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Elastische Kupplung für Einzelachsantriebe, insbesondere für Schienenfährzeuge
Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung für Einzelachsantriebe, insbesondere
für Schienenfahrzeuge, bei der radial angeordnete, flache Mitnehmerarmejeder Kupplungshälfte,
die in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, in axialer Richtung mit
ihren zugekehrten Flächen mindestens -angenähert bis an die Quermittelebene der
Kupplung heranreichen und bei der benachbarte Arme beider Hälften durch tangential
liegende Gummikörper mit anvulkanisierten Mitnehmerlappen verbunden sind.
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Bei solchen Einzelach.santrieben wird die Antriebsleistung in der
Regel durch einen in unmittelbarer Nachbarschaft der. Achse angeordneten Elektromotor
erzeugt, dessen Abmessungen durch, die gegebenen Raumverhältnisse, insbesondere
durch die Spurweite bzw. den Abstand der Radscheiben der Achse begrenzt sind. Da
außerdem innerhalb dieses Abstandes auch noch die Antriebsverbindung zwischen dem
.Antriebsmotor und der Achse; z. B. in Form eines. Getriebes, untergebracht werden
muß, ist die Leistung des Einzelachsantriebes in starkem Maße von dem für den Antriebsmotor
in Achsrichtung. zur Verfügung stehenden Raum abhängig, und man ist bestrebt, diesen
die Länge des Antriebsmotors in seiner Achsrichtung begrenzenden Raum so groß wie
möglich zu halten.
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Bei einer bekannten Ausführung einer elastischen Kupplung für Einzelachsantriebe
besteht die Kupp-
Jung im wesentlichen aus zwei Kupplungshälften
mit radial nach außen ragenden und gegeneinander versetzten Mitnehmerarmen, die
an ihren freien Enden gegeneinander bis zur Quermittelebene der Kupplung ausgebogen
und dort durch tangential verlaufende Gummiglieder miteinander verbunden sind. Infolge
dieser Ausbildung kann ein Kupplungsein- oder -ausbau - etwa beim Einbau oder Austausch
des Antriebsmotors - nur nach einer vorherigen axialen Verschiebung mindestens einer
der beiden Kupplungshälften erfolgen, was jedoch iiur möglich ist, wenn in axialer
Richtung der Kupplung und damit auch in Richtung der Radachse ein entsprechender
Raum frei gelassen ist. Gber diesen Raum kann also nicht verfügt werden, und man
muß den Antriebsmotor in seiner Länge entsprechend begrenzen. Diese Verhältnisse
werden noch ungünstiger, wenn die einzelnen Gummiglieder, die mittels Mitnehmerlappen
an die Mitnehmerarme der Kupplungshälften angeschraubt werden, die Stärke der Mitnehmerlappen
wesentlich überschreiten.
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.Bei der genannten bekannten elastischen Kupplung weisen die einzelnen
Gummiglieder Mit= nehmerlappen auf, die aus der (im eingebauten Zustand etwa mit
der Quermittelebene der Kupplung zusammenfallenden) Quermittelebene der Gummiglieder
gemeinsam nach einer Seite hin versetzt sind, wobei abwechselnd jeweils ein Gummiglied
von der einen und das benachbarte nächste Gummiglied von der anderen Seite an das
freie Ende eines Mitnehmerarmes der Kupplung angeschraubt ist, so daß bereits ohne
Berücksichtigung der Stärke der Gummiglieder und der Befestigungsmittel eine etwa
der dreifachen Lappenstärke entsprechende Kupplungsbreite bedingt ist. In jedem
Lappen sind außerdem den Abmessungen der Mitnehmerarme entsprechende flache nutförmige
Ausnehmungen mit zueinander parallelen Seitenkanten vorgesehen. Abgesehen davon,
daß eine solche Kupplung schon. in zusammengebautem Zustand eine verhältnismäßig
große Breite aufweist, muß also beiderseits der Kupplung auch noch so viel Platz
zur Verfügung stehen, daß die Mitnehmerarme zum Ausbau bzw. Einbau der einzelnen
Gummiglieder axial so weit verschoben werden können, bis sie ganz aus den nutförmigen
Ausnehmungen der Mitnehmerlappen entfernt sind. Schließlich ist bei dieser Kupplung
auch noch nachteilig, daß die einzelnen Gummiglieder kaum ohne Hilfswerkzeuge an
den Mitnehmerarmen der beiden Kupplungshälften angebracht werden können, wenn sie
- wie dies in der Regel erforderlich ist - unter einer gewissen Zusammenpressung
an den Mitnehmerarmen befestigt werden sollen. Dies ist aber insbesondere an der
der Achsmitte zu gelegenen Seite der Kupplung aus Platzmangel nur sehr schwer möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Kupplung
derart zu verbessern, da.ß -die für die Kupplung in axialer Richtung benötigte Breite
so gering wie möglich gehalten und. außerdem die Notwendigkeit einer axialen Verschiebung
von Teilen der Kupplung beim Ein- oder. Ausbau der Kupplung vermieden wird. Dabei
ist zugleich weiterhin angestrebt, den Zusammenbau und Auseinanderbau der Kupplung
möglichst zu vereinfachen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Mitnehmerlappen ,jedes Gummikörpers
entsprechend- den Flanschen eines Z-Profils mindestens so weit gegeneinander versetzt
sind, daß im zusammengebauten Zustand ihre an den entsprechend weit an die Quermittelebene
der Kupplung heranreichenden einander zugekehrten Flächen der Mitnehmerarme anliegenden
Flächen innerhalb der Quermittelebene der Kupplung liegen und daß die einander zugekehrten
Mitnehmerlappen zweier benachbarter Gummikörper an derselben Seite des zwischen
ihnen befindlichen Mitnehmerarmes anliegen.
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Durch diese Bauweise ergibt sich der Vorteil, daß die Kupplung praktisch
nicht viel breiter auszufallen braucht, als ein Mitnehmerarm und ein Mitnehmerlappen
zusammen breit sind. Da außerdem beim Zusammen- bzw. Auseinanderbau der Kupplung
keine Kupplungshälften axial zu verschieben sind, kann ein benachbarter Antriebsmotor
unmittelbar bis an die Kupplung heranreichen, so daß beispielsweise bei einer Antriebsausbildung
mit zwei beiderseits des Antriebsmotors angeordneten Kupplungen nicht nur der durch
die schmalere Ausführung der Kupplung selbst, sondern auch durch Vermeiden einer
Längsverschiebung der Kupplungshälften gewonnene Raum zur Verbreiterung des Antriebsmotors
und damit zu einer Steigerung der Antriebsleistung herangezogen werden kann.
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Bei einer elastischen Kupplung, bei der benachbarte, radial angeordnete
Mitnehmerarme jeder Kupplungshälfte, die in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt
sind, durch tangential liegende Gummikörper mit anvulkanisierten Mitnehmerlappen
verbunden sind, bilden - nach einem weiteren Merkmal der Erfindung -die an die Mitnehmerarme
jeder Kupplungshälfte stoßenden drehmomentübertragenden Flächen der Mitnehmerlappen
jedes Gummikörpers miteinander einen spitzen Winkel, dessen Scheitel in der Drehachse
der Kupplung liegt.
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Durch die keilförmige Ausbildung der erwähnten Flächen ergibt sich
ein wesentlich erleichterter Ein-und Ausbau der Kupplung, da die Gummikörper in
nicht vorgespanntem Zustand eingebaut werden können, d. h., sie lassen sich ohne
Kraftaufwand radial zwischen die Mitnehmerarme schieben und ebenso leicht wieder
entfernen.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise in Verbindung
mit einem Einzelachsantrieb eines Schienenfahrzeuges dargestellt. Es zeigt Fig.
i den Antrieb im Aufriß, und zwar nach der Schnittlinie I-I der Fig. z, Fig. 2 denselben
im.Grundriß, zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt, Fig. 3 einen Schnitt durch
die elastische Kupplung nach der bogenförmigen Schnittlinie III-III der Fig. i.
Bei
dem * dargestellten Einzelachsantrieb ist der elektrische Antriebsmotor i durch
Arme i, und Ib fest mit dem federnd auf den Radsätzen :2 abgestützten Fahrzeugrahmen
3 verbunden. Er treibt die Achswelle 4 mittels einer durch die hohle Rotorwelle
5 geführten Antriebswelle 6, zweier elastischer Kupplungen 7 und eines Zahnradvorgeleges
8 an. Das letztere besteht im wesentlichen aus dem im Zahnradkasten 9 gelagerten
Ritzel io und dem auf der Achswelle q. aufgeschrumpften Antriebszahnrad I I. Der
Zahnradkasten 9 ist einerseits auf der Nabe 12 des Antriebszahnrades i i gelagert
und anderseits durch eine Hängelasche 13 mit dem Fahrzeugrahmen 3 verbunden, die
gleichzeitig als Reaktionsstütze des ganzen Vorgeleges dient.
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Bei einer vertikalen Einfederung des Rahmens und des an ihm befestigten
Motors senkt sich das an der Lasche 13 hängende Ende des Zahnradkastens 9 um denselben
Betrag, wobei er sich um die Radnabe 12 etwas dreht. Das im Zahnradkasten 9 gelagerte
Ritzel io senkt sich aber nur um einen verminderten, etwa auf die Hälfte reduzierten
Betrag. Die so entstehende kleine Neigung der Antriebswelle 6 gegenüber der Motorwelle
5 und der Ritzelwelle i9 - wird in den beiden flexiblen Kupplungen 7 - wie bekannt
- elastisch und ohne Aneinandergleiten irgendwelcher Teile aufgenommen. ' Der Aufbau
dieser flexiblen Kupplungen 7 ist aus den Fig. i und 3 genauer ersichtlich. Je acht
Gummikörper 1q. sind im Kreise angeordnet und an den parallel zu den Wellenachsen
liegenden Flächen 23 mit Mitnehmerlappen 15 vulkanisiert. Diese sind abwechslungsweise
mit den Mitnehmerarmen 16 und 17 der Hohlwelle 5 und dem einen Ende der Antriebswelle
6 einerseits sowie den Armen I 7a, 18 des anderen Antriebswellenendes und
der Ritzelwelle i9 anderseits verschraubt. In dieser Weise werden die Gummikörper
1q. durch die Umfangskräfte des zu übertragenden Drehmoments auf Druck bzw. auf
Zug beansprucht und bringen somit eine Torsionselastizität in den ganzen Antrieb.
Bei relativen Winkeländerungen und axialen Verschiebungen der Wellen werden. die
Gummikörper i¢ auf Schub beansprucht, wie aus Fig. i und 2 leicht einzusehen ist.
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Alle Mitnehmerarme 16, 17, 17a und 18 greifen nicht in axialer, sondern
in radialer Richtung zwischen die Gummikörper 1q.. Ferner sind sie so schmal gebaut,
daß sie innerhalb des scheibenförmigen Raumes Platz finden, der die Gesamtheit der
Gummikörper einschließt und somit keine über die Gummikörper hinausgehende Baulänge
beanspruchen. Infolge dieser axial gedrängten Bauweise der elastischen Kupplungen
kann der zwischen den Rädern verfügbare Raum weitgehend für die Unterbringung des
Antriebsmotors ausgenutzt werden.
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Der Ein- und Ausbau des Motors ist dadurch erleichtert, daß die Arme
der einen Welle sich mit denjenigen der anderen Welle nicht überschneiden, sondern
nur annähernd bis zur Mittelebene der Kupplungen heranreichen, welche Maßnahme durch
die in Fig. 3 ersichtliche Staffelung der Lappen 15 verwirklicht wird. Die senkrecht
zu den Wellenachsen liegenden Flächen 21 der Mitnehmerlappen 18 sind nämlich in
einem kleinen Abstand a von den entsprechenden, an den Armen, der anderen Welle
anliegenden Flächen 22 angeordnet. Nachdem dann beim Ausbau die Mitnehmerlappen
15 von den Armen 16 bis 18 gelöst und entfernt sind, kann der Motor ausgebaut werden,
ohne axial verschoben werden zu müssen.
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Die zu den Wellenachsen parallelen Begrenzungsflächen 20 der Mitnehmerlappen
15 sind keilförmig angeordnet, damit die Gummikörper 14 beim Einbau zwischen die
Arme allmählich vorgespannt werden können. Durch eine entsprechende Bemessung dieser
Vorspannung der Gummikörper wird erreicht, daß sie unter der Einwirkung der Umfangskräfte
nur auf Druck, nicht aber auf Zug beansprucht werden, was für jedes Gummimaterial
von Vorteil ist.
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Der- Querschnitt der Gummikörper ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
rechteckförmig. Er könnte auch kreis-, ellipsenförmig oder von anderer zweckentsprechender
Form sein.
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Anspruch i schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen
Merkmale.