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用于铁路制动系统的车轴发电机
申请号	CN201580056936.9	申请日	2015-08-13	公开(公告)号	CN107074253B	公开(公告)日	2019-07-26
申请人	克诺尔-布莱姆斯轨道系统(英国)有限公司;			发明人	M·海明斯; B·德鲁埃特;
摘要	一种用于铁路车辆的制动系统的车轴发电机，该发电机设置有销钉，该销钉适合于通过车轴的旋转驱动，该销钉的旋转使作为发电机的一部分的磁体旋转以发电。该销钉适合于在驱动上与联接件接合，以将旋转从车轴传送到销钉。联接件包括开口槽，该开口槽适合于接纳销钉，该联接件构造成允许相对于销钉以五个开口槽自由度运动。
权利要求	1.一种用于铁路车辆的制动系统的车轴发电机，该发电机设置有销钉，该销钉适合于由车轴的旋转驱动，该销钉的旋转使作为该发电机的一部分的磁体旋转以产生电力，该销钉适合于在驱动上与联接件接合，该联接件适合于将旋转从车轴传送到销钉，其中，该联接件包括开口槽，该开口槽适合于接纳该销钉，该联接件构造成允许相对于该销钉以五个自由度运动，其中，该联接件包括基本上平行的两个外部侧面和与这些外部侧面垂直的、基本上平行的两个内部侧面，从而该联接件适合于允许相对于车轴的具有五个自由度的运动。 2.根据权利要求1所述的车轴发电机，其中，该销钉适合于滑入该联接件中和从该联接件滑出以及关于该开口槽在竖直平面中滑动。 3.根据权利要求1或2所述的车轴发电机，其中，该联接件设置有过盈配合，以消除或显著减小侧隙。
说明书全文	用于铁路制动系统的车轴发电机技术领域 [0001] 本发明涉及一种车轴发电机，它用于集成有车轮滑行保护的铁路车辆的制动系统。背景技术 [0002] 铁路车辆制动系统典型地是空气制动器。近年来，在客运列车市场上已经建立了这种结合车轮滑行控制和车轮空转控制的系统。车轮滑行和车轮空转都源于车轮对轨道的低附着。车轮滑行典型地在制动轨道车时发生，并且是车轮损坏的主要原因，该车轮损坏可能导致轨道毁坏。 [0003] 典型的车轮滑行控制系统包括位于车辆的各车轴上的传感器，该传感器测量车轴的旋转速度。在使用中，传感器的输出则被供应到制动控制单元中，该制动控制单元将该值与相邻车轴的值进行比较，如果差值超过预先确定的限值，则释放和再施加制动压力，直到车轴速度落在可接受的限制之内。该系统在实践中得以证明，并且产生了改进的制动性能和降低了损坏车轮和轨道的可能性。损坏车轮的问题在货运列车上特别严重，这因此导致行进比将以其它方式可能的更慢。 [0004] 大部分货车不具有自主电源，这已经有效地阻止了车轮滑行控制在货车中的广泛采用。因此，货车往往行进地比客运列车慢得多，以避免车辆损坏，特别是由车轮滑行事件导致的车轮扁疤引起的车辆损坏。 [0005] US5488287(Keschwari)公开了一种通过将发电机联接到车轴上来从车轴的旋转运动产生电能的方法。该布置具有转子和定子，该转子联接到车轴上并且具有分布在周边上的永磁体，该定子设置有感应线圈和用于评估功能的电子单元。已经证明该布置不是特别有效，并且需要各零件在车轴端部的精确对齐。发明内容 [0006] 本发明旨在提供一种用于在铁路制动系统中使用的车轴端部发电机，该发电机更容易适配在货车上。根据货车类型和设计，该车轴端部发电机可以安装在车轴的端部上，或安装在车轴箱盖上(如果存在的话)。 [0007] 根据本发明，提供了一种用于铁路车辆的制动系统的车轴发电机，该发电机设置有销钉(栓，短桩)，该销钉适合于由车轴的旋转驱动，该销钉的旋转使作为发电机的一部分的磁体旋转以发电，该销钉适合于与联接件驱动地接合，该联接件适合于将旋转从车轴传送到销钉，其中，该联接件包括开口槽(opening slot)，该开口槽适合于接纳该销钉，该联接件构造成允许相对于该销钉的五个自由度的运动。 [0008] 优选地，联接件包括两个基本上平行的外部侧面和与这两个平行的外部侧面垂直的两个基本上平行的内部侧面，从而该联接件适合于允许该销钉相对于车轴以五个自由度运动。 [0009] 本发明的布置是有利的，因为它在使用中容纳/适应了销钉和车轴的位错(不对齐)，在特别优选的实施例中是径向、轴向和角向位错，同时也以相对紧凑的尺寸提供了具有长接合的低侧隙旋转驱动联接。由于货车和发电机组件中的零件的制造尺寸公差的累积，可能产生静态位错。由于由磨损的车轴轴承或相关零件导致的货车车轴相对于发电机的移动，也可能产生动态位错。附图说明 [0010] 现在将参考附图更加详细地描述示例性实施例，图中： [0011] 图1示出安装在车轴箱盖上的发电机的第一联接布置。 [0012] 图2示出安装在车轴箱盖上的发电机的第二联接布置。 [0013] 图3示出安装在车轴端部上的发电机的第三联接布置。 [0014] 图4示出安装在车轴端部上的发电机的第四联接布置。 [0015] 图5示出车轴和发电机之间的夸大的可能的位错。具体实施方式 [0016] 图5示出货车车轴和发电机轴之间的夸大的可能的位错，该位错可被联接布置容纳。货车车轴和发电机轴之间的位错能够在5个自由度上发生，所述自由度包括三个方向X、Y、Z和2个角度V和W。位错也可以用轴向、径向和角向描述，由此轴向位错可以在方向Z上发生，径向位错可以在方向X和方向Y或其组合上发生，角向位错可以在角度V和角度W或其组合上发生。 [0017] 图1示出根据本发明的第一联接布置，其中，发电机8安装在车轴箱盖21上，该联接布置包括联接毂部15，该联接毂部15适合于固定在具有栓塞22的车轴端部上以与该车轴端部对齐，该联接毂部15在其端部具有大体上矩形的孔(开口)23，该矩形孔从该端部的表面略微凹入。 [0018] 设置有联接件16，该联接件16适合于适配在矩形孔23中，并且通过垫圈19和弹簧夹20保持就位，该垫圈19和弹簧夹20在装配位置位于该略微凹入的部分中。联接件16具有大体上矩形的形状，该矩形形状在大体上矩形的孔23上具有倒角的外角部和内角部。联接件16具有与该孔大体上相等的高度，从而在其竖直运动上受到约束，但该联接件与该孔不一样宽，从而允许水平运动。矩形孔23适合于接纳销钉7，该销钉与发电机8刚性地且可旋转地连接。联接件16与矩形孔23不一样深，从而允许相对于矩形孔23的角向位错。 [0019] 销钉7适合于滑入联接件16中和从联接件16滑出以及关于矩形孔在竖直平面中滑动，并且允许销钉7和联接毂部15之间的角向位错，但是相对于联接件16被约束在水平面上。销钉7的长度使得在发电机8安装好时实现销钉7和联接件孔18之间的可见的接合。 [0020] 发电机8适合于通过四个螺栓连接到车轴箱盖21上，并且设置有对齐栓塞10，该对齐栓塞10适合于定位在车轴箱盖21上的阶梯孔中。销钉7适合于接合发电机8中的驱动轴，从而在运动中发电。图1所示的联接件16提供了低侧隙驱动耦合，并且通常需要紧公差(紧密公差，小公差)，但是将在联接件16和联接毂部23之间以及在联接件16和销钉7之间具有间隙配合。 [0021] 在图2的布置中，相同的零件标有相同的附图标记。不同之处在于联接件17的不同构型，该联接件17被制成过盈配合，以消除或显著减小侧隙。联接件17具有与插件16一样的大体上矩形的形状，但在其两个长边的端部之间设置有缩腰部段。孔18的内部轮廓在缩腰部段的区域包括两个基本上竖直的壁部，然后，该孔的任一端处的切剖面更宽，分别构成T字形。这提供了在竖直平面中的一定的弹性作用，以帮助将联接件17插入联接毂部15中。 [0022] 图3示出根据本发明的第三联接布置，它包括支承适配器组件1，该支承适配器组件1适合于固定到具有阶梯圆孔的车轴端部上，该支承适配器组件1具有轴向孔9，该轴向孔9适合于接纳大体上圆柱形的轴2。支承适配器组件1包括第一部分a和第二部分b，该第一部分a刚性地连接到车轴端部上，该第二部分b可旋转地连接到部分a上。轴2在其远离车轴的端部处设置有大体上矩形的孔3，该矩形孔从该端部的表面略微凹入。 [0023] 设置有联接件4，该联接件4适合于适配在矩形孔3中，并且通过弹簧夹5保持就位，该弹簧夹5在装配位置位于该略微凹入的部分中。联接件4具有大体上矩形的形状，该矩形形状在大体上矩形的孔6上具有倒角的外角部和内角部。联接件4具有与该孔大体上相等的高度，从而在其竖直运动上受约束，但该联接件与该孔不一样宽，从而允许水平运动。矩形孔6适合于接纳销钉7，该销钉与发电机8刚性地且可旋转地连接。联接件4与矩形孔3不一样深，从而允许相对于矩形孔3的角向位错。 [0024] 销钉7适合于滑入联接件4中和从联接件4滑出以及关于矩形孔在竖直平面中滑动，并且允许销钉7和轴2之间的角向位错，但是相对于联接件4在水平面中受约束。销钉7的长度使得在发电机8安装好时实现销钉7和联接件孔6之间的可见的接合。 [0025] 发电机8适合于通过四个螺栓连接到支承适配器组件部分1b上，并且设置有对齐栓塞10，该对齐栓塞10适合于定位在支承适配器组件1b上的阶梯孔中。销钉7适合于接合发电机8中的驱动轴，从而在运动中发电。 [0026] 图3所示的联接件4提供了低侧隙驱动耦合，并且通常需要紧公差，但是将在联接件4和轴3之间和在联接件4和销钉7之间具有间隙配合。 [0027] 在图4的布置中，相同的零件标有相同的附图标记。不同之处在于联接件14的不同构型，该联接件14被制成过盈配合，以消除或显著减小侧隙。联接件14与插件4一样具有大体上矩形的形状，但是在其两个长边的端部之间设置有缩腰部段。孔6的内部轮廓在缩腰部段的区域包括两个大体上竖直的壁部，然后，该孔的任一端处的切剖面更宽，分别构成T字形。这在竖直平面上提供了一定的弹性作用，以帮助将联接件14插入轴2中。 [0028] 联接件和销钉提供了货车车轴或轴2与发电机8之间的长接合、便于安装、紧凑性、低侧隙转动的驱动联接，根据所使用的发电机安装方法，其允许旋转轴的轴向、径向和角向位错，这使得两个零件之间的振动最小化，并且延长了使用寿命和可靠性。 [0029] 与已知的具有相似轴向长度的十字滑块联轴(欧氏联轴节，Oldham coupling)技术相比，该联接布置在可允许的轴向和径向位错方面改进了一个数量级，并且显著地改进了可允许的角向位错。

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