DE2330240C3 - Elastische Kupplung zur Übertragung des Drehmoments vom Großrad auf einen quer zur Fahrzeugachse verschiebbaren Radsatz für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplung zur Übertragung des Drehmoments vom Großrad auf einen quer zur Fahrzeugachse verschiebbaren Radsatz für Schienenfahrzeuge, die aus einem Flansch des Großrades, einem Flansch der Welle des Radsatzes und einem die beiden Flansche umgebendien Ring besteht, wobei die Flansche abwechselnd mit dem Ring mittels radialer Zapfen verbunden sind, die in von Außenbuchsen umgebenen Gummi-Metall-Elementen mit einer Gummischicht in Form eines Rotationskörpers gelagert sind.

Bei Schienenfahrzeugen geht das Bestreben dahin, die Geschwindigkeit über 160 km/h zu erhöhen. Im Hinblick auf die Bildung und Einwirkung von dynamischen Kräften, die durch das Rollen des Rades auf der Schiene entstehen und besonders dadurch, daß der Radsatz den Bewegungen der Unebenheiten auf der Strecke folgt, ist es nötig, im Antriebssystem des Schienenantriebsfahrzeuges ein Konstruktionselement zu benützen, das diese Kräfte in zulässigen Grenzen hält und insbesondere an Fahrzeugen, die mit höheren Geschwindigkeiten fahren, eine Querverschiebung der Achse erlaubt. Solch ein Konstruktionselement stellt die elastische Kupplung dar.

Es sind eine Reihe von elastischen Kupplungen zur Übertragung des Drehmoments vom Motor auf die Welle des Radsatzes, d. h. auf die Achse oder auf die Hohlwelle, die die Innenachse umschließt, bekannt, die mehr oder weniger die oben angeführten Ansprüche erfüllen.

Eine der bekannten elastischen Kupplungen besteht aus einer Hohlwelle, welche die Achse des Radsatzes umschließt. Dabei sind an beiden Enden der Hohlwelle Kreuzgelenke angeordnet, mittels deren das Drehmoment von dem Zahnrad über die Hohlwelle auf den Radsatz übertragen wird. Auf einem der Räder sind hohle Mitnehmer ausgebildet, in deren Hohlräumen Federn eingeschoben sind, die durch Gleitteile beansprucht werden, die aus dem Ring des Kreuzgelenkes hervorragen. Durch die Bewegung des Gleitteiles in dem Hohlraum des Mitnehmers, der parallel mit der Achse des Radsatzes liegt, gleichen sich zwar die relativen axialen Bewegungen des Radsatzes gegenüber dem Zahnrad aus, doch handelt es sich hierbei um spezielle Gleitsteine bzw. Gleitkörper die keine Elastizität aufweisen. Die Elastizität der Kupplung wird dabei an anderer Stelle mittels Blattfedern erzeugt. In der verschiebbaren Verbindung der Gleitteile mit den Hohlräumen kommt es bei der Arbeit der Kupplung zur Querstellung der Gleitteile gegenüber den Mitnehmern in den Reibungsflächen und dadurch zur ungünstigen Beanspruchung der Teile der elastischen Kupplung.

Eine andere Variante derselben elastischen Kupplung weist in hohlen Mitnehmern, die auf dem Rad des Radsatzes ausgebildet sind, kurze Kupplungspleuel auf, die mit Gummi-Metallblöcken versehen sind, welche den Ring des Kreuzgelenkes mit dem Rad verbinden. Die Steifheit der Gummi-Metall-Elemente sichert nicht das erforderliche Axialspiel der Bewegung des Radsatzes, was die Beanspruchung des Teiles der Kupplung bezüglich der auftretenden Axialkräfte ungünstig beeinflußt, die auf den Radsatz einwirken.

Andere bekannte Kupplungen weisen Zapfen mit Gummi-Metall-Elementen auf, mittels deren das Torsionsmoment zwischen einzelnen Rotationsteilen übertragen wird, die parallel zueinander auf der Achse des Radsatzes bzw. auf der Hohlwelle angeordnet sind, welche die Achse des Radsatzes umschließt. Die elastischen, auf diese Weise konstruierten Kupplungen gleichen die axialen Kräfte durch eine höhere Nachgiebigkeit des Gummi-Metall-Elementes in der Achse des Zapfens aus, jedoch sie gleichen die radialen Bewegungen des Radsatzes gegenüber dem Zahnrad ungenügend aus, auf welches sich bei den auf diese Weise konstruierten Kupplungen teilweise die Beanspruchung durch die radialen Kräfte überträgt, die auf den Radsatz einwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplung zur Übertragung des Drehmoments zu schaffen, die das Drehmoment elastisch von der Zahnraduntersetzung auf die Welle des Radsatzes überträgt und eine Querverschiebung des Radsatzes

hinsichtlich des Rahmens des Fahrgestells zuläßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gummi-Metall-Elemente in Aussparungen, die für sie in dem die Flansche umgebenden Rin;? der Kupplung ausgebildet sind, in Richtung der Achse des Radsatzes verschiebbar so gelagert sind, daß sich in beiden Richtungen der Achse zwischen der Außenbuchse des Gummi-Melall-Elemems und den Stirnwärden der Aussparung im Ring Spiele befinden, die der Größe der Querverschiebung der Welle des Radsatzes gegenüber dem Rahmen des Fahrgestells entsprechen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den in Drehrichtung beanspruchten Seitenwänden der Aussparung im Ring und der Außenbüchse des Gummi-Metall-Elementes elastische Elemente angeordnet.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die in Drehrichtung beanspruchten Seitenwinde der Aussparung in dem die Flansche umgebenden Ring und die entsprechenden an der Außenbuchse des Gummi-Metall-Elementes ausgebildeten Seitenwände eben und parallel zur Achse des Radsatzes und zui Achse der Gummi-Metall-Elemente (8) zu machen.

Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung bilden die in Drehrichtung beanspruchten Seitenwände der Aussparung in dem die Flansche umgebenden Ring und die auf der Außenbuchse des Gummi-Metall-Elementes ausgebildeten entsprechenden Seitenwände einen Pfeil in der senkrechten Richtung zur Achse des Radsatzes.

Einige Ausführungsbeispiele der Kupplung nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung der Kupplung in einem mit direktem Antrieb der Treibachse durch das am Antriebsmotor gelagerte Großrad,

Fig.2 eine Anordnung der Kupplung in einem Radsatz, bei dem die Treibachse durch eine Hohlwelle angetrieben wird, die die Treibachse umschließt,

F i g. 3 den Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2,

Fig.4 die Ansicht in Richtung des Pfeiles Pin Fig. 1 und

F i g. 5 und 6 alternative Ausführungen der Lagerung des Gummi-Metall-Elementes in der Aussparung im Ring.

Das Ritzel 4 eines Antriebsmotors 1 steht im Eingriff mit einem GroÜrad 3, das im Lager 12 auf einer kurzen Buchse 11 des Antriebsmotors 1 gelagert ist, die eine Achse 22 (I ig. 1) oder eine Hohlwelle 23 umschließt, durcn welche die Treibachse 24 (F i g. 2) führt. Mit dem Großrad 3 ist ein Flansch 31 verbunden, während mit der Achse 22 , bzw. mit der Hohlwelle 23 ein Flansch 21 verbunden ist. Der Flansch 21 und der Flansch 31 des Großrades 3 sind abwechselnd mittels radialer, gleichmäßig verteilter Zapfen 6 (F i g. 3) mit einem Ring 5 der Kupplung verbunden. Die Zapfen 6 sind in Gummi-Metall-Elementen 8 mit einer Gummischicht 89 in Form eines Rotationskörpers gelagert. Die Gummi-Metall-Elemente sind verschiebbar in Aussparungen 51 (F i g. 4 bzw. 52 in F i g. 5 oder 53 inF i g. 6) gelagert, die für sie im Ring der Kupplung ausgebildet sind. An beiden Seiten in der Richtung der Achse 20 des Radsatzes sind zwischen der Außenbuchse 81 (F i g. 4,82 in F i g. 5,83 in Fig. 6) des Gummi-Metall-Elemenies 8 und den Stirnwänden 54 (F ig. 4, 55 in Fig. 5, 56 in Fig. 6) Aussparungen 51 (F i g. 4, 52 in F i g. 5, 53 in F i g. 6) im Ring 5 Spiele V ausgebildet (F i g. 4, 5, 6), die gleich der Größe der Querverschiebung V des Radsatzes gegenüber dem Rahmen 7 des Fahrgestells (Fig. 1, 2) sind.

Die Außenbuchse 81 des Gummi-Metall-Elementes 8 ist als ein vierseitiges Prisma (Fig.4) ausgebildet, dessen Seitenwände 84, genau wie die entsprechenden Seitenwände 57 der Aussparung 51 im Ring 5 eben und parallel zur Achse 20 des Radsatzes sind.

In einer anderen Ausführung (Fig.5) ist die Außenbuchse 82 des Gummi-Metall-Eiementes 8 ebenfalls als ein vierseitiges Prisma ausgebildet. Hier sind zwischen den Seitenwänden 85 der Außenbuchse 82 des Gummi-Metall-Elemenies 8 und den Seitenwänden 58 der Aussparung 52 im Ring 5, die eben und parallel zur Achse 20 des Radsatzes verlaufen, vorgespannte Gummielemente 87 angeordnet.

Eine weitere Ausführung weist eine Außenbuchsc 83 als ein sechsseitiges Prisma (F i g. 6) auf, dessen Seitenwände 86, ebenso wie die Seitenwände 59 der Aussparung 53 im Ring 5, einen Pfeil in der senkrechten Richtung zur Achse 20 des Radsatzes bilden. Zwischen den Seitenwänden 86 der Außenbuchse 83 des Gummi-Metall-Elementes 8 und den Seitenwänden 59 der Aussparung 53 sind vorgespannte Gummielemente 88 angeordnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elastische Kupplung zur Übertragung des Drehmoments vom Großrad auf einen quer zur Fahrzeugachse verschiebbaren Radsatz für Schienenfahrzeuge, die aus einem Flansch des Großrades, einem Flansch der Welle des Radsatzes und einem die beiden Flansche umgebenden Ring besteht, wobei die Flansche abwechselnd mit dem Ring mittels radialer Zapfen verbunden sind, die in von Außenbuchsen umgebenen Gummi-Metall-Elementen mit einer Gummischicht in Form eines Rotationskörpers gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummi-Metall-Elemen- '5 te (8) in Aussparungen (51; 52; 53), die für sie in dem die Flansche (21, 31) umgebenden Ring (5) der Kupplung ausgebildet sind, in Richtung der Achse des Radsatzes verschiebbar so gelagert sind, daß sich in beiden Richtungen der Achse (20) zwischen der Außenbuchse (81; 82; 83) des Gummi-Metall-Elementes (8) und den Stirnwänden (54; 55; 56) eier Aussparung (51; 52; 53) im Ring (5) Spiele befinden, die der Größe der Querverschiebung der Welle des Radsatzes gegenüber dem Rahmen (7) des Fahrge- *5 stells entsprechen.

2. Elastische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in Drehrichtung beanspruchten Seitenwänden (85; 86) der Aussparung (52; 53) im Ring (5) und der Außenbuchse (82; }o 83) des Gummi-Metall-Elementes (8) elastische Elemente (Gummielemente 87 bzw. 88) angeordnet sind.

3. Elastische Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Drehrichtung beanspruchten Seitenwände (58) der Aussparung (52) in dem die Flansche (21; 31) umgebenden Ring (5) und die entsprechenden an der Außenbuchse (82) des Gummi-Metall-Elementes (8) ausgebildeten Seitenwände (85) eben und parallel zur Achse (20) des Radsatzes und zur Achse der Gummi-Metall-Elemente (8) sind.

4. Elastische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Drehrichtung beanspruchten Seitenwände (59) der Aussparung (53) in dem die Flansche (21; 31) umgebenden Ring (5) und die auf der Außenbuchse (83) des Gummi-Metall-Elementes; (8) ausgebildeten entsprechenden Seitenwände (86) einen Pfeil in der senkrechten Richtung zur Achse (20) des Radsatzes bilden.