Cadena de accionamiento para un vehículo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes.

Cadena de accionamiento para un vehículo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes,

en particularpara vehículos ferroviarios,

1.1 con un motor de accionamiento (7) para el accionamiento del vehículo;

1.2 con un engranaje de cambio de velocidades (2), que comprende un árbol de entrada del engranaje decambio de velocidades (2.1) y un árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2), así como unapluralidad de elementos de conmutación para establecer diferentes relaciones de velocidades entre la velocidaddel árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) y la velocidad del árbol de salida delengranaje de cambio de velocidades (2.2);

1.3 con al menos una rueda motriz (3), que está en un una conexión motriz con el motor de accionamiento (1)mediante el engranaje de cambio de velocidades (2) o que puede hacerse pasar a una conexión de este tipo;

1.4 con una transmisión del par de ruedas (4) en la conexión motriz entre el engranaje de cambio develocidades (2) y la rueda motriz (3), mediante la cual se alimenta potencia motriz a la rueda motriz (3);

1.5 presentando el engranaje de cambio de velocidades (2) un cárter de engranaje de cambio de velocidades(2.3), que incluye los elementos de conmutación y por el que pasa el árbol de salida del engranaje de cambio develocidades (2.2), un árbol conectado con éste u otra salida de potencia para la transmisión de la potenciamotriz desde el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3);

1.6 estando previsto un engranaje inversor separado (5) en la conexión motriz entre el engranaje de cambio develocidades (2) y la transmisión del par de ruedas (4) o entre el motor de accionamiento (1) y el engranaje decambio de velocidades (2), que está posicionado en el exterior del cárter del engranaje de cambio develocidades (2.3) y de la transmisión del par de ruedas (4) y que presenta un árbol de entrada (5.1), así comoun árbol de salida (5.2),

1.7 estando el árbol de entrada (5.1) en conexión motriz con el árbol de salida del engranaje de cambio develocidades (2.2) o pudiendo cambiarse a ésta y estando el árbol de salida (5.2) en una conexión motriz con latransmisión del par de ruedas (4) o pudiendo cambiarse a ésta cuando el engranaje inversor separado (5) estádispuesto en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la transmisión del par deruedas (4) o estando el árbol de entrada (5.1) en una conexión motriz con un árbol de salida (1.1) del motor deaccionamiento (1) o pudiendo cambiarse a ésta y estando el árbol de salida (5.2) en una conexión motriz con elárbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) o pudiendo cambiarse a ésta, cuando elengranaje inversor (5) está dispuesto en la conexión motriz entre el motor de accionamiento (2) y el engranajede cambio de velocidades (2); caracterizada porque

1.8 el engranaje inversor (5) está suspendido en el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) o estásuspendió junto con el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) en un bastidor (6) común; y porqueel engranaje inversor (5) presenta una unidad de conmutación (8) para el ajuste de al menos tres o exactamentetres posiciones de conmutación, comprendiendo una primera posición de conmutación, en la que el árbol desalida (5.2) está en una conexión motriz mecánica con el árbol de entrada (5.1) y gira con la misma velocidad ocon una velocidad diferente y en el mismo sentido de giro que el árbol de entrada (5.1), una segunda posiciónde conmutación, en la que el árbol de salida (5.2) está en una conexión motriz mecánica con el árbol de entrada(5.1) y gira con la misma velocidad o con una velocidad diferente y en el sentido de giro opuesto que el árbol deentrada (5.1) y una tercera posición de conmutación, en la que está interrumpida la conexión motriz mecánicaentre el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2).

Cadena de accionamiento para un vehículo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes

La presente invención se refiere a una cadena de accionamiento de un vehículo motorizado para un vehículo con dos direcciones de marcha equivalentes, por lo tanto, en particular para un vehículo ferroviario.

En vehículos con dos direcciones de marcha equivalentes, es decir, en vehículos, como por ejemplo vehículos ferroviarios, que se mueven tanto en una primera dirección de marcha (dirección hacia adelante) en todas las gamas de velocidades como en una segunda dirección de marcha opuesta a ésta (dirección de marcha hacia atrás) en las mismas gamas de velocidades, accionados por su propio motor de accionamiento, debiendo poder utilizarse las dos direcciones de marcha de forma equivalente, se usan habitualmente engranajes especiales, adaptados para este tipo de vehículo, en particular engranajes hidrodinámicos (engranajes turbo) , en los que están integradas unidades inversoras. Una cadena de accionamiento de vehículo ferroviario convencional presenta, por ejemplo, un motor de accionamiento, llamado también motor de tracción, que está suspendido en el bastidor del vehículo y con el que está conectada una caja de cambios automática, que pone a disposición las mismas gamas de velocidades y pares para los dos sentidos de giro del árbol de salida de la caja de cambios. La estructura de una caja de cambios automática de este tipo se distingue, por lo tanto, considerablemente de la de una caja de cambios de un vehículo industrial, que se usa para vehículos de carretera o en general para vehículos, que usan predominantemente una primera dirección de marcha (dirección hacia adelante) y sólo en pocas ocasiones, por ejemplo para maniobrar, una dirección de marcha opuesta (dirección hacia atrás) , no estando disponibles las mismas gamas de velocidades en la dirección de marcha opuesta.

Además, se sabe emplear unidades inversoras en vehículos ferroviarios en la llamada transmisión del par de ruedas, es decir, en una transmisión que está dispuesta en el árbol del par de ruedas en el bogie y que transmite potencia motriz, que recibe mediante un árbol articulado, en particular un árbol articulado trípode, que se extiende en la dirección longitudinal del vehículo desde la caja de cambios automática, al árbol del par de ruedas que se extiende en la dirección transversal del vehículo o a las ruedas motrices.

La primera forma de realización según el estado de la técnica descrita tiene el inconveniente que deben utilizarse engranajes especiales como engranajes de cambio de velocidades, en particular cajas de cambio automáticas, que en muchas ocasiones son más caros que los engranajes de cambio de velocidades de vehículos industriales comparables, debido a un menor número de unidades en la producción. La segunda forma de realización descrita según el estado de la técnica presenta el inconveniente que la transmisión del par de ruedas, que está suspendida en la zona especialmente cargado por vibraciones del bogie o en el bastidor del bogie, debido a la integración de las unidades inversoras, presenta una masa no suspendida comparativamente grande, lo cual puede conducir a problemas por vibraciones. Además, tampoco aquí pueden usarse transmisiones del par de ruedas estándar que estén libres de unidad inversoras.

El documento DE 198 27 580 A1 describe un engranaje inversor, que está conectado en el lado exterior en la transmisión del par de ruedas y que forma, por lo tanto, junto con la transmisión del par de ruedas una gran masa no suspendida. Debido a ello, actúan grandes fuerzas de aceleración sobre el engranaje inversor, lo cual lleva en la práctica una y otra vez a fallos del engranaje inversor. Las características conocidas por este documento se resumen en el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento DE 857 387 describe una cadena de accionamiento con un engranaje inversor dispuesto en un cárter de un engranaje del cambio de velocidades.

El documento DE 969 433 describe un accionamiento para pares de ruedas de vehículos ferroviarios.

La presente invención tiene el objetivo de poner a disposición una cadena de accionamiento para un vehículo con dos direcciones de marcha equivalentes, opuestas, en particular para un vehículo ferroviario, que permita la utilización de transmisiones de pares de ruedas y engranajes de cambio de velocidades sencillos, éstos últimos en particular también del campo de los vehículos industriales, y que evite los inconvenientes indicados.

El objetivo según la invención se consigue mediante una cadena de accionamiento o un engranaje inversor para esta última según las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas y especialmente recomendables de la invención.

La cadena de accionamiento según la invención presenta un motor de accionamiento para el accionamiento del vehículo, además, un engranaje de cambio de velocidades como convertidor de par o variador de la velocidad. Concretamente, un engranaje de cambio de velocidades presenta un árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades y un árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades, así como una multitud de elementos de conmutación para establecer diferentes relaciones de velocidades entre la velocidad del árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades y de la velocidad del árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades. Además, está previsto un cárter del engranaje de cambio de velocidades, que incluye los elementos de conmutación y por el que pasa el árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades o un árbol conectado con éste para la transmisión de la potencia motriz desde el engranaje de cambio de velocidades. Por supuesto, también es posible otra salida de potencia que esté conectada con el árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades o que pueda conectarse con éste, para hacer salir la potencia motriz del cárter del engranaje de cambio de velocidades. El árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades está en conexión motriz con al menos una rueda motriz. El árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades está en una conexión motriz con el motor de accionamiento, estando dispuesto el engranaje de cambio de velocidades en particular directamente al lado del motor de accionamiento o estando conectado con este desde el punto de vista constructivo. Por lo tanto, es posible transmitir potencia motriz desde el motor de accionamiento mediante el engranaje de cambio de velocidades a la rueda motriz, cambiando entre distintas relaciones de velocidades, es decir, entre distintas marchas en el engranaje de cambio de velocidades.

La transmisión de la potencia motriz del engranaje de cambio de velocidades a la al menos una rueda motriz tiene lugar mediante una transmisión del par de ruedas, en particular como se ha descrito al principio. Por lo tanto, la transmisión del par de ruedas está dispuesta en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades y la rueda motriz.

Según la invención, está previsto un engranaje inversor separado en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades y la transmisión del par de ruedas, que presenta un árbol de entrada y un árbol de salida, estando el árbol de entrada en una conexión motriz con el árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades y el árbol de salida en una conexión motriz con la transmisión del par de ruedas. Por lo tanto, el engranaje inversor separado está previsto adicionalmente al engranaje de cambio de velocidades y a la transmisión del par de ruedas y está posicionado en el exterior del cárter del engranaje de cambio de velocidades y también en el exterior del cárter de la transmisión del par de ruedas, en caso de estar previsto un cárter de este tipo.

Según una forma de realización según la invención alternativa, el engranaje inversor separado está dispuesto en la conexión motriz entre el motor de accionamiento y el engranaje de cambio de velocidades, estando el árbol de entrada en conexión motriz con el árbol de salida del motor de accionamiento o pudiendo cambiarse a ésta y estando el árbol de salida en una conexión motriz con el árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades o pudiendo cambiarse a esta. También en este caso, el engranaje inversor separado está previsto adicionalmente al engranaje inversor y a la transmisión del par de ruedas y está posicionado en el exterior del cárter del engranaje de cambio de velocidades y también en el exterior del cárter de la transmisión del par de ruedas, en caso de estar previsto un cárter de este tipo.

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1. Cadena de accionamiento para un vehículo motorizado con dos direcciones de marcha equivalentes, en particular para vehículos ferroviarios,

1.1 con un motor de accionamiento (7) para el accionamiento del vehículo;

1.2 con un engranaje de cambio de velocidades (2) , que comprende un árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) y un árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) , así como una pluralidad de elementos de conmutación para establecer diferentes relaciones de velocidades entre la velocidad del árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) y la velocidad del árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) ;

1.3 con al menos una rueda motriz (3) , que está en un una conexión motriz con el motor de accionamiento (1) mediante el engranaje de cambio de velocidades (2) o que puede hacerse pasar a una conexión de este tipo;

1.4 con una transmisión del par de ruedas (4) en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la rueda motriz (3) , mediante la cual se alimenta potencia motriz a la rueda motriz (3) ;

1.5 presentando el engranaje de cambio de velocidades (2) un cárter de engranaje de cambio de velocidades (2.3) , que incluye los elementos de conmutación y por el que pasa el árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) , un árbol conectado con éste u otra salida de potencia para la transmisión de la potencia motriz desde el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) ;

1.6 estando previsto un engranaje inversor separado (5) en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la transmisión del par de ruedas (4) o entre el motor de accionamiento (1) y el engranaje de cambio de velocidades (2) , que está posicionado en el exterior del cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) y de la transmisión del par de ruedas (4) y que presenta un árbol de entrada (5.1) , así como un árbol de salida (5.2) ,

1.7 estando el árbol de entrada (5.1) en conexión motriz con el árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) o pudiendo cambiarse a ésta y estando el árbol de salida (5.2) en una conexión motriz con la transmisión del par de ruedas (4) o pudiendo cambiarse a ésta cuando el engranaje inversor separado (5) está dispuesto en la conexión motriz entre el engranaje de cambio de velocidades (2) y la transmisión del par de ruedas (4) o estando el árbol de entrada (5.1) en una conexión motriz con un árbol de salida (1.1) del motor de accionamiento (1) o pudiendo cambiarse a ésta y estando el árbol de salida (5.2) en una conexión motriz con el árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) o pudiendo cambiarse a ésta, cuando el engranaje inversor (5) está dispuesto en la conexión motriz entre el motor de accionamiento (2) y el engranaje de cambio de velocidades (2) ; caracterizada porque 1.8 el engranaje inversor (5) está suspendido en el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) o está suspendió junto con el cárter del engranaje de cambio de velocidades (2.3) en un bastidor (6) común; y porque el engranaje inversor (5) presenta una unidad de conmutación (8) para el ajuste de al menos tres o exactamente tres posiciones de conmutación, comprendiendo una primera posición de conmutación, en la que el árbol de salida (5.2) está en una conexión motriz mecánica con el árbol de entrada (5.1) y gira con la misma velocidad o con una velocidad diferente y en el mismo sentido de giro que el árbol de entrada (5.1) , una segunda posición de conmutación, en la que el árbol de salida (5.2) está en una conexión motriz mecánica con el árbol de entrada (5.1) y gira con la misma velocidad o con una velocidad diferente y en el sentido de giro opuesto que el árbol de entrada (5.1) y una tercera posición de conmutación, en la que está interrumpida la conexión motriz mecánica entre el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) .

2. Cadena de accionamiento según la reivindicación 1, caracterizada porque el motor de accionamiento (1) presenta un árbol de salida (1.1) , en particular en forma de un cigüeñal, que está en una conexión motriz con el árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) o que puede pasarse a una conexión de este tipo, y pudiendo accionarse el árbol de salida (1.1) mediante el motor de accionamiento (1) sólo en un sentido de giro.

3. Cadena de accionamiento según la reivindicación 2, caracterizada porque el engranaje de cambio de velocidades (2) presenta un elemento de conmutación, para invertir a elección el sentido de giro del árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) respecto al sentido de giro del árbol de entrada del engranaje de cambio de velocidades (2.1) .

4. Cadena de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque entre el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) del engranaje inversor (5) está prevista una transmisión de 1 : 1 u otra relación de transmisión fija, de modo que al girar los dos árboles, el árbol de salida (5.2) gira siempre con la misma velocidad que el árbol de entrada (5.1) o los dos árboles (5.1, 5.2) giran siempre con la misma relación de velocidades.

5. Cadena de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el engranaje de cambio de velocidades (2) está realizado como caja de cambios automática o como caja de cambios automatizada.

6. Cadena de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la transmisión del par de ruedas (4) está envuelta por un cárter de la transmisión del par de ruedas (4.3) y porque el engranaje inversor está posicionado en el exterior del cárter de la transmisión del par de ruedas (4.3) .

7. Cadena de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el árbol de entrada

(5.1) del engranaje inversor (5) está conectado directamente o mediante un acoplamiento, en particular un acoplamiento elástico, de manera directa al árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) .

8. Cadena de accionamiento según la reivindicación 7, caracterizada porque el engranaje inversor (5) está dispuesto en la zona del extremo libre del árbol de salida del engranaje de cambio de velocidades (2.2) .

9. Engranaje inversor para el uso en una cadena de accionamiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, con un árbol de entrada (5.1) para la entrada de potencia motriz y un árbol de salida (5.2) para la salida de potencia motriz; con un cárter de engranaje (5.3) , que envuelve al menos en parte el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) ; con un engranaje planetario (7) , que comprende una rueda principal (7.1) , una corona del tren planetario (7.2) y al menos una rueda planetaria (7.3) , estando realizada la transmisión entre la rueda principal (7.1) y la corona del tren planetario (7.2) de tal modo que la rueda principal (7.1) y la corona del tren planetario (7.2) giran siempre con la misma velocidad o la misma relación de velocidades, aunque en sentidos de giro opuestos, la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2) son soportadas de forma no giratoria por el árbol de entrada (5.1) o el árbol de salida (5.2) o están conectadas de forma no giratoria con éstos, caracterizado porque está prevista una unidad de conmutación (8) , mediante la cual puede establecerse en una primera posición de conmutación a elección una conexión motriz directa o mediante un escalón de engranaje mecánico con la misma relación de velocidades que el engranaje planetario (7) entre el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) , o en una segunda posición de conmutación entre uno de los dos árboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2) .

10. Engranaje inversor según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de conmutación (8) presenta una posición de conmutación neutra, en la que está interrumpida tanto la conexión motriz directa entre los dos árboles (5.1, 5.2) como la conexión motriz entre uno de los dos árboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2) , de modo que queda interrumpido el flujo de la potencia motriz entre el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) .

11. Engranaje inversor según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque la unidad de conmutación

(8) presenta un manguito corredizo (8.1) con un dentado, en particular un dentado interior, mediante el cual por medio de un desplazamiento a elegir libremente del manguito corredizo (8.1) puede establecerse una conexión que transmite el par entre los dos árboles (5.1, 5.2) o entre uno de los dos árboles (5.1, 5.2) y la rueda principal (7.1) o la corona del tren planetario (7.2) , teniendo asignado el manguito corredizo (8.1) en particular un cilindro de presión para el desplazamiento del mismo.

12. Engranaje inversor según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el árbol de entrada (5.1) y el árbol de salida (5.2) están dispuestos uno en paralelo al otro y, en particular, de forma coaxial uno respecto al otro, estando alojados en particular exclusivamente en el cárter del engranaje (5.3) .