DE19855593A1 - Bogenzahnkupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bogenzahnkupplung (1) mit einem ersten innenverzahnten Kupplungsteil (2), das mit einer Nabe (4) drehfest auf eine Antriebswelle (14) montierbar ist, und mit einem zweiten innenverzahnten Kupplungsteil (3), das mit einer Nabe (5) drehfest auf die Abtriebswelle (15) montierbar ist, sowie mit einem das erste und zweite Kupplungsteil (2, 3) verbindende hohlzylindrischen Mittelteil (6), das an seinen beiden Enden je eine ballige, am Umfang in axialer Richtung konvexe Außenverzahnung (9, 10) hat, die in eine Innenverzahnung (7, 8) der entsprechenden Kupplungsteile (2, 3) eingreift, wobei die Kupplungsteile (2, 3) gegenüber feststehenden Gehäuseteilen (16, 17) durch Wellendichtungen (11, 12) abgedichtet sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß eine Balgdichtung (13) das Mittelteil (6) umgibt und dichtend an die feststehenden Gehäuseteile (16, 17) anschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenzahnkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bogenzahnkupplungen der doppelkardanischen Bauart mit einem an beiden Enden außenverzahnten Mittelteil werden in den verschiedensten Bereichen der Antriebstechnik verwen­ det, um eine treibende Welle, eine Antriebswelle, mit einer getriebenen Welle, einer Abtriebswelle, zu verbinden. Sie können erforderlichenfalls eine auftretende achsparallele, axiale und/oder winkelige Verlagerung zwischen den Wellen ausgleichen. Dabei spielen der beanspruchte Einbauraum und/oder die im Betrieb auftretende Auslenkung des Mittel­ teils in vielen Fällen nur eine untergeordnete Rolle. Dies ist jedoch anders bei Antriebsaggregaten, die in Drehge­ stellen von Schienenfahrzeugen untergebracht sind, wobei zwischen einem Elektromotor und einem Getriebe nur wenig Bauraum für eine Bogenzahnkupplung zur Verfügung steht, insbesondere in Richtung der Motorwelle. Außerdem sollen im Interesse des Fahrkomforts große Federwege aufgenommen wer­ den können. Diese bringen große Wellenverlagerungen mit sich. Da das Mittelteil der Bogenzahnkupplung bei großen Auslenkungen hoch belastet ist, ist es wichtig, die Teile gut zu schmieren, um den Verschleiß gering zu halten. Die verzahnten Kupplungsteile laufen daher in einem teilweise mit Schmiermittel gefüllten Gehäuse, das abgedichtet ist, damit kein Schmiermittel nach außen gelangt und keine Fremdstoffe in das Gehäuse eindringen.

Die EP 0 632 210 A1 zeigt eine gattungsgemäße Bogen­ zahnkupplung mit einem an beiden Enden außenverzahnten Mit­ telteil, zwischen dem und den innenverzahnten Kupplungstei­ len Balgdichtungen angeordnet sind und den Innenraum ab­ dichten. Sie werden im Betrieb durch Fliehkräfte belastet und müssen gleichzeitig die Verlagerungen des Mittelteils zu den anschließenden Kupplungsteilen aufnehmen. Dies kann bei hohen Drehzahlen und ungünstigen Betriebsbedingungen zu einer Zerstörung der Balgdichtung führen, was hohe Folge­ schäden nach sich ziehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdich­ tung einer Bogenzahnkupplung insbesondere bei einer kurzen axialen Baulänge standfester zu gestalten. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Nach der Erfindung umgibt eine Balgdichtung das Mit­ telteil und schließt dichtend an die feststehenden, benach­ barten Gehäuseteile an. Dabei wird der mittlere, zum Teil mit Schmierstoff gefüllte Raum zum einen durch die Wellen­ dichtungen abgedichtet und zum anderen durch die ortsfeste Balgdichtung. Die Wellendichtungen, die den Spalt zwischen den Gehäuseteilen einerseits und der rotierenden Antriebs­ welle bzw. Abtriebswelle andererseits oder den darauf befe­ stigten Naben der Kupplungsteile abdichtet, brauchen nur für eine Rotationsbewegung ausgelegt zu werden, da die Wel­ len bzw. die darauf befestigten Naben keine Axialbewegungen ausführen.

Die Balgdichtung umgibt ihrerseits das Mittelteil, das axiale und radiale Verlagerungen sowie Winkelverlagerungen der Wellen ausgleichen kann. Sie ist keinen Fliehkräften ausgesetzt, da sie an feststehenden Gehäuseteilen ange­ bracht ist. Es ist jedoch vorteilhaft, daß die Balgdichtung trotz ihrer Elastizität und Nachgiebigkeit eine gewisse Formstabilität hat, da sie einen Teil der Schmierstoffül­ lung, in der Regel Schmieröl, trägt. Die Balgdichtung wird daher zweckmäßigerweise als Metallbalg oder als Gummibalg ausgeführt, der mit Stützringen verstärkt ist.

Um die Balgdichtung kurz zu halten und damit den Ge­ wichtseinfluß der Schmierstoffüllung zu verringern, sind die feststehenden Gehäuseteile axial über die Kupplungstei­ le gezogen und überdecken diese mindestens teilweise. Dabei können die feststehenden Gehäuseteile integraler Bestand­ teil eines Antriebsgehäuses und/oder eines Getriebegehäuses sein. Hierdurch erreicht man eine geringe Anzahl von Bau­ teilen und Schnittstellen. Steht allerdings eine größere Flexibilität im Vordergrund, um verschiedenen Einbausitua­ tionen gerecht zu werden, ist es zweckmäßig, die festste­ henden Gehäuseteile lösbar mit dem Antriebsgehäuse und/oder dem Getriebegehäuse zu verbinden. Dadurch können sie schnell ausgetauscht und den entsprechenden Bedingungen angepaßt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich­ nungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam­ menfassen.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bogenzahnkupplung.

Eine Bogenzahnkupplung 1 besitzt zwei Kupplungstei­ le 2, 3, die mit ihren Naben 4, 5 auf einer Antriebswel­ le 14 bzw. Abtriebswelle 15 montiert sind. Die Kupplungs­ teile 2 und 3 haben je eine Innenverzahnung 7, 8, in die eine als Außenverzahnung ausgebildete Bogenverzahnung 9, 10 eines Mittelteils 6 eingreift. Dieses verbindet die Kupp­ lungsteile 2 und 3 triebmäßig miteinander, wobei es auf­ grund seiner am Umfang in Achsrichtung bogenförmig gestal­ teten Verzahnung 9 und 10 mit in Achsrichtung ballig ausge­ führten Zahnflanken achsparallele, axiale und/oder winklige Verlagerungen zwischen den Wellen 14, 15 ausgleichen kann. Das Mittelteil 6 besteht aus zwei Teilen 19, 20, die unter Verwendung einer Formschlußverbindung zusammengeschraubt sind.

Der von den Kupplungsteilen 2 und 3 eingeschlossene Innenraum 23, der teilweise mit Schmierstoff, z. B. Schmieröl, gefüllt ist, wird durch Wellendichtungen 11 und 12 gegenüber feststehenden Gehäuseteilen 16, 17 abge­ dichtet. Die Wellendichtungen 11 und 12 sind zwischen den Naben 4, 5 und den Gehäuseteilen 16, 17 angeordnet, können aber auch zwischen der Antriebswelle 14 bzw. Abtriebswel­ le 15, die durch Wälzlager 21, 22 in den Gehäuseteilen 16, 17 gelagert sind, und den Gehäuseteilen 16, 17 vorgesehen sein. Die Wellendichtungen können auch als Labyrinthdich­ tungen gestaltet sein, die aber in der Regel konstruktiv aufwendiger sind.

Ferner umgibt eine Balgdichtung 13 die Kupplungstei­ le 2 und 3. Sie ist an ihren Enden an den Gehäuseteilen 16 und 17 befestigt, die die Kupplungsteile 2 und 3 teilweise axial überdecken. Dadurch ist die Balgdichtung 13, die aus gummielastischem Material besteht, keinen Fliehkräften aus­ gesetzt und kann kurz gehalten werden. Stützringe 18 ver­ stärken die Balgdichtung 13 und geben ihr eine ausreichende Formsteifigkeit und Schwingungsfestigkeit. Die Stützrin­ ge 18 können sowohl die Balgdichtung 13 von innen als auch von außen stützen.

Bezugszeichenliste

1

Bogenzahnkupplung

2

Kupplungsteil

3

Kupplungsteil

4

Nabe

5

Nabe

6

Mittelteil

7

Innenverzahnung

8

Innenverzahnung

9

Bogenverzahnung

10

Bogenverzahnung

11

Wellendichtung

12

Wellendichtung

13

Balgdichtung

14

Antriebswelle

15

Abtriebswelle

16

Gehäuseteil

17

Gehäuseteil

18

Stützring

19

Teil

20

Teil

21

Wälzlager

22

Wälzlager

23

Innenraum

Claims (6)

1. Bogenzahnkupplung (1) mit einem ersten innenver­ zahnten Kupplungsteil (2), das mit einer Nabe (4) drehfest auf eine Antriebswelle (14) montierbar ist, und mit einem zweiten innenverzahnten Kupplungsteil (3), das mit einer Nabe (5) drehfest auf die Abtriebswelle (15) montierbar ist, sowie mit einem das erste und zweite Kupplungsteil (2, 3) verbindende hohlzylindrischen Mittelteil (6), das an seinen beiden Enden je eine ballige, am Umfang in axialer Richtung konvexe Außenverzahnung (9, 10) hat, die in eine Innenverzahnung (7, 8) der entsprechenden Kupplungstei­ le (2, 3) eingreift, wobei die Kupplungsteile (2, 3) gegen­ über feststehenden Gehäuseteilen (16, 17) durch Wellendich­ tungen (11, 12) abgedichtet sind , dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Balgdichtung (13) das Mittel­ teil (6) umgibt und dichtend an die feststehenden Gehäuse­ teile (16, 17) anschließt.

2. Bogenzahnkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgdichtung (13) ein Metallbalg ist.

3. Bogenzahnkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgdichtung (13) ein mit Stützringen (18) verstärkter Gummibalg (13) ist.

4. Bogenzahnkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Gehäuseteile (16, 17) die Kupplungstei­ le (2, 3) axial mindestens teilweise überdecken.

5. Bogenzahnkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Gehäuseteile (16, 17) integraler Bestand­ teil eines Antriebsgehäuses und/oder Getriebegehäuses sind.

6. Bogenzahnkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Gehäuseteile (16, 17) lösbar mit einem Antriebsgehäuse und/oder Getriebegehäuse verbindbar sind.