um die Rotorachse gemessener Winkel des durch Polachsen zweier benachbarter Magnetpole begrenzten Rotorsektors. Eine Polachse eines Magnetpols ist auch unter der Bezeichnung d-Achse bekannt und verläuft von der Rotorachse radial nach außen beziehungsweise innen in Magnetisierungsrichtung des jeweiligen Magnetpols. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine liegt ein optimiertes Verhältnis einer Lückenbreite zu einer Polteilung des Rotors zwischen 0,10 und 0,30. Die Lückenbreite ist dabei ein um die Rotorachse gemessener Winkel des größten, keinen Permanentmagnet abdeckenden, magnetisch leitfähigen Rotorsektors zwischen zwei Magnetpolen. Eine Pollückenachse zwischen zwei Magnetpolen ist auch unter der Bezeichnung q-Achse bekannt und verläuft von der Rotorachse radial nach außen mittig zwischen den Polachsen zweier benachbarter Magnetpole. Die Lückenbreite ist entsprechend auch unter der Bezeichnung q-Stegbreite oder Reluktanzstegbreite bekannt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße elektrische Maschine ein die Aktivanordnung umgebendes Maschinengehäuse mit zwei Wälzlagern, in welchen die Hohlwelle des Rotors drehbar gelagert ist. Dabei liegt ein bezüglich der Rotorachse gemessener Gehäuseaußendurchmesser des Maschinengehäuses zwischen 540 mm und 750 mm. Ist das Maschinengehäuse dabei nicht zylinderförmig, gilt als Gehäuseaußendurchmesser ein Ersatzdurchmesser, der an der Stelle des Maschinengehäuses mit der dünnsten Wandstärke gemessen wird. Alternativ kann die elektrische Maschine aber auch gehäuselos ausgebildet sein, wobei das Statorblechpaket mittels Zugleisten fixiert sein kann, die in axial verlaufende äußere Nuten am Statorrücken eingelegt und durch Endringe an den stirnseitigen Enden des Stators verbunden sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße elektrische Maschine eine Kühlvorrichtung zur Abfuhr von in der Aktivanordnung entstehender Wärme mittels einer Kühlflüssigkeit und/oder mittels Kühlluft. Aufgrund der damit verbundenen Gewichtseinsparung ist eine Kühlvorrichtung mit Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Kühlwasser oder Transformatorenöl, in Form eines Kühlmantels oder einer Statordirektkühlung bevorzugt. Ist die Aktivanordnung gegen ihre Umgebung vor Schmutz und Feuchtigkeit gekapselt ausgeführt, so kann auch eine innerhalb des Aktivteils zirkulierender Kühlluftstrom, der durch Lüfterelemente bewegt wird, vorgesehen sein.

Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, insbesondere einen Triebzug, nach Patentanspruch 13.

Ein solches Fahrwerk umfasst einen Fahrwerkrahmen, der beispielsweise aus Lang- und Querträgern zur Ausbildung einer Tragstruktur bestehen kann. Das Fahrwerk umfasst wenigstens einen Radsatz, meist zwei Radsätze, es kann aber auch drei Radsätze umfassen. Jeder Radsatz weist eine Radsatzwelle und zwei mit der Radsatzwelle drehfest verbundene Radscheiben auf. Der Abstand der Radscheiben eines Radsatzes ist durch die Spurweite des zu befahrenden Schienenwegs bestimmt. Das erfindungsgemäße Fahrwerk ist für Nennspurweiten ausgebildet, die größer oder gleich der Normalspur sind, also einer Spurweite mit einem Nennmaß von 1435 mm zwischen den Innenkanten der Schienenköpfe. Das erfindungsgemäße Fahrwerk ist für Radscheiben ausgebildet, deren Raddurchmesser in einem neuen Zustand zwischen 850 mm und 960 mm und in einem abgefahrenen Zustand zwischen 760 mm und 860 mm liegen können. Das Fahrwerk umfasst ferner je Radsatz zwei Radsatzlager zur Lagerung des Fahrwerkrahmens auf der jeweiligen Radsatzwelle. Erfindungsgemäße Fahrwerke können außengelagert ausgebildet sein, wobei die Radsatzlager bezüglich einer Fahrwerklängsmitte außerhalb der Radscheiben angeordnet sind; sie können alternativ auch innengelagert ausgebildet sein, wobei die Radsatzlager bezüglich einer Fahrwerklängsmitte innerhalb der Radscheiben angeordnet sind. Das Fahrwerk umfasst des Weiteren eine Bremseinrichtung, die zur Übertragung eines Bremsmoments mit der Radsatzwelle gekoppelt ist. Die Bremseinrichtung kann beispielsweise eine drehfest mit einer Radsatzwelle verbundene Bremsscheibe und eine sich auf dem Fahrwerkrahmen abstützende Bremszange aufweisen. Das Fahrwerk umfasst eine erfindungsgemäße elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , die über eine Aufhängung federnd auf dem Fahrwerkrahmen abgestützt ist. Dabei kann die Maschine einen vertikalen Federweg relativ zum Radsatz von mindestens 10 mm ausführen. Aufgrund des einzuhaltenden Lichtraumprofils wird eine Bodenfreiheit zwischen Maschine und Schienenoberkante von 70 mm bis 100 mm nicht unterschritten. Durch die Federbewegung der Maschine relativ zum Radsatz wird eine Reduktion von ungefederten Massen und damit eine Begrenzung der Rad-Schiene-Kräfte erreicht, was den Verschleiß des Oberbaus sowie Stoßbelastungen auf die elektrische Maschine verringert. Die elektrische Maschine ist zur Übertragung eines Antriebsmoments ohne Getriebe über eine Kupplung mit der Radsatzwelle gekoppelt, bildet also einen so genannten Direktantrieb. Dabei erstreckt sich die Radsatzwelle entlang der Rotorachse durch die Hohlwelle des Rotors hindurch. Der Einbauraum von Maschine, Kupplung und Bremseinrichtung beträgt bei innengelagerten Fahrwerken typischerweise maximal 1000 mm, bei außengelagerten Fahrwerken 1350 mm. Aufgrund des Einbaus einer oder mehrerer elektrischer Maschinen wird das Fahrwerk auch als Triebfahrwerk oder aufgrund seiner Funktion, dass es unter einem darauf abgestützten Wagenkasten des Schienenfahrzeugs um eine vertikale Achse drehbar ist, auch Triebdrehgestell bezeichnet.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Schienenfahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb, insbesondere einen Triebzug, nach Patentanspruch 14.

Demnach umfasst das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug mindestens ein erfindungsgemäßes Fahrwerk gemäß Anspruch 13. Ist das Schienenfahrzeug beispielsweise als Triebzug ausgebildet, besteht dieses aus einer betrieblich fest gekuppelten oder gelenkig verbundenen Einheit aus mehreren Triebfahrzeugen oder Kastenelementen. Ein Triebzug kann sowohl aus Kombinationen von Triebköpfen und nicht angetriebenen Zwischenwagen, als auch aus Zügen mit auf Triebfahrwerke verteilten Antrieben bestehen. Die Radsatzlast bei einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug beträgt zwischen 161 und 20 t. Bei neuen Radscheiben beträgt die von der elektrischen Maschine erzeugte Anfahrzugkraft mindestens 17 kN pro angetriebenem Radsatz. Die elektrische Maschine und das Fahrwerk sind für Höchstgeschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs von über 200 km/h ausgelegt.

Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Zeichnungen, in deren

FIG 1 ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht, FIG 2 ein Teilschnitt eines außengelagerten Fahrwerks in einer Draufsicht,

FIG 3 ein Teilschnitt eines innengelagerter Fahrwerks in einer perspektivischen

Ansicht,

FIG 4 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine mit zylindrischem Maschinengehäuse,

FIG 5 eine axiale Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit alternativem Maschinengehäuse,

FIG 6 ein Querschnitt durch die Aktivanordnung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,

FIG 7 ein Teilquerschnitt durch den Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,

FIG 8 ein Teilquerschnitt durch einen Rotor mit einer ersten Magnetanordnung und

FIG 9 ein Teilquerschnitt durch einen Rotor mit einer zweiten Magnetanordnung schematisch veranschaulicht sind.

Gemäß FIG 1 umfasst ein Schienenfahrzeug 10, das beispielsweise als elektrischer Triebzug ausgebildet ist, mehrere Fahrwerke 20, auf die sich mindestens ein Wagenkasten 11 des Schienenfahrzeug 10 federnd abstützt und die zum Befahren eines Gleisbögen aufweisenden Schienenweges G um eine vertikale Achse relativ zum Wagenkasten 11 drehbar sind. Das vereinfacht dargestellte Schienenfahrzeug 10 kann sowohl aus Kombinationen von Triebköpfen und nicht angetriebenen Zwischenwagen, als auch aus Zügen mit auf Triebfahrwerke verteilten Antrieben bestehen. Die als Drehgestelle ausgebildeten Fahrwerke 20 weisen jeweils zwei Radsätze 22 auf, von welchen mindestens einer durch einen Fahrmotor angetrieben wird. Der Fahrmotor wird durch die erfindungsgemäße elektrische Maschine 30, die unten mit Bezugnahme auf FIG 2 bis FIG 9 näher erläutert wird, gebildet und über einen Stromabnehmer 12 und eine nicht dargestellte leistungselektronische Traktionsanlage des Schienenfahrzeugs 10 mit Traktionsenergie aus einer elektrischen Oberleitungsanlage O versorgt. Die Radsatzlast bei einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug 10 beträgt zwischen 16 1 und 20 1. Bei neuen Radscheiben 24 der Radsätze 22 beträgt die von der elektrischen Maschine 30 erzeugte Anfahrzugkraft mindestens 17 kN pro angetriebenem Radsatz 22. Die elektrische Maschine 30 und das Fahrwerk 20 sind für Höchstgeschwindigkeiten V des Schienenfahrzeugs 10 von über 200 km/h ausgelegt.

Gemäß FIG 2 und FIG 3 umfasst ein Fahrwerk 20 einen Fahrwerkrahmen 21 , der beispielsweise aus Lang- und Querträgern zur Ausbildung einer Tragstruktur bestehen kann. Das Fahrwerk 20 umfasst zwei Radsätze 22, von welchen in FIG 2 und FIG 3 nur jeweils einer dargestellt ist. Jeder Radsatz 22 weist eine Radsatzwelle 23 und zwei mit der Radsatzwelle 23 drehfest verbundene Radscheiben 24 auf. Das Fahrwerk 22 ist für Nennspurweiten ausgebildet, die größer oder gleich der Normalspur sind, also einer Spurweite mit einem Nennmaß von 1435 mm zwischen den Innenkanten der Schienenköpfe. Die Radscheiben 24 des Fahrwerks 20 haben Raddurchmesser, die in einem neuen Zustand zwischen 850 mm und 960 mm und in einem abgefahrenen Zustand zwischen 760 mm und 860 mm liegen können. Das Fahrwerk 20 umfasst ferner je Radsatz 22 zwei Radsatzlager 25 zur Lagerung des Fahrwerkrahmens 21 auf der jeweiligen Radsatzwelle 23. Ein erfindungsgemäßes Fahrwerk 20a kann außengelagert ausgebildet sein, wobei die Radsatzlager 25 bezüglich einer Fahrwerklängsmitte außerhalb der Radscheiben 24 angeordnet sind. Das Fahrwerk 20i kann alternativ auch innengelagert ausgebildet sein, wobei die Radsatzlager 25 bezüglich einer Fahrwerklängsmitte innerhalb der Radscheiben 24 angeordnet sind. Das Fahrwerk 20 umfasst des Weiteren eine nicht dargestellte Bremseinrichtung, die zur Übertragung eines Bremsmoments mit der Radsatzwelle 23 gekoppelt ist. Das Fahrwerk 20 umfasst ferner eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 30, die über eine Aufhängung 26 federnd auf dem Fahrwerkrahmen 21 abgestützt ist. Dabei kann die Maschine 30 einen vertikalen Federweg relativ zum Radsatz 22 von mindestens 10 mm ausführen. Aufgrund des einzuhaltenden Lichtraumprofils wird eine Bodenfreiheit zwischen Maschine 30 und Schienenoberkante von 70 mm bis 100 mm nicht unterschritten. Die elektrische Maschine 30 ist zur Übertragung eines Antriebsmoments ohne Getriebe über eine nicht näher dargestellte Kupplung mit der Radsatzwelle 23 gekoppelt, bildet also einen so genannten Direktantrieb. Dabei erstreckt sich die Radsatzwelle 23 entlang einer Rotorachse R durch eine Hohlwelle 51 eines Rotors 50 der Maschine 30 hindurch. Der Einbauraum von Maschine 30, Kupplung und Bremseinrichtung beträgt bei innengelagerten Fahrwerken 20i maximal 2000 mm, bei außengelagerten Fahrwerken 20a maximal 1350 mm.

Die elektrische Maschine 30 umfasst gemäß FIG 4 bis FIG 7 eine Aktivanordnung 31 mit einem Stator 40 und mit einem innenliegenden, um eine Rotorachse R drehbaren Rotor 50. Dabei weist der Stator 40 ein bezüglich der Rotorachse R hohlzylindrisches Statorblechpaket 41 mit axialen Statornuten 43 und mit einer in den Statornuten 43 angeordneten Statorwicklung 46 auf. Der Rotor 50 weist ein radial innerhalb des Statorblechpakets 41 angeordnetes und von einer um die Rotorachse drehbar gelagerten Hohlwelle 51 getragenes Rotorblechpaket 52 mit axialen Magnettaschen 53 und mit in den Magnettaschen angeordneten, stabförmigen Permanentmagneten 54 auf. Der Rotor 50 wird in bekannter Weise durch ein vom Stator 40 erzeugtes elektromagnetisches Drehfeld über einen Luftspalt zwischen Statorinnenseite und Rotoraußenseite in Drehbewegung versetzt, um dabei ein durch die Hohlwelle 51 übertragbares Antriebsmoment zu erzeugen. Der Direktantrieb arbeitet als permanentmagneterregte Synchronmaschine. Zur Abfuhr von in der Aktivanordnung 31 entstehender Verlustwärme umfasst die elektrische Maschine 30 eine Kühlvorrichtung 34. Aufgrund der damit verbundenen Gewichtseinsparung umfasst die Kühlvorrichtung 34 einen das Statorblechpaket 41 umgebenden Kühlmantel 34W, in dem Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Kühlwasser oder Transformatorenöl, in Umfangsrichtung um den Stator 40 geleitet wird. Die Aktivanordnung 31 ist gegen ihre Umgebung vor Schmutz und Feuchtigkeit gekapselt ausgeführt; die Kühlvorrichtung 34 umfasst zusätzlich einen durch axiale Kühlkanäle 34L führenden Innenkühlkreis, dessen zirkulierender Kühlluftstrom durch Lüfterelemente bewegt wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die elektrische Maschine 30 ein die Aktivanordnung 31 umgebendes Maschinengehäuse 32 mit zwei Wälzlagern 33, in welchen die Hohlwelle 51 des Rotors 50 drehbar gelagert ist. Dabei liegt ein bezüglich der Rotorachse R gemessener Gehäuseaußendurchmesser D32 des Maschinengehäuses 32 zwischen 540 mm und 750 mm. Ist das Maschinengehäuse 32 gemäß FIG 5 dabei nicht zylinderförmig, gilt als Gehäuseaußendurchmesser D32 ein Ersatzdurchmesser, der an der Stelle 32‘ des Maschinengehäuses 32 mit der dünnsten Wandstärke gemessen wird.

Erfindungsgemäß weist die Aktivanordnung 31 eine längs der Rotorachse R gemessene Aktivlänge L auf, die für ein innengelagertes Fahrwerk 20i zwischen 380 mm und 550 mm und für ein außengelagertes Fahrwerk 20a zwischen 400 mm und 850 mm beträgt. Dabei weist das Statorblechpaket 41 einen Statoraußendurchmesser D40 zwischen 500 mm und 730 mm, vorzugsweise zwischen 520 mm und 650 mm, auf. Außerdem weist das Statorblechpaket 41 ein hohlzylindrisches Statorjoch 42 mit einer radialen Jochhöhe h zwischen 15 mm und 30 mm sowie von diesem radial nach innen ragende Statorzähne 44 auf. Hierdurch kann das Gewicht der Maschine 30, ohne Kupplung und ohne Aufhängung 26 gemessen, auf maximal 1100 kg, vorzugsweise auf weniger als 950 kg, begrenzt werden. Mit einer minimalen Jochhöhe h von 15 mm ist der Stator 40 noch gut zu fertigen, gleichzeitig wird dadurch einer Geräuschentwicklung im Betrieb der Maschine 30 entgegen gewirkt. Durch eine Begrenzung der Jochhöhe h auf 30 mm wird einerseits die Gewichtsminimierung unterstützt, andererseits kann dadurch der Luftspalt zwischen Rotorblechpaket 52 und Statorblechpaket 41 auf einen möglichst großen Durchmesser gebracht werden, was wiederum die Erzeugung hoher elektromagnetischer Antriebsmomente ermöglicht. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine 30 umfasst damit eine optimierte Aktivanordnung 31 mit einem hohen Drehmomentvermögen und einer geringen Masse.

Gemäß FIG 6 und FIG 7 erstreckt sich jede der Statornuten 43 zwischen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen 44, wobei eine radiale Nuttiefe t der Statornuten 43 in optimierter Weise zwischen 28 mm und 50 mm liegt. Die Statorwicklung 46 kann dabei gemäß FIG 4 als verteilte Formspulenwicklung ausgeführt sein, die zweischichtig in die Statornuten 43 eingebracht ist und an den stirnseitigen Enden der Aktivanordnung 31 jeweils Wickelköpfe 47 ausbildet. Vorzugsweise umfasst die Statorwicklung 46 drei (m = 3) Stränge für drei Drehstromphasen und einer Spulenzahl von beispielsweise 100, wobei eine hö- herphasige Statorwicklung 46 ebenfalls möglich ist. Wenn deren Spulenzahl 100 nicht deutlich übersteigt, ist die Statorwicklung 46 gut und kostengünstig herzustellen. Eine optimierte Polzahl 2p der Statorwicklung 46 liegt zwischen 12 und 20 und beträgt vorzugsweise 16.

Ein optimiertes Verhältnis aus einem Statorinnendurchmesser d40 des Statorblechpakets 41 und einem kleinsten magnetisch wirksamen Statoraußendurchmesser D40 des Statorblechpakets 41 liegt zwischen 0,75 und 0,88. Ist der Statorrücken zylindrisch geformt, kann der kleinste magnetisch wirksame Statoraußendurchmesser gleich dem Außendurchmesser D40 des Statorblechpakets 41 gesetzt werden. Besitzt das Statorblechpaket keinen zylindrischen Statorrücken oder ist es von Kühlkanälen durchsetzt, so ist der kleinste magnetisch wirksame Statoraußendurchmesser ohne den Bereich der Kühlkanäle zu betrachten und durch eine vergleichende FEM-Berechnung ermittelbar.

Ein optimiertes Verhältnis einer Nutbreite b einer Statornut 43 zu einer Nutteilung TN des Statorblechpakets 41 liegt zwischen 0,45 und 0,60. Dabei ist die Nutbreite b ein Abstand zwischen die Statornut 43 begrenzenden Zahnflanken 45 zweier benachbarter Statorzähne 44. Die Nutteilung TN ist eine Bogenlänge eines um die Rotorachse R gemessenen Winkels zwischen zwei benachbarten Statornuten 43 auf Höhe des Statorinnendurchmessers d40.

Eine optimierte Lochzahl q liegt zwischen 1 ,0 und 2,5, beträgt aber vorzugsweise 1 ,5. Dabei ist die Lochzahl q der Quotient aus einer Anzahl n an Statornuten 43 und dem Produkt aus der Polzahl 2p und einer Strangzahl m der Statorwicklung 46. Dabei steht p für die Polpaarzahl.

Die Permanentmagnete 54 bilden gemäß FIG 8 und FIG 9 in Umfangsrichtung um die Rotorachse R rotationssymmetrisch verteilt angeordnete Magnetpole P mit abwechselnd entgegengesetzter Polrichtung N, S. Entweder ist gemäß FIG 8 jeder Magnetpol P durch jeweils einen in eine Tangentialrichtung T bezüglich der Rotorachse R ausgerichteten Permanentmagneten 54 gebildet - hierbei spricht man von der so genannten IPM- Anordnung der Permanentmagnete 54. Oder es ist gemäß FIG 9 jeder Magnetpol P durch jeweils ein Paar von bezüglich einer Tangentialrichtung T gegengleich um einen Kippwinkel a verkippt angeordneten Permanentmagneten 54 gebildet, wobei der Kippwinkel a weniger als 45°, vorzugsweise weniger als 30°, beträgt - in diesem Fall liegt eine V- Anordnung der Permanentmagnete vor. Die Permanentmagnete 54 sind dabei im Rotorblechpaket 52 vergraben. Sie können aber auch in zur Rotoraußenseite hin offenen Magnettaschen eingelegt und durch Bandagen befestigt sein. Die Permanentmagnete 54 weisen eine magnetische Remanenzflussdichte auf, die mindestens 0,9 T bei 20 °C beträgt. Hierfür eignen sich insbesondere Legierungen aus Eisen, Nickel und Kobalt sowie Sinterwerkstoffe mit seltenen Erden, beispielsweise Neodynium-Eisen-Bor-Magnete.

Ein optimiertes Verhältnis einer Magnetbreite B zu einer Polteilung TP des Rotors zwischen 0,60 und 0,85. Dabei ist die Magnetbreite B ein um die Rotorachse R gemessener Winkel des kleinsten, den bzw. die Permanentmagnete 54 eines Magnetpols P abdeckenden Rotorsektors. Die Polteilung TP des Rotors 50 ist dabei ein um die Rotorachse R gemessener Winkel des durch Polachsen d zweier benachbarter Magnetpole P begrenzten Rotorsektors. Eine Polachse d eines Magnetpols P ist auch unter der Bezeichnung d- Achse bekannt und verläuft von der Rotorachse R radial nach außen in Magnetisierungsrichtung des jeweiligen Magnetpols P.

Ein optimiertes Verhältnis einer Lückenbreite Bq zu einer Polteilung TP des Rotors 50 liegt zwischen 0,10 und 0,30. Die Lückenbreite Bq ist dabei ein um die Rotorachse R gemessener Winkel des größten, keinen Magnettasche 53 abdeckenden, magnetisch leitfähigen Rotorsektors zwischen zwei Magnetpolen P. Eine Pollückenachse q zwischen zwei Magnetpolen P ist auch unter der Bezeichnung q-Achse bekannt und verläuft von der Rotor- achse R radial nach außen mittig zwischen den Polachsen d zweier benachbarter Magnetpole P. Die Lückenbreite Bq ist entsprechend auch unter der Bezeichnung q-Stegbreite oder Reluktanzstegbreite bekannt.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Maschine (30) zum Antrieb eines Schienenfahrzeugs (10) für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einem innengelagerten oder außengelagerten Fahrwerk (20i, 20a), insbesondere eines Triebzuges,

- umfassend eine Aktivanordnung (31) mit einem Stator (40) und mit einem innenliegenden, um eine Rotorachse (R) drehbaren Rotor (50),

- wobei der Stator (40) ein bezüglich der Rotorachse (R) hohlzylindrisches Statorblechpaket (41) mit axialen Statornuten (43) und mit einer in den Statornuten (43) angeordneten Statorwicklung (46) aufweist,

- wobei der Rotor (50) ein radial innerhalb des Statorblechpakets (41) angeordnetes und von einer um die Rotorachse (R) drehbar gelagerten Hohlwelle (51) getragenes Rotorblechpaket (52) mit axialen Magnettaschen (53) und mit in den Magnettaschen (53) angeordneten, stabförmigen Permanentmagneten (54) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

- dass die Aktivanordnung (31) eine längs der Rotorachse (R) gemessene Aktivlänge (L) aufweist, welche für ein innengelagertes Fahrwerk (20i) zwischen 380 mm und 550 mm und für ein außengelagertes Fahrwerk (20a) zwischen 400 mm und 850 mm beträgt,

- wobei das Statorblechpaket (41) einen Statoraußendurchmesser (D40) zwischen 480 mm und 730 mm, vorzugsweise zwischen 520 mm und 650 mm, aufweist, und

- wobei das Statorblechpaket (41) ein hohlzylindrisches Statorjoch (42) mit einer radialen Jochhöhe (h) zwischen 15 mm und 30 mm sowie von diesem radial nach innen ragende Statorzähne (44) aufweist.

2. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 1 ,

- wobei sich jede der Statornuten (43) zwischen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen (44) erstreckt, und

- wobei eine radiale Nuttiefe (t) der Statornuten (43) zwischen 28 mm und 50 mm liegt.

3. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 1 oder 2,

- wobei ein Verhältnis aus einem Statorinnendurchmesser (d40) des Statorblechpakets (41) und einem kleinsten magnetisch wirksamen Statoraußendurchmesser (D40) des Statorblechpakets (41) zwischen 0,75 und 0,88 liegt.

4. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

- wobei ein Verhältnis einer Nutbreite (b) einer Statornut (43) zu einer Nutteilung (T_N) des Statorblechpakets (41) zwischen 0,45 und 0,60 liegt, - wobei die Nutbreite (b) ein Abstand zwischen die Statornut (43) begrenzenden Zahnflanken (45) zweier benachbarter Statorzähne (44) ist, und

- wobei die Nutteilung (T_N) eine Bogenlänge eines um die Rotorachse (R) gemessenen Winkels zwischen zwei benachbarten Statornuten (43) auf Höhe des Statorinnendurchmessers (d40) ist.

5. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

- wobei eine Polzahl (2p) der Statorwicklung (46) zwischen 12 und 20 liegt, vorzugsweise 16 beträgt.

6. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 5,

- wobei eine Lochzahl (q) des Stators (40) zwischen 1,0 und 2,5 liegt, vorzugsweise 1,5 beträgt,

- wobei die Lochzahl (q) der Quotient aus einer Anzahl (n) an Statornuten (43) und dem Produkt aus der Polzahl (2p) und einer Strangzahl (m) der Statorwicklung (46) ist.

7. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

- wobei die Permanentmagnete (54) eine magnetische Remanenzflussdichte aufweisen, die mindestens 0,9 T bei 20 °C beträgt.

8. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

- wobei die Permanentmagnete (54) in Umfangsrichtung um die Rotorachse (R) rotationssymmetrisch verteilt angeordnete Magnetpole (P) mit abwechselnd entgegengesetzter Polrichtung (N, S) bilden,

- wobei jeder Magnetpol (P)

- entweder durch jeweils mindestens einen in eine Tangentialrichtung (T) bezüglich der Rotorachse (R) ausgerichteten Permanentmagneten (54)

- oder durch jeweils ein Paar von bezüglich einer Tangentialrichtung (T) gegengleich verkippt angeordneten Permanentmagneten (54), wobei ein Kippwinkel (a) weniger als 45°, vorzugsweise weniger als 30°, beträgt, gebildet ist.

9. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

- wobei ein Verhältnis einer Magnetbreite (B) zu einer Polteilung (T_P) des Rotors (50) zwischen 0,60 und 0,85 liegt,

- wobei die Magnetbreite (B) ein um die Rotorachse (R) gemessener Winkel des kleinsten, den bzw. die Permanentmagnete (54) eines Magnetpols (P) abdeckenden Rotorsektors ist, und - wobei die Polteilung (T_P) ein um die Rotorachse (R) gemessener Winkel des durch Polachsen (d) zweier benachbarter Magnetpole (P) begrenzten Rotorsektors ist.

10. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

- wobei ein Verhältnis einer Lückenbreite (Bq) zu einer Polteilung (T_P) des Rotors (50) zwischen 0,10 und 0,30 liegt,

- wobei die Lückenbreite (Bq) ein um die Rotorachse (R) gemessener Winkel des größten, keinen Permanentmagnet (54) abdeckenden Rotorsektors zwischen zwei Magnetpolen (P) ist.

11. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend

- ein die Aktivanordnung (31) umgebendes Maschinengehäuse (32) mit zwei Wälzlagern (33), in welchen die Hohlwelle (51) des Rotors (50) drehbar gelagert ist,

- wobei ein bezüglich der Rotorachse (R) gemessener Gehäuseaußendurchmesser (D32) des Maschinengehäuses (32) zwischen 540 mm und 750 mm liegt.

12. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , ferner umfassend

- eine Kühlvorrichtung (34) zur Abfuhr von in der Aktivanordnung entstehender Wärme mittels einer Kühlflüssigkeit und/oder mittels Kühlluft.

13. Fahrwerk (20i, 20a) für ein Schienenfahrzeug (10) für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb, insbesondere einen Triebzug, umfassend

- einen Fahrwerkrahmen (21),

- wenigstens einen Radsatz (22) mit einer Radsatzwelle (23) und zwei mit dieser drehfest verbundenen Radscheiben (24),

- zwei Radsatzlager (25) zur bezüglich der Radscheiben (24) innengelagerten oder außengelagerten Lagerung des Fahrwerkrahmens (21) auf der wenigstens einen Radsatzwelle (23),

- eine Bremseinrichtung (28), die zur Übertragung eines Bremsmoments mit der Radsatzwelle (23) gekoppelt ist, und

- eine elektrische Maschine (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die über eine Aufhängung (26) federnd auf dem Fahrwerkrahmen (21) abgestützt ist und die zur Übertragung eines Antriebsmoments ohne Getriebe über eine Kupplung (27) mit der Radsatzwelle (23) gekoppelt ist, wobei die Radsatzwelle (23) sich entlang der Rotorachse (R) durch die Hohlwelle (51) erstreckt.

14. Schienenfahrzeug (10), insbesondere Triebzug, für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, umfassend

- mindestens ein Fahrwerk (20i, 20a) nach Anspruch 13.