DE2503586B2 - Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen - Google Patents

Description

Die Patentanmeldung P 24 51966.2 betrifft eine Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen, die untereinander jeweils durch drei über Kugelgelenke hintereinander geschaltete binäre Glieder verbunden sind und bei welcher mindestens zwei derartige Gruppen von binären Gliedern parallel geschaltet sind, wobei jeweils das mittlere binäre Glied als Ringscheibe ausgebildet ist und die parallel liegenden mittleren binären Glieder aneinander drehbar auf einer Nabe gelagert sind und bei der weiterhin die in axialer Richtung nebeneinander liegenden Ringscheiben ausschließlich mit ihren Stirnflächen gleitfähig aneinander liegen und die Nabe hohl ausgebildet ist.

Mit einer derartigen Kupplung wird eine winkelgetreue Drehmomentübertragung erzielt, unabhängig davon, ob sich die beiden Wellen gegeneinander verschieben, sei es in Achsrichtung, als Schrägstellung oder als Parallelversatz. Die schwimmend angeordneten mittleren binären Glieder, die als Ringscheibe angeordnet sind, führen sich gegenseitig durch die ausschließliche Anlage an den Stirnflächen. Diese Führung wird durch die hohle Nabe gewährleistet, welche jeweils die Innenbohrung der Ringscheiben durchsetzt Da die Ringscheiben auf der Nabe nebeneinanderliegend angeordnet sind, ist ihre Anzahl beliebig wählbar. Wenn nun Achsversetzungen zwischen den beiden Wellen auftreten, so gleichen sich diese durch eine gegenseitige Verdrehung der Ringscheiben gegeneinander und eine entsprechende Schrägsteliung der jeweils zu den Wellen führenden äußeren binären Glieder (Lenker) bzw. der gesamten Kupplung aus.

Die bei der Drehmomentübertragung und bei &<> Achsverschiebungen auftretenden Kräfte werden über die als Kugelgelenke ausgebildeten Gelenkpunkte zwischen den binären Gliedern auf die Ringscheiben übertragen. Damit die einzelnen Gelenkpunkte in einer einzigen Ebene liegen, sind bei der Kupplung gemäß der &5 Hauptpatentanmeldung die Ringscheiben jeweils unterschiedlich, insbesondere mit seitlich versetzten Gelenkpunkten ausgebildet. An diesen Ringscheiben mit seitlich versetzten Gelenkpunkten treten aber infolge der Fliehkraftbelastung Biegebeanspruchungen sowie infolge der Drehmomentübertragung Torsionsbeanspruchungen auf.

Aus der FR-PS 15 34 066 ist es bei einer Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen bereits bekannt, die dort verwendeten binären Glieder jeweils paarweise auszubilden, um eine mittige Anordnung der Gelenkpunkte zu erhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Kupplung gemäß der Hauptpatentanmeldung durch eine geeignete Gestaltung der Ringscheiben die Biege- und Torsionsbeanspruchungen wesentlich zu verringern. Zur Lösung dieser Aufgabe liegen gemäß der Erfindung die jeweils mit den Ringscheiben verbundenen Gelenkpunkte mittig in einer Gabel, die entweder mittig an der in der Gelenkebene liegenden mittleren Ringscheibe befestigt ist oder von paarweise zusammengefaßten, jeweils symmetrisch zur Gelenkebene liegenden Ringscheiben gebildet wird. Sowohl die mittlere als auch die äußeren Ringscheiben sind auf diese Weise völlig symmetrisch ausgebildet und sämtliche Kugelgelenke liegen in einer Ebene der Gelenkebene. Dadurch fallen in den maßgebenden Querschnitten die Biege- und Torsionsbeanspruchungen weg bzw. werden wesentlich reduziert, so daß die Querschnitte für die gleiche Belastung geringer gewählt werden können oder die Kupplung bei gleichen Querschnitten für höhere Drehzahlen eingesetzt werden kann.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine seitliche schematische Ansicht auf die Kupplung selbst.

In F i g. 2 ist ein Längsschnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1 dargestellt, bei einer Verwendung der Kupplung als Verbindung zwischen einem elektrischen Fahrmotor und der Treibachse eines schienengebundenen Triebfahrzeuges.

Die F i g. 3 und 4 zeigen jeweils Längsschnitte entlang der Linien IH-III, IV-IV in F i g. 1.

Ein schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug wird durch einen elektrischen Fahrmotor angetrieben, der mit seinem Gehäuse 1 fest im Fahrzeugrahmen bzw. Drehgestell gelagert ist. Im Gehäuse 1 ist ebenfalls die Nabe 2 des Großrades 3 drehbar gelagert, dessen Zahnkranz 4 mit dem Motorritzel 5 in Eingriff steht.

Zur Übertragung des Drehmomentes von dem Motorritzel 5 auf die Treibachse 6 mit dem Treibrad 7 dient die gemäß der Erfindung ausgebildete Kupplung 8. Diese besteht aus drei parallel geschalteten Gruppen von jeweils drei die beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, verbindenden binären Gliedern. Deshalb trägt das Großrad 3 an drei gleichmäßig längs des Umfanges verteilten Stellen sich in axialer Richtung erstreckende Arme 10, die an ihren Enden als Kugelgelenke ausgebildete Gelenkpunkte 11, 12, 13 bilden. An diesen Gelenkpunkten U, 12,13 sind Lenker 14, 15,16 befestigt, deren anderer Gelenkpunkt 17, 18, 19 mit dem jeweils als Ringscheibe 30, 33, 34 ausgebildeten mittleren binären Glied verbunden ist, das die Treibachse 6 mit Spiel umgibt. Die Ringscheiben 30, 33, 34 sind nebeneinander liegend auf der hohlen Nabe 31 angeordnet und von dieser geführt.

Die Ringscheiben 30, 33, 34 tragen jeweils auf der dem einleitenden Gelenkpunkt 17, 18, 19 diametral entgegengesetzten Seite des Umfanges einen weiteren

Gelenkpurikt 20, 21, 22, der die Verbindung zu dem jeweils dritten binären Glied, nämlich den Lenkern 23, 24, 25 darstellt Diese Lenker 23, 24, 25 sind dann ihrerseits über Gelenkpunkte 26,27,28 an Armen 29 des Treibrades 7 befestigt

Alle Gelenkpunkte, die jeweils Kugelgelenke bilden, sind in einer Ebene angeordnet, die in Ruhelage der Kupplung mit der die Gelenkebene bildenden Mitte der mittleren Ringscheibe 30 zusammenfällt. Das Kugelgelenk eines Gelenkpunktes wird jeweils von einer Gabel getragen, die symmetrisch ausgebildet ist Die mittlere Ringscheibe 30 trägt also zur Bildung der Gelenkpunkte 19 und 22! jeweils eine symmetrisch zu ihrer MiUe angeordnete Gabel 3S, in welcher das Kugelgelenk liegt Die benachbarten Ringscheiben sind symmetrisch zur Gelenkebene jeweils paarweise zusammengefaßt und bilden ihrerseits durch entsprechende Ansätze die Gabeln für die Gelenkpunkte, d. h. die beiden Ringscheiben 34 bilden symmetrisch die Gabeln für die Gelenkpunkte 18 und 21 und die beiden äußeren Ringscheiben 33 die Gabeln für die Gelenkpunkte 17 und 20.

Die Verbindung zwischen der Motorwelle 9 und der Treibachse 6 erfolgt also jeweils über drei parallel geschaltete Gruppen von binären Gliedern, nämlich zum ersten über den Lenker 14, die paarweise zusammengefaßten Ringscheiben 33 und den Lenker 23; zweitens über den Lenker 15, die paarweise zusammengefaßten Ringscheiben 34 und den Lenker 24 und drittens über den Lenker 16, die Ringscheibe 30 und den Lenker 25. Von diesen parallel geschalteten Gruppen binärer Glieder sind jeweils die mittleren binären Glieder, nämlich die Ringscheiben 30, 33, 34 nebeneinanderliegend angeordnet, wobei die Ringscheibe 30 in der Mitte liegt Zu dieser benachbarten liegen die beiden j Ringscheiben 34 und die beiden Ringscheiben 33 bilden jeweils die äußeren Ringscheiben. Dadurch liegen jeweils die einander zugewandten Stirnflächen der benachbarten Ringscheiben gleitfähig aneinander, so daß eine gegenseitige Führung der an sich schwimmend

ι« angeordneten Ringscheiben 30, 33, 34 gegeben ist Zur ständigen Aufrechterhaltung dieser Führung dient die hohle Nabe 31.

Bei Achsauslenkungen der beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, zueinander können sich die auf

r, der Nabe 31 gelagerten Ringscheiben 30, 33, 34 gegenseitig verdrehen, ohne daß eine Verklemmung an den zur Führung dienenden Stirnflächen auftritt Man kann diese Stirnflächen noch mit einem Belag aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen, der das Aufeinandergleiten noch erleichtert Ferner kann die Kupplung 8 auch kardanische Auslenkungen der beiden Wellen aufnehmen, das sämtliche Gelenkpunkte 11,12, 13,17,18,19,20,21,22 und 26,27,28 als Kugelgelenke ausgebildet sind. Da außerdem die an den Ringscheiben

.> · 30,33,34 befestigten Gelenkpunkte 17,18,19,20,21,22 in Gabeln liegen, die symmetrisch zur Gelenkebene ausgebildet sind, treten bei der Drehmomentübertragung in diesen keine Torsionsbeanspruchungen auf. Weiterhin sind auch Biegebeanspruchungen infolge der

μ Fliehkraftbelastung vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen, die untereinander jeweils durch drei über Kugelgelenke hintereinander geschaltete binä- 'j re Glieder verbunden sind und bei welcher mindestens zwei derartige Gruppen von binären Gliedern parallel geschaltet sind, wobei jeweils das mittlere binäre Glied als Ringscheibe ausgebildet ist und die parallel liegenden mittleren binären Glieder ι ο aneinander drehbar auf einer Nabe gelagert sind und bei der weiterhin die in axialer Richtung nebeneinander liegenden Ringscheiben ausschließlich mit ihren Stirnflächen gleitfähig aneinanderliegen und die Nabe hohl ausgebildet ist, nach Patentanmeldung P 24 51966.2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils mit den Ringscheiben (30, 33, 34) verbundenen Gelenkpunkte (17, 18, 19, 20, 21, 22) mittig in einer Gabel (35) liegen, die entweder mittig an der in der Gelenkebene liegenden mittleren Ringscheibe (30) befestigt ist oder von paarweise zusammengefaßten, jeweils symmetrisch zur Gelenkebene liegenden Ringscheiben (33,34) gebildet wird.

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