DE102018001501A1

DE102018001501A1 - Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102018001501A1
Application number: DE102018001501.8A
Authority: DE
Inventors: Freerk Jacobus Oude-Kotte; Armin Huber; Martin EBENHOFER; Josef Eberler; Klaus Joos
Original assignee: Siemens AG; SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: SGF Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH and Co KG; Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2019-08-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Antriebsanordnung (1000) für ein Schienenfahrzeug, mit:
einer Antriebseinheit (100), einem mit der Antriebseinheit (100) gekoppelten Getriebe (200), das eine Getriebeausgangswelle (206) in Form einer Hohlwelle aufweist,
einer Radsatzwelle (502) zum Antreiben der über die Radsatzwelle (502) verbundenen Räder (504, 506), und
einer Kupplungsvorrichtung (300), die die Getriebeausgangswelle (206) und die Radsatzwelle (502) miteinander koppelt, wobei die Kupplungsvorrichtung (300) wenigstens eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (306, 308) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Drehgestell oder ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer solchen Antriebsanordnung.
Antriebsanordnungen für Schienenfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in WO 02/04274 A1 oder EP 3 020 611 A1 offenbart.
WO 02/04274 A1 offenbart eine Antriebseinheit zum Antreiben einer Radantriebswelle eines Schienenfahrzeugs. Die Antriebseinheit weist eine Antriebsmaschine und eine mit dieser gekoppelten Getriebeeinheit auf.
EP 3 020 611 A1 offenbart einen Antrieb eines Schienenfahrzeugs mit zwei um eine Achse rotierende und durch eine Radsatzwelle verbundene Treibrädern, wobei achsparallel eine um eine weitere Achse rotierende Welle einer dynamoelektrischen Maschine angeordnet ist. Die Radsatzwelle und die Welle sind über ein Getriebe kraftschlüssig verbunden. Zwischen Getriebe und dynamoelektrischer Maschine ist eine Bremsvorrichtung angeordnet.
Bei Antriebsanordnungen für Schienenfahrzeuge werden häufig sogenannte „Keilpaketkupplungen“ eingesetzt. Eine Keilpaketkupplung ist beispielsweise aus DE 196 39 304 A1 bekannt. DE 196 39 304 A1 offenbart eine elastische Gelenkkupplung mit einem zwischen zwei Kupplungsflanschen angeordneten Zwischenring, der aus einzelnen am Umfang verteilten, in Gummiblöcke einvulkanisierten Metallelementen besteht. Die Metallelemente sind wechselseitig mit den Kupplungsflanschen verschraubt. Die Metallelemente des Zwischenrings sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Keile, die sich in radialer Richtung über die gesamte Ringbreite erstrecken. Zwischen die Keile sind die Gummiblöcke einvulkanisiert, die im eingebauten Zustand in Umfangsrichtung unter Druckvorspannung stehen. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Kupplung ist relativ aufwändig zu montieren, da die Gummiblöcke radial vorgespannt werden müssen, um in Umfangsrichtung eine Druckvorspannung der Gummiblöcke einstellen zu können.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, die wartungsarm und einfach zu montieren ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug umfasst eine Antriebseinheit, ein mit der Antriebseinheit gekoppeltes Getriebe, das eine Hohlwelle als Getriebeausgangswelle aufweist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner eine Radsatzwelle zum Antreiben der über die Radsatzwelle verbundenen Räder und eine Kupplungsvorrichtung, die die Getriebeausgangswelle und die Radsatzwelle miteinander koppelt, wobei die Kupplungsvorrichtung wenigstens eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung aufweist.
Durch die wenigstens eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung der Kupplungsvorrichtung kann die Montage der Antriebsanordnung vereinfacht werden. Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Keilpaketkupplungen ist es nicht mehr notwendig, die Gummiblöcke in Umfangsrichtung unter Druckvorspannung bzw. radial vorgespannt montieren zu müssen. Dadurch kann die Montage der Antriebsanordnung erheblich vereinfacht und beschleunigt werden. Ferner werden für die Montage der Antriebsanordnung aufgrund der wenigstens einen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung der Kupplungsvorrichtung wesentlich geringere Montagekräfte benötigt.
Die Kupplungsvorrichtung kann einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch aufweisen. Der erste Flansch kann zur Verbindung der Kupplungsvorrichtung mit der Getriebeausgangswelle ausgebildet sein. Der zweite Flansch kann zur Verbindung der Kupplungsvorrichtung mit der Radsatzwelle ausgebildet sein. Der erste Flansch und der zweite Flansch können jeweils wenigstens einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen. Ausgehend von dem rohrförmigen Abschnitt können sich mehrere Flanscharme in radialer Richtung nach außen erstrecken. Jeder Flanscharm kann eine Öffnung haben, die zur Verbindung mit der wenigstens einen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung dient. Der rohrförmige Abschnitt des zweiten Flanschs kann einen konischen Abschnitt aufweisen. Der konische Abschnitt kann an einer Außenfläche des rohrförmigen Abschnitts des zweiten Flanschs vorgesehen sein.
Die Kupplungsvorrichtung kann mit ihren Flanschen aufgrund der wenigstens einen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung abschnittsweise montiert werden. Der erste Flansch kann mit der Getriebeausgangswelle und der zweite Flansch mit der Radsatzwelle verbunden werden. Im Anschluss daran kann die wenigstens eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung in radialer Richtung eingesetzt werden und eine Verbindung zwischen den Flanschen der Kupplungsvorrichtung herstellen.
Die Radsatzwelle kann sich durch die Kupplungsvorrichtung und die Getriebeausgangswelle erstrecken. Die Kupplungsvorrichtung kann eine erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung, eine zweite fadenverstärkte Gelenkvorrichtung und ein Zwischenstück in Form einer Hohlwelle aufweisen. Das Zwischenstück kann die erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung mit der zweiten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung verbinden. Die Radsatzwelle kann sich somit durch den ersten Flansch, den zweiten Flansch, die beiden fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen und das Zwischenstück erstrecken. Zumindest der zweite Flansch kann sich abschnittsweise in axialer Richtung in das als Hohlwelle ausgebildete Zwischenstück hinein erstrecken. Insbesondere der konische Abschnitt des rohrförmigen Abschnitts des zweite Flanschs kann in axialer Richtung in das Zwischenstück vorstehen. Der konische Abschnitt kann gewährleisten, dass die Hohlwelle ausreichend Freiraum hat, um relativ zu dem zweiten Flansch ausgelenkt zu werden.
Die Antriebsanordnung kann wenigstens eine Bremseinrichtung aufweisen, die auf die Getriebeausgangswelle einwirkt. Die wenigstens eine Bremseinrichtung kann wenigstens eine Bremsscheibe aufweisen. Die wenigstens eine Bremsscheibe kann mit der Getriebeausgangswelle verbunden sein. Die Bremsscheibe kann einstückig mit der Getriebeausgangswelle ausgebildet sein. Die Bremsscheibe kann eine Öffnung aufweisen, durch die sich die Radsatzwelle erstreckt. Die Bremseinrichtung kann einen Bremssattel haben, der die Bremsscheibe abschnittsweise umschließt. Der Bremssattel kann mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden sein. Da die Kupplungsvorrichtung mit der Getriebeausgangswelle verbunden und die Bremseinrichtung auf die Getriebeausgangswelle einwirken kann, kann die Kupplungsvorrichtung von der Bremseinrichtung erzeugte Bremsmomente auf die Radsatzwelle übertragen.
Der erste Flansch kann mehrere Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen können sich in axialer Richtung durch den ersten Flansch erstrecken und zur Verbindung mit der Getriebeausgangswelle dienen. Durch die Öffnungen können sich Verbindungsmittel wie zum Beispiel Schrauben erstrecken, die mit der Getriebeausgangswelle verschraubt werden können. Die Öffnungen können an einer Stirnfläche des ersten Flansches austreten, die der Getriebeausgangswelle zugewandt ist. Die Getriebeausgangswelle ist in Form einer Hohlwelle ausgebildet, sodass eine Stirnfläche der Getriebeausgangswelle an der Stirnfläche des ersten Flansches anlegen kann. In diesem Zustand kann eine Verbindung zwischen dem ersten Flansch und der Getriebeausgangswelle hergestellt werden.
Der zweite Flansch kann drehfest mit der Radsatzwelle verbunden sein. Der zweite Flansch kann derart ausgebildet sein, dass er auf die Radsatzwelle aufpressbar ist. Der zweite Flansch kann eine Öffnung aufweisen, die einen Innendurchmesser hat, der auf den Außendurchmesser der Radsatzwelle abgestimmt ist. Der Innendurchmesser der Öffnung des zweiten Flanschs und der Außendurchmesser der Radsatzwelle können so aufeinander abgestimmt sein, dass eine Presspassung zwischen der Radsatzwelle und dem zweiten Flansch hergestellt werden kann. Der zweite Flansch kann eine Bohrung aufweisen, die sich radial zu der Öffnung erstreckt. An der Innenumfangsfläche der Öffnung kann eine Nut ausgebildet sein. Die Nut kann sich vollständig entlang der Innenumfangsfläche erstrecken. Die Bohrung des Flansches kann mit der Nut verbunden sein. Die Nut und die Bohrung können dazu dienen, beim Aufpressen des zweiten Flansches auf die Radsatzwelle Öl zwischen den Flansch und die Radsatzwelle zu pressen. An die Bohrung kann eine Ölquelle angeschlossen werden.
Neben dem zweiten Flansch kann auch der erste Flansch eine Öffnung aufweisen. Der Innendurchmesser der Öffnung des zweiten Flansches kann kleiner als der Innendurchmesser sein. Durch den ersten Flansch und auch das Zwischenstück der Kupplungsvorrichtung kann sich die Radsatzwelle erstrecken, ohne dass der erste Flansch oder das Zwischenstück die Radsatzwelle berühren. Es kann somit ein radialer Abstand zwischen der Radsatzwelle und dem ersten Flansch und dem Zwischenstück der Radsatzwelle vorliegen. Im Gegensatz dazu kann der zweite Flansch drehfest mit der Radsatzwelle verbunden sein, um über die Kupplungsvorrichtung die Getriebeausgangswelle mit der Radsatzwelle koppeln zu können.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung der Kupplungsvorrichtung kann eine Mehrzahl von Buchsen und wenigstens ein Fadenpaket umfassen. Das wenigstens eine Fadenpaket kann wenigstens zwei benachbarte Buchsen miteinander koppeln. Das wenigstens eine Fadenpaket und die Buchsen können in wenigstens einen elastischen Körper zumindest teilweise eingebettet sein. An den Buchsen kann wenigstens ein Bundelement angeordnet sein, das das wenigstens eine Fadenpaket in axialer Richtung führt. Demnach kann die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung eine Gelenkscheibe, ein Laschenring oder eine Laschenkupplung sein. Ein Laschenring oder eine Laschenkupplung kann sich aus einer Mehrzahl von Kupplungslaschen zusammensetzen. Jede Kupplungslasche kann einen elastischen Körper aufweisen, in den wenigstens ein Fadenpaket und wenigstens zwei über das Fadenpaket miteinander verbundene Buchsen zumindest teilweise eingebettet sind. Ein Laschenring, der sich aus mehreren einzelnen Kupplungslaschen zusammensetzt, kann an den Verbindungstellen zwischen den einzelnen Kupplungslaschen in radialer und/oder axialer Richtung geöffnet werden. Gleiches gilt für eine Laschenkupplung. Dadurch können die Ringsegmente der Laschenkupplung oder des Laschenrings im getrennten Zustand in radialer Richtung in eine Kupplungsvorrichtung eingesetzt und dann miteinander zur Bildung einer geschlossenen Laschenkupplung oder eines geschlossenen Laschenrings verbunden werden. Dadurch kann die Montage insbesondere bei der Wartung der Kupplungsvorrichtung vereinfacht werden. Die einzelnen Kupplungslaschen eines Laschenrings können über eine Innenbuchse miteinander verbunden werden. Eine Innenbuchse kann sich durch in axialer Richtung aneinander anliegenden Buchsen zweier oder mehrerer Kupplungslaschen erstrecken. Die Kupplungslaschen können beispielsweise auf eine Innenbuchse aufgepresst sein. Eine Innenbuchse kann auch teilbar ausgeführt werden, um den Laschenring oder die Laschenkupplung zur Montage oder Demontage öffnen zu können. Eine Innenbuchse kann sich aus zwei komplementären Teilen zusammensetzen, die zum Schließen des Laschenrings bzw. der Laschenkupplung ineinander eingreifen.
Das wenigstens eine Fadenpaket kann aus einzelnen laschenförmig gewickelten Fäden oder aus einer Mehrzahl von laschenförmig gewickelten Einzelfäden bestehen. Ein Fadenpaket kann eine angetriebene und eine abgetriebene Buchse umschlingen und auf diese Weise Kräfte zwischen diesen beiden Buchsen übertragen. Die Buchsen können beispielsweise über Bolzen, Schrauben oder ähnliche Verbindungselemente mit einem Flansche verbunden werden.
Der wenigstens eine elastische Körper kann insbesondere auch zur Aufnahme von Druckkräften dienen, die im Betrieb der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung bei der Drehmomentübertragung auftreten können. Die Fadenverstärkung durch das wenigstens eine Fadenpaket begrenzt die Dehnungsbelastungen in dem wenigstens einen elastischen Körper. Der wenigstens eine elastische Körper kann beispielsweise aus einem Elastomer, einem thermoplastischen Elastomer, einem Polymer oder Gummi hergestellt sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Drehgestell mit wenigstens einer Antriebsanordnung der voranstehend beschriebenen Art. Ferner ist die vorliegende Erfindung auf ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Drehgestell oder wenigstens einer Antriebsanordnung gerichtet.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Wartung einer Antriebsanordnung. Insbesondere kann das Verfahren zur Wartung einer Antriebsanordnung der voranstehend beschriebenen Art verwendet werden. Das Verfahren umfasst die Schritte von:

Entnehmen der wenigstens einen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung aus der Kupplungsvorrichtung der Antriebsanordnung,
Einsetzen wenigstens einer neuen oder gewarteten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung im geöffneten Zustand oder als Einzelsegmente in radialer Richtung in die Antriebsanordnung,
Verbinden der Anschlussstücke der geöffneten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung oder der Einzelsegmente mit einer oder mehreren Innenbuchsen, um eine geschlossene fadenverstärkte Gelenkvorrichtung zu erhalten, wobei die Innenbuchsen in die Anschlussstücke oder die Einzelsegmente eingepresst werden, und Verbinden der wenigstens einen geschlossenen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung mit wenigstens einem der Flansche.

Bei dem Entnahmeschritt kann zunächst die Verbindung der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung zu wenigstens einem der Flansche und/oder zu dem Zwischenstück gelöst werden. Im Anschluss daran kann die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung durch Entfernen einer oder mehrerer Innenbuchsen aufgetrennt werden. Falls die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung durch eine neue fadenverstärkte Gelenkvorrichtung ersetzt werden soll, kann die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung auch dauerhaft aufgetrennt werden. Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung kann beispielsweise aufgeschnitten werden. Dann kann die aufgetrennte fadenverstärkte Gelenkvorrichtung in radialer Richtung entnommen werden. Im Anschluss daran wird der Einsetzschritt ausgeführt, in dem eine neue fadenverstärkte Gelenkvorrichtung oder eine gewartete fadenverstärkte Gelenkvorrichtung in radialer Richtung in die Kupplungsvorrichtung bzw. Antriebsanordnung eingesetzt wird. Bei dem Verbindungschritt kann die neue oder die gewartete fadenverstärkte Gelenkvorrichtung mit wenigstens einem der Flansche und/oder dem Zwischenstück verbunden werden.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar:

1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer Antriebsanordnung für ein Schienenfahrzeug;
2 eine Draufsicht einer Kupplungsvorrichtung der in 1 gezeigten Antriebsanordnung; und
3 eine Schnittansicht der Kupplungsvorrichtung entlang der Schnittlinie III-III in 2.

1 zeigt eine teilweise aufgebrochene Ansicht einer Antriebsanordnung eines Schienenfahrzeugs. Die Antriebsanordnung ist allgemein als Antriebsanordnung 1000 bezeichnet. Die Antriebsanordnung 1000 weist eine Antriebseinheit 100, ein Getriebe 200, eine Kupplungsvorrichtung 300, eine Bremseinrichtung 400 und einen Radsatz 500 auf.
Die Antriebseinheit 100 hat ein Gehäuse 102 und kann beispielsweise einen Elektromotor/-generator umfassen. An dem Gehäuse 102 ist eine Halterungseinrichtung 104 vorgesehen, über die die Antriebseinheit 100 an einem nicht gezeigten Drehgestell eines Schienenfahrzeugs gelagert werden kann. Die Antriebseinheit 100 ist mit dem Getriebe 200 gekoppelt und treibt das Getriebe 200 an.
Das Getriebe 200 hat ein Gehäuse 202. An dem Gehäuse 202 ist eine Halterungseinrichtung 204 vorgesehen. Die Halterungseinrichtungen 104, 204 dienen gemeinsam zur Lagerung der von der Antriebseinheit 100 und dem Getriebe 200 gebildeten Motor-Getriebe-Einheit 100, 200 an einem Drehgestell (nicht gezeigt) eines Schienenfahrzeugs. Das Getriebe 200 weist eine Getriebeausgangswelle 206 auf. Die Getriebeausgangswelle 206 ist als Hohlwelle ausgeführt.
Die Getriebeausgangswelle 206 ist mit der Kupplungsvorrichtung 300 verbunden. Die Kupplungsvorrichtung 300 hat einen ersten Flansch 302 und einen zweiten Flansch 304, die über fadenverstärkte Gelenkvorrichtungen 306 und 308 und ein Zwischenstück 310 miteinander verbunden sind. Das Zwischenstück 310 ist zwischen den beiden fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306 und 308 angeordnet und verbindet diese miteinander. Das Zwischenstück 310 ist in Form einer Hohlwelle ausgebildet.
An dem Getriebe 200 ist ferner die Bremseinrichtung 400 vorgesehen. Die Bremseinrichtung 400 hat eine Bremsscheibe 402 und einen Bremssattel 404. Die Bremsscheibe 402 ist an der Getriebeausgangswelle 206, d.h. an der Hohlwelle 206, die die Getriebeausgangswelle bildet, vorgesehen. Der Bremssattel 404 ist mit dem Gehäuse 202 des Getriebes 200 verbunden. Der Bremssattel 404 weist eine Ausnehmung 406 auf, in der die Bremsscheibe 402 abschnittsweise aufgenommen ist. An der Ausnehmung 406 sind Bremsbeläge 408 und 410 angeordnet, die auf die Bremsscheibe 402 einwirken können. Die Bremseinrichtung 400 wirkt somit über die Bremsscheibe 402 auf die Getriebeausgangswelle 206 ein. Die Bremsscheibe 402 ist an dem der Kupplungsvorrichtung 300 entgegengesetzten Ende der Getriebeausgangswelle 206 angeordnet.
Der Radsatz 500 hat eine Radsatzwelle 502 und zwei Schienenfahrzeugräder 504 und 506. Die Radsatzwelle 502 verbindet die Schienenfahrzeugräder 504 und 506 miteinander. Die Radsatzwelle 502 erstreckt sich durch die Getriebeausgangswelle 206 und durch die Kupplungsvorrichtung 300. Die Kupplungsvorrichtung 300 koppelt die Getriebeausgangswelle 206 mit der Radsatzwelle 502 drehmomentübertragend.
Zwischen der Getriebeausgangswelle 206, dem ersten Flansch 302, den fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306, 308 und dem Zwischenstück 310 liegt ein radialer Abstand vor. Der zweite Flansch 304 der Kupplungsvorrichtung 300 ist dagegen drehfest mit der Radsatzwelle 502 verbunden. Beispielsweise kann der zweite Flansch 304 auf die Radsatzwelle 502 aufgepresst sein. Die Kupplungsvorrichtung 300 koppelt die Getriebeausgangswelle 206 somit drehmomentübertragend mit der Radsatzwelle 502. Dazu ist der erste Flansch 302 mit der Getriebeausgangswelle 206 und, wie bereits erwähnt, der zweite Flansch 304 mit der Radsatzwelle 502 drehfest verbunden.
Die Bremsscheibe 402 der Bremseinrichtung 400 ist mit der Getriebeausgangswelle 206 aber nicht mit der Radsatzwelle 502 verbunden. Die Radsatzwelle 502 erstreckt sich somit auch durch die Bremsscheibe 402. Im Betrieb der Antriebsanordnung 1000 bedeutet dies, dass auch die von der Bremseinrichtung 400 erzeugten mechanischen Bremsmomente über die Kupplungsvorrichtung 300 auf die Radsatzwelle 502 und damit die Räder 504 und 506 des Radsatzes 500 übertragen werden. Von der Bremseinrichtung 400 erzeugte mechanische Bremsmomente sind beispielsweise bei einer Gefahrenbremsung, einer Bremsung bei geringer Geschwindigkeit und zum Halten des Schienenfahrzeugs im Stillstand notwendig. In den meisten Fällen wird ein Schienenfahrzeug jedoch mittels der Antriebseinheit 100 gebremst, da eine derartige Bremsung verschleißfrei und eine Energierückspeisung möglich ist. Sollte beispielsweise aufgrund eines Oberleitungsschadens eine Energierückspeisung nicht möglich sein, wird auch in einem solchen Fall mittels der mechanischen Bremseinrichtung 400 gebremst.
2 zeigt eine Draufsicht einer Kupplungsvorrichtung 300. In 2 ist der erste Flansch 302 und die erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306 gezeigt.
Der Flansch 302 weist mehrere Flanscharme 312 auf, die sich in radialer Richtung nach außen erstrecken. Gemäß der gezeigten Ausführungsform hat der Flansch 302 vier Flanscharme 312. Jeder Flanscharm 312 hat eine Öffnung 314, die ein Befestigungsmittel 316 zum Befestigen der fadenverstärkten Gelenkvorrichtung 306 an dem Flansch 302 aufnehmen können. Die Befestigungsmittel 316 sind gemäß der gezeigten Ausführungsform Schrauben, können aber auch Bolzen o. ä. sein. Die Öffnung 314 hat ein Innengewinde, in das die Schrauben 316 eingeschraubt werden können. Der Flansch 302 weist ferner einen rohrförmigen Abschnitt 318 auf, durch den sich eine Öffnung O erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt 318 hat eine Stirnfläche 320. An der Stirnfläche 320 sind Öffnungen 322 erkennbar. Die Öffnungen 322 dienen zur Verbindung des Flansches 302 mit der Getriebeausgangswelle 206 (siehe 1). Die Stirnfläche 322 des Flansches 302 kann an einer korrespondierenden Stirnfläche der Getriebeausgangswelle 206 anliegen (siehe 1). Durch die Öffnungen 322 können dann Befestigungsmittel (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Schrauben geführt werden, um den Flansch 302 mit der Getriebeausgangswelle 206 verbinden zu können.
Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306 setzt sich aus mehreren Kupplungslaschen 324 zusammen. Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306 wird somit gemäß dieser Ausführungsform von einem Laschenring gebildet, der mehrere Kupplungslaschen 324 aufweist. Die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306 bzw. die Kupplungslaschen 324 sind gemäß der gezeigten Ausführungsform über Schrauben 326 als Befestigungsmittel mit dem Zwischenstück 310 (siehe 1) verbunden. Eine Verbindung zwischen der Gelenkvorrichtung 306 und dem Zwischenstück 310 könnte jedoch auch über Bolzen oder ähnliches erfolgen.
3 zeigt eine Schnittansicht der Kupplungsvorrichtung 300 entlang der Schnittlinie III-III in 2. Der erste Flansch 302 und der zweite Flansch 304 werden über die beiden fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306, 308 und das Zwischenstück 310 miteinander verbunden. Die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306, 308 und das Zwischenstück 310 sind in Richtung der Achse M zwischen den Flanscharmen 312 der Flansche 302, 304 angeordnet.
Das Zwischenstück 310 ist als Hohlwelle ausgebildet. An jedem seiner axialen Enden weist das Zwischenstück 310 Arme bzw. Vorsprünge 328 und 330 auf. In den Armen 328, 330 sind Öffnungen 332, 334 ausgebildet. In die Öffnungen 332, 334 können die Schrauben 326 eingeschraubt werden, um die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306 und 308 mit dem Zwischenstück 310 zu verbinden.
Die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306 und 308 werden von mehreren Kupplungslaschen 324 gebildet. Jeweils zwei Kupplungslaschen 324 werden über eine Innenbuchse 336 miteinander verbunden. Die axiale Erstreckung der Innenbuchse 336 ist größer als die axiale Erstreckung von zwei Kupplungslaschen 324. Ein Endabschnitt der Innenbuchsen 336 wird in einer korrespondierenden Ausnehmung 338 in den Flanscharmen 312 der Flansche 302 und 304 aufgenommen. Solche Ausnehmungen 338 sind auch an den Armen 328, 330 des Zwischenstücks 310 im Bereich der Öffnungen 332 und 334 ausgebildet. Die Ausnehmungen 338 erstrecken sich um die Öffnungen 314, 328, 330 herum. Die Schrauben 316, 326 können durch die Innenbuchsen 336 gesteckt und dann mit den Öffnungen 314, 328, 330 verschraubt werden. Die Öffnungen 314, 328, 330 weisen ein Innengewinde auf.
Jede Kupplungslasche 324 weist zwei Bundelemente 340, 342 auf, die auf eine Buchse 344 aufgepresst werden können. Die Bundelemente 340 und 342 dienen zur Führung eines nicht gezeigten Fadenpakets. Das Fadenpaket kann dazu zwischen den beiden Bundelementen 340 und 342 aufgenommen sein. Die Bundelemente 340, 342, die Buchse 344 und auch die nicht gezeigten Fadenpakete sind in einen elastischen Körper 346 zumindest abschnittsweise eingebettet. Mit ihren Buchsen 344 können die Kupplungslaschen 324 auf die Innenbuchse 336 aufgepresst werden. Die Innenbuchsen 336 können auch in die Buchsen 344 der Kupplungslaschen 324 eingepresst werden. Die Kupplungslaschen 324 können teilweise vor der Montage bereits durch eine Innenbuchse 336 miteinander verbunden werden. Zwei oder mehr Kupplungslaschen 324 können jedoch unmittelbar bei der Montage miteinander verbunden werden, nachdem die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306, 308 in radialer Richtung eingesetzt und um die Radsatzwelle 502 (siehe 1) herumgelegt wurde. Nach dem Herumlegen um die Radsatzwelle 502 werden die letzten Kupplungslaschen 324 über eine Innenbuchse 336 verbunden und die fadenverstärkte Gelenkvorrichtung 306, 308 bzw. der Laschenring geschlossen. Die Innenbuchsen 336 sind einstückig ausgebildet. Die Innenbuchen 336 können in die Kupplungslaschen 324 eingepresst werden, um zwei benachbarte Kupplungslaschen 324 miteinander zu verbinden. Im Anschluss daran werden die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen mit einem der Flansche 302, 304 und dem Zwischenstück 310 verbunden. Die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306 und 308 sind teilbar ausgeführt, um in radialer Richtung in die Kupplungsvorrichtung 300 eingesetzt werden zu können. Die Innenbuchsen 336 könnten alternativ auch zweiteilig mit einer Trennstelle ausgeführt werden, die ein Öffnen und Schließen des Laschenrings an der Trennstelle ermöglicht.
Der Flansch 304 weist neben den Flanscharmen 312 einen im Wesentlichen rohrförmigen Abschnitt 348 auf, durch den sich die Öffnung O₂ erstreckt. An ihrer Innenumfangsfläche 350 weist die Öffnung O₂ eine umlaufende Nut 352 auf. Die umlaufende Nut 352 ist durch eine Öffnung 354 mit der Außenfläche 356 des rohrförmigen Abschnitts 348 des Flansches 304 verbunden. Die Nut 352 und die sich radial erstreckende Öffnung 354 dienen dazu, beim Aufpressen des zweiten Flansches 304 auf die Radsatzwelle 502 Öl zwischen den Flansch 304 und die Radsatzwelle 502 zu drücken. Die Außenfläche 356 des rohrförmigen Abschnitts 348 unterteilt sich in einen zylindrischen Abschnitt 358, in dem sich die Öffnung 354 befindet, und in einen konischen Abschnitt 360, der in das als Hohlwelle ausgebildete Zwischenstück 310 in axialer Richtung vorsteht. Die axiale Erstreckung des rohrförmigen Abschnitts 348 und die axiale Erstreckung des Zwischenstücks 310 überlappen sich somit in einem Abschnitt. Durch den konischen Abschnitt 360 an dem rohrförmigen Abschnitt 348 des Flansches 304 wird sichergestellt, dass das Zwischenstück 310 ausreichend Freiraum hat, um relativ zu dem Flansch 304 ausgelenkt zu werden. Der Flansch 304 ist mit der Radsatzwelle 502 (siehe 1) drehfest verbunden. Der Flansch 304 kann beispielsweise auf die Radsatzwelle 502 aufgepresst werden.
Die Öffnungen O₁ und O₂ unterscheiden sich in ihrem Innendurchmesser ID₁ und ID₂ . Der Innendurchmesser ID₁ der O₁ ist größer als der Innendurchmesser ID₂ der O₂ . Der Innendurchmesser ID₃ des als Hohlwelle ausgebildeten Zwischenstücks 310 ist größer als die Innendurchmesser ID₁ und ID₂ . Die Radsatzwelle 502 kann sich durch die Öffnung O₁ des Flansches 302 und das Zwischenstück 310 erstrecken, ohne den Flansch 302 und das Zwischenstück 310 zu berühren. Die Innenumfangsfläche 350 der Öffnung O₂ des Flansches 304 liegt im Gegensatz dazu an der Außenumfangsfläche der Radsatzwelle 502 an.
Durch die fadenverstärkte Gelenkvorrichtungen 306, 308 der Kupplungsvorrichtung 300 kann die Montage der Antriebsanordnung 1000 vereinfacht werden. Die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306, 308 können in radialer Richtung eingesetzt und dann mit den Flanschen 302, 304 und dem Zwischenstück 310 verbunden werden. Auch bei der Montage bzw. für Wartungsarbeiten an der Antriebsanordnung 1000 können die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen 306, 308 geöffnet und in radialer Richtung entnommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0204274 A1 [0002, 0003]
EP 3020611 A1 [0002, 0004]
DE 19639304 A1 [0005]

Claims

Antriebsanordnung (1000) für ein Schienenfahrzeug, mit: einer Antriebseinheit (100), einem mit der Antriebseinheit (100) gekoppelten Getriebe (200), das eine Getriebeausgangswelle (206) in Form einer Hohlwelle aufweist, einer Radsatzwelle (502) zum Antreiben der über die Radsatzwelle (502) verbundenen Räder (504, 506), und einer Kupplungsvorrichtung (300), die die Getriebeausgangswelle (206) und die Radsatzwelle (502) miteinander koppelt, wobei die Kupplungsvorrichtung (300) wenigstens eine fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (306, 308) aufweist.
Antriebsanordnung (1000) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungsvorrichtung (300) einen ersten Flansch (302) und einen zweiten Flansch (304) aufweist, wobei der erste Flansch (302) zur Verbindung der Kupplungsvorrichtung (300) mit der Getriebeausgangswelle (206) und der zweite Flansch (304) zur Verbindung der Kupplungsvorrichtung (300) mit der Radsatzwelle (502) ausgebildet ist.
Antriebsanordnung (1000) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Radsatzwelle (502) durch die Kupplungsvorrichtung (300) und die Getriebeausgangswelle (206) erstreckt.
Antriebsanordnung (1000) nach Anspruch 3, wobei die Kupplungsvorrichtung (300) eine erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (306), eine zweite fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (308) und ein Zwischenstück (310) in Form einer Hohlwelle aufweist, die erste fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (306) mit der zweiten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (308) verbindet.
Antriebsanordnung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Antriebsanordnung (1000) wenigstens eine Bremseinrichtung (500) aufweist, die auf die Getriebeausgangswelle (206) einwirkt.
Antriebsanordnung (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der erste Flansch (302) mehrere Öffnungen (322) aufweist, die sich in axialer Richtung durch den ersten Flansch (302) erstrecken und zur Verbindung mit der Getriebeausgangswelle (206) dienen.
Antriebsanordnung (1000) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der zweite Flansch (304) drehfest mit der Radsatzwelle (502) verbindbar ist.
Drehgestell mit zumindest einer Antriebsanordnung (1000) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Schienenfahrzeug mit einem Drehgestell nach Anspruch 8 oder wenigstens einer Antriebsanordnung (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Wartung einer Antriebsanordnung (1000), wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: Entnehmen wenigstens einer fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (306, 308) aus der Kupplungsvorrichtung (300) der Antriebsanordnung (1000), Einsetzen wenigstens einer neuen oder einer gewarteten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (306, 308) im geöffneten Zustand oder als Einzelsegmente in radialer Richtung in die Antriebsanordnung (1000), Verbinden der Anschlussstücke der geöffneten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (306, 308) oder der Einzelsegmente mit einer oder mehrerer Innenbuchsen (336), um wenigstens eine geschlossene fadenverstärkte Gelenkvorrichtung (306, 308) zu erhalten, wobei die Innenbuchsen (336) in die Anschlussstücke oder die Einzelsegmente eingepresst werden, und Verbinden der wenigstens einen geschlossenen fadenverstärkten Gelenkvorrichtung (306, 308) mit wenigstens einem der Flansche (306, 308).