(57)【要約】  本発明は、鉄道車両の動力伝達装置のための変速装置に関し、この変速装置は、鉄道車両の駆動モータに接続するための入力部と、鉄道車両の駆動ホイールに接続するための出力部と、入力部及び出力部の間にあり５から１０の速度伝達比を形成する駆動接続部と、を有する。本発明は、速度伝達比が、駆動接続部において互いの間で接続される２つの変速段により形成され、第１変速段が、１から２の速度伝達比を有し、第２変速段が、入力部から出力部への第１変速段の後の駆動力の流れの下流側に接続されており、第１変速段の２倍より大きい速度伝達比を有する。
2014506980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の動力伝達装置のための変速装置（３）であって、
１．１  前記鉄道車両の駆動モータ（９）に接続するための入力部と、
１．２  前記鉄道車両の駆動ホイール（１）に接続するための出力部と、
１．３  前記入力部及び前記出力部の間にあり、５から１０の速度伝達比を形成する駆動接続部と、
を備え、
１．４  前記速度伝達比が、前記駆動接続部において互いの間で接続される２つの第１及び第２変速段（１１、１２）により形成され、
前記第１変速段（１１）が、１から２の速度伝達比を有し、
前記第２変速段（１２）が、前記入力部から前記出力部への前記第１変速段の後の駆動力の流れにおいて下流側に接続されており、前記第１変速段（１１）の２倍より大きい速度伝達比を有することを特徴とする変速装置。
【請求項２】
当該変速装置（３）の前記入力部及び前記出力部の間にある前記駆動接続部が、６から８の速度伝達比を形成することを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記第２変速段（１２）が、４から５の、特に４．３から４．７の速度伝達比を有することを特徴とする請求項１または２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記第１及び第２変速段（１１、１２）双方が、一対の歯車、特に一対の平歯車によりそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の変速装置。
【請求項５】
前記入力部及び前記出力部間にある駆動接続部が、シャフト（２、７、８）による歯車と、これらに関連するベアリングと、によりもっぱら形成されることを特徴とする請求項４に記載の変速装置。
【請求項６】
前記入力部が、入力シャフト（７）により形成され、前記入力シャフトが、前記第１変速段（１１）の入力歯車（１３）を担持し、
前記出力部が、出力シャフト（２）により形成され、前記出力シャフトが、前記第２変速段（１２）の出力歯車（１６）を担持し、
中間シャフト（８）がさらに設けられており、前記中間シャフトが、２つの第１及び第２中間歯車（１４、１５）を担持し、
前記第１中間歯車（１４）が、前記入力歯車（１３）と噛合し、
前記第２中間歯車（１５）が、前記出力歯車（１６）と噛合することを特徴とする請求項５に記載の変速装置。
【請求項７】
前記出力シャフト（２）が、その回転軸が前記中間シャフト（８）の回転軸の上方にある状態で、組み込み式の運転状態で位置付けられており、
前記第１中間歯車（１４）が、前記入力歯車（１３）と噛合し、
前記出力歯車（１６）が、特に基本的に、共通オイル溜め部（９）内への同じ高さまで下がっていることを特徴とする請求項６に記載の変速装置。
【請求項８】
鉄道車両のための動力伝達装置であって、
８．１  前記鉄道車両を駆動するための駆動モータ（９）と、
８．２  前記駆動モータ（９）により駆動される駆動ホイール（１）と、
８．３  前記駆動モータ（９）と前記駆動ホイール（１）との間の駆動力の流れにある請求項１から７のいずれか１項に記載の変速装置（３）と、
８．４  前記駆動ホイール（１）が取り付けられたボギー車（６）と、
を有し、
８．５  前記変速装置（３）が、前記出力部を形成して前記駆動ホイール（１）を担持する出力シャフト（２）に取り付けられており、トルク支持部（５）を用いて前記ボギー車（６）に載置されていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
前記駆動モータ（９）が、前記ボギー車（６）に取り付けられており、特に軸方向及び径方向の弾性移動を可能とする弾性結合部（１０）を介して、前記変速装置（３）の前記入力部に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記トルク支持部（５）が、少なくとも１つの弾性素子を用いて、前記ボギー車（６）及び／もしくは前記変速装置（３）に接続されている、または、支持力もしくは支持トルクを伝達するためのこのような素子を有することを特徴とする請求項８または９に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の動力伝達装置のための変速装置に関し、この変速装置は、請求項１のプリアンブルで詳述される特徴を有する。本発明は、最高運行速度が８０ｋｍ／ｈから１１０ｋｍ／ｈである地域鉄道輸送、特に地下地域鉄道輸送（地下鉄）における鉄道車両に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
単一段型の平歯車変速装置は、駆動モータからの駆動力を駆動ホイールまで伝達させるために通常使用される。通常８０ｋｍ／ｈから１１０ｋｍ／ｈの範囲で最大運行速度が異なることに起因して、かつ、駆動モータのコンセプトが異なることに起因して、速度伝達比は、あらかじめ、ほとんどの場合において６．３から７．７の間で変化する。これは、提供される最大運行速度にしたがって選択した運転者による所望の速度伝達比にしたがって、仕入れたまたは提供された複数の変速装置であってサイズが異なる複数の変速装置の中から所定の変速装置を選択して所定の変速装置を鉄道車両に組み込む必要性を招く。したがって、このような鉄道車両の変速装置の製造者は、一般に、サイズが異なる様々な変速装置を提供し、そのため、同一の部品をサイズが異なる変速装置に対して使用することが著しく制限される。これは、製造コストを増大させ、新たな変速装置及びスペア部品を準備させる。入手可能な速度伝達比は、鉄道車両の所定の地上高によりさらに制限され、この地上高は、使用する歯車の直径に従って変化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、本発明の目的は、鉄道車両の動力伝達装置のための変速装置であって、従来の速度伝達範囲全体及び有利にはさらに大きな速度伝達範囲にわたり、構成における最小の改変で個別の変速装置の具体的な伝達速度比を変更することが可能である、変速装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、請求項１の特徴部分を示す変速装置で満たされる。本発明の利点及び特に有利な形態は、従属請求項に、とりわけ、本発明における変速装置を有する鉄道車両のための動力伝達装置に開示される。
【０００５】
本発明における変速装置、特に鉄道車両の変速装置は、鉄道車両の駆動モータに接続するための入力部と、鉄道車両の駆動ホイールに接続するための出力部と、を有する。入力部は、一例として直接的にまたは特に弾性結合部を用いてすぐ隣接して、駆動モータに接続されている。別の形態の態様において、さらなる駆動素子を介在させる。
【０００６】
電気モータは、特に駆動モータとして考慮される。しかしながら、例えば内燃機関、特にディーゼルエンジンまたはディーゼル発電機の入力部など他のモータも可能である。
【０００７】
出力部は、有利には、伝達出力シャフトからなり、これは、少なくとも１つの入力ホイールまたは２つの入力ホイールを担持する。もちろん、出力及び入力ホイール間にさらなる伝達部材または出力シャフトに配置された別の数の入力ホイールを設けてもよい。
【０００８】
本発明において、入力部及び出力部間の変速装置の駆動接続部は、５以上１０以下の速度伝達比を有する。特に有利には、速度伝達比は、５より大きく１０未満、例えば６以上８以下または６より大きく８未満の範囲にある。
【０００９】
本発明において、速度伝達比は、変速装置の入力部及び出力部間にある駆動接続部において互いの間で接続された２つの変速段により形成されており、第１変速段は、１から２までの速度伝達比を有し、第２変速段は、入力部から出力部への第１変速段の後の駆動力の流れにおいて下流側に接続されており、第１変速段の２倍より大きい速度伝達比を有する。
【００１０】
特に有利には、第１変速段の速度伝達比は、２未満、特に、１．４から１．７に等しい。
【００１１】
第２変速段は、有利には、６から８までの、特に４から５までの、特に有利には４．３から４．７までの速度伝達比を有する。
【００１２】
本発明の好ましい形態において、両変速段は、一対の歯車、特に一対の平歯車からそれぞれなる。一対の平歯車は、例えば、螺旋状に切削された平歯車(helically cut spur gear)である。
【００１３】
特に小型な形態において、変速装置の入力部及び出力部間にある駆動接続部は、２対の歯車、これらのシャフト及びこれらに関連するベアリングによりもっぱら形成される。例えば、入力部は、変速装置の入力シャフトからなり、これは、第１変速段の入力歯車を担持し、出力部は、出力シャフトからなり、これは、第２変速段の出力歯車を担持し、単一の中間シャフトは、さらに設けられており、これは、２つの中間歯車を担持し、２つの中間歯車において、第１のものは、入力歯車と噛合し、第２のものは、出力歯車と噛合する。
【００１４】
取り付けると、変速装置の動作中において、出力シャフトは、有利には、その回転軸が中間シャフトの上方に、特に中間シャフトの回転軸の上方にある状態で位置付けられる。入力シャフトは、有利には、その回転軸が同様に中間シャフトの上方に、特に中間シャフトの回転軸の上方に、特に出力シャフトの回転軸の上方にある状態で位置付けられている。もちろん、出力シャフトの回転軸の下方にある、または中間シャフトの回転軸の下方にあるような他の配置も可能である。
【００１５】
特に有利な形態において、中間シャフトにある入力歯車及び出力シャフトにある出力歯車と噛合する第１中間ホイールは、共通のオイル溜め部内へ同じ深さで下がっており、これは、例えば、両変速段を収容する共通の筐体で歯車の下方に設けられている。同一深さにあることは、正確に同じ深さに下がっていることを必ずしも意味しておらず、むしろ、ほぼ同一の浸漬深さで十分であることを意味している。例として、浸漬深さは、１５ｍｍ未満または１０ｍｍ未満だけ異なっていてもよい。
【００１６】
本発明において実現される駆動伝達装置、特に鉄道車両の駆動伝達装置は、鉄道車両を駆動するための駆動モータと、駆動モータにより駆動される入力ホイールと、を備える。上述したタイプの変速装置は、さらに設けられており、これは、駆動モータと入力ホイールとの間で駆動力の流れの中に配置されている。
【００１７】
鉄道車両の駆動伝達装置は、駆動ホイールが取り付けられるボギー車を有する。
【００１８】
変速装置は、有利には、出力部を形成して駆動ホイールを担持する出力シャフトに取り付けられており、ボギー車にあるトルク支持部を用いて捻れに対して支持されている。トルク支持部は、例えばレバーなど別個の構成部材として設計されており、このレバーは、一方では変速装置に、特に変速装置の筐体に接続され、他方ではボギー車に接続される。両ポートの少なくとも一方は、有利には、弾性素子を介して形成されており、振動を減衰させる。あるいはまたはさらに、トルク支持部は、トルク支持部における振動を減衰させるための弾性素子を有する。
【００１９】
一形態の他の態様において、トルク支持部は、ボギー車または変速装置、特に変速装置筐体と一体的に設計されている。原則として、３つの構成部材を単一部品として設計することを考慮してもよい。
【００２０】
一形態において、駆動モータは、同様に、ボギー車に取り付けられており、有利には、弾性結合部を介して変速装置の駆動ユニットに接続されており、これは、特に、軸方向及び径方向の弾性運動を可能とする。
【００２１】
本発明により、鉄道車両の変速装置における必要な速度伝達範囲全体は、特に最高運行速度において８０ｋｍ／ｈから１１０ｋｍ／ｈにわたる、または、さらに例えば１２０ｋｍ／ｈもしくは１３０ｋｍ／ｈ、１４０ｋｍ／ｈまでの比に及んでもよい。全体の速度伝達比を変更するためには、第１変速段に軽微な改変のみを必要とする。変速装置の入力シャフトにある歯車とこの歯車と噛合する中間シャフトの歯車とを配置する。第２変速段において選択する速度伝達比が通常大きいことに起因して、第１変速段への必要な変更は、下落が非常に小さく、第２変速段は、変更されないままである。
【００２２】
全体の速度伝達比を変更するために変速装置に必要な改変は、最小化され、そのため、最大運行速度は、既存の変速装置に第１変速段を配置することのみによって改変され、例えば、鉄道車両の一般的な分解修理中のコストが効率的になる。様々な変速装置において共通する部品数が著しく増大する可能性があることにより、スペア部品の準備を低減すること、組立ツールを一律にすること、及び、さまざまな変速装置の動作及びメンテナンス処理を合わせることが可能となる。
【００２３】
実施形態を用いて例として本発明を説明する。図面は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明において実現される変速装置を示す側面図である。
【図２】図１の実施形態における形態をなすさまざまなシャフトの回転軸を通る切断経路に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、軌道車両の入力ホイール１を示す。入力ホイール１は、変速装置の出力シャフト２により支持されている。変速装置筐体４を有する変速装置３は、正確には、出力シャフト２に取り付けられ、ボギー車６にあるトルク支持部５を用いて捻れに対して支持されている（ここではごく一部のみ示す）。
【００２６】
駆動モータ（図１では図示略）の駆動力は、変速装置３の入力シャフト７を介して変速装置３内に導入される。駆動力は、２対の歯車を用いて、入力シャフト７から中間シャフト８を介して出力シャフト２まで伝達され、この歯車は、図２を用いてより詳述される。
【００２７】
オイル溜め部９は、下側部分にある変速装置筐体４に形成されており、このオイル溜め部を用いて、変速装置は、潤滑化され、少なくとも出力シャフト２の歯車１６と中間シャフト８にある歯車と噛合する歯車と入力シャフト７にある歯車１３と噛合する中間シャフト８の歯車１４とは、このオイル溜め部に浸漬される。
【００２８】
図２は、変速装置筐体４を有する変速装置３を同様に明確に示しており、この変速装置筐体には、この例において、２対のローラベアリングそれぞれを介して出力シャフト２、入力シャフト７及び中間シャフト８がそれぞれ取り付けられている。駆動モータ９は、この例において、電気モータとして設計されてさらに示されている。しかし、他のエンジンタイプ、特にディーゼルエンジンを同様に考慮してもよい。駆動モータ９は、弾性結合部１０を介して入力シャフト７を駆動する。
【００２９】
第１変速段１１は、入力シャフト７に担持される入力歯車１３と、中間シャフト８に担持される第１中間歯車１４と、により形成されている。両歯車１３、１４は、平歯車として、特に螺旋状に切削された平歯車として設計されている。
【００３０】
第２変速段１２は、中間シャフト８に担持される第２中間歯車１５と、出力シャフト２に担持された出力歯車１６と、により形成されている。
【００３１】
本発明において、第２変速段１２の伝達速度比は、第１変速段１１の２倍より大きく、これにより、第１変速段１１における最小限の変更によって、両変速段からなる伝達速度比全体を広範囲にわたって変化させることが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１  駆動ホイール，入力ホイール、２  出力シャフト、３  変速装置、５  トルク支持部、６  ボギー車、７  入力シャフト、８  中間シャフト、９  駆動モータ，共通オイル溜め部，オイル溜め部、１０  弾性結合部、１１  第１変速段、１２  第２変速段、１３  入力歯車、１４  第１中間歯車、１５  第２中間歯車、１６  出力歯車
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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