用於鐵路制動系統的車軸發電機的製作方法

2023-04-26 22:05:57 2

本發明涉及一種車軸發電機，它用於集成有車輪滑行保護的鐵路車輛的制動系統。

背景技術：

鐵路車輛制動系統典型地是空氣制動器。近年來，在客運列車市場上已經建立了這種結合車輪滑行控制和車輪空轉控制的系統。車輪滑行和車輪空轉都源於車輪對軌道的低附著。車輪滑行典型地在制動軌道車時發生，並且是車輪損壞的主要原因，該車輪損壞可能導致軌道毀壞。

典型的車輪滑行控制系統包括位於車輛的各車軸上的傳感器，該傳感器測量車軸的旋轉速度。在使用中，傳感器的輸出則被供應到制動控制單元中，該制動控制單元將該值與相鄰車軸的值進行比較，如果差值超過預先確定的限值，則釋放和再施加制動壓力，直到車軸速度落在可接受的限制之內。該系統在實踐中得以證明，並且產生了改進的制動性能和降低了損壞車輪和軌道的可能性。損壞車輪的問題在貨運列車上特別嚴重，這因此導致行進比將以其它方式可能的更慢。

大部分貨車不具有自主電源，這已經有效地阻止了車輪滑行控制在貨車中的廣泛採用。因此，貨車往往行進地比客運列車慢得多，以避免車輛損壞，特別是由車輪滑行事件導致的車輪扁疤引起的車輛損壞。

us5488287(keschwari)公開了一種通過將發電機聯接到車軸上來從車軸的旋轉運動產生電能的方法。該布置具有轉子和定子，該轉子聯接到車軸上並且具有分布在周邊上的永磁體，該定子設置有感應線圈和用於評估功能的電子單元。已經證明該布置不是特別有效，並且需要各零件在車軸端部的精確對齊。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種用於在鐵路制動系統中使用的車軸端部發電機，該發電機更容易適配在貨車上。根據貨車類型和設計，該車軸端部發電機可以安裝在車軸的端部上，或安裝在車軸箱蓋上(如果存在的話)。

根據本發明，提供了一種用於鐵路車輛的制動系統的車軸發電機，該發電機設置有銷釘(栓，短樁)，該銷釘適合於由車軸的旋轉驅動，該銷釘的旋轉使作為發電機的一部分的磁體旋轉以發電，該銷釘適合於與聯接件驅動地接合，該聯接件適合於將旋轉從車軸傳送到銷釘，其中，該聯接件包括開口槽(openingslot)，該開口槽適合於接納該銷釘，該聯接件構造成允許相對於該銷釘的五個自由度的運動。

優選地，聯接件包括兩個基本上平行的外部側面和與這兩個平行的外部側面垂直的兩個基本上平行的內部側面，從而該聯接件適合於允許該銷釘相對於車軸以五個自由度運動。

本發明的布置是有利的，因為它在使用中容納/適應了銷釘和車軸的位錯(不對齊)，在特別優選的實施例中是徑向、軸向和角向位錯，同時也以相對緊湊的尺寸提供了具有長接合的低側隙旋轉驅動聯接。由於貨車和發電機組件中的零件的製造尺寸公差的累積，可能產生靜態位錯。由於由磨損的車軸軸承或相關零件導致的貨車車軸相對於發電機的移動，也可能產生動態位錯。

附圖說明

現在將參考附圖更加詳細地描述示例性實施例，圖中：

圖1示出安裝在車軸箱蓋上的發電機的第一聯接布置。

圖2示出安裝在車軸箱蓋上的發電機的第二聯接布置。

圖3示出安裝在車軸端部上的發電機的第三聯接布置。

圖4示出安裝在車軸端部上的發電機的第四聯接布置。

圖5示出車軸和發電機之間的誇大的可能的位錯。

具體實施方式

圖5示出貨車車軸和發電機軸之間的誇大的可能的位錯，該位錯可被聯接布置容納。貨車車軸和發電機軸之間的位錯能夠在5個自由度上發生，所述自由度包括三個方向x、y、z和2個角度v和w。位錯也可以用軸向、徑向和角向描述，由此軸向位錯可以在方向z上發生，徑向位錯可以在方向x和方向y或其組合上發生，角向位錯可以在角度v和角度w或其組合上發生。

圖1示出根據本發明的第一聯接布置，其中，發電機8安裝在車軸箱蓋21上，該聯接布置包括聯接轂部15，該聯接轂部15適合於固定在具有栓塞22的車軸端部上以與該車軸端部對齊，該聯接轂部15在其端部具有大體上矩形的孔(開口)23，該矩形孔從該端部的表面略微凹入。

設置有聯接件16，該聯接件16適合於適配在矩形孔23中，並且通過墊圈19和彈簧夾20保持就位，該墊圈19和彈簧夾20在裝配位置位於該略微凹入的部分中。聯接件16具有大體上矩形的形狀，該矩形形狀在大體上矩形的孔23上具有倒角的外角部和內角部。聯接件16具有與該孔大體上相等的高度，從而在其豎直運動上受到約束，但該聯接件與該孔不一樣寬，從而允許水平運動。矩形孔23適合於接納銷釘7，該銷釘與發電機8剛性地且可旋轉地連接。聯接件16與矩形孔23不一樣深，從而允許相對於矩形孔23的角向位錯。

銷釘7適合於滑入聯接件16中和從聯接件16滑出以及關於矩形孔在豎直平面中滑動，並且允許銷釘7和聯接轂部15之間的角向位錯，但是相對於聯接件16被約束在水平面上。銷釘7的長度使得在發電機8安裝好時實現銷釘7和聯接件孔18之間的可見的接合。

發電機8適合於通過四個螺栓連接到車軸箱蓋21上，並且設置有對齊栓塞10，該對齊栓塞10適合於定位在車軸箱蓋21上的階梯孔中。銷釘7適合於接合發電機8中的驅動軸，從而在運動中發電。圖1所示的聯接件16提供了低側隙驅動耦合，並且通常需要緊公差(緊密公差，小公差)，但是將在聯接件16和聯接轂部23之間以及在聯接件16和銷釘7之間具有間隙配合。

在圖2的布置中，相同的零件標有相同的附圖標記。不同之處在於聯接件17的不同構型，該聯接件17被製成過盈配合，以消除或顯著減小側隙。聯接件17具有與插件16一樣的大體上矩形的形狀，但在其兩個長邊的端部之間設置有縮腰部段。孔18的內部輪廓在縮腰部段的區域包括兩個基本上豎直的壁部，然後，該孔的任一端處的切剖面更寬，分別構成t字形。這提供了在豎直平面中的一定的彈性作用，以幫助將聯接件17插入聯接轂部15中。

圖3示出根據本發明的第三聯接布置，它包括支承適配器組件1，該支承適配器組件1適合於固定到具有階梯圓孔的車軸端部上，該支承適配器組件1具有軸向孔9，該軸向孔9適合於接納大體上圓柱形的軸2。支承適配器組件1包括第一部分a和第二部分b，該第一部分a剛性地連接到車軸端部上，該第二部分b可旋轉地連接到部分a上。軸2在其遠離車軸的端部處設置有大體上矩形的孔3，該矩形孔從該端部的表面略微凹入。

設置有聯接件4，該聯接件4適合於適配在矩形孔3中，並且通過彈簧夾5保持就位，該彈簧夾5在裝配位置位於該略微凹入的部分中。聯接件4具有大體上矩形的形狀，該矩形形狀在大體上矩形的孔6上具有倒角的外角部和內角部。聯接件4具有與該孔大體上相等的高度，從而在其豎直運動上受約束，但該聯接件與該孔不一樣寬，從而允許水平運動。矩形孔6適合於接納銷釘7，該銷釘與發電機8剛性地且可旋轉地連接。聯接件4與矩形孔3不一樣深，從而允許相對於矩形孔3的角向位錯。

銷釘7適合於滑入聯接件4中和從聯接件4滑出以及關於矩形孔在豎直平面中滑動，並且允許銷釘7和軸2之間的角向位錯，但是相對於聯接件4在水平面中受約束。銷釘7的長度使得在發電機8安裝好時實現銷釘7和聯接件孔6之間的可見的接合。

發電機8適合於通過四個螺栓連接到支承適配器組件部分1b上，並且設置有對齊栓塞10，該對齊栓塞10適合於定位在支承適配器組件1b上的階梯孔中。銷釘7適合於接合發電機8中的驅動軸，從而在運動中發電。

圖3所示的聯接件4提供了低側隙驅動耦合，並且通常需要緊公差，但是將在聯接件4和軸3之間和在聯接件4和銷釘7之間具有間隙配合。

在圖4的布置中，相同的零件標有相同的附圖標記。不同之處在於聯接件14的不同構型，該聯接件14被製成過盈配合，以消除或顯著減小側隙。聯接件14與插件4一樣具有大體上矩形的形狀，但是在其兩個長邊的端部之間設置有縮腰部段。孔6的內部輪廓在縮腰部段的區域包括兩個大體上豎直的壁部，然後，該孔的任一端處的切剖面更寬，分別構成t字形。這在豎直平面上提供了一定的彈性作用，以幫助將聯接件14插入軸2中。

聯接件和銷釘提供了貨車車軸或軸2與發電機8之間的長接合、便於安裝、緊湊性、低側隙轉動的驅動聯接，根據所使用的發電機安裝方法，其允許旋轉軸的軸向、徑向和角向位錯，這使得兩個零件之間的振動最小化，並且延長了使用壽命和可靠性。

與已知的具有相似軸向長度的十字滑塊聯軸(歐氏聯軸節，oldhamcoupling)技術相比，該聯接布置在可允許的軸向和徑向位錯方面改進了一個數量級，並且顯著地改進了可允許的角向位錯。