DE1810833C3 - Achsantriebskupplung für ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsantriebskupplung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kupplung ist aus der Zeitschrift »elektrische Bahnen«, 1963, Seiten 103—109, bekannt. Bei dieser Kupplung kann die Hohlwelle unter Aufrechterhaltung der Antriebsverbindung gegenüber dem Großrad verkippt und in axialer Richtung verlagert werden, wie dies beim Durchfahren von Kurven erforderlich ist. Ungünstig ist bei dieser Kupplung, daß die Lenker je nach Dehrichtung auf Zug oder Druck beansprucht werden, und daß die Gelenkkugeln am einen Ende der Lenker freitragend angeordnet sind, sich also keine symmetrische Beanspruchung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Achsantriebskupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich eine ausgeglichene, symmetrische Anordnung hoher Widcrstandsfestigkcit ergibt und die Ciclenkkugeln nidii freitragend angeordnet sind.

Cjclösl wird diese Aufgabe gemäß der Ijfimliing durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Verschiebt sich bei einer solchen Kupplung der an die Hohlwelle angeschlossene Flansch parallel zum zweiten Flansch, so verschieben sich die in dem an die Hohlwelle angeschlossenen Flansch sitzenden Kugelgelenke, während die im anderen Flansch sitzenden Kugelgelenke

to festbleiben. Die sich gegenüberliegenden Ringsegmentscheiben, welche die beidseitig vorstehenden Zapfen der Gelenkkugeln aufnehmen, stellen sich gegenüber der Ebene des anderen Flansches ein, wobei in keinem Falle sine Durchbiegung dieser Ringsegmentscheiben erfolgt Leichte Abweichungen der Kugelgelenke gegenüber den sie aufnehmenden Bohrungen können von den elastischen Auskleidungen aufgenommen werden. Die Ringsegmentsc'neiben bleiben jedoch stets plan, da die Kugelgelenke nur durch drei Punkte hindurchgehen.

Auf diese Weise wird die axiale Beweglichkeit der Achsantriebskupplung durch die Orientierung der Ringsegmentscheiben und durch die Elastizität der an die Kugelgelenke angeschlossenen elastischen Blöcke erreicht In der CH-PS 2 48 672 ist eine Kupplung beschrieben, die zwei um 60° gegeneinander versetzte Flansche in Form gleichseitiger Dreiecke aufweist die mit der treibenden Welle beziehungsweise, der getriebenen Welle verbunden sind. Diese Flansche sind über Federarme miteinander verbunden, die in axialer Richtung federn, in Drehrichtung aber verhältnismäßig steif sind. Das Drehmomentübertragungsvermögen einer derartigen Achsantriebskupplung ist aber dennoch begrenzt, da die Federarme bei der Kraftübertragung auch in Richtung ihrer Längsachse auf Druck beansprucht werden. Für ein hohes Drehmomentübertragungsvermögen müssen daher die Federarme einer hohen Knickbelastung standhalten können; dies bedeutet zugleich aber, daß die Federarme auch einer Verformung in Richtung der Hohlwellenachse größeren Widerstand entgegensetzen.

Bei der in der CH-PS 2 48 672 beschriebenen Achsantriebskupplung kann daher ein gutes Drehmomentübertragungsvermögen nicht zugleich mit guter axialer Beweglichkeit der Hohlwelle erhalten werden. Ein weiterer Nachteil dieser Achsantriebskupplung ist der, daß die von den Flanschen getragenen Mitnehnierbolzen, an denen die Federarme über in einer Ebene liegende Gelenke angelenkt sind, freitragend auf den Flanschen angeordnet sind.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Achsantriebskupplung versehene Treibachse, wobei der linke Teil der F i g. 1 einen Schnitt längs der Linie H-Il in Fi g. 2 und der rechte Teil einen Schnitt längs der Linie III-III in F i g. 3 darstellt;
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie I-I in F i g. 1;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 1; und in

F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnliche Darstellung, bei der auf der linken Seite ein Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 2 wiedergegeben ist.

Bei dem in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erkennt man eine konzentrisch um die

h^r> Treibaclisc angeordnete Hohlwelle a, die mittels Achsanlricbskupplungcn auf der einen Seite axial beweglich mit dem Großrad /( und auf der anderen Seite mit dem 1 reibrad el verbunden ist. 7.wei Kingscheiben c und o,

die zu beiden Seiten des scheibenförmig ausgebildeten Yreibrades d angeordnet sind, sind miteinander über vier Achsen e und ei mit Gelenkkugeln / verbunden, wobei die Kugelgelenke mit einer Auskleidung aus elastischem Material, beispielsweise Gummi versehen sind. Die regelmäßig über den Umfang der Ringscheiben c und Ci verteilten Achsen e und ei treten in öffnungen ein, die in dem scheibenförmigen Treibrad d ausgespart sind. Die Konstruktion ist so gewählt, daß ein gewisses Spiel zwischen den Ringscheiben c und d und dem scheibenförmigen Treibrad d belassen ist

Die konzentrisch um die Treibachse angeordnete Hohlwelle a ist so ausgelegt, daß sie einen als Scheibe ausgebildeten Flansch b in Form eines Rhombus bildet, dessen Spitzen auf der großen Achse jeweils eine Bohrung zur Aufnahme der beiden Achsen e aufweisen, weiche die Verbindung des scheibenförmigen Flansches b mit den Ringscheiben cund c\ sicherstellen. Die beiden Achsen ei sind in im Körper des Treibrades d ausgesparten Bohrungen so gelagert, daß auf das Treibrad das Motordrehmoment übertragbar ist Auf diese Weise ist eine die Funktion eines Kardankreuzes übernehmende Anordnung festgelegt, bei der die Elemente in dem durch den Körper des Treibrades dargestellten verfügbaren Raum gelagert sind. Die Konzeption der Achsen e und ei ermöglicht ein normales Spiel des Kardankreuzes und vermeidet jeglichen Verschleiß.

Das Antriebssystem auf der rechten Seite in F i g. 1 bzw. F i g. 4 wird durch zwei scheibenförmig ausgebildete Flansche b\ und # gebildet die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei weist das als Zahnrad ausgebildete und von einem Motor angetriebene Großrad h den festen Flansch g und die Hohlwelle a den Flansch b\ auf. Beide Flansche 61 und g sind von im wesentlichen dreieckiger Form und besitzen jeweils drei Bohrungen in den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks zur Aufnahme der mit Gelenkkugeln / versehenen Achsen e. Die Flansche b\ und g sind derart winkelversetzt zueinander angeordnet, daß die sechs Bohrungen zur Aufnahme der Gelenkkugeln /sich in den Spitzen eines regelmäßigen Sechsecks befinden, wobei die vertikale Mittelebene der sechs Bohrungen und die von ihnen aufgenommenen Gelenkkugeln in einer gemeinsamen, senkrecht zur Treibachse liegenden Ebene x— /angeordnet sind.

Die Gelenkkugeln /sind identisch wie die im Treibrad dangeordneten Achsen e und ei mit ihren Gelenkkugeln /ausgebildet, wobei die Gelenkkugeln /in die jeweiligen Bohrungen der Flansche b\ bzw. g gepreßt sind und achsmittig beidseitig in Richtung der Treibachse vorstehende Zapfen in Form der Achsen e aufweisen. Diese beidseitig vorstehenden, als Zapfen ausgebildeten Achsen e der Gelenkkugeln /sind jeweils durch sich gegenüberliegende Ringsegmentscheiben / und /Ί aufgenommen, die zu beiden Seiten der beiden Flansche g und b\ angeordnet sind (vgl. Fig. 3). Auf diese Weise sind die beiden Flansche 61 und g fest mit den Achsen e verbunden und sorgen für die mechanische Verbindung zwischen den Flanschen und damit für die Übertragung des Antriebsmomentes des Antriebsmotors. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß über die Ringsegmentscheiben /und ;Ί und die beiden Flansche bi und #· jeweils eine Gelenkkugel des einen Flansches mit zwei Gelenkkugeln des anderen Flansches verbunden ist, wobei die beiden in den Spitzen A und B des Flansches b\ sitzenden Achsen die eine im Flansch g sitzende Achse mitnehmen, während die in der Spitze C des Flansches fei sitzende Achse von den beiden benachbarten, im Flansch # sitzenden Achsen mitgenommen ist.

Wie aus der Zeichnung erkennbar ermöglicht die Geometrie der oben beschriebenen Achsantriebskupplung ohne weiteres eine Verschiebung der Hohlwelle a in ihrer Längsrichtung, wobei dann lediglich die Spitzen A, B und Cdes Flansches b\ nicht mehr in der Ebene x, y angeordnet sind. Bei einer Verschiebung des an die Hohlwelle a angeschlossenen Flansches b\ parallel zum Flansch g verschieben sich lediglich die in den Spitzen A, B und C sitzenden Gelenkkugeln, während die anderen drei Gelenkkugeln des Flansches g fest bleiben. Die an die beiden in den Spitzen A und B sitzenden Gelenkkugeln angeschlossene Ringsegmentscheibe /stellt sich gegenüber der Ebene des scheibenförmigen Flansches g ein, während die an die in der Spitze C sitzende Gelenkkugel angeschlossene Ringsegmentscheibe /sich in entgegengesetzter Richtung einstellt. Eine Durchbiegung der Ringsegmentscheiben /' tritt in keinem Falle ein. Leichte Abweichungen der Gelenkkugeln gegenüber den sie aufnehmenden Bohrungen oder öffnungen werden von den elastischen Auskleidungen der Kugelgelenke aufgenommen. Die Ringsegmentscheiben selbst bleiben aber stets plan, da die Kugelgelenke nur durch drei Punkte hindurchgehen. Somit wird die axiale Beweglichkeit durch die Orientierung der Ringsegmentscheiben i, /1 und nicht durch die Durchbiegung der Ringsegmentscheiben oder durch die Elastizität von an die Kugelgelenke angeschlossenen elastischen Blöcken erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Achsantriebskupplung für ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug mit einem koaxial zur Treibachse am Motor gelagerten und von diesem angetriebenen Großrad (h) und einer konzentrisch um die Treibachse angeordneten Hohlwelle (a), die mittels Kupplungen auf der einen Seite axial beweglich mit dem Großrad und auf der anderen Seite mit einem Treibrad (d) verbunden ist wobei die Verbindung zwischen Großrad (h) und Hohlwelle (a) mittels zueinander winkelversetzter, abwechselnd vom Großrad und von der Hohlwelle getragener und durch Lenker miteinander verbundener Gelenkkugeln (f) erfolgt, die sämtlich in einer gemeinsamen, senkrecht zur Treibachse liegenden Ebene angeordnet sind und achsmittig in Richtung der Treibachse vorstehende Zapfen aufweisen und wobei die Hohlwelle einen Flansch (b\) mit im wesentlichen dreiekkiger Form aufweist der in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks die von der Hohlwelle getragenen Gelenkkugeln umfaßt dadurch gekennzeichnet, daß auch am Großrad (h) ein im wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks entsprechender Flansch (g) vorgesehen ist, der dem Flansch (b\) der Hohlwelle fa) gegenüberliegend und zu diesem winkelversetzt angeordnet ist und dessen Spitzen die dem Großrad (h) zugeordneten Gelenkkugeln (f) umfassen und daß die beidseitig vorstehenden Zapfen der Gelenkkugeln (f) jeweils durch sich gegenüberliegende, die Lenker bildende Ringsegmentscheiben (i bzw. i\) aufgenommen sind, die jeweils eine Gelenkkugel (Qdes einen Flansches (b\) mit zwei Gelenk kugeln (7? des anderen Flansches (g) verbinden.

2. Achsantriebskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche. (b\ bzw. g) und die Ringsegmentscheiben (i und /Ί) eine Anordnung bilden, bei der die Gelenkkugeln (f) in den Spitzen eines regelmäßigen Sechseckes sitzen.

3. Achsantriebskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelgelenke (Achse e, Gelenkkugel f) mit einer Auskleidung aus elastischem Material versehen sind.