EP0043887A1 - Dual axle drive for rail vehicle bogies - Google Patents

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EP0043887A1
EP0043887A1 EP81100681A EP81100681A EP0043887A1 EP 0043887 A1 EP0043887 A1 EP 0043887A1 EP 81100681 A EP81100681 A EP 81100681A EP 81100681 A EP81100681 A EP 81100681A EP 0043887 A1 EP0043887 A1 EP 0043887A1
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EP
European Patent Office
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rubber
coupling half
arms
rubber elements
axle
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EP81100681A
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German (de)
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Johann Eichinger
Franz Parzl
Wolfgang Schulz
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Gleason Hurth Tooling GmbH
Original Assignee
Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
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Publication date
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    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/44—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with hollow transmission shaft concentric with wheel axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
    • B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies

Definitions

  • the DT-PS 838 452 has a drive of the type described, in which the elastic coupling is formed from a rubber disk surrounding the axle of the wheelset, which has a disk-shaped flange attached to the hollow shaft on one end face and a one on the other end face the disk-shaped flange applied to the axle of the wheelset is connected, for example by vulcanization.
  • rubber when rubber is used here and in the following, it also means comparable plastics and similar properties.
  • All double-axle drives of the type described at the outset are characterized in that the elastic couplings not only have to transmit the torque, but also have to absorb the reaction torque of the motor and have to bear the entire weight of the drive unit resiliently.
  • a hub mounted on the hollow shaft and a hub mounted on the axle of the wheelset have a number of arms extending radially outwards, which alternate one behind the other are arranged horizontally and a cuboid rubber block is inserted between two arms.
  • the rubber blocks can be individually removed radially outwards and installed from the outside without having to pull the wheels off the axles.
  • This type of coupling is very stiff in the plane perpendicular to the axle of the wheelset. In the transverse direction it is softer than the version with the rubber washer, but the rubber blocks are exposed to shear stress.
  • Another disadvantage is sometimes the fact that the rubber blocks have to be preloaded in an auxiliary device during assembly so that they can be inserted into the space between the arms that corresponds to their pretension required during operation.
  • the object is achieved with a design for the elastic couplings of the drive in accordance with the characterizing feature of claim 1.
  • this design it is possible to largely optimally design the rubber elements with regard to their spring characteristics. It is in particular possible to make the rubber elements stiff for movements occurring in the direction of the wheelset axis and still have a soft suspension in the circumferential direction of the clutch. At least three rubber elements are required for each clutch for a balanced operating behavior; however, since the rubber should not be subjected to thrust if possible, there should be no less than six rubber elements for each clutch.
  • the rubber elements In order to avoid flexing of the rubber and also to make assembly easier, it makes sense to design the rubber elements in a manner known per se as a rubber part vulcanized between two metal parts (claim 6). In addition, it may be expedient to form the rubber elements in a manner known per se from two or more rubber parts, between each of which a metal part is vulcanized in for the purpose of tuning to optimal spring characteristics.
  • FIGS. 2 to 4 show a rubber bushing 15, which consists of a metallic inner part 21 and an outer part 22 and a rubber ring 23 vulcanized in between them and under tension.
  • the material properties and dimensions are adapted to the respective operating conditions, as is the profile of the rubber ring, which can be, for example, rectangular or can have curved or double bevel or the like.
  • Another known form of the rubber bushing is shown in FIG. 5, in which the shear stress occurring in the rubber is kept very low thanks to the distribution of the rubber ring. and intermediate part and between the intermediate and outer parts vulcanized and under tension rubber ring 25, 26.
  • material properties and dimensions adapted to the respective operating conditions can also be used, for example those with recesses in the rubber rings in order to have the full rubber cross-section available in the circumferential direction of the coupling, but only a reduced cross-section in the transverse direction.
  • cover plates 28 and on the arms 20 are holding pieces 27 which are held by screws 30, 31.
  • the means required to secure the screws against unscrewing, e.g. Tab washers are known and therefore not drawn.

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Abstract

Ein Doppelachsantrieb für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen mit einem in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Radsatzachsen liegenden Antriebsmotor (1), an dessen beiden Stirnseiten Winkelgetriebe angeflanscht sind mit einer die jeweilige Radsatzachse umgebenden Hohlwelle (6), die an ihren beiden Enden durch je eine elastische Kupplung (7, 8) mit der Radsatzachse verbunden ist, so daß sich die ganze Antriebseinheit über die vier Kupplungen auf den beiden Radsatzachsen abstützt. Dabei besteht jede Kupplung aus einer Kupplungshälfte auf der Hohlwelle und einer Kupplungshälfte auf der Radsatzachse. Beide sind über Gummielemente derart verbunden, daß mehrere von der einen Kupplungshälfte sich radial nach außen erstreckende Zapfen und von der anderen Kupplungshälfte ebensoviele sich radial nach außen erstreckende Arme in Umfangsrichtung abwechselnd hintereinander angeordnet sind, zwischen denen die Gummielemente so angeordnet sind, daß sie sowohl an den Armen als auch an den Zapfen an Flächen anliegen, die nicht parallel zur Radsatzachse liegen. Die Gummielemente können u.a. kreisringabschnittförmigen oder V-förmigen Querschnitt haben.A double-axle drive for bogies of rail vehicles with a drive motor (1) lying in the longitudinal direction of the vehicle between the wheelset axles, on the two end faces of which angular gearboxes are flanged with a hollow shaft (6) surrounding the respective wheelset axle, each of which has an elastic coupling (7, 8) is connected to the axle set, so that the entire drive unit is supported by the four clutches on the two axle sets. Each clutch consists of a coupling half on the hollow shaft and a coupling half on the axle. Both are connected by rubber elements in such a way that a plurality of pins extending radially outward from one coupling half and as many radially outwardly extending arms from the other coupling half are alternately arranged one behind the other in the circumferential direction, between which the rubber elements are arranged so that they are both on rest on the arms as well as on the pins on surfaces that are not parallel to the axle of the wheelset. The rubber elements can include have annular section-shaped or V-shaped cross-section.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen, bei dem der mit seiner Achse in Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen den Radsatzachsen liegende Motor über je ein an seinen beiden Stirnseiten angeflanschtes Winkelgetriebe die Radsätze antreibt, wobei jedes Winkelgetriebe abtriebsseitig eine die jeweilige Radsatzachse im wesentlichen konzentrisch umgebende Hohlwelle aufweist, die an ihren beiden Enden durch je eine elastische Kupplung mit der Radsatzachse verbunden ist, und wobei sich die ganze Antriebseinheit über die vier Kupplungen auf den beiden Achsen abstützt. Derartige Antriebe, die auch als Schwebeantrieb bezeichnet werden, sind schon seit längerem bekannt. So hat die DT-PS 838 452 einen Antrieb der beschriebenen Art zum Gegenstand, bei dem die elastische Kupplung aus einer die Radsatzachse umgebenden Gummischeibe gebildet ist, die auf einer Stirnseite mit einem auf der Hohlwelle befestigten scheibenförmigen Flansch und auf der anderen Stirnseite mit einem auf der Radsatzachse aufgebrachten scheibenförmigen Flansch verbunden ist, z.B. durch Vulkanisieren. (Wenn hier und im folgenden von Gummi gesprochen wird, so sind damit auch von ihren Eigenschaften her vergleichbare Kunststoffe u.ä. gemeint.) Alle Doppelachsantriebe der eingangs beschriebenen Art sind dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Kupplungen nicht nur das Drehmoment zu übertragen haben, sondern auch das Reaktionsmoment des Motors aufnehmen und das ganze Gewicht des Antriebsaggregates federnd tragen müssen. Bei der in Rede stehenden Ausführung der elastischen Kupplung wird der Gummi durch das Gewicht und die im Fahrbetrieb auftretenden Massenkräfte vorwiegend auf Schub beansprucht, und zwar in einer Ebene, die senkrecht zur Radsatzachse liegt. Um die Antriebseinheit dabei nicht zu sehr gegenüber der Radsatzachse durchhängen zu lassen, muß die Gummischeibe verhältnismäßig schmal und hart sein. Dadurch werden aber die negativen Auswirkungen der Schubbeanspruchung erhöht und die Federwirkung in Querrichtung, also in Richtung der Radsatzachse, weiter verschlechtert. Ein weiterer, ganz wesentlicher Nachteil ist, daß bei einem erforderlich werdenden Austausch der Gummischeiben die Räder von den Achsen abgezogen werden müssen.The invention relates to a double-axle drive for bogies of rail vehicles, in which the motor lying with its axis in the longitudinal direction of the vehicle between the wheelset axles drives the wheel sets via a bevel gear flanged to its two end faces, each bevel gear on the output side essentially concentrically surrounding the respective axles axis Has hollow shaft, which is connected at both ends by an elastic coupling to the axle set, and wherein the entire drive unit is supported on the two axles via the four couplings. Such drives, which are also referred to as levitation drives, have been known for a long time. For example, the DT-PS 838 452 has a drive of the type described, in which the elastic coupling is formed from a rubber disk surrounding the axle of the wheelset, which has a disk-shaped flange attached to the hollow shaft on one end face and a one on the other end face the disk-shaped flange applied to the axle of the wheelset is connected, for example by vulcanization. (When rubber is used here and in the following, it also means comparable plastics and similar properties.) All double-axle drives of the type described at the outset are characterized in that the elastic couplings not only have to transmit the torque, but also have to absorb the reaction torque of the motor and have to bear the entire weight of the drive unit resiliently. In the embodiment of the elastic coupling in question, the rubber is predominantly subjected to thrust by the weight and the inertial forces occurring during driving operation, in a plane that is perpendicular to the axle of the wheelset. In order not to let the drive unit sag too much with respect to the axle of the wheelset, the rubber washer must be relatively narrow and hard. However, this increases the negative effects of the shear stress and further worsens the spring action in the transverse direction, i.e. in the direction of the axle of the wheelset. Another very significant disadvantage is that when the rubber disks have to be replaced, the wheels have to be pulled off the axles.

Dieser betrieblich sehr störende Nachteil wird vermieden bei einer Kupplung mit geteilten Gummielementen, wie sie unter anderem aus der DE-OS 23 32 281 bekannt ist. Eine auf der Hohlwelle und eine auf der Radsatzachse aufgebrachte Nabe weisen eine Anzahl von sich radial nach außen erstreckenden Armen auf, die abwechselnd hintereinander liegend angeordnet sind und jeweils zwischen zwei Armen ein quaderförmiger Gummiblock eingelegt ist. Die Gummiblöcke können einzeln radial nach außen herausgenommen und von außen eingebaut werden ohne daß die Räder von den Achsen abgezogen werden müssen. Diese Art der Kupplung ist in der senkrecht zur Radsatzachse stehenden Ebene sehr steif. In Querrichtung ist sie weicher als die Ausführung mit der Gummischeibe, aber die Gummiblöcke sind einer Schubbeanspruchung ausgesetzt. Als weiterer Nachteil wird bisweilen die Tatsache angesehen, daß die Gummiblöcke bei der Montage erst in einer Hilfseinrichtung vorgespannt werden müssen, damit sie in den ihrer im Betrieb erforderlichen Vorspannung entsprechenden Zwischenraum zwischen den Armen eingebracht werden können.This operationally very annoying disadvantage is avoided in a coupling with split rubber elements, as is known, inter alia, from DE-OS 23 32 281. A hub mounted on the hollow shaft and a hub mounted on the axle of the wheelset have a number of arms extending radially outwards, which alternate one behind the other are arranged horizontally and a cuboid rubber block is inserted between two arms. The rubber blocks can be individually removed radially outwards and installed from the outside without having to pull the wheels off the axles. This type of coupling is very stiff in the plane perpendicular to the axle of the wheelset. In the transverse direction it is softer than the version with the rubber washer, but the rubber blocks are exposed to shear stress. Another disadvantage is sometimes the fact that the rubber blocks have to be preloaded in an auxiliary device during assembly so that they can be inserted into the space between the arms that corresponds to their pretension required during operation.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Doppelachsantrieb der eingangs beschriebenen Art zu erstellen, der die erwähnten Nachteile nicht aufweist, also herstellungs- und wartungsfreundlich ist, und dessen Gummielemente keinen oder nur geringen Schubbeanspruchungen unterworfen werden.The invention is therefore based on the object of creating a double-axle drive of the type described at the outset, which does not have the disadvantages mentioned, that is to say is easy to manufacture and maintain, and whose rubber elements are subjected to no or only slight shear stresses.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Ausführung für die elastischen Kupplungen des Antriebs entsprechend dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1. Mit dieser Ausführung ist es möglich, die Gummielemente hinsichtlich ihrer Federkennlinien weitgehend optimal auszuführen. Es ist insbesondere möglich, die Gummielemente für in Richtung der Radsatzachse auftretende Bewegungen steif zu machen und trotzdem in Umfangsrichtung der Kupplung eine weiche Federung zu haben. Für ein ausgewogenes Betriebsverhalten sind mindestens drei Gummielemente bei jeder Kupplung erforderlich; da der Gummi aber möglichst nicht auf Schub beansprucht werden soll, sollten es nicht weniger als sechs Gummielemente bei jeder Kupplung sein.The object is achieved with a design for the elastic couplings of the drive in accordance with the characterizing feature of claim 1. With this design, it is possible to largely optimally design the rubber elements with regard to their spring characteristics. It is in particular possible to make the rubber elements stiff for movements occurring in the direction of the wheelset axis and still have a soft suspension in the circumferential direction of the clutch. At least three rubber elements are required for each clutch for a balanced operating behavior; however, since the rubber should not be subjected to thrust if possible, there should be no less than six rubber elements for each clutch.

Für die Form der Gummielemente werden in den Ansprüchen 2 bis 4 mögliche Formen angegeben. Eine Kupplung mit zylinderischen Gummibuchsen benötigt einen verhältnismäßig breiten Einbauraum, der nicht immer zur Verfügung steht. Deshalb ist die Ausführung nach Anspruch 3 oder - wegen der einfacheren Halterung - nach Anspruch 4 vorzuziehen. Die Gummiblöcke mit V-förmigem Querschnitt benötigen wegen der formschlüssigen Verbindung mit den Zapfen und Armen keine zusätzliche Sicherung gegen seitliches Auswandern. Gegenüber den zylinderischen Buchsen können die Gummiblöcke mit kreisringabschnitt-förmigem oder V-förmigem Querschnitt zum Erreichen der bei dem jeweiligen Anwendungsfall gewünschten axialen Federsteifigkeit in ihrer Querschnittsform weitgehend varriert werden.Possible shapes for the shape of the rubber elements are given in claims 2 to 4. A coupling with cylindrical rubber bushes requires a relatively wide installation space, which is not always available. Therefore, the embodiment according to claim 3 or - because of the simpler bracket - preferred according to claim 4. The rubber blocks with a V-shaped cross section do not require any additional protection against lateral migration due to the positive connection with the pins and arms. Compared to the cylindrical bushes, the rubber blocks with a circular section-shaped or V-shaped cross-section can be largely varied in their cross-sectional shape in order to achieve the axial spring stiffness desired in the respective application.

Bedingt durch ihre Form können die Gummiblöcke mit kreisringabschnitt-förmigem oder mit V-förmigem Querschnitt ihre Vorspannung erst im eingebauten Zustand erhalten. Der Einbau wird erleichtert und eine zusätzliche Vorrichtung wird vermieden, wenn die einander zugeordneten Anlageflächen an den Zapfen und an den Armen entsprechend Anspruch 5 um einen verhältnismäßig kleinen Winkel zueinander geneigt angeordnet sind und die Gummielemente mit dem gleichen Winkel keilförmig ausgeführt sind. Damit wird eine gleichmäßige Verformung und damit eine gleichmäßige Spannung im Gummi bei Achsversätzen ebenso erreicht wie eine genau definierbare Vorspannung der Gummielemente bei der Montage, ohne daß Hilfsmittel angewendet werden müßten.Due to their shape, the rubber blocks with an annular section-shaped or with a V-shaped cross-section can only be preloaded when installed. The one Construction is facilitated and an additional device is avoided if the mutually associated contact surfaces on the pin and on the arms are arranged inclined to each other by a relatively small angle and the rubber elements are wedge-shaped with the same angle. This results in a uniform deformation and thus a uniform tension in the rubber in the case of axial misalignments, as well as a precisely definable prestressing of the rubber elements during assembly, without having to use any aids.

Um ein Walken des Gummis zu vermeiden und auch zur Montageerleichterung ist es sinnvoll, die Gummielemente in an sich bekannter Weise als zwischen zwei Metallteilen einvulkanisiertes Gummiteil auszuführen (Anspruch 6). Daneben kann es zweckmäßig sein, zum Zwecke der Abstimmung auf optimale Federkennwerte die Gummielemente in an sich ebenfalls bekannter Weise aus zwei oder mehr Gummiteilen zu bilden, zwischen denen jeweils ein Metallteil einvulkanisiert ist (Anspruch 7).In order to avoid flexing of the rubber and also to make assembly easier, it makes sense to design the rubber elements in a manner known per se as a rubber part vulcanized between two metal parts (claim 6). In addition, it may be expedient to form the rubber elements in a manner known per se from two or more rubber parts, between each of which a metal part is vulcanized in for the purpose of tuning to optimal spring characteristics.

Eine Fixierung der Gummielemente in radialer Richtung erfolgt nach Anspruch 8 zweckmäßigerweise mit Abdeckplatten, die auf den Umfangsflächen der Zapfen und Arme aufgesetzt und dort befestigt sind.A fixation of the rubber elements in the radial direction is advantageously carried out according to claim 8 with cover plates which are placed on the peripheral surfaces of the pins and arms and fastened there.

Ein Doppelachsantrieb nach dem Hauptanspruch und ggf. weiter ausgestaltet mit den Merkmalen eines oder mehrerer Unteransprüche bietet gegenüber den bekannten Ausführungen eine ganze Reihe von Vorteilen, nämlich:

  • - Die Gummielemente werden vom zu übertragenden Drehmoment und vom Gewicht des Motor-Getriebe-Aggregates im wesentlichen auf Druck und nur wenig auf Schub beansprucht.
  • - Das Auswechseln einzelner Gummielemente kann ohne Demontage des Drehgestelles und ohne Ausbau von Motor, Getrieben und/oder Achsen und Radsätzen erfolgen.
  • - Bei winkeliger Auslenkung treten nur geringe Rückstellkräfte auf, wodurch eine große Sicherheit gegen Entgleisen gegeben ist.
  • - Die Rückstellkräfte können durch entsprechende Ausführung der Gummielemente den Erfordernissen angepaßt werden.
A double-axis drive according to the main claim and possibly further developed with the features of one or more subclaims offers a whole series of advantages over the known designs, namely:
  • - The rubber elements are stressed by the torque to be transmitted and by the weight of the motor-gear unit, essentially under pressure and only slightly under thrust.
  • - Individual rubber elements can be replaced without disassembling the bogie and without removing the engine, gearboxes and / or axles and wheelsets.
  • - In the case of angular deflection, only small restoring forces occur, which provides great security against derailment.
  • - The restoring forces can be adapted to the requirements by appropriate design of the rubber elements.

Die Erfindung ist anhand von mit den Figuren 1 bis 8 dargestellten.Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen

  • Figur 1 einen Doppelachsantrieb im Schnitt von oben gesehen in vereinfachter Ausführung.
  • Figur 2 einen Längsschnitt durch die Kupplungen eines Getriebes von Figur 1 in größerem Maßstab.
  • Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.2.
  • Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.3.
  • Figur 5 einen Schnitt ähnlich Fig.4, aber mit einer anderen Gummibuchse.
  • Figur 6 einen weiteren Schnitt ähnlich Fig.4, aber mit geteilten Gummielementen.
  • Figur 7 einen Schnitt ähnlich Fig.3 bei einer weiteren Ausführung der Gummielemente, und
  • Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig.7.
The invention is explained with reference to exemplary embodiments illustrated with FIGS. 1 to 8. Show it
  • Figure 1 shows a double-axis drive in section seen from above in a simplified version.
  • Figure 2 shows a longitudinal section through the couplings of a transmission of Figure 1 on a larger scale.
  • 3 shows a section along the line III-III in Fig.2.
  • Figure 4 shows a section along the line IV-IV in Figure 3.
  • Figure 5 shows a section similar to Figure 4, but with a different rubber bushing.
  • Figure 6 shows another section similar to Figure 4, but with divided rubber elements.
  • Figure 7 shows a section similar to Figure 3 in a further embodiment of the rubber elements, and
  • 8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG.

An einem in Längsrichtung eines nicht gezeichneten Drehgestelles liegenden Antriebsmotor 1 ist beidseitig je ein Winkelgetriebe angeflanscht, dessen Gehäuse mit 2 bezeichnet ist. Die Kraftübertragung vom Motor 1 auf die Ritzelwelle 4 des Getriebes erfolgt zum Ausgleich von fertigungsbedingten Winkelabweichungen und Achsversetzungen zwischen Motor und Getriebe über eine geeignete Kupplung 3, z.B. eine Zahnkupplung. Die Ritzelwelle 4 steht in Eingriff mit einem Tellerrad 5, das drehfest auf einer Hohlwelle 6 angebracht ist, z.B. durch Verschrauben und Verstiften an einer flanschförmigen Erweiterung der Hohlwelle. Die Hohlwelle 6 ist - ebenso wie die Ritzelwelle 4 - mit bekannten und deshalb nicht dargestellten Mitteln drehbar, aber nicht axial verschiebbar im Gehäuse 2 gelagert. Die Hohlwelle ragt beiderseits soweit aus dem Gehäuse heraus, um erste Kupplungshälften 11 von elastischen Kupplungen 7, 8 drehfest und axial nicht verschiebbar aufnehmen zu können. Einzelheiten dieser Kupplung werden später noch beschrieben. Zugehörige zweite Kupplungshälften sitzen, ebenfalls drehfest und axial nicht verschiebbar, auf einer Radsatzachse 9. Diese Radsatzachse ist durch die Hohlwelle 6 hindurchgeführt und trägt an ihren Enden Antriebsräder 10 des Schienenfahrzeugs. Im entlasteten Zustand ist zwischen der Innenwandung der Hohlwelle 6 und der Mantelfläche der Radsatzachse soviel radiales Spiel wie für die Durchfederung der Antriebseinheit unter Berücksichtigung ihres Gewichtes und der im Fahrbetrieb auftretenden Massenbeschleunigung einerseits und der Federungsmöglichkeiten der Gummigelenkkupplung andererseits erforderlich ist, zuzüglich einer bestimmten Sicherheit. Die Lagerung des Radsatzes im Drehgestell ist ebensowenig dargestellt wie eine ggf. zwischen einer Gummigelenkkupplung auf jeder Radsatzachse und dem benachbarten Antriebsrad 10 angeordnete Scheibenbremse. Diese Elemente sind bekannt und für die Erfindung nicht von Bedeutung.On a drive motor 1 lying in the longitudinal direction of a bogie, not shown, an angular gear is flanged on both sides, the housing of which is designated by 2. The power transmission from the engine 1 to the pinion shaft 4 of the transmission takes place to compensate for manufacturing-related angular deviations and axis misalignments between the engine and transmission via a suitable clutch 3, for example a toothed clutch. The pinion shaft 4 is in engagement with a ring gear 5, which is non-rotatably mounted on a hollow shaft 6, for example by screwing and pinning on a flange-shaped extension of the hollow shaft. Like the pinion shaft 4, the hollow shaft 6 is rotatably mounted in the housing 2 by known and therefore not shown means, but not axially displaceable. The hollow shaft protrudes from the housing on both sides to the first Coupling halves 11 of flexible couplings 7, 8 can be rotatably and axially not displaceable. Details of this clutch will be described later. Associated second coupling halves sit, likewise in a rotationally fixed and axially non-displaceable manner, on a wheel set axle 9. This wheel set axle is guided through the hollow shaft 6 and carries drive wheels 10 of the rail vehicle at its ends. In the unloaded state, there is as much radial play between the inner wall of the hollow shaft 6 and the lateral surface of the wheelset axle as is necessary for the deflection of the drive unit, taking into account its weight and the mass acceleration occurring during driving operation, on the one hand, and the suspension options of the rubber joint coupling, on the other hand, plus a certain level of safety. The bearing of the wheel set in the bogie is just as little shown as a disc brake possibly arranged between a rubber joint coupling on each wheel set axis and the adjacent drive wheel 10. These elements are known and are not important for the invention.

Einzelheiten der Kupplungen 7, 8 gehen aus den Figuren 2, 3 und 4 hervor. Auf der nur angedeuteten Hohlwelle 6 ist eine erste Kupplungshälfte 11 drehfest und axial nicht verschiebbar aufgebracht, z.B. mit einem Preßsitz. Von ihrer Nabe ragen Zapfen 12 radial nach außen. Die Nabe und die Zapfen sind im Beispiel einstückig dargestellt, die Zapfen können aber auch einzeln in die Nabe eingesetzt und befestigt sein. Die Zapfen 12 nehmen Gummibuchsen 15 in deren Bohrung 16 auf. Auf die Gummibuchsen wird noch eingegangen. Die äußeren Mantelflächen 17 der Gummibuchsen 15 liegen an entsprechend gekrümmten Anlageflächen 18 an, die zu Armen 20 einer zweiten Kupplungshälfte 19 gehören. Diese Ausführung ist in Figur 1 bei allen Kupplungen und in Figur 2 bei der linken Kupplung gezeigt. Selbstverständlich können die Zapfen 12 auch an der zweiten Kupplungshälfte 19 angeordnet sein und die erste Kupplungshälfte 11 weist die Arme 20 auf. Diese Variante ist in Figur 2 an der rechten Kupplung dargestellt. Die zweiten Kupplungshälften 19 sind drehfest und axial nicht verschiebbar auf der Radsatzachse 9 aufgebracht, z.B. mit einem Preßsitz. Erste und zweite Kupplungshälften 11, 19 sind im wesentlichen rotationssymmetrische Teile, die axial zueinander angeordnet sind. Dabei liegen die Zapfen 12 und die sich von der zweiten Kupp-` lungshälfte 19 radial nach außen erstreckenden Arme 20 abwechselnd hintereinander. Die Gummibuchsen 15 liegen im Ausführungsbeispiel nur mit Abschnitten ihrer Mantelfläche 17 an den Armen 20 an. Es wäre auch möglich, die Arme über seitliche Stege miteinander zu verbinden und so eine Aufnahme der Gummibuchsen mit der ganzen Mantelfläche zu erreichen. Diese Ausführung erfordert aber mehr Baubreite und einzeln eingesetzte Zapfen 12.Details of the couplings 7, 8 are shown in Figures 2, 3 and 4. On the only indicated hollow shaft 6, a first coupling half 11 is rotatably and axially non-displaceably applied, for example with a press fit. Pins 12 project radially outward from their hub. The hub and the Pins are shown in one piece in the example, but the pins can also be inserted and fastened individually in the hub. The pins 12 take rubber bushings 15 in their bore 16. The rubber bushes are still discussed. The outer lateral surfaces 17 of the rubber bushes 15 rest against correspondingly curved contact surfaces 18, which belong to arms 20 of a second coupling half 19. This embodiment is shown in Figure 1 for all clutches and in Figure 2 for the left clutch. Of course, the pins 12 can also be arranged on the second coupling half 19 and the first coupling half 11 has the arms 20. This variant is shown in Figure 2 on the right coupling. The second coupling halves 19 are non-rotatably and axially non-displaceably applied to the axle 9, for example with an interference fit. First and second coupling halves 11, 19 are essentially rotationally symmetrical parts which are arranged axially to one another. The pins are 12 and extending from the second couplings `lung half 19 radially outwardly extending arms 20 alternately one behind the other. In the exemplary embodiment, the rubber bushes 15 rest only on the arms 20 with sections of their lateral surface 17. It would also be possible to connect the arms to one another via lateral webs and thus to accommodate the rubber bushings with the entire lateral surface. However, this design requires a greater overall width and individually inserted pins 12.

Bei jeder Kupplung 7, 8 sind mindestens drei solcher sternartig angeordneter Gummibuchsen 15 erforderlich, um nicht einen Großteil des Gewichtes des Antriebsaggregates und der Massenbeschleunigung im Fahrbetrieb als Schubbelastung auf die Gummielemente angreifen zu lassen. Eine Schubbelastung führt zum Ablösen des Gummis von den Metallteilen und zu einer raschen Zerstörung der Gummielemente selbst. Um eine Schubbelastung möglichst weitgehend auszuschalten werden mindestens sechs Gummibuchsen pro Kupplung 7, 8 verwendet.Each clutch 7, 8 requires at least three such rubber bushes 15 arranged in a star-shaped manner, in order not to allow a large part of the weight of the drive unit and the mass acceleration during driving to act on the rubber elements as a thrust load. A shear load leads to the rubber becoming detached from the metal parts and to a rapid destruction of the rubber elements themselves. In order to eliminate a shear load as much as possible, at least six rubber bushings per coupling 7, 8 are used.

In den Figuren 2 bis 4 ist eine Gummibuchse 15 dargestellt, die aus je einem metallischen Innenteil 21 und Außenteil 22 und einem dazwischen einvulkanisierten und unter Vorspannung stehenden Gummiring 23 besteht. Die Werkstoffeigenschaften und Abmessungen sind den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt, ebenso das Profil des Gummiringes, das z.B. rechteckig sein kann oder gewölbte oder doppeltschräge o. dgl. Begrenzungslinien aufweisen kann. In Figur 5 ist eine andere bekannte Form der Gummibuchse dargestellt, bei der die im Gummi auftretende Schubspannung dank der Aufteilung des Gummiringes sehr niedrig gehalten wird: Die Gummigelenkbuchse besteht aus je einem metallischen Innenteil 21, Zwischenteil 24 und Außenteil 22 sowie je einem zwischen Innen- und Zwischenteil und zwischen Zwischen- und Außenteil einvulkanisierten und unter Vorspannung stehenden Gummiring 25, 26. Auch hier sind Werkstoffeigenschaften und Abmessungen den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt. Selbstverständlich sind auch andere Formen der Gummibuchsen anwendbar, z.B. solche mit Aussparungen in den Gummiringen, um in Umfangsrichtung der Kupplung den vollen Gummiquerschnitt zur Verfügung zu haben, in Querrichtung aber nur einen reduzierten Querschnitt.FIGS. 2 to 4 show a rubber bushing 15, which consists of a metallic inner part 21 and an outer part 22 and a rubber ring 23 vulcanized in between them and under tension. The material properties and dimensions are adapted to the respective operating conditions, as is the profile of the rubber ring, which can be, for example, rectangular or can have curved or double bevel or the like. Another known form of the rubber bushing is shown in FIG. 5, in which the shear stress occurring in the rubber is kept very low thanks to the distribution of the rubber ring. and intermediate part and between the intermediate and outer parts vulcanized and under tension rubber ring 25, 26. Here too are material properties and dimensions adapted to the respective operating conditions. Of course, other shapes of the rubber bushings can also be used, for example those with recesses in the rubber rings in order to have the full rubber cross-section available in the circumferential direction of the coupling, but only a reduced cross-section in the transverse direction.

Auf den äußeren Umfangsflächen der Zapfen 12 sind Abdeckplatten 28 und auf den Armen 20 sind Haltestücke 27 aufgesetzt, die mit Schrauben 30, 31 gehalten sind. Die für die Sicherung der Schrauben gegen selbständiges Lösen erforderlichen Mittel, z.B. Sicherungsbleche, sind bekannt und deshalb nicht gezeichnet.On the outer peripheral surfaces of the pins 12, cover plates 28 and on the arms 20 are holding pieces 27 which are held by screws 30, 31. The means required to secure the screws against unscrewing, e.g. Tab washers are known and therefore not drawn.

Eine andere Ausführung der Gummielemente ist in Figur 6 dargestellt. Anstelle der im wesentlichen kreisrungen Gummibuchsen sind hier paarweise angeordnete Gummiblöcke 32 mit kreisringabschnitt-förmigem Querschnitt vorgesehen. Mit ihrer inneren Mantelfläche 33 liegen sie an den Zapfen 12 an und mit ihrer äußeren Mantelfläche 34 an entsprechend gerundeten Flächen 35 der Arme 20. Die Gummiblöcke 32 bestehen jeweils aus einem inneren und einem äußeren Metallteil 36, 37 und einem dazwischen einvulkanisierten Gummiteil 38. Im gezeichneten Beispiel sind die innere und die äußere Mantelfläche koaxial. Um andere Federkennwerte zu bekommen, können die beiden Mantelflächen auch verschiedene Krümmungsmittelpunkte haben. An den Abdeckplatten 28 seitlich heruntergezogene Leisten 39 hindern die Gummiblöcke am seitlichen Auswandern.Another embodiment of the rubber elements is shown in Figure 6. Instead of the essentially circular rubber bushes, rubber blocks 32 with a cross-section shaped like a ring section are provided in pairs. With their inner lateral surface 33 they rest on the pin 12 and with their outer lateral surface 34 on correspondingly rounded surfaces 35 of the arms 20. The rubber blocks 32 each consist of an inner and an outer metal part 36, 37 and a rubber part 38 vulcanized in between Drawn example, the inner and outer surface are coaxial. To get different spring values, the two lateral surfaces can also have different centers of curvature. On the cover plates 28 laterally pulled strips 39 prevent the rubber blocks on the side emigration.

Eine weitere Ausführung der Gummielemente ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt, und zwar haben die ebenfalls paarweise angeordneten Gummiblöcke 40 einen V-förmigen Querschnitt. Sie bestehen aus je einem inneren, mittleren und äußeren Metallteil 41, 42, 43 mit dazwischen einvulkanisierten Gummiteilen 44, 45. Die Innenflächen 46 der beiden V-Schenkel liegen an entsprechend geformten Flächen 48 der Zapfen 12 an und die Außenflächen 47 an entsprechend geformten Flächen 49 der Arme 20. Auf den äußeren Umfangsflächen der Zapfen 12 und der Arme 20 sind Abdeckplatten 28, 29 aufgesetzt, die mit Schrauben 30, 31 gehalten sind. Die für die Sicherung der Schrauben gegen selbständiges Lösen erforderlichen Mittel, z.B. Sicherungsbleche, sind bekannt und deshalb nicht gezeichnet. Um andere Federkennwerte für die Kupplung zu bekommen, kann der Öffnungswinkel ß zwischen den Schenkeln variiert werden und/oder die Metallteile 41, 42, 43 erhalten jeweils unterschiedliche Öffnungswinkel ß. Auch kann das mittlere Metallteil 42 entfallen und nur ein Gummiteil vorhanden sein ähnlich Figur 6. Andererseits kann natürlich auch beim Beispiel nach Figur 6 ein mittleres Metallteil vorhanden sein.A further embodiment of the rubber elements is shown in FIGS. 7 and 8, specifically the rubber blocks 40, which are also arranged in pairs, have a V-shaped cross section. They each consist of an inner, middle and outer metal part 41, 42, 43 with vulcanized rubber parts 44, 45 between them. The inner surfaces 46 of the two V-legs rest on correspondingly shaped surfaces 48 of the pins 12 and the outer surfaces 47 on correspondingly shaped surfaces 49 of the arms 20. Cover plates 28, 29 are placed on the outer circumferential surfaces of the pins 12 and the arms 20 and are held by screws 30, 31. The means required to secure the screws against untightening, e.g. Tab washers are known and therefore not drawn. In order to obtain different spring characteristics for the coupling, the opening angle β between the legs can be varied and / or the metal parts 41, 42, 43 each have different opening angles β. The middle metal part 42 can also be omitted and only one rubber part can be present, similar to FIG. 6. On the other hand, a middle metal part can of course also be present in the example according to FIG.

Das innere (41) und das äußere Metallteil 42 ragen in entsprechend geformte Nuten 50, 51 in den Abdeckplatten 28, 29. Damit wird verhindert, daß die Gummiblöcke 40, wenn bei außergewöhnlichen Betriebszuständen die Vorspannung auf den Wert Null absinken sollte, z.B. durch die Fliehkraft aus ihrer normalen Einbaulage gebracht werden.The inner (41) and the outer metal part 42 protrude into correspondingly shaped grooves 50, 51 in the cover plates 28, 29. This prevents the rubber blocks 40 when in exceptional operating conditions, the preload should drop to zero, for example by centrifugal force to bring it out of its normal installation position.

Die Flächen 48 und 49 sind um einen Winkel α zueinander geneigt. Auch die Gummiblöcke sind um den Winkelet keilförmig ausgeführt. Mit dieser Maßnahme können die Gummiblöcke leicht in radialer Richtung eingebaut werden und es kann ohne komplizierte Vorrichtungen, nur mit den Abdeckplatten 28, 29 oder damit vergleichbaren Hilfsteilen, die erforderliche Vorspannung aufgebracht werden. Die Höhe der Vorspannung wird durch das Übermaß der Gummiblöcke 40 gegenüber der Distanz zwischen den Flächen 48 und den Flächen 49 bestimmt. Beide Maße können der gewünschten Vorspannung entsprechend in der Fertigung berücksichtigt werden. Was hier zum Winkel α und zur Vorspannung sowie davor zu den Nuten in den Abdeckplatten gesagt ist, gilt in gleichem Sinne auch für die vorher beschriebenen Gummiblöcke 32 mit kreisringförmigem Querschnitt.The surfaces 48 and 49 are inclined to one another by an angle α. The rubber blocks are also wedge-shaped around the Winkelet. With this measure, the rubber blocks can be easily installed in the radial direction and the required pretension can be applied without complicated devices, only with the cover plates 28, 29 or comparable auxiliary parts. The amount of the preload is determined by the oversize of the rubber blocks 40 compared to the distance between the surfaces 48 and the surfaces 49. Both dimensions can be taken into account in the production according to the desired preload. What has been said here about the angle α and the pretension as well as before about the grooves in the cover plates also applies in the same sense to the previously described rubber blocks 32 with an annular cross section.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Anwendungsbeispiele beschränkt. Es sind z.B. andere Getriebe, z.B. mit einer weiteren Getriebestufe, möglich, oder die Teile der elastischen Kupplungen sind anders gestaltet usw.. Der Patentschutz soll auch solche Varianten umfassen.The invention is not restricted to the application examples described and shown in the figures. For example other gears, e.g. with a further gear stage, possible, or the parts of the elastic couplings are designed differently, etc. The patent protection should also include such variants.

Claims (8)

1) Doppelachsantrieb für Drehgestelle von Schienenfahrzeugen, bei dem der mit seiner Achse in Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen den Radsatzachsen liegende Antriebsmotor über je ein an seinen beiden Stirnseiten angeflanschtes Winkelgetriebe die Radsätze antreibt, wobei jedes Winkelgetriebe abtriebsseitig eine die jeweilige Radsatzachse im wesentlichen konzentrisch umgebende Hohlwelle aufweist, die an ihren beiden Enden durch je eine elastische Kupplung, bestehend aus einer auf der Hohlwelle angeordneten Kupplungshälfte und einer über Gummielemente mit dieser verbundenen auf der Radsatzachse angeordneten Kupplungshälfte, mit der Radsatzachee gekuppelt ist, und wobei sich die ganze Antriebseinheit über die vier Kupplungen auf den beiden Achsen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere von der einen Kupplungshälfte (11, 19) sich radial nach außen erstreckende und mit dieser fest verbundene Zapfen (12) und von der anderen Kupplungshälfte (19,11) ebenso viele sich radial nach außen erstreckende Arme (20) in Umfangsrichtung abwechselnd hintereinander angeordnet sind, zwischen denen die Gummielemente (15,32,40) vorgespannt angeordnet sind, die an den Zapfen (12) und an den Armen (20) an Flächen (33,34) anliegen, die nicht parallel zur Radsatzachse (9) liegen.1) Double-axis drive for bogies of rail vehicles, in which the drive motor lying with its axis in the longitudinal direction of the vehicle between the wheelset axles drives the wheel sets via a bevel gear flanged on both end faces, each bevel gear on the output side having a hollow shaft essentially concentrically surrounding the respective axles axis , which is coupled at both ends to the wheelset axle by means of an elastic coupling, consisting of a coupling half arranged on the hollow shaft and a coupling half connected via rubber elements to the wheelset axis, and the whole drive unit via the four couplings supports the two axes, characterized in that several of the one coupling half (11, 19) extending radially outward and firmly connected to this pin (12) and of the other coupling half (19, 11) as many radially outward extending arms (20) are arranged alternately one behind the other in the circumferential direction, between which the rubber elements (15, 32, 40) are arranged in a prestressed manner, which bear against the pins (12) and on the arms (20) against surfaces (33, 34), which are not parallel to the axle set (9). 2) Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichriet, daß die Gummielemente von den Zapfen (12) der einen Kupplungshälfte (11 ;19) aufgenommene Gummibuchsen (15) sind, deren äußere Mantelflächen (17) an entsprechend konkav geformten Flächen (18) der Arme (20) der anderen Kupplungshälfte (19;11) zumindest teilweise anliegen.2) Doppelachsantrieb according to claim 1, characterized gekennzeichriet that the rubber elements of the pin ( 1 2) of a coupling half (11; 19) are received rubber bushes (15), the outer lateral surfaces (17) on correspondingly concave surfaces (18) Arms (20) of the other coupling half (19; 11) are at least partially in contact. 3) Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente paarweise entgegengesetzt gerichtete Gummiblöcke (32) mit im wesentlichen kreisringabsehnitt-formigem Querschnitt sind, deren innere Mantelflächen (33) an den Zapfen (12) der einen Kupplungshälfte (11;19) und deren äußere Mantelflächen (34) an entsprechend konkav geformten Flächen (35) der Arme (20) der anderen Kupplungshälfte (19;11) anliegen.3) Double-axis drive according to claim 1, characterized in that the rubber elements are pairs of oppositely directed rubber blocks (32) with a substantially circular cross-section-shaped cross-section, the inner lateral surfaces (33) on the pin (12) of a coupling half (11; 19) and whose outer lateral surfaces (34) abut correspondingly concave surfaces (35) of the arms (20) of the other coupling half (19; 11). 4) Doppelachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente paarweise entgegengesetzt gerichtete Gummiblöcke (40) mit V-förmigem Querschnitt sind, die mit den Innenflächen (46) ihrer beiden Schenkel an entsprechend geformten Flächen (40) der Zapfen (12) der einen Kupplungshälfte (11;19) und mit den Außenflächen (47) ihrer beiden Schenkel an entsprechend geformten Flächen (49) der Arme (20) der anderen Kupplungshälfte (19;11) anliegen.4) Double-axis drive according to claim 1, characterized in that the rubber elements are pairs of oppositely directed rubber blocks (40) with a V-shaped cross section, which with the inner surfaces (46) of their two legs on correspondingly shaped surfaces (40) of the pin (12) a coupling half (11; 19) and with the outer surfaces (47) of their two legs on correspondingly shaped surfaces (49) of the arms (20) of the other coupling half (19; 11). 5) Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Anlageflächen an den Zapfen (12) und an den Armen (20) um einen Winkel (α) zueinander geneigt angeordnet sind.5) Double-axis drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mutually associated contact surfaces on the pin (12) and on the arms ( 2 0) are arranged inclined to each other by an angle (α). 6) Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente (15,32,40) aus jeweils einem zwischen zwei Metallteilen einvulkanisierten Gummiteil bestehen und die Aufnahme bzw. Anlage der Gummielemente (15,32,40) an den Zapfen (12) und den Armen (20) über die Metallteile erfolgt.6) Double-axis drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rubber elements (15,32,40) each consist of a rubber part vulcanized between two metal parts and the reception or contact of the rubber elements (15,32,40) on the Pin (12) and the arms (20) via the metal parts. 7) Doppelachsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gummielement zwei oder mehr Gummiteile aufweist, zwischen denen jeweils ein Metallteil (24, 42) einvulkanisiert ist.7) Double-axis drive according to claim 6, characterized in that each rubber element has two or more rubber parts, between each of which a metal part (24, 42) is vulcanized. 8) Doppelachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente (15,32,40) radial von Abdeckplatten (28,29) od.dgl. gehalten sind, die auf den Umfangsflächen der Zapfen (12) und der Arme (20) aufgebracht sind und die zumindest teilweise über die Gummielemente ragen.8) Double-axis drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rubber elements (15,32,40) or the like radially from cover plates (28,29). are held, which are applied to the circumferential surfaces of the pins (12) and the arms (20) and which at least partially protrude beyond the rubber elements.
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