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Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplungsvorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Die
DE 10 2015 010 195 A1 offenbart eine Kupplungsvorrichtung insbesondere zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug, wobei die Kupplungsvorrichtung eine erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung in Form von fadenverstärkten gewickelten Gelenkscheiben oder fadenverstärkten gewickelten Laschen aufweist und als doppelkardanische Kupplung mit einem trennbaren Zwischenstück aufweist. Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung in Form der offenbarten Gelenkscheibe oder der offenbarten fadenverstärkten gewickelten Lasche ist aufwendig herzustellen und im Falle eines Defekts aufwendig zu ersetzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Kupplungsvorrichtung nach dem Stand der Technik weiterzuentwickeln, insbesondere die fadenverstärkte gewickelte Gelenkvorrichtung zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird mit einer auf die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Kupplungsvorrichtung gelöst.
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Erfindungsgemäß weist die Kupplungsvorrichtung bandförmige Elemente auf, welche mit dem ersten und dem zweiten Flansch verbunden sind. Die Enden des jeweiligen bandförmigen Elementes sind so ausgebildet, dass diese auf einfache Weise mit den zu verbindenden Bauteilen, beispielsweise dem Flansch oder einem mit dem Flansch verbundenen Bauteil, verbunden werden können.
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Es besteht die Möglichkeit das Ende des bandförmigen Elementes ausschließlich kraftschlüssig im Gegenstück zu halten, indem beispielsweise das Gegenstück eine Klemmvorrichtung aufweist, in welcher das Ende des bandförmigen Elementes eingeklemmt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit das bandförmige Element formschlüssig im Gegenstück zu halten, welches beispielsweise durch eine Verdickung des Endes des bandförmigen Elementes und einer entsprechenden Ausbildung des Gegenstücks möglich ist. Auch durch Umbiegen des Endes des bandförmigen Elementes kann das bandförmige Element sicher im Gegenstück, beispielsweise in einer Nut des Gegenstücks befestigt werden.
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Indem das Ende des bandförmigen Elementes oder das Gegenstück in welchem das bandförmige Element gehaltert ist eine zusätzliche Elastizität aufweist, indem beispielsweise zusätzliches elastisches Material, entweder im Ende des bandförmigen Elements oder in der Aufnahme des Gegenstücks, in welchem das bandförmige Element gehaltert ist, eingebracht ist, kann eine zusätzliche Dämpfung von Schwingungen und somit eine Geräuschentkopplung erreicht werden. Das bandförmige Element kann aus einem flachen ebenen Halbzeug hergestellt werden. Es besteht die Möglichkeit hierzu Organoblech zu verwenden, welches auch als Faser-Matrix-Halbzeug einem sogenannten Faserverbundwerkstoff bezeichnet wird. Das Ende des bandförmigen Elementes kann bei Verwendung dieses Werkstoffes aus bereits ausgehärteten ebenen Halbzeugen unter Erwärmen umgeformt und gepresst werden.
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Es besteht jedoch ebenso die Möglichkeit das bandförmige Element aus Stahlblech herzustellen, dessen Enden entsprechend verformt oder entsprechend umgebogen werden.
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Das bandförmige Element weist eine Länge auf, welche sich aus dem Abstand zwischen dem Verbindungsteil des ersten Flansches zum Verbindungsteil des zweiten Flansches bemisst und weist eine Dicke und eine Breite auf. Das bandförmige Element ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist, wodurch das bandförmige Elementeine eine breite und eine schmale Seite aufweist. In der Kupplungsvorrichtung ist das bandförmige Element vorzugsweise so angeordnet, dass die schmale Seite des bandförmigen Elementes in Richtung Drehachse weist und die breite Seite des bandförmigen Elementes parallel zur Drehachse angeordnet ist. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, das bandförmige Element in Richtung seiner Längsachse mit einer definierten Verdrillung zu montieren, um eine zusätzliche Elastizität einzubringen.
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Am Umfang sind die bandförmigen Elemente so zu montieren, dass mindestens ein bandförmiges Element bei Belastung unter Zug eine Drehmomentrichtung, welche auf die Kupplung wirkt, übertragen kann und ein anderes bandförmiges Element bei Belastung unter Zug die entgegengesetzte Drehmomentrichtung übertragen kann.
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Es besteht auch die Möglichkeit bei der
DE 10 2015 005 317 A1 die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen vollständig durch die bandförmigen Elemente zu ersetzen, die Kupplung an sich jedoch vom Prinzip gleich aufzubauen. Die bandförmigen Elemente müssen dann nur mit den jeweiligen Befestigungsmitteln in Form der Kopfschrauben verbunden werden. Hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass das Ende des bandförmigen Elementes zum Kreisring umgeformt wird, durch welchen das Befestigungsmittel der
DE 10 2015 005 317 A1 dann hindurchgeschoben werden kann, um das bandförmige Element zu befestigen. Das Ende des bandförmigen Elementes kann dann auch mittels Schweißung zusätzlich zum Kreis geschlossen werden.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung kann wie die
DE 10 2015 005 317 A1 in einem Schienenfahrzeug als antriebsseitige Kupplung oder abtriebsseitige Kupplung verwendet werden.
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Weiter Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Es zeigen:
- 1 eine Kupplungsvorrichtung mit einem auf einer Seite angeordneten bandförmigen Element,
- 2 eine Kupplungsvorrichtung mit beidseitig angeordneten bandförmigen Elementen,
- 3 eine Kupplungsvorrichtung mit einem bandförmigen Element und umgebogenen Enden,
- 4 eine Draufsicht auf die Kupplungsvorrichtung,
- 5 ein bandförmiges Element mit verdickten Enden,
- 6 ein bandförmiges Element mit verdickten Enden.
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Die Kupplungsvorrichtung nach 1 weist einen Flansch 1 auf, welcher beispielsweise mit einem Elektromotor eines Schienenfahrzeugs verbindbar ist. Mit diesem Flansch 1 ist ein Befestigungsmittel 2 verbunden, an welchem das bandförmige Element 3 befestigt ist. Das bandförmige Element 3 kann im Befestigungsmittel 2 eingeklemmt werden oder es kann dieses umschließen, indem das Ende 4 als Kreisring umgeformt ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Befestigungsmittel 2 einen Schlitz aufweist, in welchen eine Verdickung des Endes 4 eingreift. Es besteht die Möglichkeit, das Befestigungsmittel 2 auch einstückig mit dem Flansch 1 auszubilden. Ebenso besteht die Möglichkeit, mehrere bandförmige Elemente 3 nebeneinander anzuordnen. Hierzu ist das Befestigungsmittel 2 entsprechend länger auszubilden. Es besteht die Möglichkeit das bandförmige Element 3 bei Vorhandensein der Verdickung des Endes 4 in die Ausnehmung im Befestigungsmittel 2 zu montieren, indem das Befestigungsmittel 2 vom Flansch 1 getrennt wird und dann das bandförmige Element 3 eingeschoben wird bis zum Anschlag 5. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Anschlag 5 so auszubilden, dass dieser entfernt werden kann, um das bandförmige Element 3 von außen in das Befestigungsmittel 2 einzuschieben. Der Anschlag 5 kann kreisrund ausgebildet sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit nur einen Querstift in die Ausnehmung einzubringen, damit das bandförmige Element 3 nicht wieder aus der Ausnehmung herausgleiten kann. Das Ende 6 des bandförmigen Elementes 3 ist mit dem Befestigungsmittel 2 ebenso kraftschlüssig, formschlüssig oder einer Kombination von beiden befestigt, wobei das Befestigungsmittel 2 mit dem Flansch 7 verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Bei einer einfach kardanischen Kupplung bildet der Flansch 7 den Abtrieb der Kupplung, wenn der Flansch 1 den Antrieb bildet. Bei Ausbildung der Kupplungsvorrichtung als doppelkardanische Kupplung bildet der Flansch 7 das Zwischenstück zur folgenden identisch ausgebildeten zweiten Kupplungsvorrichtung. Das bandförmige Element 3 kann als Organoblech oder als Stahlblech oder sonstiges Faserkunststoffverbundelement ausgebildet sein. Die Befestigungsarten des bandförmigen Elementes 3 sowie das Material des bandförmiges Elementes 3 gelten auch für die weiteren Ausführungsbeispiele.
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Fig. 2:
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Im Gegensatz zur Ausführung der 1 ist das bandförmige Element 3 beidseitig des Armes 8 des Flansches 1 am Befestigungsmittel 2 angeordnet. Das Befestigungsmittel 2 ist wiederum mit dem Flansch 1 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Es besteht auch hier die Möglichkeit nebeneinander mehrere bandförmige Elemente 3 anzuordnen.
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Fig.3:
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Indem das Ende 4 und das Ende 6 des bandförmigen Elementes 3 in entgegengesetzte Richtungen umgebogen sind, besteht die Möglichkeit, dass diese Enden 4 und 6 in die jeweiligen korrespondierenden Ausnehmungen im Befestigungselement 2 eingreifen, wodurch auf einfache Weise die Montage und Herstellung der Kupplungsvorrichtung bewirkt wird. Die bandförmigen Elemente können auf einfache Weise von außen in die Ausnehmungen eingeschoben werden.
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Fig. 4:
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Die bandförmigen Elemente 3 sind so angeordnet, dass bei Beaufschlagung des Flansches 1 in einer ersten Drehmomentrichtung zwei der vier bandförmigen Elemente 3 auf Zug beansprucht werden und dieses Drehmoment übertragen. Bei dem Wechsel der Drehmomentrichtung werden die anderen beiden bandförmigen Elemente 3 auf Zug beansprucht und übertragen dann dieses Drehmoment auf den Flansch 7. Hierzu sind jeweils an einem Arm 8 zwei Befestigungsmittel angeordnet, an welchen das bandförmige Element 3 befestigt ist. Es besteht jedoch auch, wie in 3 gezeigt, die Möglichkeit zwei bandförmige Elemente an einem Befestigungsmittel 2 zu befestigen. Wie hier gezeigt weist die Kupplungsvorrichtung vier Arme 8 auf, somit je zwei Arme 8 für den Flansch 1 und zwei Arme 8 für den Flansch 7. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit mehr als zwei Arme 8 pro Flansch 1 oder 7 zu verwenden, wodurch die Anzahl der bandförmigen Elemente 3 ebenfalls erhöht wird.
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Fig. 5:
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Das bandförmige Element 3, welches beispielsweise auch aus zwei Halbzeugen hergestellt sein kann, weist an jedem Ende 4 und 6 eine Verdickung auf, welche aus dem bandförmige Element 3 und einer Hülse 9 besteht, wobei zwischen dem bandförmige Element 3 und der Hülse 9 ein Elastomer, beispielsweise ein Nitril-Butadien-Kautschuk oder ein Thermoplastisches Elastomer angeordnet ist. Die Hülse 9 kann beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit die Hülse 9 aus einem andersartigen Kunststoff herzustellen. Die Hülse 9 wird zur Montage in eine in dem nicht gezeigten Befestigungsmittel 2 angeordneten Ausnehmung geschoben und dort befestigt.
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Fig. 6:
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Das bandförmige Element 3 weist am Ende 4 und 6 eine Verdickung auf, welche symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet sein kann und in welcher sich ein elastisches Element, beispielsweise ein Nitril-Butadien-Kautschuk oder ein Thermoplastisches Elastomer, befindet. Das Befestigungsmittel 2 weist eine entsprechende Ausnehmung auf, in welche die Verdickung, somit das Ende 4 und 6, eingeführt ist. Dadurch ist das bandförmige Element 3 im Befestigungsmittel 2 befestigt. Durch die Verwendung des elastischen Materials bei der Ausführung nach 5 und 6 wird die Dämpfung von Schwingungen, insbesondere das Geräuschverhalten bzw. die Übertragbarkeit von Schwingungen verbessert, welches insbesondere im Schienenfahrzeug von Vorteil ist. Zusätzlich kann die Elastizität der Kupplung durch Verwendung mehrerer nebeneinander angeordneter bandförmiger Elemente auch aus unterschiedlichen Materialen zusätzlich verbessert werden. Durch die Ausbildung und Verwendung des bandförmigen Elementes 3 kann eine kostengünstige, einfach zu ersetzende Kupplungsvorrichtung geschaffen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flansch
- 2
- Befestigungsmittel
- 3
- Bandförmiges Element
- 4
- Ende
- 5
- Anschlag
- 6
- Ende
- 7
- Flansch
- 8
- Arm
- 9
- Hülse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015010195 A1 [0002]
- DE 102015005317 A1 [0011, 0012]
