DE1238947B - Elastische Kupplung fuer die UEbertragung des Drehmomentes auf einen Treibradsatz, insbesondere fuer Schienentriebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Elastische Kupplung für die Übertragung des Drehmomentes auf einen Treibradsatz, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung für die Übertragung des Drehmomentes auf einen Treibradsatz, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, bestehend aus mehreren konzentrisch angeordneten elastischen Schwingmetallgliedern, welche zwischen der Nabe des Treibrades und den Armen des Großrades angeordnet sind.
• Bei elektrischen Lokomotiven muß beim Anfahren eine geringe Verdrehung des Motorkollektors möglich sein, ohne daß sich hierbei das Treibrad dreht. Dadurch wird gewährleistet, daß die Kollektorlamellen nicht überlastet werden. Weiterhin müssen die das Drehmoment übertragenden Kupplungen das Federspiel zwischen Radsatz und Fahrzeugrahmen aufnehmen können und eine den Schienenunebenheiten entsprechende freie Bewegung des Radsatzes zulassen, wobei der Antrieb vor Rückwirkungen aus diesen Bewegungen gesichert werden muß.
• Die Möglichkeit, Gummi als federndes Element zur Vermeidung der Übertragung von Fahrbahnstößen auf das Fahrzeug in ein Rad einzubauen, hat zu einer ganzen Reihe von Kupplungsausbildungen für Schienenfahrzeuge geführt, bei denen die innenliegenden Metallteile elastischer Glieder an Armen des Großrades und die außenliegenden Metallteile dieser elastischen Glieder an der Radscheibe befestigt sind. Es sind weiterhin federnde Räder für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen der Querschnitt des elastischen Gliedes U-förmige und V-förmige Metallprofile aufweisen, zwischen die eine ringförmige Gummieinlage eingelegt ist. Da die gesamte Querschnittsfläche mit Gummi ausgefüllt ist, entstehen hier lediglich Druck- und Zugkräfte im Gummi, nicht aber Schubkräfte, so daß sich der Gummipuffer dynamisch als sehr hart erweist. Bei anderen federnden Rädern sind die Gummiteile ebenfalls als geschlossene Ringe zwischen die Schenkel zweier V-förmiger Metallteile eingelegt, wobei die beiden Gummiteile zwischen ihren einander zugewandten Enden einen Hohlraum einschließen. Diese Radsätze mit Gummielementen in geschlossener Form erlauben bei einer Zerstörung des Gummis keine einfache Reparatur, es muß vielmehr der gesamte Radkörper auseinandergenommen werden, um einen verschlissenen Gummiring zu ersetzen.
• Derartige Räder mit einen geschlossenen Ring bildenden Gummielementen sind aber für Räder, die ein Drehmoment auf die Lauffläche des Rades zu übertragen haben, wie das bei Treibrädern von Lokomotiven der Fall ist, nicht geeignet. Es hat sich herausgestellt, daß die Gummiringe bei diesem Verwendungszweck außerordentlich schnell verschleißen und ihr Auswechseln nur schwer durchzuführen ist.
• Eine Schwingmetallglieder aufweisende bekannte elastische Kupplung setzt sich aus konzentrischen Metallsegmenten zusammen, zwischen denen Gummi einvulkanisiert ist. Das äußere Metallsegment ist mit dem Großrad und das innere mit der Radscheibe fest verbunden. Der Gummi ist bei Übertragung des Drehmomentes und bei axialen Kräften auf Schub, bei Entstehung radialer Kräfte auf Druck beansprucht. Die Schwingmetallglieder werden mit einer radialen Druckvorspannung eingebaut. Ein großer Nachteil dieser Kupplung liegt darin, daß bei einer Beanspruchung in axialer Richtung auf Grund großer Anlaufkräfte beim Durchfahren von Kurven die Gummieinlage nur verhältnismäßig geringe Kräfte aufnehmen kann, da sie auf Schub beansprucht wird. Demgegenüber ist die Gummieinlage bei senkrechten, d. h. radialen Kräften auf Druck beansprucht und gestattet keine größere Durchfederung. Ein weiterer Nachteil dieser Bauart besteht darin, daß die Gummieinlagen den Einflüssen der Sonneneinstrahlung und Ölangriffen ausgesetzt sind, so daß sie bald altern und dadurch ein öfteres Auswechseln erforderlich machen.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine elastische Kupplung zu schaffen, bei der Schubkräfte überwiegend, Zug- und Druckkräfte dagegen nur in geringerem Umfang, und zwar hauptsächlich in axialer Richtung, auftreten. Dadurch soll in allen drei Bewegungsrichtungen die geeignetste Steifigkeit und eine gute Schwingungsdämpfung erzielt werden. Gleichzeitig soll Vorsorge getroffen werden, daß der Gummi bei Überlastungen in Umfangsrichtung nicht beschädigt wird.
• Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei der eingangs genannten Kupplung dadurch erreicht, daß die elastischen Schwingmetallglieder in bekannter Weise aus äußeren Metallteilen von der Querschnittsform eines V und in diese hineinragenden inneren Metallteilen vom Querschnitt eines geschlossenen V mit zwischen deren parallelen Schenkelflächen befestigten und etwa in der Radscheibenebene verlaufenden Gummieinlagen zusammengesetzt sind, wobei neben den Schwingmetallgliedern deren Verschiebung in tangentialer Richtung begrenzende Anschläge vorgesehen sind.
• Dabei ist es zweckmäßig, die inneren Metallteile an den Armen des Großrades und die äußeren Metallteile an der Scheibe des Treibrades zu befestigen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 ein Treibrad in Seitenansicht mit montierten Schwingmetallgliedern, F i g. 2 einen vertikalen Axialschnitt durch das Treibrad, F i g. 3 ein Schwingmetallglied in Seitenansicht und F i g. 4 einen Querschnitt durch das Schwingmetallglied.
• Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, befinden sich in der Scheibe 1 des Treibrades 2 Ausnehmungen 3, in welche die Arme 4 des Großrades 5 eingreifen. An diese Arme 4 sind mittels dreier Schrauben 10 die inneren Metallteile 6 der Schwingmetallglieder befestigt, während die äußeren Metallteile 7 der Schwingmetallglieder mittels dreier Schrauben 11 an der Scheibe 1 des Treibrades 2 befestigt sind. Die äußeren Metallteile 7 haben V-förmigen Querschnitt und die inneren Metallteile 6 den Querschnitt eines geschlossenen V. Zwischen den äußeren und inneren konzentrisch angeordneten Metallteilen 6 und 7 sind Gummieinlagen 8 befestigt, vorzugsweise aufvulkanisiert.
• Damit es zu keiner Beschädigung der Gummieinlagen beim Überschreiten des maximalen Drehmomentes kommen kann, sind an den benachbarten Stirnflächen jedes inneren Metallteiles 6 Anschläge 9 befestigt, auf welche die entsprechenden Seitenkanten der äußeren Metallteile 7 nach Erschöpfung des möglichen Spieles V aufsitzen. Dies ist insbesondere beim Anfahren unter schwerer Last von Bedeutung. Die Erfindung kann ohne weiteres auch bei klauenförmig aufgehängten Antriebsmotoren für sehr hohe Geschwindigkeiten (bis zu 160 km/h) verwendet werden, da der Motor im Treibradsatz völlig elastisch aufgehängt und in allen Hauptrichtungen abgefedert ist, so daß er trotz dieser Einfachheit auch die Vorteile eines in einem abgefederten Rahmen des Fahrgestelles gelagerten Motors besitzt.
• Wegen der härteren Abfederung der Treibachse in Querrichtung wird eine Verbesserung der Laufeigenschaften beim Durchfahren von Kurven erzielt.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schwingmetallglieder wird in Tangentialrichtung ein weicher Eingriff gewährleistet und in Vertikalrichtung eine geringe Steifigkeit erreicht, wodurch eine größere Abfederung gestattet ist.
• Die Gummieinlagen sind zum größten Teil in den äußeren Metallteilen eingelagert und dadurch vor Sonneneinstrahlung und Ölangriff geschützt.
• Anspruch 2 ist ein reiner Unteranspruch und gilt nur in Verbindung mit Anspruch 1.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elastische Kupplung für die Übertragung des Drehmomentes auf einen Treibradsatz, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, bestehend aus mehreren konzentrisch angeordneten elastischen Schwingmetallgliedern, welche zwischen der Nabe des Treibrades und den Armen des Großrades angeordnet sind, dadurch gekennzeichn e t, daß die elastischen Schwingmetallglieder in bekannter Weise aus äußeren Metallteilen (7) von der Querschnittsform eines V und in diese hineinragenden inneren Metallteile (6) vom Querschnitt eines geschlossenen V mit zwischen deren parallelen Schenkelflächen befestigten und etwa in der Radscheibenebene verlaufenden Gummieinlagen (8) zusammengesetzt sind, wobei neben den Schwingmetallgliedern deren Verschiebung in tangentialer Richtung begrenzende Anschläge (9) vorgesehen sind.
2. 2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Metallteile (6) an den Armen (4) des Großrades (5) und die äußeren Metallteile (7) an der Scheibe (1) des Treibrades (2) befestigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 696 672; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1755 848; schweizerische Patentschrift Nr. 258 503; Deutsche Eisenbahntechnik, 1957, S. 461.