用於驅動至少一個齒輪傳動軸、尤其是一個齒輪系軸的傳動單元的製作方法

2023-07-22 07:53:46

專利名稱：用於驅動至少一個齒輪傳動軸、尤其是一個齒輪系軸的傳動單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軌道車輛上的、用於驅動至少一個齒輪傳動軸、尤其是一個齒輪系軸的傳動單元，其包括權利要求1前序部分的特徵。
軌道車輛的傳動單元、尤其是帶有整體橫向傳動機構的傳動單元已公知有多種結構。其包括一個與一減速器總成耦接的驅動發動機。該減速器總成的輸出為一空心軸，該空心軸經一活節聯軸節與該齒輪傳動軸、尤其是齒輪系軸耦接以補償齒輪系軸和橫向傳動機構的相對運動。其中，驅動發動機直接緊鄰著減速器設置，優選兩者——驅動發動機和減速器總成在它們的殼體區彼此用法蘭連接。通過此措施僅要求一個驅動發動機的徑向軸承和一個相應的軸承座。該驅動發動機的輸出軸與減速器輸入軸的耦接是通過一個所謂的轉動剛性和徑向剛性的膜片式離合器(Membrankupplung)來實現的。減速器本身帶有中間齒輪，多半是兩級或是一級的。其中輸出齒輪位於空心軸上，其或者是抗扭地(drehfest)與空心軸相耦接，或者是與空心軸形成一個構件。由驅動發動機和減速器總成構成的結構單元也稱作整體橫向傳動機構，僅僅在三點固定在初步減振的轉動框架上。需要時為傳動單元設置一制動裝置，其中制動盤設置在該空心軸上。操作件設置在減速器總成的殼體上。迄今方案的缺點在於一方面結構的變化和製造的總成本相當高。此外，尤其對於在低架車輛中使用時應當達到的結構，由於齒輪直徑變得越來越小、同時輸出空心軸的內徑變得更大時該可供使用的徑向和軸向安裝空間因柔性效應(weichere Federung)而大大減少了。對於將制動裝置布置在此區域的情況，就沒有足夠的空間可供使用以得到足夠的制動延遲。為此將制動裝置設置在其他地方，或者放棄通常的機械制動裝置而使用其他的制動系統，例如電制動系統，然而其成本昂貴。
本發明要解決的技術問題是對一種用於齒輪傳動軸、尤其是齒輪系軸的傳動單元，尤其是在本文開始部分提到的那種軌道車輛上使用的傳動單元作進一步改進，使得其在變得越來越小的軸向和徑向空間的情況下以簡單的手段達到足夠的制動延遲。而且其具有結構簡單、製造和安裝成本低的優點。此外，本發明尤其可應用於低架車輛。
解決上述技術問題的技術方案是通過權利要求1的特徵來實現的。優選的方案在從屬權利要求中給出。
用於驅動至少一個齒輪傳動軸、尤其是一齒輪系軸的傳動單元包括一個橫向傳動機構，其具有一個驅動發動機和一個與該驅動發動機相耦接的減速器總成。該減速器總成的輸出為空心軸，經一個聯軸器尤其是一個活節聯軸節與該齒輪傳動軸或齒輪系軸連接。該制動裝置包括兩個分制動裝置，所要求的總制動力可通過操作這兩個分制動裝置來產生。
本發明的技術方案提供的優點是通過將總制動力分布到多個制動裝置上，這些制動裝置的徑向和軸向尺寸可分別保持得較小，從而能最佳地利用可供使用的安裝空間。
至於各分制動裝置的布置存在多種可能。它們可以設置在減速器總成的兩側，其中兩個分制動裝置之一設置在減速器總成和該與齒輪系軸聯接所要求的聯軸器的第一耦合件之間。為提供所要求的制動力，考慮到對各個分制動裝置所要求的空間，捨棄了為彼此耦接部件所採用的佔用空間的輔助固定件，且從結構上使整個系統簡化。對此，該空心軸至少與其中一個分制動裝置的一個固定法蘭成一整體件。在另一個優選實施方式中，該活節聯軸節的第一耦合件與該空心軸同樣成一整體件。這樣一來，為連接件所要求的徑向空間相對於現有技術中的結構大大減少了。本發明的方案所提供的優點是在提供所要求的制動延遲情況下，通過變得越來越小的齒輪直徑、同時變得更大的輸出空心軸內徑，而使供利用的徑向和軸向安裝空間由於柔性效應而得到最佳利用。
至於該空心軸和一個分制動裝置的固定法蘭和/或該活節聯軸節的第一耦合件的整體結構同樣存在多種可能性。對此，該結構可以為整體鑄件或整體鍛件。然而具體的選擇取決於使用要求，這屬於本領域技術人員的常識。
另一方面本發明還存在一種可能，兩個分制動裝置設置在減速器總成和活節聯軸節之間。在這種情況下兩個固定法蘭與該空心軸形成一個構件。
進一步的改進是，該減速器殼體是整體件。該空心軸的支承通過一個位於減速器總成的殼體中的軸承裝置來實現的。為了統一和標準化規定，該軸承外徑對所有結構變化來說是相同的，而與使用要求的一致是通過改變軸承裝置的內徑、從而改變空心軸的外徑來實現的。
下面結合附圖對本發明的技術方案加以說明

圖1以軸剖面方式示意簡化地說明本發明傳動單元的基本結構；
圖2a和2b說明各個分制動裝置的固定法蘭與空心軸的聯接。
圖1以示意簡化方式說明本發明用於驅動至少一個齒輪傳動軸(其上裝有至少一個齒輪)的傳動單元的基本結構，在圖中所示情況該齒輪傳動軸為一齒輪系軸3。該傳動單元1包括一整體的橫向傳動機構4。該橫向傳動機構包括一個與該減速器總成6相聯接的驅動發動機5。為此，該驅動發動機5的傳動軸7與該減速器總成6的一個輸入軸8可抗扭地連接，優選通過一個具有轉動剛性和沿徑向剛性的膜片式離合器形式的聯軸器9來連接。該減速器總成包括一個由一空心軸11構成的輸出端10，該空心軸11沿其圓周方向、並至少在該齒輪系軸的軸向延伸的一部分環繞著該齒輪系軸3。該空心軸11通過一活節聯軸節12與該齒輪系軸3聯接。在此，該活節聯軸節12包括彼此扭轉彈性地(drehelastisch)相連接的第一耦合件13和第二耦合件14。其中，該第一耦合件13與該空心軸11可抗扭地連接，該第二耦合件14至少間接地與該齒輪系軸3可抗扭地耦接。在此至少間接地是指，直接與齒輪系軸連接或者該連接通過另一個傳動件、如一個第二耦合面來實現。在一個優選方式中，該空心軸11和該第一耦合件13為一整體件。此外，該傳動單元1包括一制動裝置15，其優選為一個盤式制動單元16。
按照本發明該制動裝置15至少包括兩個分制動裝置17.1和17.2，它們各自為盤式制動裝置。所要求的總制動力由兩個分制動裝置17.1和17.2產生。其中該兩分制動裝置包括一個此處僅示意畫出的、可固定在該空心軸11上的制動盤18.1和18.2。為此，該空心軸11具有兩個與該空心軸11構成一結構單元的固定法蘭19.1和19.2，且至少一個法蘭、即設置在減速器總成和活節聯軸節之間的固定法蘭優選與該空心軸由一個構件構成。另一個第二固定法蘭藉助固定件固定在空心軸11上。在此，該兩固定法蘭19.1和19.2設置在該減速器總成的兩側。從而，在圖中未示出的操作件可以方便地設置並固定在該減速器總成的殼體20上。這種帶有為兩個分制動裝置17.1和17.2設置的整體固定法蘭19.1和19.2的空心軸11整體件結構以及去掉了現有技術公知的、位於空心軸11和第一耦合件13之間的平面嚙合系統，除了提供製造成本低廉的優點外，還提供了要求較小的徑向結構空間的優點。通過去掉現有技術公知的平面嚙合系統，對於空心軸11和第一耦合件13之間的耦合來說在徑向需要較小的結構空間。此外，通過將制動力分布在兩個制動裝置上，該在空心軸11和齒輪直徑之間變得越來越小的、供利用的徑向和軸向空間在同時變得較大的空心軸內徑DI11時得到優化使用。
該驅動發動機5和該減速器總成6在空間上設置得彼此相鄰近，優選在它們的殼體區21和20用法蘭連接。關於該減速器總成6的結構同樣存在多種可能。在最簡單的情況該結構包括兩個正齒輪對，一個第一正齒輪組(Stirnradzug)22和一個第二正齒輪組23。該第一正齒輪組22包括一個與減速器輸入軸8可抗扭耦合的正齒輪24，其中該正齒輪24或者與該減速器輸入軸8構成一整體件，或者與其成抗扭連接。該正齒輪24與一個設置在一中間軸25上的正齒輪26相嚙合。此外，在該中間軸上設置了另一個正齒輪27，該正齒輪27是該第二正齒輪組23的組成部件，且與一個和該空心軸11抗扭連接的正齒輪28相嚙合。在一個特別優選的實施方式中，空心軸11和正齒輪28為一整體件。就製造來說，該由空心軸11、固定法蘭19.2及該第一耦合件13構成的、優選還包括該正齒輪28在內的整體構件可以為鑄件或鍛件。這樣一來，在一個最小活節聯軸節外徑D12和最小制動盤外徑D18.1或18.2時同時能得到一個最大的內徑DI11。
就本發明的另一方面，該減速器總成6的殼體20是整體件，其中該空心軸11在殼體20上的軸承29在相同的滾動軸承外徑DA29情況下對於其內徑DI29可以有很細的分級。通過該措施，達到了一個很小的減速器總成6，同時滾動軸承有較長壽命。
本發明的空心軸11、固定法蘭19.2及該第一耦合件13為整體件結構的技術方案對許多整體橫向傳動機構都適用，不局限於減速器總成6及驅動發動機5的具體結構。同樣可想到本領域技術人員工作範圍的其他結構也可適用。
按照圖2a，該第二制動裝置17.2的固定法蘭19.2與該空心軸11為整體件。該第一分制動裝置17.1的固定法蘭19.1作為單獨部件藉助固定部件30(如沿固定法蘭19.1圓周方向等間距設置的螺釘形式)與該空心軸11成轉動固定連接。在圖2a上示出了將第二制動裝置17.2的制動盤連接到固定法蘭19.2的具體結構。圖2b說明了一種將制動盤18.1連接到第一分制動裝置17.1的固定法蘭19.1上以及將固定法蘭19.1固定在空心軸11上的可能的具體結構。
權利要求
1.一種軌道車輛上使用的、用於驅動至少一個齒輪傳動軸(2)、尤其是一個齒輪系軸(3)的傳動單元(1)，1.1其包括一個驅動發動機(5)和一個與該驅動發動機相耦接的減速器總成(6)；1.2該減速器總成(6)的輸出由一個空心軸(11)構成，該空心軸經一個活節聯軸節(12)與該齒輪傳動軸(2)、尤其是該齒輪系軸(3)相聯接；1.3其還包括一制動裝置(15)；其特徵在於1.4所述制動裝置(15)具有兩個分制動裝置，即一個第一分制動裝置(17.1)和一個第二分制動裝置(17.2)；1.5其中一個分制動裝置(1 7.2)的固定法蘭(19.2)和所述空心軸(11)為一個構件。
2.按照權利要求1所述的傳動單元(1)，其特徵在於所述兩個分制動裝置(17.1，17.2)為盤式制動裝置(16)，它們至少各包括一制動盤(18.1，18.2)，且所述其中一個分制動裝置(17.2)的制動盤(18.2)的固定法蘭(19.2)與所述空心軸(11)為一個構件。
2.按照權利要求1所述的傳動單元(1)，其特徵在於2.1所述第一分制動裝置(17.1)和所述第二分制動裝置(17.2)設置在減速器總成(6)的兩側，其中該第二分制動裝置(17.2)設置在該減速器總成(6)和所述活節聯軸節(12)之間的安裝位置；2.2該第一分制動裝置(17.1)的固定法蘭(19.1)為單獨構件；2.3用中間部件(30)將該第一固定法蘭(19.1)固定在所述空心軸(11)上。
3.按照權利要求2所述的傳動單元(1)，其特徵在於3.1所述減速器總成(6)具有一個殼體(20)；3.2所述分制動裝置，即第一分制動裝置(17.1)和第二分制動裝置(17.2)的操作裝置設置並固定在該減速器總成(6)的殼體(20)上。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的傳動單元(1)，其特徵在於所述空心軸(11)和所述固定法蘭(19.2)為整體鑄件。
5.按照權利要求1至3中任一項所述的傳動單元(1)，其特徵在於所述空心軸(11)和所述第二制動裝置(17.2)的固定法蘭(19.2)為整體鍛件。
6.按照權利要求1至5中任一項所述的傳動單元(1)，其特徵在於6.1所述活節聯軸節(12)包括一個與所述空心軸(11)相聯接的第一耦合件(13)；6.2該第一耦合件(13)與該空心軸(11)為一體件。
7.按照權利要求1所述的傳動單元(1)，其特徵在於所述兩個分制動裝置，即第一分制動裝置(17.1)和第二分制動裝置(17.2)設置在所述減速器總成(6)和活節聯軸節(12)之間，且這兩個分制動裝置(17.1，17.2)的固定法蘭(19.1，19.2)與所述空心軸(11)為一體件。
8.按照權利要求1至7中任一項所述的傳動單元(1)，其特徵在於8.1所述減速器總成(6)的殼體(20)是整體件；8.2所述空心軸(11)經一軸承裝置(29)支承在殼體(20)中；8.3對各個不同外徑的空心軸(11)而言，該軸承裝置(29)的外徑都是相同的。
全文摘要
本發明公開了一種用於驅動至少一個齒輪傳動軸、尤其是一個齒輪系軸的傳動單元；尤其是軌道車輛上使用的橫向傳動機構，其包括一個驅動發動機和一個與該驅動發動機相耦接的減速器總成；該減速器總成的輸出由一個空心軸構成，該空心軸經一個活節聯軸節與該齒輪傳動軸、尤其是該齒輪系軸相聯接；其還包括一制動裝置。本發明的改進主要在於所述制動裝置具有兩個分制動裝置，即一個第一分制動裝置和一個第二分制動裝置；這兩個分制動裝置為盤式制動裝置，且至少各具有一個制動盤；其中一個分制動裝置上供制動盤安裝用的固定法蘭和所述空心軸為整體件。
文檔編號F16D65/12GK1440342SQ01812456
公開日2003年9月3日 申請日期2001年7月4日 優先權日2000年7月7日
發明者于爾根·魯希, 弗裡德爾·登特勒, 哈拉爾德·坎珀 申請人:沃伊思特博兩合公司