DE19831265A1 - Elastische Kupplung - Google Patents

Abstract

Elastische Kupplungen mit mehreren elastisch nachgiebigen Lenkerelementen, die jeweils an zwei Anlenkpunkten mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite verbunden sind, sind bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Anlenkpunkte der Antriebsseite auf gleichem Teilkreisdurchmesser wie die Anlenkpunkte der Abtriebsseite angeordnet und die Lenkerelemente sind aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, insbesondere Gummi, gefertigt und mit zugbelastbaren Verstärkungseinlagen versehen, die schlaufenartig um die beiden Anlenkpunkte jedes Lenkerelementes herumgeführt sind. DOLLAR A Einsatz in Treibradsätzen von Schienenfahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung mit mehreren, elastisch nachgiebig angeordneten Lenkerelementen, die je­ weils an zwei Anlenkpunkten mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite verbunden sind.

Eine solche elastische Kupplung ist als Lenkerkupplung in Form einer Centalink-Gelenkkupplung bekannt. Diese Kupplung weist mehrere, für Zug und Druck ausgelegte Lenker auf, die als Metallgußteile gestaltet sind. Jeder Lenker weist eine zylindrische Gummibuchse auf, die radial mit einer entspre­ chenden Nabe verschraubt ist, sowie eine sphärische Gummi­ buchse, die axial mit einem Flansch verschraubt ist. Die ent­ sprechend verschraubten Gummibuchsen bilden die Anlenkpunkte an der Antriebs- bzw. Abtriebsseite der Kupplung. Eine solche Kupplung ist für Antriebe von Hochgeschwindigkeitszügen ge­ eignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elastische Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine verschleißarme Kraftübertragung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anlenkpunkte der Antriebsseite auf gleichem Teilkreisdurchmesser wie die An­ lenkpunkte der Abtriebsseite angeordnet sind, und daß die Lenkerelemente aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, insbesondere Gummi, gefertigt und mit zugbelastbaren Verstär­ kungseinlagen versehen sind, die schlaufenartig um die beiden Anlenkpunkte jedes Lenkerelementes herumgeführt sind. Durch die erfindungsgemäße Lösung erfolgt die kardanische Auslenk­ barkeit über die elastische Nachgiebigkeit der Lenkerelemente selbst. Durch die zugbelastbaren Verstärkungseinlagen können die Lenkerelemente auch hohe Belastungen sicher übertragen. Dadurch, daß die gesamten Lenkerelemente elastisch nachgiebig sind, ergibt sich eine gegenüber dem Stand der Technik ver­ besserte Lastverteilung innerhalb der Lenkerelemente, da beim Stand der Technik die kardanische Auslenkung lediglich über die Gummibuchsen im Bereich der Anlenkpunkte erfolgen kann. Falls die Lenkerelemente der erfindungsgemäßen Kupplung in einer Richtung ausgerichtet sind, so kann auch eine Kraft­ übertragung nur in einer Drehrichtung erfolgen, und zwar in der Drehrichtung, in der die Lenkerelemente einschließlich ihrer Verstärkungseinlagen auf Zug belastet sind. Bei einer gewünschten Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen muß ein weiterer Satz von Lenkerelementen vorgesehen sein, der entge­ gengesetzt ausgerichtet ist. Dieser zweite Satz von Lenker­ elementen ist vorzugsweise identisch aufgebaut, wie die Len­ kerelemente der erfindungsgemäßen Kupplung. Grundsätzlich können jedoch auch anders gestaltete Lenkerelemente vorgese­ hen sein, falls in unterschiedlichen Drehrichtungen unter­ schiedliche Kennlinien gewünscht sein sollten.

In Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Lenkerelement im Bereich der Anlenkpunkte jeweils eine zylindrische Lagerbuch­ se auf, die im montierten Zustand jeweils einen korrespondie­ renden Lagerbolzen der An- oder Abtriebsseite übergreift. Die zylindrischen Lagerbuchsen der Lenkerelemente sind vorzugs­ weise aus Metall hergestellt, können jedoch auch aus einem anderen formstabilen Material hergestellt sein. Die Lager­ buchsen werden von den Verstärkungseinlagen schlaufenartig umschlossen. Die an der Antriebsseite und an der Abtriebssei­ te angeordneten Lagerbolzen sind mit ihren Außendurchmessern an die Innendurchmesser der Lagerbuchsen angepaßt, so daß sich entsprechende, spielarme Drehlagerungen zwischen Lager­ buchsen und Lagerbolzen ergeben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Verstär­ kungseinlagen als mehrlagig verlaufende Gewebebahnen gestal­ tet, die wenigstens endseitig in die Lenkerelemente eingebun­ den sind. Die Gewebebahnen sind vorzugsweise aus Nylon-Gewebe hergestellt. Die Einbindung erfolgt vorteilhaft durch Vulka­ nisation. Durch die wenigstens endseitige Einvulkanisierung ergibt sich eine stabile und sichere Einbettung der Verstär­ kungseinlagen in die Lenkerelemente. Vorzugsweise sind die Gewebebahnen über ihre gesamte Länge zusätzlich mit einer vulkanisierbaren Schicht versehen, so daß auch die einzelnen Lagen der Gewebebahnen untereinander sich bei der Vulkanisa­ tion stabil miteinander verbinden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Lenker­ elemente für eine Kraftübertragung in einer Drehrichtung und eine entsprechende Anzahl von identisch gestalteten Lenker­ elementen für eine Kraftübertragung in entgegengesetzter Drehrichtung angeordnet. Dadurch ist für jede Drehrichtung jeweils ein Satz von Lenkerelementen vorgesehen, so daß sich für beide Drehrichtungen die gleichen Kupplungskennlinien er­ geben.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das an­ hand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt einen Treibradsatz für ein Schienenfahrzeug, der mit Ausführungsformen von erfindungsgemäßen elastischen Kupplungen versehen ist,

Fig. 2 in einer Stirnansicht die Anordnung von Lenkerele­ menten der einen elastischen Kupplung des Treibrad­ satzes nach Fig. 1, die in Richtung des Pfeiles II erkennbar ist,

Fig. 3 eine Anordnung von Lenkerelementen der anderen ela­ stischen Kupplung, die in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1 erkennbar ist und

Fig. 4 in stark vergrößerter Schnittdarstellung ein Len­ kerelement der elastischen Kupplungen nach den Fig. 1 bis 3.

Ein Treibradsatz für Schienenfahrzeuge nach Fig. 1 weist eine Treibradwelle 1 auf, an deren gegenüberliegenden Seiten zwei Schienenräder 2, 3 festgelegt sind. Die Treibradwelle 1 ein­ schließlich der beiden Schienenräder 2, 3 wird durch einen nicht näher dargestellten Antriebsmotor angetrieben, der sei­ ne Antriebskraft über ein nicht näher dargestelltes Getriebe auf eine zur Treibradwelle 1 koaxiale, sich konisch verjün­ gende Hohlwelle 9 und von dort auf das in Fig. 1 linke Schie­ nenrad 2, 4 überträgt.

Zur Kraftübertragung zwischen dem abtriebsseitigen Schienen­ rad 4 und einem antriebseitigen Antriebsflansch 5 der Hohl­ welle 9 ist eine elastische Kupplung in Form einer Lenker­ kupplung vorgesehen, die gemäß Fig. 2 mehrere identisch ge­ staltete Lenkerelemente 8 aufweist. Zur Kraftübertragung zwi­ schen einem antriebsseitigen, nicht näher dargestellten Ge­ triebeflansch des Getriebes des Antriebsmotors auf einen Ab­ triebsflansch 10 der Hohlwelle 9 ist eine weitere elastische Kupplung vorgesehen, die ebenfalls mehrere elastisch nachgie­ bige Lenkerelemente 8 aufweist, die identisch zu den Lenker­ elementen 8 der zuvor beschriebenen elastischen Kupplung ge­ staltet sind. Jedes Lenkerelement 8, 8a, 8b der beiden ela­ stischen Kupplungen ist identisch gestaltet und weist im Be­ reich von einem antriebsseitigen sowie im Bereich von einem abtriebsseitigen Anlenkpunkt jeweils eine zylindrische Lager­ buchse 13 auf, die achsparallel zueinander in einem Gummikern 14 jedes Lenkerelementes 8 eingebettet sind (Fig. 4). Im montierten Zustand sind die Lenkerelemente 8 derart ausge­ richtet, daß die zylindrischen Lagerbuchsen 13 achsparallel zu einer Drehachse der Treibradwelle 1 ausgerichtet sind. In jede antriebsseitige Lagerbuchse 13 jedes Lenkerelementes 8 greift ein entsprechend antriebsseitiger Lagerbolzen 7 ein, der axial von dem jeweiligen Antriebsflansch 5 oder Getrie­ beflansch abragt. Dabei sind sowohl die antriebsseitigen La­ gerbolzen 7, 12 wie auch die abtriebsseitigen Lagerbolzen je­ der Kupplung jeweils paarweise auf gleichem Teilkreisdurch­ messer angeordnet, so daß die Lenkerelemente 8, 8a, 8b in Um­ fangsrichtung ausgerichtet sind. Die abtriebsseitigen Lager­ bolzen 6, die an dem Abtriebsflansch des Schienenrades 4 mit Hilfe von Schraubverbindungen festgelegt sind, sind somit auf gleichem Teilkreisdurchmesser angeordnet wie die antriebssei­ tigen Lagerbolzen 7, die an dem Antriebsflansch 5 der als Na­ be dienenden Hohlwelle 9 mittels entsprechender Schraubver­ bindungen festgelegt sind.

Gleiches gilt entsprechend für die am Getriebeflansch festge­ legten, antriebsseitigen Lagerbolzen 12 und die an dem Ab­ triebsflansch 10 der Hohlwelle 9 festgelegten Lagerbolzen 11, wobei die Lagerbolzen 11, 12 auf einem gegenüber dem Teil­ kreisdurchmesser der anderen Kupplung geringeren gemeinsamen Teilkreisdurchmesser angeordnet sind.

Für die den Antriebsflansch 5 mit dem Abtriebsflansch 4 des Schienenrades 2 verbindende elastische Kupplung sind insge­ samt sechs Lenkerelemente 8, 8a, 8b vorgesehen, wobei drei Lenkerelemente 8a für die eine Drehrichtung und drei iden­ tisch gestaltete Lenkerelemente 8b für die andere Drehrich­ tung ausgerichtet sind. Die Zuordnung des einen Satzes der Lenkerelemente 8a zu der einen Drehrichtung und des anderen Satzes von Lenkerelementen 8b zu der anderen Drehrichtung er­ folgt in einfacher Weise durch entsprechend jeweils umgekehr­ te Festlegung an entsprechend abtriebs- oder antriebsseitigen Lagerbolzen 6, 7.

Für die elastische Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Abtriebsflansch 10 der Hohlwelle 9 (Fig. 3) sind insge­ samt acht Lenkerelemente vorgesehen, wobei jeweils vier Len­ kerelemente für die eine Drehrichtung und vier identisch ge­ staltete Lenkerelemente für die andere Drehrichtung vorgese­ hen sind.

Die Notwendigkeit, für jede Drehrichtung einen eigenen Satz von Lenkerelementen 8, 8a, 8b vorzusehen, ergibt sich daraus, daß die Lenkerelemente 8, 8a, 8b (Fig. 4) lediglich auf Zug belastbar sind, bei einer Druckbelastung somit keine ausrei­ chende Kraftübertragung bewirken. Dabei ist um den die zylin­ drischen Lagerbuchsen 13 einbettenden Gummikern 14 eine als Verstärkungseinlage dienende Gewebebahn 15 in einer Vielzahl von Lagen schlaufenförmig herumgelegt, wobei ein inneres Stirnende 15a in den Gummikern 14 einvulkanisiert ist. Ein äußeres Stirnende 15b der Gewebebahn 15 ist an einen äußeren Gummimantel 16 anvulkanisiert, der die gesamte, mehrlagig verlegte Gewebebahn 15 ummantelt. Auch die Gewebebahnen 15 der Lenkerelemente 8a, 8b, 8 selbst, die als Nylon-Gewebe ge­ staltet sind, sind auf wenigstens einer Seite mit einer Gum­ mibeschichtung oder einer ähnlich gestalteten Beschichtung versehen, die beim Vulkanisieren des Gummikernes 14 sowie des Gummimantels 16 zusätzlich eine sichere Verbindung zwischen den einzelnen Lagen der Gewebebahn 15 untereinander bewirken. Die Gewebebahn 15 ergibt somit eine kompakte Verstärkungsein­ lage. In einem zentralen Bereich des Lenkerelementes 8, 8a, 8b zwischen den beiden zylindrischen Lagerbuchsen 13 ist ein Ausgleichsspalt 17 vorgesehen, der eine Überbelastung des Gummikernes 14 bei ungewollten Druckbelastungen auf die Len­ kerelemente 8, 8a, 8b verhindert. Die als Verstärkungseinla­ gen dienenden Gewebebahnen 15 der Lenkerelemente 8, 8a, 8b sind im übrigen derart gestaltet, daß die Lenkerelemente 8, 8a, 8b insgesamt eine ausreichende kardanische Auslenkbarkeit ermöglichen.

Claims (4)

1. Elastische Kupplung mit mehreren, elastisch nachgiebig angeordneten Lenkerelementen, die jeweils an zwei Anlenkpunk­ ten mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (7, 12) der Antriebsseite auf gleichem Teil­ kreisdurchmesser wie die Anlenkpunkte (6, 11) der Abtriebs­ seite angeordnet sind, und daß die Lenkerelemente (8, 8a, 8b) aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff, insbesondere Gum­ mi, gefertigt und mit zugbelastbaren Verstärkungseinlagen (15) versehen sind, die schlaufenartig um die beiden Anlenk­ punkte (6, 7, 11, 12, 13) jedes Lenkerelementes (8, 8a, 8b) herumgeführt sind.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Lenkerelement (8, 8a, 8b) im Bereich der Anlenkpunkte jeweils eine zylindrische Lagerbuchse (13) auf­ weist, die im montierten Zustand jeweils einen korrespondie­ renden Lagerbolzen (6, 7, 11, 12) der An- oder Abtriebsseite übergreift.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstärkungseinlagen (15) als mehrlagig verlaufende Gewebebahnen gestaltet sind, die wenigstens end­ seitig in die Lenkerelemente (8, 14, 16) eingebunden sind.

4. Elastische Kupplung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lenkerelemente (8a) für eine Kraftübertragung in einer Drehrichtung und eine entsprechende Anzahl von identisch gestalteten Lenkerelemen­ ten (8b) für eine Kraftübertragung in entgegengesetzter Dreh­ richtung angeordnet sind.