用於一有軌機車至少一個轉動輪的滑動離合器的製作方法

2023-09-11 01:53:35

專利名稱：用於一有軌機車至少一個轉動輪的滑動離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於一個有軌機車至少一個轉動輪的滑動離合器，其 中，所述轉動輪固定在軸上，可用電動機驅動。
背景技術：
現在的有軌機車電驅動裝置普遍使用連接有功率變換器的三相異步電 機。當變換器的控制裝置發生故障時，三相異步電機會在短時間內產生很大 的制動轉矩，這個制動轉矩是最大工作轉矩的很多倍，又稱為"短^各衝擊轉 矩"。由此引起的突然制動會使整個傳動系受到4艮高的負荷。種驅動軸相應將安裝在(例如)轉向架或車廂內的驅動裝置與轉動輪相連。 當驅動裝置懸掛時，這種軸式聯接須對輪子和驅動裝置之間的相對運動進行 補償，例如藉助導杆聯接、多片離合器或齒式離合器。一種已知做法是為有軌電車驅動裝置的傳動系設定較大尺寸，使其能在 使用期限內承受短路衝擊轉矩所？ 1起的負荷。但其缺點在於，傳動系的過大尺寸會顯著增加材料耗用，從而使傳動系 的重量相應有所增大。另 一種已知做法是用滑動離合器來限制出現在傳動系中的短路沖擊轉 矩，並為這個滑動離合器設定一個超過最大工作轉矩的斷開轉矩值。已知的 滑動離合器安裝在電動機軸或小齒輪軸上。發生短路的瞬間離合器會打滑。但其缺點在於，已知的滑動離合器由很多部件構成，製備方法比較複雜， 由於其安裝在電動機附近，因而在維修或維護時很難被接觸到。此外，也無 法在最大傳遞轉矩方面對已知的滑動離合器進行後續調整。發明內容因此，本發明的目的是提供一種易於製備且易於觸及的滑動離合器。此 外也能對所述滑動離合器進行最大轉矩的後續調整。根據本發明，這個目的通過一種用於一個有軌機車的至少一個轉動輪的 滑動離合器而達成，其中，所述轉動輪連接在一軸上並可用電動機驅動，所 述滑動離合器具有相對布置的環形外牙，其中，滑動離合器的外牙由轉動輪 的一零件與一壓縮環構成，其中，壓縮環與轉動輪固定相連， 一夾緊環夾緊 在壓縮環和轉動輪的零件之間。
藉此可有利地簡化本發明的滑動離合器的製備方法，因為與傳統的法蘭 螺旋連接相比，最佳情況下只需通過一個其他零件(即壓縮環)就可實現本 發明的滑動離合器。另一優點在於，安裝在轉動輪上的滑動離合器相比安裝 在電動機軸或小齒輪軸上的滑動離合器更易於觸及。據此，夾緊環建構為軸 向離合器的組成部分，可在過負荷情況下相對於轉動輪和壓縮環所構成的單 位進行轉動。可用一牽引驅動裝置通過一軸向離合器對轉動輪進行驅動。可用一電動機通過一軸向離合器空心軸和/或與轉動輪相連的軸向離合 器接頭對轉動輪進行驅動。在此情況下，夾緊環可在轉動輪側為軸向離合器 空心軸的組成部分，或在轉動輪側與軸向離合器空心軸固定相連。這樣就不 需要設置軸向離合器接頭。作為可選方案，夾緊環也可在轉動輪側為軸向離合器接頭的組成部分， 或在轉動輪側與軸向離合器接頭固定相連。在此情況下，轉動輪通過滑動離 合器及軸向離合器接頭與軸向離合器空心軸相連。藉此可有利地實現傳動系的懸掛。空心軸也可以實施得非常短，在極限 情況下，空心軸也可以實施為在轉動輪側只由一連接在軸向離合器接頭上的 接頭或一夾緊環構成，在電動機側由一用於力傳遞的接頭構成。在此情況下， 傳動系既可用於輪對傳動，也可用於單輪傳動。軸上有利地連接有一其他轉動輪，在此情況下無需特別對這一其他轉動 輪進行驅動，也無需為其設置其他滑動離合器(輪對傳動)。 、 根據本發明,夾緊環實，為在其夾緊，上具有平行表面或實施為具有一些摩擦面可吸收摩擦產生的熱量，從而避免出現過熱現象。本發明的另 一有利建構方案是在壓縮環與夾緊環之間和/或轉動輪與夾緊環之間設置具有摩擦面的其他元件。在此情況下，這些元件建構為環狀物或具有制動器閘瓦的形狀。藉此可有利地確保只有這些元件才會受到磨損，壓縮環或轉動輪不會受到磨損。作為可選方案，也可在壓縮環與夾緊環之間以及轉動輪與夾緊環之間的至少 一個夾緊面上設置 一摩擦襯片或 一減摩塗層。根據本發明，壓縮環的連接通過一帶有橢圓形橫截面自調位螺母的螺旋連接和多個壓入銷而實現。這一方面可確保將壓縮環可靠地連接在轉動輪上，另一方面也可簡化維護時的拆卸工作。但正是藉助螺栓而實現的連接方 式可有利地實現對最大待傳遞轉矩的後續調整。但如果組件設計得非常硬且以緊公差製備而成，使得只會發生較小變形 並且較小變形可被螺旋連接的螺紋間隙吸收，就並非必須設置上述自調位螺 母。本發明的另 一有利建構方案是壓縮環通過其外側抵靠在轉動輪上。因為 在此情況下也可將壓縮環建構為彎曲梁。其中，壓縮環在其內、外側之間具 有一雄度，使得夾緊環被壓縮環的內側夾緊。藉此可有利地確保壓縮環在負 荷過高的情況下可以發生變形，從而避免受損。 根據本發明，夾緊環旁邊還布置有一固定相連的定心環，這一定心環以 形狀匹配的方式嵌入轉動輪上的一空隙內，從而將夾緊環置於滑動離合器外 牙的中部。藉此可有利地確保夾緊環總是以最佳方式被滑動離合器的外牙固 定住。本發明的另一有利建構方案是在夾緊環旁邊安裝多個密封圈，以防止摩 擦面受潮和受到腐蝕。通過將本發明的滑動離合器安裝在一有軌機車內，或者更確切地說，安 裝在一有軌機車的轉向架內，可實現上文所述的各項優點。由於本發明的滑 動離合器與可從外部接觸到的轉動輪相連，因而更易於觸及，從而可縮短有 軌才幾車的維護時間。


下面藉助附圖所示的實施例對本發明及其符合從屬權利要求特徵的有利建構方案作進一步說明，但本發明並不僅限於這些實施例，其中 圖l為一有軌機車的傳動系； 圖2為一安裝在電動機軸上的滑動離合器； 圖3為一本發明的滑動離合器；以及 圖4為本發明的滑動離合器的另 一實施例。
具體實施方式
圖1顯示的是一現有技術中的有軌機車的傳動系。 一牽引電動機l驅動 一固定在電動機軸10上的電動小齒輪2。電動小齒輪2通過其齒面與安裝在 一個單級傳動裝置5中的傳動大齒輪4相連。傳動大齒輪4通過一驅動側的 軸向離合器接頭3與軸向離合器空心軸6相連，而軸向離合器空心軸6又與 一轉動輪側的軸向離合器接頭7相連。轉動輪側的軸向離合器接頭7通過一 法蘭螺旋連接8連接在轉動輪9上。轉動輪9連接在一軸16上，軸16的另 一端上安裝有另一轉動輪26。其中，軸向離合器空心軸6的作用也是實現懸 掛，從而避免牽引電動機與轉動輪之間發生不期望的剛性聯接。現有技術中 的這種傳動系必須具有過大尺寸才能防止短路衝擊轉矩？ 1發故障。圖2顯示的是一現有技術中的滑動離合器，其布置在電動機軸10與電 動小齒輪2之間。滑動離合器的主要組成部分是滑動套筒11,在待傳遞轉矩 過大的情況下，滑動套筒11可使電動小齒輪2進行相對於電動機軸10的滑 轉。但是在這種滑動離合器中顯然無法對最大待傳遞轉矩進行後續調整，因 為這個最大轉矩主要取決於相關組件的尺寸，因而是固定的。此外，這種滑動離合器還須採取一定措施來防止滑動套筒發生側滑或偏 移。為此需設置一個由一隔離套筒12、 一軸承13、 一緊固板14與一緊固螺 栓15構成的結構。圖3顯示的是本發明的滑動離合器的一實施例。滑動離合器具有相對布
置的環形突起的外牙，其中，滑動離合器的外牙由轉動輪9的一零件28與 一壓縮環17構成，其中，壓縮環17與轉動輪9固定相連。 一夾緊環27夾 緊在壓縮環17和轉動輪9的零件28之間。夾緊環27是另 一元件18的組成 部分，元件18可以相當於軸向離合器接頭7，在省去軸向離合器接頭7的情 況下，元件18也可以僅相當於一軸向離合器空心軸6。轉動輪9的零件28 是在轉動輪9上成形的一個部分，也就是說，零件28和轉動輪9為一整體。 其中，零件28可向外突出，但並非必須如此。如圖l和圖3所示，轉動輪9 可用一牽引電動才幾1驅動。軸16也可建構為短軸。在此情況下，轉動輪9連接在一短軸上。也就 是說，兩個相對布置的轉動輪9分別連接在一單獨的短軸上。在此情況下， 所述短軸直接安裝在轉向架上。壓縮環17通過螺栓22和壓入銷21固定並連接在轉動輪9上。最佳方 案是在壓縮環17與夾緊環27之間以及轉動輪9與夾緊環27之間的夾緊面 上設置摩擦襯片19。作為可選方案，也可在壓縮環17與夾緊環27之間和/ 或轉動輪9與夾緊環27之間布置具有摩擦面的其他元件。這些元件例如可 以是制動器閘瓦或者其他環。此外，夾緊環27旁邊還布置有一定心環20， 這一定心環以形狀匹配的方式嵌入轉動輪9上的一空隙內。通過定心環20 可以確保夾緊環27總是以最佳方式夾緊在滑動離合器的外牙之間。也就是說，當有短路衝擊轉矩出現時，夾緊環27會在壓縮環17和轉動 輪9的零件28之間發生短暫滑轉。隨後，壓縮環17和轉動輪9的零件28 會將夾緊環27重新固定住，並以無滑動的方式傳遞轉矩。滑動離合器原則 上也可由多個夾緊環27、多個壓縮環17和轉動輪9的零件28構成。在此情 況下，夾緊環27嵌入壓縮環17和轉動輪9的零件28所構成的空隙中。此外，還可用至少一種能將夾緊環27夾緊、但形狀不同的結構來代替 壓縮環17。圖4顯示的是本發明的滑動離合器的另一實施例。圖4中使用了一種改 良壓縮環23。壓縮環23在其遠離轉動輪9的一側上具有一錐度，因而夾緊 環27隻:故壓縮環23的內側和轉動輪9的零件28夾緊。據此，壓縮環23建 構為彎曲梁，其外側抵靠在轉動輪9上。藉此可有利地確保壓縮環23在負 荷過高的情況下可以發生變形，乂人而避免受損。此外還為帶有螺栓22的螺 旋連接件使用了自調位螺母24。在圖4所示的實施例中，用兩個密封圈25 密封夾緊環27，以防止其受潮或受到汙染。也可用一護罩遮蓋夾緊環區域， 以防止其受潮或受到汙染。
權利要求
1.一種用於一有軌機車至少一個轉動輪(9)的滑動離合器，所述轉動輪(9)連接在一軸(16)上並用一電動機(1)進行驅動，所述滑動離合器具有相對布置的環形外牙，其中，所述滑動離合器的外牙包括所述轉動輪(9)的一零件(28)與一壓縮環(17，23)，所述壓縮環(17，23)與所述轉動輪(9)固定相連，一夾緊環(27)被夾緊在所述壓縮環(17，23)和所述轉動輪(9)的零件(28)之間。
2. 根據權利要求1所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9)的滑動 離合器，其特徵在於，所述電動機(1)通過一軸向離合器空心軸(6)對所述轉動輪(9)進 4亍驅動。
3. 根據權利要求1或2所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9 )的 滑動離合器，其特徵在於，所述電動機(1)通過一軸向離合器接頭(7)對所述轉動輪(9)進行 驅動，所述軸向離合器接頭通過所述滑動離合器與所述轉動輪(9)相連。
4. 根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至少 一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述軸(16)上連接有另一轉動輪(26)。
5. 根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至少 一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)在所述轉動輪側為所述軸向離合器空心軸(6)的組 成部分，或在所述轉動輪側與所述軸向離合器空心軸(6)固定相連。
6. 根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至少 一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)在所述轉動輪側為所述軸向離合器接頭(7)的組成 部分，或在所述轉動輪側與所述軸向離合器接頭(7)固定相連。
7. 根據權利要求6所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9 )的滑動 離合器，其特徵在於，所述轉動輪(9)通過所述軸向離合器接頭(7)與所述軸向離合器空心 軸(6)相連。
8. 根據權利要求5、 6或7所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9 ) 的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)在其夾緊側上具有平行表面。
9. 根據權利要求5、 6或7所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9 ) 的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)具有一錐形橫截面。
10. 根據權利要求1至9中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至少 一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於， 所述壓縮環(17， 23)與所述夾緊環(27)之間和/或所述轉動輪(9) 與所述夾緊環(27)之間安裝有具有摩擦面的其他元件。
11. 根據權利要求1至10中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(17, 23)與所述夾緊環(27)之間以及所述轉動輪(9) 與所述夾緊環(27 )之間的至少一個夾緊面上額外地布置有一摩擦襯片(19 )。
12. 根據權利要求1至11中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(17, 23)與所述夾緊環(27)之間以及所述轉動4侖(9) 與所述夾緊環(27)之間的至少一個夾緊面上布置有一減摩塗層。
13. 根據權利要求1至12中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(17， 23)通過至少一個螺旋連接件(22)連接在所述轉動 輪(9)上。
14. 根據權利要求13所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9)的滑 動離合器，其特徵在於，所述螺旋連接件(22)用具有橢圓形橫截面的自調位螺母(24)進行緊固。
15. 根據權利要求13或14所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9) 的滑動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(17, 23)額外地用至少一個壓入銷(21)進行緊固。
16. 根據權利要求1至15中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(17, 23)通過其外側抵靠在所述轉動輪(9)上。
17. 根據權利要求16所述的用於一有軌機車至少一個轉動輪(9 )的滑 動離合器，其特徵在於，所述壓縮環(23)的遠離所述轉動輪(9)的一側建構為彎曲梁。
18. 根據權利要求1至17中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)配有一定心環(20)，所述定心環以形狀匹配的方式 嵌入所述轉動輪(9)上的一空隙內。
19. 根據權利要求1至18中任一項權利要求所述的用於一有軌機車至 少一個轉動輪(9)的滑動離合器，其特徵在於，所述夾緊環(27)配有至少一個用於密封所述摩擦面的密封圈(25)。
20. —種用於有軌機車的轉向架，具有至少一個根據權利要求1至19 中任一項或多項權利要求所述的滑動離合器。
21. —種有軌機車，具有至少一個根據權利要求1至19中任一項或多 項權利要求所述的滑動離合器。
全文摘要
本發明涉及一種用於至少一個有軌機車轉動輪(9)的滑動離合器，所述轉動輪(9)固定在一軸(16)上，可用一電動機(1)驅動，所述滑動離合器具有相對布置的環形外牙，其中，所述滑動離合器的外牙由所述轉動輪(9)的一零件(28)與一壓縮環(17，23)構成，所述壓縮環(17，23)與所述轉動輪(9)固定相連，一夾緊環(27)夾緊在所述壓縮環(17，23)和所述轉動輪(9)的零件(28)之間。本發明所提供的滑動離合器易於製備且易於觸及。此外還可實現對最大轉矩的後續調整。
文檔編號F16D7/02GK101160475SQ200680012770
公開日2008年4月9日 申請日期2006年4月7日 優先權日2005年4月18日
發明者伯恩德·普範施密特, 克勞斯·朱斯 申請人:西門子公司