Drive units for especially for driving at least one wheel driving shaft of Wazyk shaft

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の序文に記載の特徴をそれぞれ備える、鉄道車両用の特に輪軸シャフトの少なくとも１つの車輪駆動シャフトを駆動するための駆動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に横方向駆動機構を組み込んだ鉄道車両用の駆動ユニットは多くの実施形態が公知である。 これらの駆動ユニットはギヤ部品ユニットと連結された駆動装置を含んでいる。 ギヤ部品ユニットのシャフト回転端は、輪軸シャフトと横方向駆動機構との間の相対運動を平衡するためにヒンジ継手を介して、特に輪軸シャフトの車輪駆動シャフトと連結された中空シャフトによって構成されている。 駆動装置はギヤ部品ユニットの空間的に近傍に配置され、好適には双方、すなわち駆動装置とギヤ部品ユニットとはハウジングの領域で互いにフランジ連結されている。 このような手段によって駆動装置用のラジアル軸受と、対応する軸受ブラケットのみしか必要なくなる。 駆動装置の駆動シャフトのギヤ主軸への連結は回転方向にも放射方向にもずれない、いわゆるダイアフラム形継手を介して行われる。 ギヤ部品ユニット自体は中間歯車を有する一段式、または二段式に構成されることが多い。 被動歯車は中空シャフトに着座し、この被動歯車はねじり強く中空シャフトと連結されるか、または中空シャフトと共に構造ユニットを構成する。 組込式の横方向駆動機構とも呼ばれる、駆動装置とギヤ部品ユニットとからなる部品ユニットは予めサスペンションが取付けられたピボット式フレームの３点だけで固定される。 必要に応じて駆動ユニットにはブレーキ装置が連結され、ブレーキ・ディスクは中空シャフト上に配置される。 作動部材はギヤ部品ユニットのハウジング内に配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の解決方法の欠点は、第１に構造上の転換と製造の総コストが比較的高いことである。 更に、特に低ステップの車両に使用されるような実施形態では、車輪直径がますます小さくなるので、サスペンションが緩くなるため、被動中空シャフトの内径が大きくなると同時に、利用できる半径方向と軸線方向の組立空間が著しく縮小する。 したがって、十分なブレーキ遅延を達成するためにこの領域にブレーキ装置を配置するための十分な組立空間を利用できなくなる。 そのための解決方法はブレーキ装置を別の場所に配置するか、または従来の機械的なブレーキ装置を排して、例えば電気ブレーキ系統のような他のブレーキ系統を導入することであるが、そのためにはコストが増大する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
したがって本発明の目的は、軸線方向および半径方向の組立空間が益々小さくなった場合でも、簡単な手段で十分なブレーキ遅延が達成されるように、特に冒頭に述べた種類の鉄道車両用に使用するための、特に輪軸シャフトの車輪駆動シャフト用の駆動ユニットを改良することにある。 その際に構造上の解決方法は実施が簡単で、製造及び組立コストが低いことで優れている必要がある。 更に、本発明による解決方法は特に低ステップ分野の車両に使用できるものである必要がある。
【０００５】
本発明による解決方法は請求項１の特徴によって特徴付けられる。 有利な実施形態は従属クレームに記載されている。
【０００６】
特に輪軸シャフトの少なくとも１つの車輪駆動シャフトを駆動するための駆動ユニットは、駆動装置、およびこれと連結されたギヤ部品ユニットを有する横方向駆動機構を含んでいる。 ギヤ部品ユニットのシャフト回転端は中空シャフトとして実施され、継手、特にヒンジ継手を介して車輪駆動シャフト、または輪軸シャフトと連結される。 ブレーキ装置は２つの分割ブレーキ装置を含んでおり、これらを用いて全体として必要な制動力を双方の分割ブレーキ装置の作動によって発生可能である。
【０００７】
本発明による解決方法によって、複数のブレーキ装置に分割することによって、ブレーキ装置全体の半径方向と軸線方向でのそれぞれの寸法をより小さく保つことが可能であり、ひいては利用できる組立空間を最適に活用できるという利点が得られる。
【０００８】
個々の分割ブレーキ装置の配置については多くの可能性がある。 これらをギヤ部品ユニットの両側に配置することもでき、その場合は、双方の分割ブレーキ装置の一方がギヤ部品ユニットと、輪軸シャフトとの連結に必要な継手の第１継手部材との間に配置される。 個々の分割ブレーキ装置に必要な組立空間を考慮して必要な制動力を供給するため、互いに連結される部材のための追加の空間を占める固定手段を排して、システム全体の構造的な簡略化がなされた。 その際に、中空シャフトは一方の分割ブレーキ装置用の固定フランジの少なくとも一方と一体に形成される。 他の有利な実施形態では、ヒンジ継手の第１継手部分も中空シャフトと一体に形成される。 それによって先行技術による実施形態と比較して、連結部材に必要である半径方向の組立空間が著しく縮小される。 本発明による解決方法によって、車輪直径がますます小さくなることで、サスペンションが緩くなるため、被動中空シャフトの内径が大きくなってもなお、利用できる半径方向と軸線方向の組立空間が、必要なブレーキ遅延を備えつつ最適に活用されるという利点が得られる。
【０００９】
中空シャフトと分割ブレーキ装置の一方の固定フランジとの、及び／又は中空シャフトとヒンジ継手の第１継手部材との一体の形成に関しても多くの可能性がある。 その場合、鋳造部品または鍛造部品として一体に形成することができる。 しかし、具体的な選択は使用の要件に依るものであり、当業者の判断に委ねられる。
【００１０】
本発明の別の態様では、双方の分割ブレーキ装置をギヤ部品ユニットとヒンジ継手との間に配置することも可能である。 この場合は、双方の固定フランジは中空シャフトと１つの組立ユニットを形成する。
【００１１】
別の実施形態では、ギヤ・ハウジングが一体に形成される。 中空車輪の支承はギヤ部品ユニットのハウジング内の軸受装置を介して行われる。 統一化および規格化のために、軸受の外径は全ての実施バリエーションについて同一であり、一方、使用要件との調整は軸受装置の内径、ひいては中空シャフトの外径の変更を介して行われる。
【００１２】
図面を参照して本発明による解決方法を以下に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、図示した例では輪軸シャフト３から構成されている、少なくとも１つの車輪と連結された少なくとも１つの車輪駆動軸を駆動するための、本発明に基づいて構成された駆動ユニットの基本構造の簡略化された概略図である。 駆動ユニット１は組込式の横方向駆動機構４を含んでいる。 組込み式の横方向駆動機構はギヤ部品ユニット６と連結された駆動装置５を含んでいる。 そのために、駆動装置５の駆動シャフト７は、好適にはねじり強く、また半径方向にずれないように実施されたダイアフラム式継手の形式の継手部材９を介してねじり強くギヤ部品ユニット６の主軸８と連結されている。 ギヤ部品ユニット６はシャフト回転端１０を含んでおり、これは輪軸シャフト３を周囲方向で、またその軸線方向の延長の少なくとも一部にわたって囲む中空シャフト１１によって形成されている。 中空シャフトはヒンジ継手１２を介して輪軸シャフト３と連結されている。 ヒンジ継手１２は第１継手部分１３と第２継手部分１４とを含んでおり、これらはねじりに対して柔軟に互いに連結されている。 第１継手部分１３は中空シャフト１１とねじり強く連結されている。 第２継手部分１４は輪軸シャフト３と少なくとも間接的にねじり強く連結されている。 上記少なくとも間接的にとは、輪軸シャフトに直接連結されるか、または例えば第２継手面のような他の伝達部材を介して行われることを意味する。 有利な実施形態では、中空シャフト１１と第１継手１３とは一体に形成される。 更に、駆動ユニット１はディスク・ブレーキ・ユニット１６の形式で構成されることが好ましいブレーキ装置１５を含んでいる。
【００１４】
本発明に基づき、ブレーキ装置１５はそれぞれがディスク・ブレーキ装置として構成されている少なくとも２つの分割ブレーキ装置１７．１と１７．２とを含んでいる。 それによって必要な全制動力は２つの分割ブレーキ装置１７．１と１７．２とによって発生される。 これらの分割ブレーキ装置は中空シャフト１１に固定可能であるブレーキ・ディスク１８．１もしくは１８．２（輪郭だけを図示）を含んでいる。 そのために、中空シャフトは２つの固定フランジ１９．１および１９．２を備えており、これらの固定フランジは中空シャフト１１と組立てユニットを形成し、少なくとも１つのフランジ（ギヤ部品ユニット６とヒンジ継手１２との間に配置された固定フランジ）は好適には中空シャフト１１と一体に１つの部品から形成される。 他の第２の固定フランジは固定部材を用いて中空シャフト１１に固定される。 その場合、双方の固定フランジ１９．１および１９．２はギヤ部品ユニット６の両側に配置される。 したがって、作動部材（図示せず）を簡単な方法でギヤ部品ユニットのハウジング２０に接して配置し、固定することができる。 分割ブレーキ装置１７．１および１７．２のための固定フランジ１９．１もしくは１９．２を同時に組み込んで中空シャフト１１を一体に形成し、中空シャフト１１と第１継手部分１３との間の、先行技術から公知である、平歯車を省くことによって、製造コストが低くなることの他、半径方向の組立空間の必要性が少なくなるという利点が得られる。 中空シャフト１１と第１継手部分１３との間の平歯車を省くことによって、中空シャフト１１と第１継手部分１３との間の継手のために必要な半径方向の組立空間は少なくてすむ。 更に、制動力を２つのブレーキ装置に分割することによって、中空シャフトの内径ＤＩ１１が大きくなってもなお、ますます小さくなる中空シャフト１１と車輪半径との間の、利用できる半径方向と軸線方向の組立空間を最適に活用することができる。
【００１５】
駆動装置５とギヤ部品ユニット６とは互いに空間的に近傍に配置され、好適にはそれらのハウジング２１と２０の領域で互いにフランジ連結されている。 ギヤ部品ユニット６の構造に関しても多くの可能性がある。 それには、最も簡単な場合、２対の平歯車、すなわち第１平歯車ブロック２２と第２平歯車ブロック２３とが含まれる。 第１平歯車ブロック２２はギヤ主軸８とねじり強く連結された平歯車２４を含み、この平歯車２４はギヤ主軸８と一体の組立てユニットを形成するか、またはギヤ主軸とねじり強く連結されている。 平歯車２４は中間シャフト２５上に配置された平歯車２６と嵌合する。 中間シャフト２５上には更に、第２平歯車ブロック２３の構成部品であり、かつ中空シャフト１１とねじり強く連結された平歯車２８と嵌合する第２平歯車２７が配置されている。 特に有利な実施形態では、中空シャフト１１と平歯車２８とは一体の部品として形成されている。 製造に関しては、中空シャフト１１、固定フランジ１９．２、並びに第１継手部分１３、および最適には更に平歯車２８からなる一体の部品は鋳造部品、または鍛造部品として実施することができる。 それによって、ここではＤ１２で示したヒンジ継手１２の外径、およびここではＤ _{１８．１ 又は Ｄ１８．２}で示したブレーキ・ディスクの外径が最小の場合、それでもなお最大の内径Ｄ _Ｉ１１が可能である。
【００１６】
本発明の別の態様では、ギヤ部品ユニット６のハウジング２０は一体に形成され、ハウジング２０内の中空シャフト１１の軸受２９の内径Ｄ _Ｉ２９にはころ軸受の内径Ｄ _Ａ２９が同じ場合には、僅かな段階が設けられる。 この手段によって、ころ軸受の長い寿命と同時に、極めて小型のギヤの中心部、すなわちギヤ部品ユニット８が達成される。
【００１７】
中空シャフト１１、固定フランジ１９．２、および第１継手部分１３を一体の部品として形成するという本発明による解決方法は組込式の多くの横方向駆動機構４に利用でき、ギヤ部品ユニット６並びに駆動装置５の具体的な実施形態に限定されるものではない。 当業者の専門分野にあるその他の実施形態も考えられる。
【００１８】
図２ａに基づいて、第２ブレーキ装置１７．２の固定フランジ１９．２は中空シャフト１１と一体に形成される。 第１ブレーキ装置１７．１の固定フランジ１９．１は、別個の部品として、固定フランジ１９．１の周囲方向に一定間隔をおいて配置される、例えばねじ部材の形式の固定部材３０によって中空シャフト１１とねじり強く連結されている。 第２ブレーキ装置１７．２のブレーキ・ディスクを固定フランジ１９．２に連結する具体的な実施形態は図２ａに示されている。 図２ｂはブレーキ・ディスク１８．１を第１分割ブレーキ装置１７．１の固定フランジ１９．１に連結し、かつ固定フランジ１９．１を中空シャフト１１に固定することができる具体的な実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて構成された駆動ユニットの基本構造の簡略化した概略軸断面図である。
【図２ａ】個々の分割ブレーキ装置の固定フランジと中空シャフトとの継手を示す図である。
【図２ｂ】個々の分割ブレーキ装置の固定フランジと中空シャフトとの継手を示す図である【符号の説明】
１ 駆動ユニット２ 車輪駆動シャフト３ 輪軸シャフト４ 組込式横方向駆動機構５ 駆動装置６ ギヤ部品ユニット７ 駆動シャフト８ ギヤ部品ユニットの主軸９ 継手１０ シャフト回転端１１ 中空シャフト１２ ヒンジ継手１３ ヒンジ継手の第１継手部分１４ ヒンジ継手の第２継手部分１５ ブレーキ装置１６ ディスク・ブレーキ・ユニット１７．１ 第１分割ブレーキ装置１７．２ 第２分割ブレーキ装置１８．１ 第１分割ブレーキ装置のブレーキ・ディスク１８．２ 第２分割ブレーキ装置のブレーキ・ディスク１９．１ 第１分割ブレーキ装置の固定フランジ１９．２ 第２分割ブレーキ装置の固定フランジ２０ ギヤ部品ユニットのハウジング２１ 駆動装置のハウジング２２ 第１平歯車ブロック２３ 第２平歯車ブロック２４ 平歯車２５ 中間シャフト２６ 平歯車２７ 第２平歯車２８ 平歯車２９ 軸受３０ 固定部材Ｄ _Ｉ２９軸受２９の内径Ｄ _Ａ２９軸受２９の外径Ｄ _１２ヒンジ継手の外径Ｄ _１８．１第１ブレーキ装置の外径Ｄ _１８．２第２分割ブレーキ装置の直径