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DE102011118951A1 - Arrangement for operating multi-component drive of rail-mounted vehicle, has conditioning apparatus, radiator, battery mounting, intermediate circuit box and auxiliary operation converter located on roof and coupled with power pack - Google Patents

Arrangement for operating multi-component drive of rail-mounted vehicle, has conditioning apparatus, radiator, battery mounting, intermediate circuit box and auxiliary operation converter located on roof and coupled with power pack Download PDF

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Abstract

The arrangement has a hybrid power pack (1) arranged by a hybrid drive in a region of a bogie in a lower floor panel construction. Components of the power pack are connected with an exhaust tube (3) over an exhaust gas shaft (2). An air conditioning apparatus (6), a radiator (7), a converter (8) with an electromagnetic compatibility (EMC) filter (9), a battery mounting with batteries (11), an intermediate circuit box (12) and an auxiliary operation converter (13) are located on a roof of a rail vehicle in proximity to a center of a roof structure and coupled with the power pack. The batteries are designed as lithium-ion batteries and/or capacitors and/or combined storage elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Zahnrad mit zwei gegeneinander verspannten Zahnradhälften, wobei die erste Zahnradhälfte einen hohlzylindrischen Bund mit einer Nut aufweist, auf dem die zweite Zahnradhälfte mittels eines in die Nut eingesetzten Befestigungselementes axial formschlüssig befestigt ist, wobei die zweite Ausnehmung eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmung aufweist.The invention relates to a split gear with two mutually braced gear halves, wherein the first gear half has a hollow cylindrical collar with a groove on which the second gear half is axially positively secured by means of a fastening element inserted into the groove, wherein the second recess in a radial direction having extending recess.

Es ist bekannt bei über einen Zahnradtrieb angetriebenen Wellen, wie z. B. Nockenwellen oder Ausgleichswellen, die sich im Betrieb mit halber bzw. doppelter Motorendrehzahl drehen, als Antriebselement anstelle von einfachen, einstückigen Zahnrädern ein jeweils geteiltes Zahnrad mit gegeneinander verspannten Zahnradhälften einzusetzen. Durch die spielfreie Verspannung der Zahnräder wird eine unerwünschte Geräuschentwicklung vermieden, die erfahrungsgemäß bei Verwendung von einstückigen Zahnrädern aufgrund von Spiel auftreten könnte.It is known in over a gear drive driven waves, such. As camshafts or balance shafts that rotate in operation at half or double engine speed, as a drive element instead of simple, one-piece gears use a shared gear with mutually braced gear halves. Due to the backlash-free tension of the gears unwanted noise is avoided, which could experience experience when using one-piece gears due to game experience.

Die EP 0 205 156 B1 offenbart ein geteiltes Zahnrad, das aus einem ersten Zahnradteil und einem zweiten Zahnradteil besteht, wobei die Zahnradteile über eine Omega-förmige Feder gegeneinander verspannt sind. Das erste Zahnradteil weist einen hohlzylindrischen zapfenförmigen Bund auf, mit dem es auf eine Welle aufgeschoben werden kann und der im montierten Zustand die Welle umschließt. Das zweite Zahnradteil wird bei der Montage auf den Außenumfang des Bundes aufgeschoben. Der Bund weist an seinem Außenumfang eine Nut auf, in die ein Sprengring (snap ring) eingesetzt wird, mit dem das zweite Zahnradteil auf dem Bund axial formschlüssig befestigt wird. Das zweite Zahnradteil stützt sich mit seiner von dem ersten Zahnradteil abgewandten Seitenfläche an dem Sprengring ab.The EP 0 205 156 B1 discloses a split gear, which consists of a first gear part and a second gear part, wherein the gear parts are braced against each other via an omega-shaped spring. The first gear part has a hollow cylindrical cone-shaped collar, with which it can be pushed onto a shaft and which encloses the shaft in the mounted state. The second gear part is pushed during assembly on the outer circumference of the federal government. The collar has on its outer circumference a groove into which a snap ring (snap ring) is used, with which the second gear part is mounted axially positive fit on the collar. The second gear part is supported with its side facing away from the first gear part side surface of the snap ring.

In den Figuren der EP 0 205 156 B1 ist der Sprengring nicht dargestellt. Die Befestigung der zweiten Zahnradhälfte auf dem Bund wird lediglich im Beschreibungsteil beschrieben und nicht in der Zeichnung dargestellt.In the figures of EP 0 205 156 B1 the snap ring is not shown. The attachment of the second gear half on the collar is described only in the description part and not shown in the drawing.

Wird der Sprengring wieder aus der Nut entfernt, so lässt sich das zweite Zahnradteil wieder von dem Bund abziehen. Die beiden Zahnradteile sind daher nicht unlösbar miteinander verbunden, sondern die zweite Zahnradhälfte wird lediglich mit einer lösbaren formschlüssigen Verbindung auf dem Bund gehalten.If the snap ring is removed from the groove again, the second gear part can be removed again from the collar. The two gear parts are therefore not inseparably connected to each other, but the second gear half is held only with a releasable positive connection on the collar.

Nachteilig bei dieser bekannten Verbindung zwischen den beiden Zahnradhälften ist außerdem, dass in Axialrichtung der Welle gesehen ein großer Bauraum benötigt wird. Denn der Bund der ersten Zahnradhälfte muss in Axialrichtung gesehen deutlich über die von der ersten Zahnradhälfte abgewandten Seitenfläche der zweiten Zahnradhälfte hinaus ragen, damit die Nut in den Bund eingebracht werden kann und gleichzeitig auch noch am freien Ende des Bundes genügend „Fleisch” vorhanden ist, damit der Bund die geforderte Festigkeit aufweist. Insbesondere bei Nockenwellen oder Ausgleichswellen in Verbrennungsmotoren steht den Konstrukteuren jedoch häufig nur ein sehr geringer Bauraum zur Verfügung.A disadvantage of this known connection between the two gear halves is also that seen in the axial direction of the shaft, a large space is needed. Because the collar of the first gear half must protrude in the axial direction clearly beyond the side facing away from the first gear half side surface of the second gear half, so that the groove can be introduced into the federal government and at the same time still at the free end of the federal sufficient "meat" is present, so that the federal government has the required strength. In particular, in the case of camshafts or balance shafts in internal combustion engines, however, the designers often have only a very small space available.

Aus der Druckschrift US 4,747,321 ist es bekannt, bei einem geteilten Zahnrad ein erstes Zahnradteil (second gear 20) mit einem Bund (shaft 22) und ein zweites Zahnradteil (first gear 18) vorzusehen, das auf den Bund aufgeschoben wird. Der Bund weist eine Nut (groove 34) auf, die fluchtend mit einer Bohrung (counterbore 33) in dem zweiten Zahnradteil angeordnet ist. Mit Hilfe eines von außen in die Nut einsetzbaren Federringes (snap ring 36) wird das zweite Zahnradteil nach dem Aufschieben auf den Bund formschlüssig mit dem Bund des ersten Zahnradteil verbunden. Der Federring ist nach der Montage über die Bohrung in dem zweiten Zahnradteil von außen zugänglich.From the publication US 4,747,321 It is known in a split gear, a first gear part (second gear 20 ) with a collar (shaft 22 ) and a second gear part (first gear 18 ), which is postponed to the federal government. The federal government has a groove (groove 34 ) aligned with a hole (counterbore 33 ) is arranged in the second gear part. With the help of an insertable into the groove from the outside spring ring (snap ring 36 ), the second gear part is connected after sliding onto the collar form-fitting manner with the collar of the first gear part. The spring ring is accessible after mounting on the bore in the second gear part from the outside.

Der Erfindung liegt daher ausgehend von dem Eingangs erwähnten bekannten Zahnrad die Aufgabe zu Grunde ein geteiltes Zahnrad mit zwei gegeneinanderThe invention is therefore based on the above-mentioned known gear the object of a shared gear with two against each other

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0205156 B1 [0003, 0004] EP 0205156 B1 [0003, 0004]
  • US 4747321 [0007] US 4747321 [0007]

Claims (10)

Anordnung zum Betrieb eines Mehrkomponentenantriebs eines Schienenfahrzeuges, wobei ein an sich bekannter Hybridantrieb zum Einsatz kommt, bei dem mindestens ein Power-Pack im Bereich mindestens eines Drehgestells in Unterflurbauweise angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, dass Komponenten des Powerpacks (1) über einen Abgasschacht (2) mit Abgasrohr (3) mit Komponenten auf dem Dach (4) des Schienenfahrzeugs (5) verbunden sind, wobei auf dem Dach (4) eines jeden Schienenfahrzeugs (5) in Annäherung zur Fahrzeugmitte als Dachaufbauten jeweils mindestens eine Klimaanlage (6), ein Kühler (7), ein Umrichter (8) mit einem EMV-Filter (9), eine Batteriehalterung (10) mit Batterien/Akkus (11), ein Zwischenkreiskasten (ZWK) (12) und ein Hilfsbetriebsumrichter (HBU) (13) angeordnet sind, die mit dem Power-Pack (1) gekoppelt sind.Arrangement for operating a multi-component drive of a rail vehicle, wherein a hybrid drive known per se is used, in which at least one power pack is arranged in the region of at least one bogie in underfloor construction, characterized in that components of the power pack ( 1 ) via an exhaust shaft ( 2 ) with exhaust pipe ( 3 ) with components on the roof ( 4 ) of the rail vehicle ( 5 ), whereby on the roof ( 4 ) of each rail vehicle ( 5 ) in proximity to the vehicle center as roof superstructures in each case at least one air conditioning ( 6 ), a cooler ( 7 ), an inverter ( 8th ) with an EMC filter ( 9 ), a battery holder ( 10 ) with batteries / rechargeable batteries ( 11 ), a DC link box (ZWK) ( 12 ) and an auxiliary converter (HBU) ( 13 ) are arranged with the power pack ( 1 ) are coupled. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dachaufbauten und das Power-Pack (1) elektrisch und mittels eines Kühlkreislaufes gekoppelt sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the roof structures and the power pack ( 1 ) are electrically coupled by means of a cooling circuit. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Batterien/Akkus (10) aus Lithium-Ionen-Akkus und/oder Kondensatoren (Power Caps) und/oder Kombispeicher und/oder ähnlichen Elementen bestehen.Arrangement according to claim 1, characterized in that the batteries / accumulators ( 10 ) consist of lithium-ion batteries and / or capacitors (power caps) and / or combination memory and / or similar elements. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Dachaufbauten unter Beachtung einer dynamischen Einschränkungsberechnung im freien Lichtraumprofil des Schienenfahrzeuges (5) angeordnet sind.Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the roof structures under consideration of a dynamic restriction calculation in the free space gauge of the rail vehicle ( 5 ) are arranged. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Massebilanz des Schienenfahrzeuges (5) vor und nach dem Einbau des Hybrid-Power-Packs (1) und der Dachaufbauten durch Änderungen am Innenraumkonzept nahezu ausgeglichen ist und zulässige Achslasten eingehalten werden.Arrangement according to Claims 1 to 4, characterized in that the mass balance of the rail vehicle ( 5 ) before and after installation of the hybrid power pack ( 1 ) and the roof superstructures is almost balanced by changes to the interior concept and permissible axle loads are complied with. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Abgasrohr (3) in thermisch isolierter Bauweise so ausgebildet ist, dass an seinem Außenumfang kreisförmig, vorzugsweise metallische Leerrohre (14) zur Durchführung von Verbindungsleitungen zwischen dem Power-Pack (1) und den Dachaufbauten angeordnet sind.Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the exhaust pipe ( 3 ) is designed in thermally insulated construction so that on its outer circumference circular, preferably metallic conduits ( 14 ) for connecting cables between the power pack ( 1 ) and the roof structures are arranged. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass für Leitungsdurchführungen zwischen den Dacheinbauten und Geräten im Wagenkasten ein passiver Lüftungsschacht (ohne Ventilator) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that a passive ventilation shaft (without fan) is arranged for cable bushings between the roof installations and devices in the car body. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die elektrische Verschaltung der Dachaufbauten mit dem Power-Pack (2) so ausgeführt ist, dass Signal- und Leistungsleitungen vom Dachbereich zum Unterflurbereich verlegt sind.Arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that the electrical interconnection of the roof structures with the power pack ( 2 ) is designed so that signal and power cables are laid from the roof area to the underfloor area. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass eine Kühlung der Anlage erfolgt und diese so geschaltet ist, dass die zu kühlenden Dachaufbauten vom Kühler (7) in einem sehr engen Toleranzbereich für die Betriebstemperatur von ca. 34°C bis 40°C mit Kühlmittel zu versorgen sind, wobei der Rücklauf des Kühlmittels parallel durch die Kühlwasserleitungen des Hilfsbetriebsumrichters (HBU) (13) und der Klimaanlage (6) sowie anschließend des Traktionsumrichters zu leiten ist und der Hilfsbetriebsumrichter (HBU) (13) durch das Hauptvolumen des Durchflusses an Kühlmittel zu beaufschlagen ist.Arrangement according to claim 1 to 8, characterized in that the system is cooled and this is switched so that the roof structures to be cooled from the radiator ( 7 ) are to be supplied with coolant in a very narrow tolerance range for the operating temperature of approx. 34 ° C to 40 ° C, whereby the return flow of the coolant flows in parallel through the cooling water lines of the auxiliary drive (HBU) ( 13 ) and the air conditioning ( 6 ) and then the traction converter and the auxiliary drive (HBU) ( 13 ) is to be acted upon by the main volume of the flow of coolant. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Klimaanlage (6) aus mehreren, vorzugsweise drei Baugruppen zusammengesetzt ist, wobei die erste Baugruppe ein Klimagerät mit Klimakompressor und die zweite Baugruppe einen Klimaumwandler sowie die dritte Baugruppe einen EMV-Filter umfasst.Arrangement according to claim 1 to 9, characterized in that the air conditioning ( 6 ) is composed of a plurality, preferably three modules, wherein the first module comprises an air conditioner with air compressor and the second module comprises a Klimaumwandler and the third module comprises an EMC filter.
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