CN100581890C - 用于轨道车辆的复式万向联轴节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的具有两个铰接平面(20、21)的复式万向联轴节(1)。复式万向联轴节(1)具有两个离合万向节，这两个离合万向节为了通过一个小齿轮空心轴(6)进行转矩传递，经由一个被小齿轮空心轴包围的轴(5)彼此连接，其中一个铰接平面(20)配备给一个具有角度及轴向补偿能力的、具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)，并且另外的铰接平面(21)配备一个扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)。本发明的目的在于确保联轴节元件可以在具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)内简单地且自由地更换。这个目的如此实现，即具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)具有一个可更换的具有内齿的套筒(7)和一个可更换的具有相配的外齿的联轴节轮毂(23)，其中构成为中间轴的轴(5)在端部区域侧与可更换的联轴节轮毂(23)连接并且小齿轮空心轴(6)在可更换的套筒(7)的外部固定在套筒(7)的外壁上。

Description

用于轨道车辆的复式万向联轴节
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆的具有两个铰接平面的复式万向联轴节(Doppelgelenkkupplung)，其具有两个离合万向节(Kupplungsgelenk)，这两个离合万向节为了通过一个小齿轮空心轴进行转矩传递，经由一个被小齿轮空心轴包围的轴彼此连接，其中一个铰接平面配备给一个具有角度及轴向补偿能力的、具有鼓形齿的离合万向节，并且另外的铰接平面配备一个扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节。
背景技术
传统的具有鼓形齿的齿式联轴节用于传递转矩，用于将驱动轴和从动轴连接，以便补偿在两根轴之间出现的轴向平行的、轴向或角度偏移。
相关的驱动单元在文献EP 0878 368 A1中描述，其中各一个具有鼓形齿的齿式联轴节由两个相同的铰链构成，其中存在这样的问题，即相应的鼓形齿需要一个单独的润滑和密封。为了实现非常良好的密封所需要付出的代价很大。其高的空间需求也是不利的。而具有鼓形齿的齿式联轴节的优点在于其非常良好的轴向以及角度补偿能力。
另外一种用于轨道车辆的改善的联轴节在文献D 100 50 757 A1中描述，其中驱动单元设有一个悬挂在汽车车架或底盘上的电动机、一个变速器和一个万向联轴节系统。联轴节系统设置在一个齿轮组轴和变速器之间，其中鼓形齿式联轴节形式的联轴节系统的第一部分整合到变速器的输出齿轮和其润滑油循环内，并且在变速器和齿轮组之间设置联轴节系统的输出侧的第二部分。联轴节系统的第二部分在此为一个橡胶弹性的联轴节。问题在于，橡胶弹性的联轴节部分容易磨损并且因此并非无需维修的。
传统的扭转刚性的弯曲弹性的联轴节，例如全金属联轴节，是这样的联轴节，其通过弹簧特性补偿偏移。它由此具有这样的优点，即它不仅是持久的而且无需维修。然而它在弹性变形和因此偏移方面具有相当大的限制，其中轴向偏移能力受到非常大的限制。
具有电机的横向驱动装置形式的复式万向联轴节在文献DE 29522 268 U1中描述，其中电机的转子轴平行于轨道车辆的驱动轴线并且与一个轴减速器连接，其包括一个小齿轮空心轴，其中齿轮轴至少部分在小齿轮空心轴内部延伸，其中转子轴以其输出侧的端部经由一个电机输出联轴节与齿轮轴耦合并且电机输出联轴节构成为角度及轴向柔性的联轴节。齿轮轴经由一个变速器驱动联轴节与小齿轮空心轴耦合，并且在其端部上通过螺旋弹簧轴向固定，其中螺旋弹簧将齿轮轴在偏转后重新返回到其相对于小齿轮空心轴的中心位置。
一个问题在于，由于鼓形齿将齿轮轴直接连接至小齿轮空心轴，在缺陷的情况下具有鼓形齿的离合万向节的联轴节元件在具有鼓形齿的离合万向节内不具有自由的可更换性。
发明内容
本发明的目的在于，为轨道车辆提供一种复式万向联轴节，其如此合适地构成，使得可以确保联轴节元件在具有鼓形齿的联轴节元件区域内的无问题地简单的且自由的可更换性。
上述目的通过本发明如此实现，即本发明的用于轨道车辆的具有两个铰接平面的复式万向联轴节具有两个离合万向节，这两个离合万向节为了通过一个小齿轮空心轴进行转矩传递，经由一个被小齿轮空心轴包围的轴彼此连接，其中一个铰接平面配备给一个具有角度及轴向补偿能力的、具有鼓形齿的离合万向节，并且另外的铰接平面配备一个扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节，其中根据本发明的特征部分的特征，具有鼓形齿的离合万向节具有一个可更换的具有内齿的套筒和一个可更换的具有与所述内齿相配的外齿的联轴节轮毂(Kupplungsnabe)，其中构成为中间轴的轴在端部区域侧与可更换的联轴节轮毂连接并且小齿轮空心轴在可更换的套筒的外部固定在套筒的外壁上。
具有鼓形齿的离合万向节是一个具有鼓形齿的齿式离合万向节。
扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节可以构成为膜片、垫圈或夹板离合万向节。
垫圈离合万向节形式的扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节具有一个弹性的垫圈作为主要构件，该垫圈在面对具有鼓形齿的离合万向节的一侧上借助于一个第一锁定元件经由一个中间轴法兰与一个中间轴处于固定连接，其中在弹性的垫圈的另外一侧上一个电机轮毂在与法兰的径向对置侧上利用一个自身的电机轮毂法兰借助于一个第二锁定元件固定。
小齿轮空心轴在一个端部区域的端侧上固定在具有鼓形齿的离合万向节上，小齿轮空心轴的另外的端部区域在端侧敞开。
中间轴被一个小齿轮空心轴包围，该小齿轮空心轴的朝向扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节的端部区域在端侧敞开。
具有鼓形齿的离合万向节被可更换的套筒封闭地包围。
套筒设有一个盖板，该盖板可以实现盖板与齿式联轴节轮毂之间的自由空间内的完全密封的润滑。
小齿轮空心轴朝扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节方向根据需要具有一个发散的或圆柱形的内直径。
两个离合万向节在其铰接平面内的布置在齿轮组的区域内不仅构成在齿轮组的外部而且构成在齿轮组的内部。
存在具有不同的特性的不同的联轴节的结合。
扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节的至少两个特性-持久性和无需维修性以及较小的空间需求-使得有可能的是，扭转刚性的弯曲弹性的联轴节安装在驱动装置的这样的位置上，在该位置存在恶劣的环境并且需要无维修性。
具有鼓形齿的齿式离合万向节的特性-高的轴向偏移能力(但是考虑润滑和密封)-提供了这样的可能性，即有利地将齿式离合万向节安装在驱动装置内的这样的位置上，在这样位置以简单的方式处理润滑和密封。
利用本发明的复式万向联轴节可以开发和有利地利用两种不同类型的离合万向节的优点：耐久性和无故障性以及较小的空间需要以及高的角度以及轴向偏移能力，并且在齿轮组区域内的可控制点上的润滑。
附图说明
本发明借助一个实施例通过多个附图详细阐述，其中：
图1本发明的复式万向联轴节(齿式离合万向节/垫圈离合万向节)在静止状态下的示意纵向剖视图；
图2根据图1的复式万向联轴节在偏转状态下的示意纵向剖视图。
具体实施方式
在下面的附图中具有相同功能的构件设有相同的附图标记。
在图1中示出用于轨道车辆的具有两个铰接平面20、21的复式万向联轴节1，其包含两个离合万向节，这两个离合万向节为了通过一个小齿轮空心轴6进行转矩传递，经由一个被小齿轮空心轴包围的轴5彼此连接，其中一个铰接平面20配备给具有角度以及轴向补偿能力的、具有鼓形齿22的离合万向节2，并且另外的铰接平面21配备给扭转刚性的、弯曲弹性的离合万向节3。
根据本发明具有鼓形齿22的离合万向节2具有一个具有内齿的可更换的套筒7和一个具有相配的外齿的可更换的联轴节轮毂23，其中构成为中间轴的轴5在端部区域侧与可更换的联轴节轮毂23连接并且小齿轮空心轴6在可更换的套筒7的外部固定在套筒7的外壁上。
在图1中一个垫圈离合万向节用作扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节3，并且具有鼓形齿22的齿式联轴节用作具有鼓形齿的离合万向节。
垫圈离合万向节3具有一个弹性的垫圈4作为主要构件，该垫圈在面对齿式离合万向节2的一侧上经由一个法兰15借助于一个第一锁定元件26与一个中间轴5处于固定连接。在垫圈4的另外一侧上一个电机轮毂14在与法兰15的径向对置侧上利用一个自身的电机轮毂法兰18借助于一个第二锁定元件27固定。
具有鼓形齿22的齿式离合万向节2固定在一个小齿轮空心轴6的端侧的端部区域12上，其中另外的端部区域13在端侧敞开并且朝向垫圈离合万向节3。
小齿轮空心轴6大致在中心处具有一个小齿轮16或者齿轮，用于连接在一个传动装置(未示出)上。
在此中间轴5被小齿轮空心轴6包围，其朝向扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节3的端部区域在端侧敞开。
具有鼓形齿22的齿式离合万向节2被一个套筒7包围，该套筒设有一个盖板8，该盖板可以实现完全向外密封的润滑，其中润滑油或润滑脂主要位于齿式联轴节轮毂23与盖板8或套筒7之间的自由空间9内。根据需要，套筒7可以是一个封闭的套筒。
具有鼓形齿的齿式离合万向节2的套筒7借助于一个螺钉10固定在小齿轮空心轴6上。
在小齿轮空心轴6和套筒7之间的端部区域12内存在一个内部的密封件17。
小齿轮空心轴6具有一个朝扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节3方向发散的内直径11。
两个离合万向节2、3的设置可以在其铰接平面20、21内在驱动装置或齿轮组的区域内任意构成。
扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节3此外也可以构成为膜片或夹板离合万向节。
接下来借助于图2详细阐述本发明的复式万向联轴节的工作方式：在图2中示出在轴向偏移24和角度偏移25时的复式万向联轴节1。在齿式离合万向节2的轴向偏移24时齿式离合万向节2与小齿轮空心轴6一起朝垫圈离合万向节3方向移动，其中齿式联轴节轮毂23利用盖板8或套筒7的区域内的自由空间9。在同时出现的角度偏移25时中间轴5由联轴节轴线19翻出，由此弹性的垫圈4吸收角度偏移25。
为了清楚示出，在图2中示出铰接平面20、21相对于图1中的静止状态的动态偏移。
利用本发明的复式万向联轴节1可以得到和有利地利用两种不同类型的离合万向节2、3的优点：耐久性和无需维修性以及较小的空间需要以及高的角度以及轴向偏移能力，以及在齿轮组区域内的可控制点上的润滑。
例如可以在用于有轨电车的位于外部的独轮驱动装置中，扭转刚性的弯曲柔性的离合万向节3设置在轮子和变速器之间的位置上，在此存在较小的空间，并且直接设置在有轨电车上方，在此存在恶劣的环境。由于给出的无需维修性，这个扭转刚性的弯曲柔性的离合万向节3在这个环境中的设置是有利的。
然而具有鼓形齿22的齿式离合万向节2可以放置在传动装置的受保护区域内，在该区域内存在足够的用于适配和移动的空间。具有鼓形齿22的齿式离合万向节2可以在那儿通过盖板8或套筒7密封，其不运动并且因此确保向外的密封。
本发明提供了这样的可能性，可以确保在具有鼓形齿的离合万向节的区域内的联轴节元件的无问题的简单的且自由的可更换性。
在图1中具有鼓形齿22的齿式离合万向节2经由小齿轮空心轴6与传动装置固定连接，其中套筒7与小齿轮空心轴6和与套筒适配的盖板8的连接提供了这样的可能性，即向外不存在不利地影响密封的运动的密封元件。具有鼓形齿的齿式离合万向节2向外完全封闭。
因此也显著减小了对具有鼓形齿22的齿式离合万向节2通常较高的维护需求。
利用本发明的复式万向联轴节1提供了这样的可能性，即全面地且灵活地使得轨道车辆与环境及技术状况相适配。
附图标记清单
1   复式万向联轴节
2   具有鼓形齿的离合万向节
3   扭转刚性的弯曲柔性的离合万向节
4   垫圈
5   中间轴
6   小齿轮空心轴
7   套筒
8   盖板
9   自由空间
10  螺钉
11  内直径
12  第一端部区域
13  第二端部区域
14  电机轮毂(Motornabe)
15  法兰
16  小齿轮
17  内密封件
18  电机轮毂法兰
19  联轴节轴线
20  第一铰接平面
21  第二铰接平面
22  鼓形齿
23  齿式联轴节轮毂
24  轴向偏移
25  角度偏移
26  第一锁定元件
27  第二锁定元件

Claims (9)

1.用于轨道车辆的具有两个铰接平面(20、21)的复式万向联轴节(1)，其具有两个离合万向节，这两个离合万向节为了通过一个小齿轮空心轴(6)进行转矩传递，经由一个被小齿轮空心轴包围的中间轴(5)彼此连接，其中一个铰接平面(20)配备给一个具有角度及轴向补偿能力的、具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)，并且另外的铰接平面(21)配备一个扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)；
其特征在于，具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)具有一个可更换的具有内齿的套筒(7)和一个可更换的联轴节轮毂(23)，该联轴节轮毂具有与所述内齿相配的外齿，其中中间轴(5)在端部区域侧与所述可更换的联轴节轮毂(23)连接并且小齿轮空心轴(6)在可更换的套筒(7)的外部固定在套筒(7)的外壁上。
2.如权利要求1所述的复式万向联轴节，其特征在于，具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)是一个具有鼓形齿的齿式离合万向节。
3.如权利要求1所述的复式万向联轴节，其特征在于，扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)构成为膜片、垫圈或夹板离合万向节。
4.如权利要求3所述的复式万向联轴节，其特征在于，垫圈离合万向节形式的扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)具有一个弹性的垫圈(4)作为主要构件，该垫圈在面对具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)的一侧上借助于一个第一锁定元件(26)经由一个中间轴法兰(15)与所述中间轴(5)处于固定连接，其中在弹性的垫圈(4)的另外一侧上一个电机轮毂(14)在与中间轴法兰(15)的径向对置侧上利用一个自身的电机轮毂法兰(18)借助于一个第二锁定元件(27)固定。
5.如权利要求1所述的复式万向联轴节，其特征在于，小齿轮空心轴(6)在一个端部区域(12)的端侧上固定在具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)上，小齿轮空心轴(6)的另外的端部区域(13)在端侧敞开。
6.如权利要求5所述的复式万向联轴节，其特征在于，所述小齿轮空心轴的朝向扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)的端部区域在端侧敞开。
7.如权利要求1所述的复式万向联轴节，其特征在于，具有鼓形齿(22)的离合万向节(2)被可更换的套筒(7)封闭地包围。
8.如权利要求7所述的复式万向联轴节，其特征在于，套筒(7)设有一个盖板(8)，该盖板可以实现盖板(8)与所述可更换的联轴节轮毂(23)之间的自由空间(9)内的完全密封的润滑。
9.如权利要求6所述的复式万向联轴节，其特征在于，小齿轮空心轴(6)朝扭转刚性的弯曲弹性的离合万向节(3)方向具有一个发散的或圆柱形的内直径(11)。
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