DE102020202162A1

DE102020202162A1 - Compensating coupling

Info

Publication number: DE102020202162A1
Application number: DE102020202162.7A
Authority: DE
Inventors: Mario Kettlitz; Ilja Imgrunt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-08-26
Also published as: WO2021164978A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichskupplung (1) zum versatzausgleichenden Verbinden zweier Wellen, insbesondere für den antriebsseitigen Einsatz in einem Schienenfahrzeug. Die Ausgleichskupplung umfasst einen ersten Verbindungsflansch (2) zur Verbindung mit einer Antriebswelle, sowie ein erstes elastisches Ausgleichselement (3), das mit dem ersten Verbindungsflansch (2) verbunden ist. Die Ausgleichskupplung umfasst ferner einen zweiten Verbindungsflansch (4) zur Verbindung mit einer getriebenen Welle, sowie ein zweites elastisches Ausgleichselement (5), das mit dem zweiten Verbindungsflansch (4) verbunden ist. Schließlich umfasst die Ausgleichskupplung (1) ein mehrteiliges Mittelstück (6), welches zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Ausgleichselement (3, 5) angeordnet ist und dessen einzelne Mittelstückelemente (7, 8, 9a, 9b, 9c) mittels Befestigungsmitteln (10, 11, 19) miteinander verbunden sind. Die elastischen Ausgleichselemente (3, 5) sind mit zumindest einem jeweils zugehörigen Mittelstückelement (7, 8, 9a, 9b, 9c) durch die genannten Befestigungsmittel (10, 11, 19) verbunden.The invention relates to a compensating coupling (1) for connecting two shafts to compensate for misalignments, in particular for use on the drive side in a rail vehicle. The compensating coupling comprises a first connecting flange (2) for connection to a drive shaft, as well as a first elastic compensating element (3) which is connected to the first connecting flange (2). The compensating coupling also comprises a second connecting flange (4) for connection to a driven shaft, as well as a second elastic compensating element (5) which is connected to the second connecting flange (4). Finally, the compensating coupling (1) comprises a multi-part middle piece (6) which is arranged between the first and the second elastic compensating element (3, 5) and its individual middle piece elements (7, 8, 9a, 9b, 9c) by means of fastening means (10, 11, 19) are connected to each other. The elastic compensating elements (3, 5) are connected to at least one associated central piece element (7, 8, 9a, 9b, 9c) by the aforementioned fastening means (10, 11, 19).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleichskupplung zum versatzausgleichenden Verbinden zweier Wellen insbesondere für den antriebsseitigen Einsatz in einem Schienenfahrzeug.The present invention relates to a compensating coupling for the offset-compensating connection of two shafts, in particular for use on the drive side in a rail vehicle.

Insbesondere in teilabgefederten Antriebssträngen von Schienenfahrzeugen werden nichtschaltbare Ausgleichskupplungen zwischen einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebsmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Radsatzgetriebes angeordnet, um das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors auf das Radsatzgetriebe zu übertragen. Diese Anordnung wird antriebsseitiger Einsatz genannt. Dabei ist der Antriebsmotor in der Regel an einem gefederten Drehgestell des Schienenfahrzeugs aufgehängt, während das Radsatzgetriebe als achsreitendes Getriebe ausgeführt ist und sich direkt auf einer ungefederten Achswelle, der Radsatzwelle, abstützt. Aufgrund dieser teilabgefederten Anordnung von Antriebsmotor und Radsatzgetriebe ergeben sich Relativbewegungen des gefederten Elektromotors gegenüber dem ungefederten Radsatzgetriebe. Die dadurch verursachten Versätze zwischen der Antriebswelle und der Getriebeeingangswelle können durch die Ausgleichskupplung ausgeglichen werden. Zwischen dem Antriebsmotor und dem Radsatzgetriebe ist in der Regel sehr wenig Bauraum vorhanden, sodass eine Ausgleichskupplung insbesondere in axialer Richtung möglichst geringe Abmessungen aufweisen muss.Particularly in partially sprung drive trains of rail vehicles, non-shiftable compensating clutches are arranged between a drive shaft of an electric drive motor and a transmission input shaft of a gear set in order to transmit the drive torque of the drive motor to the gear set. This arrangement is called drive-side insert. The drive motor is usually suspended from a spring-loaded bogie of the rail vehicle, while the final drive is designed as an axle-mounted gear and is supported directly on an unsprung axle shaft, the axle. Due to this partially sprung arrangement of the drive motor and gear set, there are relative movements of the sprung electric motor with respect to the unsprung gear set. The offsets caused by this between the drive shaft and the transmission input shaft can be compensated for by the compensating coupling. As a rule, there is very little installation space between the drive motor and the gear set, so that a compensating clutch must have the smallest possible dimensions, particularly in the axial direction.

Aus der DE 10 2014 204 221 A1 ist eine Ausgleichskupplung zum versatzausgleichenden Verbinden zweier Wellen für den antriebsseitigen Einsatz in einem Schienenfahrzeug bekannt. Diese Ausgleichskupplung umfasst einen ersten und einen zweiten Flansch sowie eine erste und eine zweite fadenverstärkte Gelenkvorrichtung. Zwischen der ersten und der zweiten fadenverstärkten Gelenkvorrichtung ist eine Verbindungsanordnung in einem Verbindungsbereich angeordnet. Ausgehend von dem Verbindungsbereich sollen die fadenverstärkten Gelenkvorrichtungen mit dem jeweils zugeordneten Flansch und mit der Verbindungsanordnung verbindbar sein. Dadurch sollen eine einfache Montage und Demontage ermöglicht werden. Die Verbindungsanordnung weist in einer Ausführungsform ein erstes und ein zweites Teil auf, die über korrespondierende Verzahnungen und über Schrauben miteinander verbunden sind.From the DE 10 2014 204 221 A1 a compensating coupling for the offset-compensating connection of two shafts for use on the drive side in a rail vehicle is known. This compensating coupling comprises a first and a second flange as well as a first and a second thread-reinforced joint device. A connection arrangement is arranged in a connection area between the first and the second thread-reinforced joint device. Starting from the connection area, the thread-reinforced joint devices should be connectable to the respectively assigned flange and to the connection arrangement. This should enable simple assembly and disassembly. In one embodiment, the connection arrangement has a first and a second part, which are connected to one another via corresponding teeth and screws.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ausgleichskupplung zum versatzausgleichenden Verbinden zweier Wellen zu schaffen, die insbesondere im Hinblick auf einen einfachen Aufbau sowie eine einfache Montage und Demontage weiter verbessert ist.The object of the present invention is to create a compensating coupling for the offset-compensating connection of two shafts, which is further improved in particular with regard to a simple structure and simple assembly and disassembly.

Diese Aufgabe wird durch eine Ausgleichskupplung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a compensating coupling with the features of claim 1. Advantageous designs are given in the dependent claims.

Es wird eine Ausgleichskupplung zum versatzausgleichenden Verbinden zweier Wellen insbesondere für den antriebsseitigen Einsatz in einem Schienenfahrzeug vorgeschlagen. Die Ausgleichskupplung umfasst einen ersten Verbindungsflansch zur Verbindung mit einer Antriebswelle und ein erstes elastisches Ausgleichselement, das mit dem ersten Verbindungsflansch verbunden ist. Die Ausgleichskupplung umfasst ferner einen zweiten Verbindungsflansch zur Verbindung mit einer getriebenen Welle und ein zweites elastisches Ausgleichselement, das mit dem zweiten Verbindungsflansch verbunden ist. Schließlich umfasst die Ausgleichskupplung ein mehrteiliges Mittelstück, welches zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Ausgleichselement angeordnet ist und dessen einzelne Mittelstückelemente mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden sind. Das Mittelstück besteht demnach aus zumindest zwei separat voneinander gefertigten Bauteilen.A compensating coupling is proposed for the offset-compensating connection of two shafts, in particular for use on the drive side in a rail vehicle. The compensating coupling comprises a first connecting flange for connection to a drive shaft and a first elastic compensating element which is connected to the first connecting flange. The compensating coupling further comprises a second connecting flange for connection to a driven shaft and a second elastic compensating element which is connected to the second connecting flange. Finally, the compensating coupling comprises a multi-part center piece which is arranged between the first and the second elastic compensating element and whose individual center piece elements are connected to one another by means of fastening means. The middle piece accordingly consists of at least two components manufactured separately from one another.

Die Ausgleichskupplung dient insbesondere der Übertragung eines Antriebsdrehmoments eines Antriebsmotors auf ein Radsatzgetriebe eines Schienenfahrzeugs. Dabei kann die Ausgleichskupplung Versätze, das heißt Verlagerungen zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle in axialer und in radialer Richtung sowie Winkelverlagerungen, ausgleichen. Bei der Antriebswelle kann es sich um die Rotorwelle eines elektrischen Antriebsmotors handeln oder um ein mit der Rotorwelle verdrehfest verbundenes Bauteil. Die getriebene Welle kann die Getriebeeingangswelle eines Radsatzgetriebes sein oder eine mit der Getriebeeingangswelle verdrehfest verbundenes Bauteil.The compensating clutch is used in particular to transmit drive torque from a drive motor to a wheel set of a rail vehicle. The compensating coupling can compensate for offsets, that is to say displacements between the drive shaft and the driven shaft in the axial and radial directions as well as angular displacements. The drive shaft can be the rotor shaft of an electric drive motor or a component connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner. The driven shaft can be the transmission input shaft of a gear set or a component that is non-rotatably connected to the transmission input shaft.

Die Verbindungsflansche und die Mittelstückelemente sind vorzugsweise zumindest annähernd starre Bauteile, sodass der erforderliche Versatzausgleich durch Verformungen der elastischen Ausgleichselemente bewirkt wird. Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist vorgesehen, dass die elastischen Ausgleichselemente mit zumindest einem jeweils zugehörigen Mittelstückelement durch die genannten Befestigungsmittel verbunden sind. Anstatt separater Befestigungsmittel zum Verbinden der Mittelstückelemente miteinander und zum Verbinden eines Mittelstückelements mit einem elastischen Ausgleichselement werden die genannten Verbindungen also mit denselben Befestigungsmitteln bewirkt.The connecting flanges and the middle piece elements are preferably at least approximately rigid components, so that the necessary offset compensation is brought about by deformations of the elastic compensation elements. To achieve the above-mentioned object, it is provided that the elastic compensating elements are connected to at least one associated central piece element by the said fastening means. Instead of separate fastening means for connecting the middle piece elements to one another and for connecting a middle piece element to an elastic compensating element, the connections mentioned are thus effected with the same fastening means.

Dadurch vermindert sich die Anzahl der Bauteile, weil keine separaten Befestigungsmittel zum Verbinden der Mittelstückelemente miteinander und zum Verbinden des Mittelstücks mit den elastischen Ausgleichselementen erforderlich sind. Ferner verringert sich dadurch auch die Zahl der Bearbeitungsschritte bei der Montage und der Demontage der Ausgleichskupplung.This reduces the number of components because there are no separate fastening means for connecting the middle piece elements to one another and for connecting the middle piece to the elastic ones Compensating elements are required. Furthermore, this also reduces the number of processing steps in the assembly and disassembly of the compensating coupling.

Die elastischen Ausgleichselemente können vorteilhaft als fadenverstärkte Elastomerscheiben oder als einer Mehrzahl an einzelnen fadenverstärkten Elastomerlaschen ausgeführt sein. Jedes der beiden elastischen Ausgleichselemente kann einstückig ausgeführt sein oder aus einzelnen elastischen fadenverstärkten Laschen bestehen. Bei den fadenverstärkten Elastomerscheiben und Elastomerlaschen können Fadenschlingen in einem Elastomerkörper eingebettet sein, wobei die Fadenschlingen den überwiegenden Teil der Last bei der Drehmomentübertragung aufnehmen. Der Elastomerkörper kann die Fadenschlingen zusammenhalten bzw. in einer gewünschten Position halten sowie vor äußeren Einflüssen schützen. Im Vergleich zu herkömmlichen elastischen Ausgleichselementen, beispielsweise Metalllaschen, haben fadenverstärkte Ausgleichselemente mit einem Elastomerkörper den Vorteil, dass sie Stöße und Schwingungen im Antriebsstrang dämpfen.The elastic compensating elements can advantageously be designed as thread-reinforced elastomer disks or as a plurality of individual thread-reinforced elastomer plates. Each of the two elastic compensating elements can be made in one piece or consist of individual elastic, thread-reinforced straps. In the case of the thread-reinforced elastomer discs and elastomer tabs, thread loops can be embedded in an elastomer body, the thread loops absorbing the major part of the load during torque transmission. The elastomer body can hold the thread loops together or hold them in a desired position and protect them from external influences. Compared to conventional elastic compensation elements, for example metal straps, thread-reinforced compensation elements with an elastomer body have the advantage that they dampen shocks and vibrations in the drive train.

Die Verbindungsflansche können jeweils einen Nabenbereich aufweisen, der sich zur drehfesten Verbindung mit der Antriebswelle bzw. mit der getriebenen Welle eignet. Der Nabenbereich kann an einem Innenumfang beispielsweise eine Innenverzahnung für eine formschlüssige Verbindung oder eine bearbeitete zylindrische Fläche für eine Pressverbindung mit der zu verbindenden Welle aufweisen. Ausgehend von dem Nabenbereich eines Verbindungsflansches können sich mehrere Befestigungsabschnitte in radialer Richtung erstrecken. So können sich beispielsweise mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Befestigungsarme von dem Nabenbereich radial nach außen erstrecken. In dem radial äußeren Bereich der Befestigungsarme können diese mittels der Befestigungsmittel mit dem zugeordneten elastischen Ausgleichselement verbunden sein.The connecting flanges can each have a hub area which is suitable for a non-rotatable connection to the drive shaft or to the driven shaft. On an inner circumference, the hub area can have, for example, an internal toothing for a form-fitting connection or a machined cylindrical surface for a press connection with the shaft to be connected. Starting from the hub area of a connecting flange, several fastening sections can extend in the radial direction. For example, several fastening arms evenly distributed over the circumference can extend radially outward from the hub area. In the radially outer area of the fastening arms, they can be connected to the associated elastic compensating element by means of the fastening means.

Vorzugsweise weist die Ausgleichskupplung erste und zweite Befestigungsmittel auf. Dabei sind die ersten Befestigungsmittel dazu vorgesehen, das erste elastische Ausgleichselement mit einem ersten Mittelstückelement zu verbinden, und die zweiten Befestigungsmittel sind dazu vorgesehen, das zweite elastische Ausgleichselement mit einem zweiten Mittelstückelement zu verbinden. Gleichzeitig verbinden die ersten und zweiten Befestigungsmittel die beiden Mittelstückelemente miteinander, das heißt, dass die beiden Mittelstückelemente mittels der Befestigungsmittel aneinander befestigt sind oder zumindest verdrehfest miteinander verbunden sind. Die Befestigungsmittel können insbesondere Befestigungsschrauben mit jeweils einem Gewindeabschnitt umfassen. Die beiden Mittelstückelemente können also miteinander und mit den elastischen Ausgleichselementen mittels Verschraubungen verbunden sein. Dazu können die Mittelstückelemente beispielsweise Innengewinde aufweisen, in denen Befestigungsschrauben verschraubt sind, welche von außen durch jeweils eine Bohrung in dem elastischen Ausgleichselement geführt sind. Von außen her bedeutet in diesem Fall ausgehend von der dem Mittelstück abgewandten Seite des elastischen Ausgleichselementes.The compensating coupling preferably has first and second fastening means. The first fastening means are provided to connect the first elastic compensating element to a first center piece element, and the second fastening means are provided to connect the second elastic compensating element to a second center piece element. At the same time, the first and second fastening means connect the two middle piece elements to one another, that is to say that the two middle piece elements are fastened to one another by means of the fastening means or are at least connected to one another in a rotationally fixed manner. The fastening means can in particular comprise fastening screws, each with a threaded section. The two middle piece elements can therefore be connected to one another and to the elastic compensating elements by means of screw connections. For this purpose, the middle piece elements can have internal threads, for example, into which fastening screws are screwed, which are each guided from the outside through a bore in the elastic compensating element. In this case, from the outside means starting from the side of the elastic compensating element facing away from the center piece.

Die beiden Mittelstückelemente können dabei entweder unmittelbar, das heißt aneinander anliegend, oder mittelbar über zumindest ein zwischen den beiden Mittelstückelementen angeordnetes Distanzelement miteinander verbunden bzw. verschraubt werden.The two middle piece elements can be connected or screwed to one another either directly, that is to say in contact with one another, or indirectly via at least one spacer element arranged between the two middle piece elements.

Das mehrteilige Mittelstück kann zumindest ein Distanzelement umfassen, welches an einem ersten Mittelstückelement anliegend angeordnet ist, wobei die Befestigungsmittel das zumindest eine Distanzelement mit dem ersten und dem zweiten elastischen Ausgleichselement verbinden. Mithilfe von Distanzelementen kann die Ausgleichskupplung an verschiedene Anwendungen angepasst werden, indem entsprechend angepasste Distanzelemente eingesetzt werden. Dazu können beispielsweise mehrere Distanzelemente axial zwischen dem ersten und dem zweiten Mittelstückelement angeordnet sein. Bei einer Ausführung mit zumindest einem Distanzelemente kann das zumindest eine Distanzelement zumindest eine Gewindebohrung aufweisen, mit dem jeweils ein Gewindeabschnitt der ersten und der zweiten Befestigungsmittel verschraubbar ist. Vorzugsweise kann das zumindest eine Distanzelement eine zylindrische Außenform aufweisen und beispielsweise als Distanzhülse mit einer zentrischen Gewindebohrung ausgeführt sein.The multi-part middle piece can comprise at least one spacer element which is arranged adjacent to a first middle piece element, the fastening means connecting the at least one spacer element to the first and the second elastic compensating element. With the help of spacer elements, the compensating coupling can be adapted to different applications by using appropriately adapted spacer elements. For this purpose, for example, several spacer elements can be arranged axially between the first and the second center piece element. In an embodiment with at least one spacer element, the at least one spacer element can have at least one threaded bore, with which a threaded section of the first and second fastening means can be screwed. The at least one spacer element can preferably have a cylindrical outer shape and be designed, for example, as a spacer sleeve with a central threaded hole.

Mithilfe der Befestigungsmittel, also insbesondere mithilfe von Befestigungsschrauben, können die Mittelstückelemente und gegebenenfalls die Distanzelemente gegen einander gedrückt werden. Dadurch kann eine reibschlüssige Verbindung geschaffen werden, über die das zu übertragende Drehmoment zumindest teilweise übertragen wird. Mithilfe geeigneter Befestigungsmittel kann eine hochfeste Verschraubung zur Verbindung der Mittelstückelemente miteinander erreicht werden, sodass ein Nenndrehmoment der jeweiligen Anwendung allein durch die reibschlüssige Verbindung übertragbar ist. Zur Absicherung auch gegenüber hohen Drehmomenten oder Drehmomentspitzen kann das zumindest eine Distanzelement formschlüssig mit dem ersten und/oder dem zweiten Mittelstückelement verbunden sein. Dadurch kann ein Versagen der Ausgleichskupplung auch im Falle einer Überschreitung des Nenn- oder Betriebsdrehmoments verhindert werden.With the aid of the fastening means, that is to say in particular with the aid of fastening screws, the center piece elements and, if necessary, the spacer elements can be pressed against one another. As a result, a frictional connection can be created via which the torque to be transmitted is at least partially transmitted. With the help of suitable fastening means, a high-strength screw connection can be achieved for connecting the center piece elements to one another, so that a nominal torque of the respective application can be transmitted solely through the frictional connection. To protect against high torques or torque peaks, the at least one spacer element can be connected to the first and / or the second center piece element in a form-fitting manner. In this way, a failure of the compensating coupling can be prevented even if the nominal or operating torque is exceeded.

Gemäß einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Mittelstückelement jeweils zumindest annähernd polygonförmig ausgestaltet ist, und dass in jedem Eckbereich jedes polygonförmigen Mittelstückelements jeweils eine Durchgangsbohrung vorgesehen ist, durch die ein Befestigungsmittel hindurchgeführt ist. Dadurch ergibt sich eine besonders leichte und materialsparende Bauweise bei verhältnismäßig hoher Drehmomentübertragbarkeit.According to one embodiment, it can be provided that the first and the second center piece element are each at least approximately polygonal in shape, and that in each corner region of each polygonal center piece element a through hole is provided through which a fastening means is passed. This results in a particularly light and material-saving design with a relatively high torque transmission capability.

Das erste und das zweite Mittelstückelement können in einer Ausführung jeweils als ein Bogendreieck ausgebildet sein, wobei an den drei Ecken der Bogendreiecke jeweils ein Distanzelement zwischen den beiden Mittelstückelementen angeordnet ist. Bei jedem Bogendreieck erstreckt sich jeweils ein gebogener Steg zwischen zwei Ecken des Bogendreiecks.The first and the second center piece element can each be designed as a curved triangle, with a spacer element being arranged between the two center piece elements at each of the three corners of the curved triangles. In the case of each arched triangle, a curved web extends between two corners of the arched triangle.

Im Folgenden wird die Erfindung und deren Vorteile anhand der in den anliegenden Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.In the following, the invention and its advantages are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying figures.

Dabei zeigen

1 eine erfindungsgemäße Ausgleichskupplung in einer perspektivischen Darstellung;
2 eine Schnittdarstellung der Ausgleichskupplung aus der 1 und
3 eine perspektivische Ansicht eines Mittelstücks der Ausgleichskupplung aus der 1.

Show it

1 a compensating coupling according to the invention in a perspective view;
2 a sectional view of the compensating coupling from FIG 1 and
3 a perspective view of a center piece of the compensating coupling from FIG 1 .

Die in der 1 dargestellte Ausgleichskupplung 1 ist für den Einsatz in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs vorgesehen. Sie kann dabei insbesondere im Kraftfluss zwischen einem Antriebsmotor und einem nachgelagerten Getriebe angeordnet werden. Die Ausgleichskupplung 1 soll dabei das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors auf ein Radsatzgetriebe eines Schienenfahrzeugs übertragen und gleichzeitig Versätze zwischen der Antriebswelle des Antriebsmotors und einer Getriebeeingangswelle ausgleichen. Die Versätze können zumindest teilweise bereits im Stillstand vorliegen. Wesentliche Anteile der Verlagerungen ergeben sich jedoch im Fahrbetrieb, beispielsweise durch Schwingungen im Antriebsstrang des Schienenfahrzeugs. Die Verlagerungen können axiale, radiale und winkelige Versätze zwischen den zu verbindenden Wellen umfassen.The one in the 1 Compensating coupling shown 1 is intended for use in a drive train of a rail vehicle. In particular, it can be arranged in the power flow between a drive motor and a downstream transmission. The compensating coupling 1 is intended to transfer the drive torque of the drive motor to a wheel set of a rail vehicle and at the same time compensate for offsets between the drive shaft of the drive motor and a transmission input shaft. At least some of the offsets can already be present at a standstill. However, significant proportions of the shifts occur during driving, for example due to vibrations in the drive train of the rail vehicle. The displacements can include axial, radial and angular offsets between the shafts to be connected.

Die Ausgleichskupplung 1 umfasst einen ersten Verbindungsflansch 2 zur Verbindung mit der Antriebswelle und ein erstes elastisches Ausgleichselement 3, das mittels mehrerer Schrauben 14 mit dem ersten Verbindungsflansch 2 verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgleichskupplung 1 ist ein zweiter Verbindungsflansch 4 zur Verbindung mit einer getriebenen Welle und ein zweites elastisches Ausgleichselement 5 angeordnet. Das zweite elastisches Ausgleichselement 5 ist mittels weiterer Schrauben 15 mit dem zweiten Verbindungsflansch 4 verbunden. Die Ausgleichskupplung 1 umfasst ferner ein mehrteiliges Mittelstück 6. Das Mittelstück 6 ist zwischen dem ersten und dem zweiten elastischen Ausgleichselement 3, 5 angeordnet. Das Mittelstück 6 besteht aus mehreren Mittelstückelementen 7, 8, 9a, 9b, 9c die mittels Befestigungsmitteln 10, 11 miteinander verbunden sind. Die Befestigungsmittel 10, 11 und 19 umfassen mehrere Befestigungsschrauben 10, 11 sowie jeweils zugeordnete Buchsen 19, welche die elastischen Ausgleichselemente 3 und 5 in Position halten. Die Befestigungsschrauben 10 und 11 sind jeweils durch eine Durchgangsbohrung in dem zugeordneten elastischen Ausgleichselement 3 bzw. 5 und dem zugeordneten Mittelstückelement 7 bzw. 8 durchgesteckt und in einem der Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c verschraubt. Zum Halten der elastischen Ausgleichselemente 3 und 5 ist in jeder Durchgangsbohrung eine Buchse 19 angeordnet, durch die die jeweilige Befestigungsschraube 10, 11 hindurchgeführt ist. Vorliegend ist die jeweilige Befestigungsschraube 10, 11 in einem Innengewinde eines der Distanzelemente 9a, 9b, 9c verschraubt.The compensating coupling 1 comprises a first connecting flange 2 for connection to the drive shaft and a first elastic compensating element 3 that by means of several screws 14th with the first connecting flange 2 connected is. On the opposite side of the compensating coupling 1 is a second connection flange 4th for connection to a driven shaft and a second elastic compensating element 5 arranged. The second elastic compensation element 5 is by means of further screws 15th with the second connecting flange 4th tied together. The compensating coupling 1 further comprises a multi-part centerpiece 6th . The middle piece 6th is between the first and the second elastic compensation element 3 , 5 arranged. The middle piece 6th consists of several middle piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c by means of fasteners 10 , 11 are connected to each other. The fasteners 10 , 11 and 19th include several mounting screws 10 , 11 as well as assigned sockets 19th , which are the elastic compensation elements 3 and 5 hold in position. The fastening screws 10 and 11 are each through a through hole in the associated elastic compensating element 3 respectively. 5 and the associated centerpiece element 7th respectively. 8th pushed through and in one of the middle piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c screwed. To hold the elastic compensation elements 3 and 5 there is a bushing in each through hole 19th arranged by the respective fastening screw 10 , 11 is passed through. The respective fastening screw is shown here 10 , 11 in an internal thread of one of the spacer elements 9a , 9b , 9c screwed.

Die Verbindungsflansche 2, 4 und die Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c sind als im Wesentlichen starre Bauteile ausgeführt, sodass der erforderliche Versatzausgleich durch Verformungen der beiden elastischen Ausgleichselemente 3, 5 bewirkt wird, welche als fadenverstärkte Elastomerscheiben ausgeführt sind. Die fadenverstärkten Elastomerscheiben bewirken neben dem Versatzausgleich auch eine Dämpfung von Stößen und Torsionsschwingungen im Antriebsstrang, was beispielsweise mit metallischen Ausgleichselementen nicht erreicht wird.The connecting flanges 2 , 4th and the center piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c are designed as essentially rigid components so that the necessary offset compensation is achieved through deformation of the two elastic compensation elements 3 , 5 is effected, which are designed as thread-reinforced elastomer discs. In addition to compensating for offset, the thread-reinforced elastomer washers also dampen impacts and torsional vibrations in the drive train, something that cannot be achieved with metallic compensation elements, for example.

Die elastischen Ausgleichselemente 3, 5 sind mit dem jeweils zugehörigen Mittelstückelement 7 bzw. 8 jeweils verdrehfest verbunden, was durch die Befestigungsmittel 10, 11 und 19 bewirkt wird. Die Befestigungsmittel 10 und 11 halten auch die einzelnen Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c fest zusammen.The elastic compensation elements 3 , 5 are with the corresponding center piece element 7th respectively. 8th each connected in a torsion-proof manner, which is achieved by the fastening means 10 , 11 and 19th is effected. The fasteners 10 and 11 also hold the individual middle piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c firmly together.

Ein erstes und ein zweites Mittelstückelement 7, 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils als ein Bogendreieck ausgebildet, bei dem bogenförmige Stege 16 die drei Ecken der Bogendreiecke starr miteinander verbinden. Im Bereich der Ecken der Bogendreiecke ist jeweils ein Distanzelement 9a, 9b, 9c zwischen dem ersten und dem zweiten Mittelstückelement 7, 8, das heißt zwischen den beiden Bogendreiecken angeordnet. Die Distanzelemente 9a, 9b, 9c sind als Distanzhülsen mit zentrischen Gewindebohrungen 12 ausgebildet. In die zentrischen Gewindebohrungen 12 sind erste Befestigungsmittel in Form der Befestigungsschrauben 10 von der einen Seite und zweite Befestigungsmittel in Form der Befestigungsschrauben 11 von der anderen Seite eingeschraubt. Dazu weist jede Befestigungsschraube 10, 11 einen Gewindeabschnitt 13 bzw. Gewindebolzen auf, der in die jeweils dazugehörige Gewindebohrung 12 eingeschraubt ist. Somit bewirken die ersten und zweiten Befestigungsmittel 10 und 11 sowohl eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Mittelstückelementen 7, 8, 9a, 9b, 9c als auch eine feste Verbindung zwischen dem Mittelstück 6 und den beiden elastischen Ausgleichselementen 3 und 5.First and second center piece members 7th , 8th are in this embodiment each formed as an arched triangle, in which arched webs 16 rigidly connect the three corners of the curved triangles. There is a spacer element in each case in the area of the corners of the curved triangles 9a , 9b , 9c between the first and second centerpiece members 7th , 8th , that is arranged between the two curved triangles. The spacer elements 9a , 9b , 9c are as spacer sleeves with central threaded holes 12th educated. In the centric threaded holes 12th are the first fastening means in the form of fastening screws 10 from the one Side and second fastening means in the form of fastening screws 11 screwed in from the other side. To do this, each fastening screw has 10 , 11 a threaded section 13th or threaded bolt that goes into the associated threaded hole 12th is screwed in. Thus, the first and second fastening means operate 10 and 11 both a firm connection between the individual middle piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c as well as a fixed connection between the middle piece 6th and the two elastic compensation elements 3 and 5 .

Die beschriebenen Verbindungen zwischen den Bauteilen der Ausgleichskupplung 1 sind besonders anschaulich in der 2 dargestellt.The described connections between the components of the compensating coupling 1 are particularly vivid in the 2 shown.

Das zu übertragende Drehmoment wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen dem ersten Mittelstückelement 7, den Distanzelementen 9a, 9b, 9c und dem zweiten Mittelstückelement 8 im Wesentlichen durch Reibschluss an den stirnseitigen Kontaktflächen 17 der Distanzelemente 9a, 9b, 9c übertragen. Dazu sind die Verschraubungen mit den ersten und den zweiten Befestigungsmitteln 10 und 11 hochfest ausgeführt und entsprechend dimensioniert. Für Fälle, in denen ein vorbestimmtes Betriebsdrehmoment jedoch überschritten und der genannte Reibschluss überwunden wird, sind die Verbindungen zwischen dem ersten Mittelstückelement 7, den Distanzelementen 9a, 9b, 9c und dem zweiten Mittelstückelement 8 jedoch auch formschlüssig ausgeführt. Insbesondere Drehmomentspitzen oberhalb des Betriebsdrehmoments können deshalb auch formschlüssig übertragen werden. Ein Versagen der Ausgleichskupplung 1 ist deshalb auch in diesen Fall verhindert.In the present exemplary embodiment, the torque to be transmitted is between the first central piece element 7th , the spacer elements 9a , 9b , 9c and the second center piece member 8th essentially through frictional engagement on the face contact surfaces 17th the spacer elements 9a , 9b , 9c transfer. For this purpose, the screw connections with the first and the second fastening means 10 and 11 high-strength and dimensioned accordingly. However, for cases in which a predetermined operating torque is exceeded and the aforementioned frictional engagement is overcome, the connections between the first middle piece element 7th , the spacer elements 9a , 9b , 9c and the second center piece member 8th however, it is also carried out in a form-fitting manner. In particular, torque peaks above the operating torque can therefore also be transmitted in a form-fitting manner. A failure of the compensating coupling 1 is therefore also prevented in this case.

Die formschlüssigen Verbindungen zwischen dem ersten Mittelstückelement 7, den Distanzelementen 9a, 9b, 9c und dem zweiten Mittelstückelement 8 werden jeweils durch Ausnehmungen 18 in beiden Mittelstückelementen 7 und 8 geschaffen, in die das jeweilige Distanzelement 9a, 9b, 9c hineinragt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Ausnehmungen 18 jeweils eine zylindrische Bohrung, in die jeweils ein zylindrischer Endabschnitt eines der Distanzelemente 9a, 9b, 9c eingepasst ist. The interlocking connections between the first center piece element 7th , the spacer elements 9a , 9b , 9c and the second center piece member 8th are each through recesses 18th in both middle piece elements 7th and 8th created in which the respective spacer element 9a , 9b , 9c protrudes. In the illustrated embodiment, the recesses form 18th in each case a cylindrical bore, in each of which a cylindrical end section of one of the spacer elements 9a , 9b , 9c is fitted.

Die axiale Überlappung für die formschlüssige Verbindung ist so groß, dass sie ausreicht um die genannten Drehmomentspitzen zu übertragen, jedoch klein genug, um den Zusammenbau und die Demontage der Ausgleichskupplung 1 zu erlauben, während die anderen Komponenten des Antriebsstrangs in ihrer Betriebsposition eingebaut sind. Das heißt, dass die mit der Ausgleichskupplung 1 miteinander verbundene Antriebswelle des Antriebsmotors und die Getriebeeingangswelle während der Montage und der Demontage zumindest annähernd koaxial zueinander ausgerichtet sind.The axial overlap for the positive connection is so large that it is sufficient to transmit the torque peaks mentioned, but small enough to allow the assembly and disassembly of the compensating coupling 1 while the other components of the drive train are installed in their operating position. That means that the one with the compensating coupling 1 interconnected drive shaft of the drive motor and the transmission input shaft are aligned at least approximately coaxially to one another during assembly and disassembly.

Zum Einbau der Ausgleichskupplung 1 können zunächst die beiden Verbindungsflansche 2 und 4 auf den zu verbindenden Wellenenden befestigt werden. Danach können die elastischen Ausgleichselemente 3 und 5 mithilfe der Schrauben 15 fest mit dem jeweils zugeordneten Verbindungsflansch 2 bzw. 4 verbunden werden. Schließlich können die Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c eingebaut werden. Beim Einfügen und Positionieren der Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c erlauben die elastischen Ausgleichselemente 3 und 5 ausreichend axialen Spielraum, um die Distanzelemente 9a, 9b und 9c in die Ausnehmungen 18 einzufügen, um damit die genannte formschlüssige Verbindung herzustellen.For installing the compensating coupling 1 can first use the two connecting flanges 2 and 4th be attached to the shaft ends to be connected. Then the elastic compensation elements 3 and 5 using the screws 15th firmly with the respectively assigned connecting flange 2 respectively. 4th get connected. Finally, the middle piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c to be built in. When inserting and positioning the center piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c allow the elastic compensation elements 3 and 5 sufficient axial clearance around the spacer elements 9a , 9b and 9c into the recesses 18th insert in order to produce the aforementioned form-fitting connection.

Die Mittelstückelemente 7, 8, 9a, 9b, 9c können bei der Montage und Demontage entweder einzeln ein- und ausgebaut werden oder als Einheit, das heißt als zusammenhängendes Mittelstück 6. Das zusammenhängende Mittelstück 6 ist in der 3 abgebildet. Es umfasst das erste Mittelstückelement 7, das zweite Mittelstückelement 8 sowie die weiteren Mittelstückelemente in Form der Distanzelemente 9a, 9b und 9c. Ferner sind in der 3 die Befestigungselemente 10, 11 und 19 in Form der Befestigungsschrauben 10 und 11 sowie der Buchsen 19 eingezeichnet. Die elastischen Ausgleichselemente 3 und 5 sind der Übersichtlichkeit halber in der 3 nicht dargestellt.The center piece elements 7th , 8th , 9a , 9b , 9c can either be installed and removed individually during assembly and disassembly or as a unit, i.e. as a coherent center piece 6th . The coherent middle piece 6th is in the 3 pictured. It includes the first center piece element 7th , the second centerpiece element 8th as well as the other middle piece elements in the form of the spacer elements 9a , 9b and 9c . Furthermore, in the 3 the fasteners 10 , 11 and 19th in the form of the fastening screws 10 and 11 as well as the sockets 19th drawn. The elastic compensation elements 3 and 5 are in the for the sake of clarity 3 not shown.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: AusgleichskupplungCompensating coupling
22: erster Verbindungsflanschfirst connection flange
33: erstes elastisches Ausgleichselementfirst elastic compensation element
44th: zweiter Verbindungsflanschsecond connection flange
55: zweites elastisches Ausgleichselementsecond elastic compensation element
66th: MittelstückMiddle piece
77th: erstes Mittelstückelementfirst center piece element
88th: zweites Mittelstückelementsecond middle piece element
9a, 9b, 9c9a, 9b, 9c: Mittelstückelement, DistanzelementCenter piece element, spacer element
1010: erstes Befestigungsmittel, Befestigungsschraubefirst fastening means, fastening screw
1111: zweites Befestigungsmittel, Befestigungsschraubesecond fastening means, fastening screw
1212th: GewindebohrungThreaded hole
1313th: GewindeabschnittThreaded section
1414th: SchraubverbindungScrew connection
1515th: Schraubescrew
1616: Stegweb
1717th: KontaktflächeContact area
1818th: AusnehmungenRecesses
1919th: Befestigungsmittel, BuchseFasteners, bushing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014204221 A1 [0003]

Claims

Compensating coupling (1) for the offset-compensating connection of two shafts, in particular for use on the drive side in a rail vehicle, with a first connecting flange (2) for connecting to a drive shaft, with a first elastic compensating element (3) which is connected to the first connecting flange (2) is, with a second connecting flange (4) for connection to a driven shaft, with a second elastic compensating element (5), which is connected to the second connecting flange (4), and with a multi-part middle piece (6), which between the first and the second elastic compensating element (3, 5) is arranged and its individual middle piece elements (7, 8, 9a, 9b, 9c) are connected to one another by means of fastening means (10, 11, 19), characterized in that the elastic compensating elements (3, 5 ) with at least one associated central piece element (7, 8, 9a, 9b, 9c) by the aforementioned fastening means (10, 11, 19 ) are connected.

Compensating coupling (1) Claim 1 , characterized in that first fastening means (10, 11, 19) are provided which connect the first elastic compensating element (3) to a first center piece element (7), that second fastening means (10, 11, 19) are provided which connect the second connect elastic compensating element (5) to a second middle piece element (8), and that the first and the second fastening means (10, 11, 19) connect the two middle piece elements (7, 8) to one another.

Compensating coupling (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the multi-part middle piece (6) comprises at least one spacer element (9a, 9b, 9c) which is arranged adjacent to a first middle piece element (7), and that the fastening means (10, 11, 19) the at least one spacer element (9a, 9b, 9c) with the first and the second elastic compensating element (3, 5).

Compensating coupling (1) Claim 3 , characterized in that a plurality of spacer elements (9a, 9b, 9c) are arranged axially between the first middle piece element (7) and the second middle piece element (8).

Compensating coupling (1) according to one of the Claims 3 until 4th , characterized in that the at least one spacer element (9a, 9b, 9c) is positively connected to the first and / or the second center piece element (7, 8).

Compensating coupling (1) according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the at least one spacer element (9a, 9b, 9c) has at least one threaded hole (12) with which a threaded section (13) of the first and second fastening means (10, 11, 19) can be screwed.

Compensating coupling (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second fastening means (10, 11) comprise fastening screws (10, 11) each with a threaded section (13).

Compensating coupling (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a first and a second central piece element (7, 8) are each at least approximately polygonal in shape, and that in the corner areas of each polygonal central piece element (7, 8) there is a through-hole (13 ) is provided, through each of which a fastening means (10, 11) is passed.

Compensating coupling (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second middle piece element (7, 8) are each designed as a curved triangle, and that a spacer element (9a, 9b, 9c) is provided at each of the three corners of the curved triangle. is arranged between the first and the second middle piece element (7, 8).

Compensating coupling (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic compensating elements (3, 5) are designed as thread-reinforced elastomer disks or thread-reinforced elastomer rings.