Antrieb für die Radachsen von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft einen Antrieb für die Rad achsen von Fahrzeugen, insbesondere von Schienen fahrzeugen, wobei eine hohle Gelenkwelle koaxial zur Treibachse angeordnet und mit dem Abtriebs zahnrad sowie dem Treibrad gelenkig verbunden ist.
Es ist vor allem bei Einzelachsantrieben von elektrischen oder dieselhydraulischen Schienenfahr zeugen üblich, das letzte Zahnrad der Kraftübertra gung - bei Elektromotoren oftmals das Motorritzel - mit der Treibachse durch eine allseitig nachgiebige Kupplung zu verbinden. Der Motor bzw. das Einzel achsgetriebe, bei dem für jede Achse ein eigenes Ge triebe, vorzugsweise ein hydrodynamisches Turbo getriebe, vorgesehen ist, ist in diesem Falle im Lock- oder Drehgestellrahmen fest gelagert, während die Treibachse im Rahmen federnd aufgehängt ist. Die nachgiebige Kupplung hat demzufolge die Relativbe wegung der Treibachse zum Motor bzw. Getriebe aufzunehmen.
Es sind schon viele Ausführungsbeispiele von Kupplungen für den Achsantrieb ausgeführt bzw. be schrieben worden, so z. B. federnde Kupplungen nach Westinghouse, Sécheron, AEG-Kleinow und Elin, oder Kupplungen mit federnden Scheiben oder Lamellen und ausserdem Gelenkkupplungen sowie eine Kombination aus Federkupplung und Gelenk kupplung wie der sogenannte Universal-Antrieb von SLM.
Die bekannten Gelenkkupplungen, wie z. B. die Als-Thon-Kupplung, verwenden ein in einer oder mehreren Ebenen angeordnetes Hebelsystem, welches das Antriebsrad mit der Treibachse gelenkig verbin det. Diese Kupplungsarten bauen sehr gross., und die Schmierung und Wartung der Gelenkköpfe ist kom pliziert; andererseits sind Gummimetallblöcke, als Gelenklager verwendet, alterungsanfällig und nur für kleine Übertragungskräfte geeignet.
Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden, das Abtriebszahnrad .des Motors bzw. des Getriebes mit dem Treibrad über eine Hohlwellenanordnung kraftschlüssig zu verbinden. Dabei ist die hohle Welle koaxial zur Treibachse angeordnet und mit dem Ab triebszahnrad sowie mit dem Treibrad gelenkig ver bunden. Die Gelenkigkeit ist aber wegen der an den Anschlusstellen der Hohlwelle an die genannten Räder lediglich vorgesehenen Gummipuffer relativ gering, die natürlich auch nur eine unbedeutende Längenveränderung zulassen. Daran ändert auch der Alternativvorschlag, auf einer Seite der Hohlwelle statt der Gummipuffer ein Kardangelenk vorzusehen, nichts.
Dieser Mangel ist durch die Erfindung behoben worden. Dieselbe bezieht sich auf einen Antrieb der eingangs genannten Art, der zur Erreichung des Er findungszweckes dadurch gekennzeichnet ist, dass die hohle Gelenkwelle in sich längenveränderlich ist und die dem Abtriebszahnrad und dem Treibrad zugeord neten Teile der hohlen Gelenkwelle je über ein die Treibachse im Abstand umgreifendes Zapfenkreuz (Kardangelenk) bzw. eine elastische Seilscheibe, Seil lasche oder Gelenkkupplung an das Abtriebszahnrad bzw. das Treibrad angeschlossen sind.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass es -insbesondere bei grösseren zu übertragenden Leistungen - vorteil- haft ist, die die Gelenkigkeit des Hohlwellenanschlus- ses bewirkenden Bauelemente von den zur Längen veränderlichkeit bestimmten vollständig zu trennen, eine Aufgabe, welche durch die erfindungsgemässe Anordnung auf einfache Weise einwandfrei gelöst ist.
Der erfindungsgemässe Antrieb ist praktisch eine be sondere Art von Gelenkkupplung mit allseitiger Nachgiebigkeit, die besonders universell anwendbar ist und in ihren radialen Abmessungen sehr klein ge staltet werden kann, also eine relativ grosse Boden freiheit ergibt.
Die Merkmale und Varianten der Erfindung können aus der folgenden näheren Erläuterung ent nommen werden, wobei die Zeichnungen in bei spielsweiser Ausführungsform verschiedene Gestal tungsmöglichkeiten des Grundgedankens veran schaulichen.
Fig. 1 zeigt in schematischer und schaubildlicher Darstellung das Prinzip des erfindungsgemässen An triebes, das in mannigfacher Weise verwirklicht wer den kann. Fig. 2 stellt eine bestimmte Ausbildungs form des Antriebes nach der Erfindung, Fig. 3 eine erste Variante dieser Ausbildungsform, Fig.4 eine zweite Variante und Fig. 5 eine dritte Variante der selben im Schnitt dar. In den einzelnen Fig. 2-5 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Fig. 6 stellt eine Seitenansicht einer Einzelheit aus Fig. 5 dar.
Gemäss Fig. 1 wird die motorische Antriebslei stung in üblicher Weise dem Zahnrad A aufgebracht, das mit zwei Armen B, C in fester Verbindung steht. Diese Arme tragen die Lager D, E für zwei einander auf einem Ring F gegenüberliegende Zapfen G, H, welcher Ring die das Treibrad J tragende Welle K umgibt.
Zwei weitere einander ebenfalls gegenüber liegende Zapfen L, M des Ringes F, die jedoch gegen die Zapfen G, H um 90 versetzt sind, sind in zwei starr miteinander verbundenen Lagern N, O gelagert, von denen eine beliebige, zu einer gleichen Zapfen kreuzanordnung P im Anschluss an das Treibrad J führende, sich parallel zur Welle K erstreckende, län genveränderliche, die Lager N, O mit den korrespon dierenden Lagern der Zapfenkreuzanordnung P kup pelnde Konstruktion R vorgesehen ist. Auf der dem Treibrad J abgewandten Seite des Zahnrades A ist ein zweites Treibrad, ebenfalls fest auf der Welle K sitzend, zu denken.
Mit S ist eine die Längenverän derlichkeit ermöglichende Einrichtung der Konstruk tion R bezeichnet.
Gemäss der speziellen Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Hohlwelle aus zwei Teilhohlwellen 1 und 2, die koaxial zueinander, ,die Treibachswelle umgebend, angeordnet sind und für den Längenaus gleich eine axiale Relativverschiebung zulassen.
Das Drehmoment wird über eine Verzahnung, z. B. ein Keilwellenprofil 3, die sich zwischen zwei Stützlagern 4 und 5 befindet, übertragen. Beide Teil hohlwellen 1, 2 besitzen an den einander abgekehrten Enden je zwei um 180 zueinander versetzte, ange gossene oder angeschmiedete Arme 6, die die Ge lenklager 7 enthalten. Die Gelenklager sind auf einer Seite an einem Ring 10 angebracht, welcher mit dem Abtriebszahnrad 9 des Elektromotors oder des Achs getriebes verschraubt ist und auf dem anderen Ende in einem Ring 11, der mit dem Treibrad 12 ver schraubt ist, angeordnet.
Der Kraftschluss geht von den beiden Lagern des Abtriebszahnrades 9 über ein hohles Zapfenkreuz 13 auf die eine Hälfte 1 der Hohlwelle und über die Verzahnung 3 auf die zweite Hälfte 2 der Hohlwelle, von dort über die Gelenkla ger 7 und ein weiteres, baulich gleiches, hohles Zap fenkreuz 14 auf die Gegenlager des Ringes 11 am Treibrad 12.
Der Einfachheit der Darstellung wegen ist von den Ringen 10, 11 ausgehend und gleichermassen von den Ringen 13, 14 ausgehend nur je eine Zap fenlagerung dargestellt; es ist also das oberhalb der Radachse liegende Schnittbild um 90 gegen das unter der Achse befindliche gedreht.
Gemäss Fig. 2 sind weiterhin die Kreuzgelenklager 7 zweireihige Nadellager, deren äusserer Laufring kugelig geformt ist, um elastische Verformungen der Lagerzapfen aufzunehmen, ohne dass die Nadellager an ihren äusseren Enden durch Ecken des Innenrin ges gegenüber dem Aussenring überlastet werden. Diese Konstruktion der Kreuzzapfenlager kann ohne grossen Bauaufwand besonders robust und für grosse Übertragungskräfte ausgeführt werden.
Fig. 3 zeigt eine Variante des Erfindungsgegen standes gemäss Fig. 1, mit dem Unterschied jedoch, dass die Übertragung des Drehmomentes sowie der Längenausgleich von einem zwischen den beiden Ge lenkwellenteilen 1, 2 ein eingepresster oder ein vul kanisierter elastischer Stoff 15, wie Gummi, und ge eignete Kunststoffe, aufgenommen wird (Gummime tallblock).
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform wie Fig.2, doch sind jetzt die Nadellager ersetzt durch soge nannte Gummimetallblöcke 16, deren Vorteil in der Dämpfung von Übertragungsstössen durch den Gummi- oder gummiartigen Polster zwischen Aus sen- und Innenring liegt.
Fig. 5 endlich zeigt die Hohlgelenkwelle in der Ausbildungsform nach den Fig.2 und 4, doch in einer Verbindung mit dem Zahnrad bzw. dem Treib rad, bei der elastische Seilscheiben 17 an Stelle der hohlen Zapfenkreuze verwendet sind. Diese Seil scheiben können zwei- oder mehrklauig ausgeführt sein und wirken ebenfalls stossdämpfend, sind jedoch nur für kleinere Relativbewegungen zwischen Ab triebsrad 9 und Treibrad 12 ausführbar.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Seilscheibe 17, gesehen von der Linie VI-VI in Fig. 5. Es gibt jedoch auch andere Ausbildungsformen, welche dem glei chen Zweck entsprechen. Man erkennt die endlosen Seilschlaufen der einen Scheibenseite; jene der ande ren Seite liegen dazwischen (nicht dargestellt), sind also um 60 dagegen versetzt. Die.Bolzenlöcher sind aus Büchsen geeigneten Materials gebildet, innerhalb jeder Seilschlaufe ist ein elliptischer Gummipuffer angeordnet, ausserhalb ein Gummimantel.