DE2455549B2 - Kraftübertragungseinrichtung von einer ersten auf eine zweite Welle - Google Patents
Kraftübertragungseinrichtung von einer ersten auf eine zweite WelleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungseinrichtung
von einer ersten auf eine zweite Welle, insbesondere für Schienenfahrzeuge, welche
letztere in radialer und axialer Richtung Relativbewegungen gegenüber der ersten Welle ausführt, insbesondere
zur Kraftübertragung einer von dem Antriebsmotor eines Schienentriebfahrzeuges angetriebenen Welle
auf die Treibachse desselben, wobei die einen Enden der Lenker eines ersten Lenkerpaares mit der ersten Welle
und die anderen Enden mit den einen Enden der Lenker eines zweiten Lenkerpaares gelenkig verbunden sind,
dessen andere Enden durch einen Mittellenker ebenfalls gelenkig miteinander verbunden sind und wobei von
den Lenkern des zweiten Lenkerpaares das Drehmoment für die zweite Welle zwischen dem Anschluß des «
Mitiellenkers und dem Anschluß der Lenker des ersten Lenkerpaares gelenkig abgegriffen wird.
Eine solche Einrichtung ist aus dem Buch von Dr. K. Sachs »Elektrische Triebfahrzeuge«, Frauenfeld 1953,
Verlag Huber & Co., Seite 298 sowie Abbildung 347 bekannt.
Diese Einrichtung dient zur Übertragung des Drehmomentes vom fest mit dem Fahrzeug- bzw.
Drehgestellrahmen verbundenen Antriebsmotor eines elektrisi hen Triebfahrzeuges auf den beweglichen h'
TreiHradsat/. Line solche Einrichtung ist in der Lage die
Haupt- bzw. die größte Bewegung, die der Treibradsatz gegenüber dem Kahrzeiigrahmi·'' und damit dem
Antriebsmotor ausführt, nämlich die Vertikal-Einfederung (Achseinfederung), aufzunehmen. Sie liegt bei
elektrischen Lokomotiven in der Größenordnung von ±35 mm aus der zentrischen Lage. Bei solchen
Verzweiger-Antrieben laßt sich der Antriebsmotor, bezogen auf Motordurchmesser und axiale Länge,
optimal ausführen, d. h. pro Treibradsatz die größtmöglichste elektrische Antriebsleistung unterbringen.
Solche Verzweiger-Antriebe besitzen jedoch als wesentlichen Nachteil das Auftreten von Unwuchtkräften
bei exzentrischem Lauf, d. h., wenn der Treibradsatz aus der Mitteflage heraus vertikal eingefedert ist.
Außerdem sind bei fast allen Verzweiger-Antriebsbauarten Winkelunechtheiten vorhanden, die sich auch bei
Pulsationen aus der zentrischen Lage heraus ergeben. Diese Nachteile sind bei allen Verzweiger-Antriebsbauarten
anzutreffen, von denen die wesentlichen unter den Namen Buchli-Antrieb, Alsthom-Antrieb und Oerlikon-Antrieb
bekannt geworden sind. Die oben erwähnten, bei exzentrischem Lauf auftretenden Unwuchtkräfte
nehmen bei sehr schnellfahrenden Lokomotiven Größenordnungen an, die die Verwendung dieser Antriebsart
ausschließen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kraftübertragungseinrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile nicht
aufweist, also praktisch unwuchtfrri ist, und bei der die
Winkelunechtheiten nur gering sind.
Pie Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten Kraftübertragungseinriehtung erfindungsgemäß
darin, daß die Längsachse des Mittellenkers gegenüber einer durch die Mittelachse der zweiten
Welle gelegten Parallele zu den Längsachsen der Lenker des ersten Lenkerpaares bei miteinander
fluchtender erster und zweiter Welle geneigt verläuft, daß der Anlenkpunkt für die zweite Welle an dem
zweiten Lenkerpaar jeweils außerhalb der Mitte der Verbindungslinie zwischen dem Anlenkpunkt des
Mittellenkers und dem Anlenkpunkt der Lenker des ersten Lenkerpaares angeordnet ist, daß die Entfernung
des Anlenkpunktes der zweiten Welle vom Anlenkpunkt des Mittellenkers kleiner ist als die Entfernung
vom Anlenkpunkt des Lenkers des ersten Lenkerpaares, ι daß die Lenker des ersten Lenkerpaares Ober den
Anlenkpunkt der ersten Welle hinaus verlängert und durch dia Masse dieser Verlängerung statisch ausgeglichen
sind, und daß an den Lenkern des zweiten Lenkerpaares zwischen dem Anlenkpunkt der Lenker
des ersten Lenkerpaares und dem Anlenkpunkt der zweiten Welle eine zusätzliche Masse in ein-τ solchen
Größe angeordnet ist, daß das zweite Lenkerpaar einschließlich des Mittellenkers statisch ausgeglichen ist
Im Gegensatz zu der oben erwähnten Einrichtung ist der Drehmomentausgang also nicht in der Mitte der
Verbindungslinie der Gelenkpunkte zwischen den beiden Lenkern und den Gelenken zwischen den
Lenkern des zweiten Lenkerpaares und des Mittellenkers, sondern seitlich verschoben zur Mitte angeordnet
Durch die Neigung der Längsachse des Mittellenkers gegenüber einer durch die Mittelachse der zweiten
Welle gelegten Parallele zu den Längsachsen der Lenker des ersten Lenkerpaares läßt sich eine gewisse
Winkelunechtheit, d.h. eine Winkelabweichung zwisehen
der zweiten und der ersten Welle bei der Rotation im wesentlichen ausgleichen. Durch die Maßnahmen
nach der Erfindung ist weiterhin jeder Hebel bezogen auf den Drehpunkt statisch ausgeglichen. Damit weist
diese Krafiübertragungseinrichtung auch bei sehr to
hohen Drehzahlen entsprechend sehr hohen Geschwindigkeiten des zugehörigen Triebfahrzeuges in beliebigen
Auslenksituationen keine Unwuchten auf.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. -»5
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 eine Einrichtung nach der Erfindung mit parallel zu der Längsachse der Lenker des ersten w
Lenkerpaares verlaufenden Verbindungslinien zwischen den Drehmomentausleitungsgelenken in schematischer
Darstellung,
F i g. 2 eine ebensolche Einrichtung mit geneigt zu den Längsachsen der Lenker des ersten Lenkerpaares "
verlaufenden Verbindungslinien zwischen den Drehmomentausleitungsgelenken,
Fig.3 eine perspektivische Darstellung der Einrichtung
nach der F i g. 1,
Fig.4 einen Schnitt durch die Gelenkverbindung wl
zwischen einem Lenker und einem Zapfen der Welle (Drehmomentein- bzw. ausgang) und
Fig. 5 einen Schnitt durch die Gelenkverbindung
zwischen zwei Lenkern.
In den Zeichnungen ist mit I jeweils das Gelenk des ' '
Drehmomenteingangs an den Lenkern 2 des ersten Lenkerpaares be/eichr. :t. Die Lenker des zweiten
Lenkerpaares sind mit .1 bezeichnet. Die Verbindungslinie der Drehmomenteingangsgelenke t verläuft im
nichtausgelenkten Zustand der Kupplung parallel zu den Längsachsen der Lenker 3 des zweiten Lenkerpaares.
Die Gelenke zwischen den Lenkern 2 des ersten Lenkerpaares und den Lenkern 3 des zweiten
Lenkerpaares sind jeweils mit 23 bezeichnet Die an den Lenkern 3 des zweiten Lenkerpaares angeordneten
Gelenke des Drehmomentausgangspunktes sind mit 4 bezeichnet Diese Gelenke 4 sitzen außerhalb der Mitte
der Verbindungslinien zwischen den Achsen der Gelenke 23 und der Gelenke 35. Dabei sind diese
Gelenke 4 für den Drehmomentausgang so angeordnet, daß ihre Verbindungslinien und die Längsachsen der
Lenker 2 parallel zueinander verlaufen.
Weiterhin ist mit 5 der sogenannte Mittellenker bezeichnet, der die Enden der Lenker 4 des zweiten
Lenkerpaares miteinander gelenkig verbindet Der Mittellenker 5 ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung
versehen, durch den die eine oder auch beide gekuppelte Wellen hindurchgeführt werden können. Die Gelenke
zwischen den Lenkern 3 des zweite« Lenkeroaares und der Mittellenker sind mit 35 bezeichnet Die Wellen
selbst sind nur in F i g. 3 dargestellt
Weiterhin sind an den Lenkern 3 des zweiten Lenkerpaares in der Nähe der Gelenke 23 Ausgleichsgewichte
und an den Enden der Lenker 2 des ersten Lenkerpaares außerhalb der Drehmomenteingangsgelenke
2 zusätzliche Ausgleichsmassen angeordnet
Bei der perspektivischen Darstellung nach F i g. 3 ist zusätzlich mit 11 der das Gelenk 1 tragende Zapfen, mit
12 die die Zapfen 11 tragende Scheibe und mit 13 die
antreibende Welle bezeichnet Diese Scheibe ist der besseren Übersicht halber in der Zeichnung ganz schmal
ausgeführt
Weiter ist mit 41 der das Gelenk 4 tragende Zapfen, mit 42 der die Zapfen 41 tragende Scheibe und mit 43 die
abtreibende Welle bezeichnet
Die Gelenke 1 sind in gleicher Weise wie das in F i g. 4 im Schnitt dargestellte Gelenk 4 ausgebildet
Bei der praktischen Anwendung der Kxaftübertragurgseinrichtung
nach der Erfindung bei einem elektrischen Triebfahrzeug entspricht die Scheibe 12
dem Treibrad und die Scheibe 42 dem Großrad des Getriebes. Die Welle 13 ist dann die Treibachse und die
Welle 43 die Getriebeachse.
Wie im folgenden erläutert wird, treten bei der Anordnung bei beliebigen Auslenkungen der einen
Welle gegenüber der zweiten Welle keine Unwuchtkräfte auf.
Die Lenker 2 des ersten Lenkerpaares sind in Vertikalstellung dargestellt. Jeder der beiden Lenker 2
ist bezogen auf den Drehpunkt bzw. das Gelenk 1 durv.li
die erwähnten Gegengewichte statisch ausgeglichen. Das erste Lenkerpaar greift an den Lenkern 3 des
zweiten Lenkerpaares an, das gegenüber dem ersten Lenkerpaar in ungefähr rechtem Winkel angeordnet ist.
Dieses zweite Lenkerpaar ist in einem bestimmten Verhältnis a zu b geteilt. An der Teilstelle befindet sieb
der Drehpunkt b; h. das Gelenk 4, das den Drehmomentausgang
darstellt. Das Hebelsystem, bestehend aus den Lenkern 1 und dem Mittellenker 5 ist durch
Anbringen von Ausgleichgewichten bzw. Jurch entsprechende konstruktive Gestaltung statisch so ausgeglichen,
daß die statische Ausgeglichenheit in jeder lenker-Ausst'hlag-Gi'öße und auch in jeder Achslage
gegeben ist.
Die Kraftiibertragungseinnchtung nach der F ι g. I in
der vorliegenden kinematischen Form läßt einen
vollkommenen Unwuchtausgleich /u, besitzt jedoch
noch eine geringfügige Winkelunechtheit. Diese Win· kelunechtheit kann entsprechend dem Ausführungsbeispiel
F i g. 2 durch Abstimmen der Lenkerlängen und eine winkelverschonende Anordnung der Drehmoment- ,
Eingangs- bzw. -ausgangspunkte zur Lenkerlage (Winkel λ bzw. ß) auf ein Minimum reduziert werden,
welches den praktischen Anwcndiingsgrenzcn entspricht.
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 verläuft die Verbindungslinien der Gelenke 4 zur Drehmomentaus- in
leitung geneigt im Winkel β zu den Längsachsen der Lenker 2 des ersten Lenkerpaares. Ebenso verläuft die
Verbindungslinie der Gelenke 1 des Drehmomenteingangs geneigt im Winkel λ gleich groß, so daß die
Verbindungslinien der Gelenke 1 des Drehmomenteingangs und die Verbindungslinien der Gelenke 4 für den
Drehmomentausgang senkrecht zueinander stehen. Wie eine Nachrechnung ergab, sind die Winkelunechtheiten
bei dieser Anordnung besonders niedrig.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Kraftflbertragungseinrichtung von einer ersten
auf einer zweiten Welle, welche letztere in radialer s
und axialer Richtung Relativbewegungen gegenüber der ersten Welle ausführt, insbesondere zur Kraftübertragung
einer von dem Antriebsmotor eines Schienentriebfahrzeuges angetriebenen Welle auf
die Treibachse desselben* wobei die einen Enden der Lenker eines ersten Lenkerpaares mit der ersten
Welle und die anderen Enden mit den einen Enden der Lenker eines zweiten Lenkerpaares gelenkig
verbunden sind, dessen andere Enden durch einen Mittellenker ebenfalls gelenkig miteinander verbunden
sind und wobei von den Lenkern des zweiten Lenkerpaares das Drehmoment für die zweite Welle
zwischen dem Anschluß des Mittellenkers und dem Anschluß der Lenker des ersten Lenkerpaares
abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Mittellenkers (5)
gegenüber einer durch die Mittelachse der zweiten Welle gelegten Parallele zu den Längsachsen der
Lenker (2) des ersten Lenkerpaares bei miteinander fluchtender erster und zweiter Welle geneigt
verläuft, daß der Anlenkpunkt (Gelenk 4) für die zweite Welle an dem zweiten Lenkerpaar (Lenker 3)
jeweils außerhalb der Mitte der Verbindungslinie zwischen dem Anlenkpunkt (Gelenk 35) des
Mittellenkers (5) und dem Anlenkpunkt (Gelenk 23) der Lenker (2) des ersten Lenkerpaares angeordnet
ist, daß die Entfernung des Anlenkpunktes (Gelenk 4) der zweiten Welle vom An^nkpunkt (Gelenk 35)
des Mittellenkers (5) kk-insr ist als die Entfernung
vom Anlenkpunkt (Gelenk 23) ,.es Lenkers (2) des is
ersten Lenkerpaares, daß die Lenker (2) des ersten Lenkerpaares Qber den Anlenkpunkt (Gelenk 1) der
ersten Welle hinaus verlängert und durch die Masse dieser Verlängerung statisch ausgeglichen sind, und
daß an den Lenkern (3) des zweiten Lenkerpaares zwischen dem Anlenkpunkt (Gelenk 33) der Lenker
(2) des ersten Lenkerpaares und dem Anltnkpunkt (Gelenk 4) der zweiten Welle eine zusätzliche Masse
in einer solchen Größe angeordnet ist, daß das zweite Lenkerpaar (Lenker 3) einschließlich des
Mittellenkers (5) statisch ausgeglichen ist
2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinien
der Anlenkpunkte (Gelenk 4) der zweiten Welle am zweiten Lenkerpaar (Lenker 3) und die Längsachsen
der Lenker (2) des ersten Lenkerpaare« parallel zueinander verlaufen.
3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Winkel (α)
zwischen der Verlängerung der Verbindungslinie der beiden Anlenkpunkte (Gelenk 1) der ersten
Welle am ersten Lenkerpaar (Lenker 2) und jeweils der Verbindungslinie des Anlenkpunktes (Gelenk
23) eines Lenkers (2) des ersten Lenkerpaares und des Mittellenke;s (5) an einem Lenker (3) des
zweiten Lenkerpaares sowie der Winkel (/J) zwischen der Verlängerung der Verbindungslinie
der beiden Anlenkpunkte (Gelenk 4) der zweiten Welle am zweiten Lenkerpaar (Lenker 3) und
jeweils der Verbindungslinie des Anlenkpunktes (Gelenk 1) der ersten Welle an einem Lenker (2) des
ersten Lenkerpaares und dieses Lenkers (2) an einem Lenker (3) des zweiten Lenkerpaares gleich
groß und kleiner als 90° sind.
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