CN115398111A - 用于以错位补偿方式连接两个轴的能运动的双联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于以错位补偿方式连接两个轴的补偿式联轴器(1)。补偿式联轴器(1)包括：用于与驱动轴连接的第一连接法兰(2)；与第一连接法兰(2)连接的第一弹性补偿元件(3)；用于与被驱动的轴连接的第二连接法兰(4)；与第二连接法兰(4)连接的第二弹性补偿元件(5)。此外，补偿式联轴器(1)还包括布置在第一和第二弹性补偿元件(3、5)之间的中间件(6)。第一弹性补偿元件(3)借助第一法兰螺接部(10)与第一连接法兰(2)连接并借助第一中间件螺接部(11)与中间件(6)连接。第二弹性补偿元件(5)借助第二法兰螺接部(12)与第二连接法兰(4)连接并借助第二中间件螺接部(13)与中间件(6)连接。在此，法兰螺接部(10、12)分别与中间件螺接部(11、13)相对置。

Description

用于以错位补偿方式连接两个轴的能运动的双联轴器

技术领域

本发明涉及用于以错位补偿方式连接两个轴的不能切换的补偿式联轴器，其尤其是用于轨道车辆的驱动系中。

背景技术

尤其是在轨道车辆的部分受弹簧缓冲的驱动系中，在电驱动马达的驱动轴与轮组传动装置的传动装置输入轴之间布置有不能切换的补偿式联轴器，以便将驱动马达的驱动转矩传递到轮组传动装置上。该组件被称为驱动侧的置入件，在此，驱动马达通常悬挂在轨道车辆的被装弹簧的转向架上，而轮组传动装置被实施为桥骑式的传动装置，并且直接支撑在不被装弹簧的桥轴上，即轮组轴上。由于驱动马达和轮组传动装置的这种部分受弹簧缓冲的组件，使得被装弹簧的电动马达相对于不被装弹簧的轮组传动装置在行驶运行中发生相对运动。在行驶运行中，驱动轴与传动装置输入轴之间由此引起的错位可以通过补偿式联轴器来补偿。在驱动马达与轮组传动装置之间通常存在非常小的结构空间，从而使得补偿式联轴器尤其是在轴向方向上必须具有尽可能小的尺寸。

由DE 10 2012 002 660 A1已知一种用于以错位补偿方式连接两个轴的补偿式联轴器，其用于轨道车辆的驱动侧。该补偿式联轴器包括第一和第二法兰以及第一和第二搭板组。在第一和第二搭板组之间布置有中间件。两个搭板组中的每一个都借助螺栓与分别配属的法兰和中间件连接。

发明内容

本发明的任务是提供用于以错位补偿方式连接两个轴的补偿式联轴器，其尤其是在结构简单以及拆装简单方面被进一步改进。

该任务通过具有权利要求1的特征的补偿式联轴器来解决。在从属权利要求中说明了有利的实施方案。

提出了用于以错位补偿方式连接两个轴的补偿式联轴器，其尤其是用于轨道车辆的驱动侧。补偿式联轴器包括用于与驱动轴连接的第一连接法兰和用于与第一连接法兰连接的第一弹性补偿元件。补偿式联轴器还包括用于与被驱动的轴连接的第二连接法兰和与第二连接法兰连接的第二弹性补偿元件。最后，补偿式联轴器包括布置在第一和第二弹性补偿元件之间并与第一和第二弹性补偿元件连接的中间件。补偿式联轴器将驱动轴与被驱动的轴连接起来，从而在运行中将形式为转矩的驱动功率和转动运动从驱动轴传递到被驱动的轴上。

补偿式联轴器尤其用于将驱动转矩从驱动马达传递到轨道车辆的轮组传动装置上。在此，补偿式联轴器可以对错位进行补偿，即对驱动轴与被驱动的轴之间的在轴向方向和径向方向上的位移以及角位移进行补偿。驱动轴可以是电驱动马达的转子轴，或者也可以是与转子轴抗相对扭转地连接的构件。被驱动的轴可以是轮组传动装置的传动装置输入轴或者是抗相对扭转地与传动装置输入轴连接的构件。

第一弹性补偿元件借助第一法兰螺接部与第一连接法兰连接并且借助第一中间件螺接部与中间件连接。以相应的方式，第二弹性补偿元件借助第二法兰螺接部与第二连接法兰连接并且借助第二中间件螺接部与中间件连接。中间件因此将两个弹性补偿元件彼此连接起来。连接法兰和中间件元件优选至少近似刚性的构件，从而通过弹性补偿元件的变形引起所需的错位补偿。

还规定的是，中间件螺接部分别与法兰螺接部相对置。在轴向方向上，法兰螺接部和中间件螺接部因此分别前后相继地布置。在此，法兰螺接部尤其可以分别与中间件螺接部至少近似同轴地布置。只要中间件螺接部与弹性补偿元件一起相对于两个连接法兰运动，彼此相对置的螺接部的同轴度在补偿式联轴器的旋转期间就至少暂时取消。中间件螺接部因此形成松动点，该松动点由于弹性补偿元件的可运动性而会随同运动。由此能够实现驱动轴与被驱动的轴之间的所需的错位补偿。

相反，法兰螺接部形成固定点，这是因为弹性补偿元件借助法兰螺接部紧固在分别配属的连接法兰上，并且各自的连接法兰与所配属的驱动轴或被驱动的轴分别牢固地连接。由此，使得法兰螺接部不会相对于分别配属的轴运动。因此，形式为中间件螺接部的松动点和形式为法兰螺接部的固定点可以分别彼此相对置。中间件平面可以用作相对置的螺接部的参考。中间件平面是与中间件的旋转轴线正交地布置且在轴向方向上至少近似居中地延伸穿过中间件的假想平面。

优选还规定的是，第一法兰螺接部和第一中间件螺接部以及第二法兰螺接部和第二中间件螺接部在周向方向上交替布置。以这种方式实现了改进的振动特性，并因此实现了各个构件的尽可能均匀且较低的负载。

中间件可以有利地由多个中间件元件构成。因此它可以具有至少一个第一中间件元件和第二中间件元件。例如，中间件可以两件式地实施，即仅由第一和第二中间件元件组成。多件式的中间件可以被拆分并重新组合，从而使得即使在安装的状态下补偿式联轴器也能分成两个联轴器半部。这对于装配、拆卸并且在对补偿式联轴器或驱动系的其他元件进行维护工作中可以尤其是有利的。两个中间件元件优选借助第一和第二中间件螺接部彼此连接。在该实施方案中，中间件螺接部将至少三个零件同时彼此连接起来，即将两个弹性补偿元件中的一个弹性补偿元件、第一中间件元件和第二中间件元件连接起来。以这种方式，可以提供能易于装配的构建简单的补偿式联轴器。

第一中间件元件和第二中间件元件可以具有形状锁合地嵌套配合的形状锁合元件。形状锁合元件例如可以实施为相互配合的轴颈和下沉部或实施为凹部和突起部。例如，通过将两个中间件元件相对彼此扭转，可以使形状锁合元件重叠并然后推入到彼此中，从而使它们形成形状锁合。以此在两个中间件元件之间实现的形状锁合能够实现传递高转矩。可以将各个中间件元件保持在一起的中间件螺接部可以通过形状锁合元件减负荷。尤其地，所提及的螺接部不经受剪切应力或仅经受减小的剪切应力。

所提到的形状锁合元件优选被实施成，使得形状锁合能通过两个中间件元件轴向上彼此推离来分开，在轴向上彼此推离时，弹性补偿元件轴向变形。形状锁合元件被实施成，弹性补偿元件的弹簧行程足以使形状锁合松开。为此，典型地例如在从2毫米到10毫米的范围内的几毫米的弹簧行程就足够了。两个中间件元件可以首先在轴向方向上被相对彼此拉开，并然后也可以在径向方向上相互推移。因此，使得具有驱动侧的联轴器半部的驱动系的驱动侧的部分可以与具有输出侧的联轴器半部的驱动系的输出侧的部分分开。形状锁合的凹部和突起部及其尺寸可以与弹性补偿元件的弹性相协调，从而使两个联轴器半部能简单地分开。

形状锁合元件的尺寸和形状可以由本领域技术人员针对具体应用来确认，使得能经由由此实现的形状锁合传递所需的最大转矩。

根据另一有利的实施方案，第一中间件元件和第二中间件元件可以相同地构成。该实施方案使制造变得简单并降低生产和储存成本。

第一中间件元件和第二中间件元件优选分别具有在周向方向上交替的用于中间件螺接部的通孔和螺纹孔。两个中间件元件的通孔和螺纹孔在它们的位置和尺寸方面如下这样地相互协调，即，使得螺钉可以拧入中间件元件的螺纹孔中，其中，螺钉穿插过弹性补偿元件的衬套并穿过另一中间件元件的通孔并因此将两个中间件元件保持在一起。螺钉因此同时将各自的弹性补偿元件与两个中间件元件连接起来。螺钉和所提到的螺纹孔因此形成中间件螺接部的基本元件。附加地，中间件螺接部也可以包括垫圈和/或锁紧圈。

另一实施方式规定的是，第一中间件元件和第二中间件元件分别至少近似多边形地设计。由此在得到相对高的转矩传递性的同时得到了特别轻且节省材料的结构形式。在每个多边形的中间件元件的角区域中可以分别布置有用于其中一个中间件螺接部的所提到的通孔中的一个通孔或所提到的螺纹孔中的一个螺纹孔。

两个弹性补偿元件可以实施为万向节盘。这种万向节盘也被称为哈迪盘(Hardyscheibe)。弹性补偿元件可以有利地分别实施为线材增强的弹性体盘。在替选的实施方案中，每个弹性补偿元件也可以由单个的弹性的、线材增强的搭板组成，这些搭板组合成搭板复合体。在线材增强的弹性体盘或弹性体搭板的情况下，可以将线材圈嵌入到弹性体中，其中，在转矩传递时，线材圈吸收大部分负载。弹性体主体可以将线材圈保持在一起或保持在期望的定位中，以及保护它们免受外部影响。与传统的弹性补偿元件(例如金属搭板)相比，具有弹性体主体的线材增强的补偿元件具有的优点是，它们对冲击、尤其是转矩冲击以及驱动系中的振动进行阻尼。

连接法兰可以分别具有毂区域，毂区域适用于与驱动轴或被驱动的轴的抗相对转动的连接。毂区域可以在内周部上例如具有用于形状锁合的连接的内齿部或用于与待连接的轴压接的加工的柱面。从连接法兰的毂区域出发，可以在径向方向上延伸有用于与所配属的弹性补偿元件连接的多个紧固区段。因此，可以从毂区域径向向外延伸有例如多个在周部上均匀分布的紧固臂。在紧固臂的径向靠外的区域中，这些紧固臂可以借助紧固机构与所配属的弹性补偿元件连接。两个连接法兰的毂区域可以有利地径向布置在弹性连接元件内部，由此得到了补偿式联轴器在轴向方向上的短的结构形状。

附图说明

下面结合附图中所绘制出的实施例更详细地解释本发明及其优点。

其中：

图1以侧视图示出根据本发明的补偿式联轴器；

图2a以第一透视图示出图1的补偿式联轴器的中间件元件；

图2b以第二透视图示出图1的补偿式联轴器的中间件元件；

图3示出图1的补偿式联轴器的中间件的透视图；

图4以截面图示出图1的补偿式联轴器的截段。

具体实施方式

图1中所示的补偿式联轴器1被设置成用于以错位补偿的方式连接轨道车辆的驱动系中的两个轴。尤其地，补偿式联轴器在此可以布置在驱动马达与下游的传动装置之间的动力流中。补偿式联轴器1在此应将驱动马达的驱动转矩传递到轨道车辆的轮组传动装置上，并同时对移位进行补偿。移位可以以驱动轴与被驱动的轴之间的轴向的、径向的和角度的错位的形式来补偿。在本示例中，驱动轴相应于驱动马达的马达轴，而被驱动的轴相应于变档传动装置的传动装置输入轴。错位可能至少部分地已经在静止状态下存在。然而，大部分错位在行驶运行中例如由于轨道车辆的驱动系中的振动而出现。

补偿式联轴器1包括用于与驱动轴连接的第一连接法兰2和借助第一法兰螺接部10与第一连接法兰2连接的第一弹性补偿元件3。补偿式联轴器1还包括用于与被驱动的轴连接的第二连接法兰4和借助第二法兰螺接部12与第二连接法兰4连接的第二弹性补偿元件5。两个弹性补偿元件3和5中的每一个都实施为线材增强的弹性体盘。

在第一弹性补偿元件3与第二弹性补偿元件5之间布置有中间件6。中间件6两件式地实施。它包括第一中间件元件7和第二中间件元件8。两个中间件元件7和8借助第一中间件螺接部11和第二中间件螺接部13彼此连接。第一中间件螺接部11分别包括螺钉，螺钉延伸穿过第一弹性补偿元件3并穿过第一中间件元件7中的通孔并螺接在第二中间件元件8中的螺纹孔中。以这种方式，第一中间件螺接部11将两个中间件7和8保持在一起，并同时将它们与第一弹性补偿元件3连接起来。以相应的方式，第二中间件螺接部13也分别包括螺钉23，该螺钉延伸穿过第二弹性补偿元件5并穿过第二中间件元件8中的通孔14并螺接在第一中间件元件7的螺纹孔15中。

法兰螺接部10、12分别在轴向方向上与所配属的中间件螺接部11、13相对置。轴向方向涉及补偿式联轴器1的中心轴线27的方向。中心轴线27至少近似地相应于中间件6在运行中的旋转轴线。由于上述的驱动轴与被驱动的轴之间的错位，使得中间件6在运行中以其旋转轴线实施摇摆运动，从而使得补偿式联轴器1的所有构件都不精确地围绕中心轴线27旋转。随着中间件6的所描述的摇摆运动，中间件螺接部11、13也运动，而弹性补偿元件3和5相应地变形。由于这些运动，使得中间件螺接部11和13也可以被描述为松动点。与之相比，法兰螺接部10和12可以被描述为固定点，这是因为它们经由连接法兰2或4刚性地与驱动轴或被驱动的轴连接。

此外，沿第一中间件元件7与第二中间件元件8之间的分离位置还标注了与中心轴线27正交布置的中间件平面9。中间件平面9因此在轴向方向上居中地布置在中间件6内。彼此配属的法兰螺接部10、12和中间件螺接部11、13分别关于中间件平面9对置。此外，其中一个法兰螺接部10、12和所配属的中间件螺接部11、13分别至少近似彼此同轴布置。

基于中间件平面9，补偿式联轴器1可以被划分成驱动侧的联轴器半部和输出侧的联轴器半部。在此，可以给驱动侧的联轴器半部配属第一连接法兰2、第一弹性补偿元件3、第一中间件元件7、第一法兰螺接部10和第一中间件螺接部11。因此，可以给输出侧的联轴器半部配属第二连接法兰4、第二弹性补偿元件5、第二中间件元件7、第二法兰螺接部10和第二中间件螺接部13。两个联轴器半部可以通过如下方式在中间件平面9处分开并再次彼此连接，即，将中间件螺接部11和13拧接或螺接。

第一法兰螺接部10和第一中间件螺接部11在补偿式联轴器1的周向方向上交替布置。同样地，第二法兰螺接部12和第二中间件螺接部13在周向方向上交替布置。

图2a和图2b示出了两个中间件元件7和8中的一个，它们在本实施例中相同地构成。图2a示出了中间件元件7、8的在装配状态下朝向补偿式联轴器1的另外的中间件元件8、7的侧。图2b示出了中间件元件7、8的在装配状态下相应地朝向所配属的弹性补偿元件3或5的侧。两个中间件元件7、8分别具有六边形的基本形状。在每个六边形的中间件元件7、8的六个角区域中的每一个中分别设置有孔。在周向方向上，通孔14与中间件螺接部11、13的螺纹孔15分别交替地出现。

第一中间件元件7和第二中间件元件8还具有形式为轴颈16和下沉部17的形状锁合地嵌套配合的形状锁合元件16、17。轴颈16分别与相配属的螺纹孔15同心地实施，而下沉部17分别与相配属的通孔14同心地布置。形状锁合元件16和17被实施成，使得形状锁合能通过将两个中间件元件7、8轴向推离彼此而分开。相互配属的形状锁合元件16和17在装配状态下分别交错嵌接时的深度可以与弹性补偿元件3、5的弹性如下这样地相协调，即，使得所需的最大转矩能经由形状锁合元件16、17传递，从而驱动轴与被驱动的轴之间的预期的错位被补偿并且在安装状态下同时能通过轴向推离彼此来分开形状锁合。在图2b中能看到另外的下沉部18，这些另外的下沉部分别在每个中间件元件7和8的背离中间件平面9的那侧上布置在通孔14的区域中。这些另外的下沉部18能够实现与布置在所配属的弹性补偿元件3或5中的衬套19、20形状锁合并因此确保高转矩的可靠传递。

图3以透视图示出组合成中间件6的两个中间件元件7和8。形状锁合元件16和17分别拼接在一起并且无法从外部看到。

图4以截面图示出补偿式联轴器1的截段。在图4的下部区域中，能看到第一中间件螺接部11和第二法兰螺接部12。第一中间件螺接部11和第二法兰螺接部12彼此同轴地布置并且关于中间件平面9彼此相对置。第一弹性补偿元件3借助第一中间件螺接部11与中间件6连接。中间件6由组合的第一和第二中间件元件7和8构成。两个中间件元件7和8也由第一中间件螺接部11保持在一起。

螺钉23和第二中间件元件8中的螺纹孔15形成第一中间件螺接部11的基本元件。螺钉23穿插通过衬套19和通孔14并拧紧在螺纹孔15中。螺钉24和第二连接法兰4中的另外的螺纹孔28形成第二法兰螺接部12的基本元件。螺钉24穿插通过弹性补偿元件5中的衬套20并拧紧在另外的螺纹孔28中。分别配属的中间件螺接部11和法兰螺接部12的同轴布置尤其能通过同轴布置的螺钉23和24看出。

布置在中间件平面9的区域中的形状锁合元件16和17以形状锁合的方式交错嵌接，并因此确保即使是高转矩和转矩峰值也被可靠传递。中间件螺接部11和13由此被减负荷并且不必传递出现的最大转矩。

另外的下沉部18也有助于高转矩的可靠传递，这些下沉部分别在每个中间件元件7、8的背离中间件平面9的那侧上布置在通孔14的区域中。这些另外的下沉部18能够实现与布置在所配属的弹性补偿元件3或5中的衬套19、20形状锁合，并因此确保高转矩的可靠传递。为了相同的目的，在第一和第二连接法兰2和4上的另外的螺纹孔28的区域中也布置有相应的另外的下沉部18。在此，这些另外的下沉部18也能够实现与第一和第二弹性补偿元件3或5的衬套19或20形状锁合。

在第一和第二弹性补偿元件3和5的剖面上分别能看到线材组25或26，它们被各自的弹性补偿元件3或5的弹性体本体包套。线材组25和26分别围绕所配属的弹性补偿元件3或5的衬套19或20地缠绕并且因此可以传递来自各自的连接法兰的转矩的大部分。同时，弹性补偿元件3和5可以阻尼驱动系中的振动和冲击。

每个连接法兰2、4的毂区域21或22从外朝中间件平面9的方向在弹性连接元件3和5的径向内部延伸。由此可以使补偿式联轴器1的轴向尺寸保持得非常小，因此使得补偿式联轴器1也能在非常狭窄的空间条件下使用。

附图标记列表

1 补偿式联轴器

2 第一连接法兰

3 第一弹性补偿元件

4 第二连接法兰

5 第二弹性补偿元件

6 中间件

7 第一中间件元件

8 第二中间件元件

9 中间件平面

10 第一法兰螺接部

11 第一中间件螺接部

12 第二法兰螺接部

13 第二中间件螺接部

14 通孔

15 螺纹孔

16 形状锁合元件、轴颈

17 形状锁合元件、下沉部

18 另外的下沉部

19 衬套

20 衬套

21 毂区域

22 毂区域

23 螺钉

24 螺钉

25 线材组

26 线材组

27 中心轴线

28 另外的螺纹孔

Claims (9)

1.用于以错位补偿方式连接两个轴的补偿式联轴器(1)，所述补偿式联轴器尤其是使用在轨道车辆的驱动系中，所述补偿式联轴器具有：

用于与驱动轴连接的第一连接法兰(2)；

与所述第一连接法兰(2)连接的至少一个第一弹性补偿元件(3)；

用于与受驱动的轴连接的第二连接法兰(4)；

与所述第二连接法兰(4)连接的至少一个第二弹性补偿元件(5)；以及

中间件(6)，所述中间件布置在第一和第二弹性补偿元件(3、5)之间并与所述第一和第二弹性补偿元件(3、5)连接，

其中，所述第一弹性补偿元件(3)借助第一法兰螺接部(10)与所述第一连接法兰(2)连接并借助第一中间件螺接部(11)与所述中间件(6)连接，并且

其中，所述第二弹性补偿元件(5)借助第二法兰螺接部(12)与所述第二连接法兰(4)连接并借助第二中间件螺接部(13)与所述中间件(6)连接，

其特征在于，

法兰螺接部(10、12)分别与中间件螺接部(11、13)相对置。

2.根据权利要求1所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述第一法兰螺接部(10)和所述第一中间件螺接部(11)在周向方向上交替布置，并且所述第二法兰螺接部(12)和所述第二中间件螺接部(13)在周向方向上交替布置。

3.根据权利要求1或2所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述中间件(6)具有至少一个第一中间件元件(7)和第二中间件元件(8)，并且两个中间件件元件(7、8)借助第一和/或第二中间件螺接部(11、13)彼此连接。

4.根据权利要求3所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述第一中间件元件(7)和所述第二中间件元件(8)具有形状锁合地嵌套配合的形状锁合元件(16、17)。

5.根据权利要求4所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述形状锁合元件(16、17)被实施成，由它们形成的形状锁合能通过所述两个中间件元件(7、8)轴向移开彼此而分开。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述第一中间件元件(7)和所述第二中间件元件(8)相同地构成。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述第一中间件元件(7)和所述第二中间件元件(8)分别在周向方向上交替地具有用于所述中间件螺接部(11、13)的通孔(14)和螺纹孔(15)。

8.根据权利要求7所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，所述第一中间件元件(7)和所述第二中间件元件(7、8)分别至少近似多边形地构成，并且在每个多边形的中间件元件(7、8)的角区域中分别布置有所述通孔(14)中的一个通孔或所述螺纹孔(15)中的一个螺纹孔。

9.根据前述权利要求中任一项所述的补偿式联轴器(1)，其特征在于，每个弹性补偿元件(3、5)实施为线材增强的弹性体盘。

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