DE2451966A1

DE2451966A1 - Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden wellen

Info

Publication number: DE2451966A1
Application number: DE19742451966
Authority: DE
Inventors: Roman Susdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2451966B2; JPS5167860A

Description

Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen Die Erfindung 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.
Dabei ist jeweils das mittlere binäre Glied als Ringscheibe ausgebildet und umgibt die eine Welle mit Spiel, und die parallel liegenden mittleren binären Glieder sind aufeinander drehbar gelagert. Es ist vorgeschlagen, die drehbare Lagerung der als Ringscheiben ausgebildeten, parallel liegenden mittleren Glieder aufeinander so vorzunehmen, daß diese über ihre Mantelflächen ineinander gelagert sind. Dabei können an diesen Sitzflächen noch besondere, die Reibung beeinflussende Mittel vorgesehen sein, z.B. die Sitzfläche kann als Gleitlager oder als Kugel- oder Rollenlager ausgebildet sein.
Bei einer derartigen Kupplung erfolgt die Drehmomentübertragung von der einen Welle auf die andere derart, daß zunächst ein binäres Glied, d.h. ein Lenker, die Kraft von der einen Welle über einen am äußeren Umfang befindlichen Gelenkpunkt auf das als Ringscheibe ausgebildete mittlere binäre Glied überträgt, an dessen Umfang an einer anderen Stelle ein weiterer Gelenkpunkt die Verbindung zu dem dritten Lenker herstellt, der zu der anderen Welle führt. Sämtliche parallel geschalteten, mittleren, binären Glieder sind ineinander drehbar gelagert. Sie sind also schwimmend angeordnet und führen sich gegenseitig. Eine derartige Kupplung erlaubt eine Verschiebung der beiden Wellen gegeneinander in Achsrichtung, als Schrägstellung oder als Parallelversatz, ohne daß darunter die winkelgetreue Drehmomentübertragung leidet. Da aber bei der Drehmomentübertragung und bei den Achsverschiebungen die Kräfte jeweils vom Umfang her über Kugelgelenke auf das mittlere binäre Glied eingeführt werden, können sich diese an ihren gegenseitigen Führungsmantelflächen aneinander leicht verkanten, wodurch ein Verklemmen der Ringscheiben gegeneinander auftreten würde, so daß die freie Drehbarkeit der Glieder gegeneinander und somit die winkeltreue Drehmomentübertragung von einer Welle zur anderen nicht mehr möglich ist.
Um dies zu vermeiden, sind bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung die Ringscheiben, mit ihren Stirnflächen gleitfähig aneinanderliegend, drehbar auf einer Nabe angeordnet. Die Ringscheiben liegen also in axialer Richtung nebeneinander und werden durch die gegenseitige Anlage an den Stirnflächen geführt. Diese Führung wird durch die Nabe gewährleistet, welche jeweils die Innenbohrung der Ringscheiben durchsetzt. Wenn nun Achsversetzungen zwischen den beiden Wellen auftreten, so gleichen sich diese durch eine gegenseitige Verdrehung der Ringscheiben gegeneinander und eine entsprechende Schrägstellung der jeweils zu den Wellen führenden äußeren Lenker beziehungsweise der gesamten Kupplung aus. Eine Verklemmung auf der Nabe ist nicht möglich, da die bei der Drehmomentübertragung und bei Achsverschiebungen auftretenden Kräfte nicht über die Mantelflächen, sondern über die Stirnflächen in die Nabe eingeführt werden.
Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens der Kupplung können die Ringscheiben auf ihren aneinander liegenden Stirnflächen mit einem Belag aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen sein.
Im folgenden sei die Erfindung anhand des in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Kupplung, wenn diese als Verbindung zwischen einem elektrischen Fahrmotor eines schienengebundenen Triebfahrzeuges und der Treibachse verwendet wird. Fig. 2 zeigt eine seitliche Ansicht auf -die Kupplung selbst, die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils Längsschnitte entlang der Linien III-III und IV-IV in Fig. 2.
Ein schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug wird durch einen elektrischen Fahrmotor 1 angetrieben, der mit seinem Gehäuse 2 fest im Fahrzeugrahmen bzw. Drehgestell gelagert ist. Im Gehäuse 2 ist ebenfalls die Nabe 3 des Großrades 4 drehbar gelagert, das 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 Anordnungen von jeweils drei die beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, verbindenden, binären Gliedern. Deshalb trägt die Nabe 3 des Großrades 4 an drei gleichmäßig längs des Umfanges verteilten Stellen sich in axialer Richtung erstreckende Arme 10, die an ihren Enden Gelenkpunkte 11,12,13 bilden. An diesen Gelenkpunkten 11,12, 13 sind Lenker 14,15,16 befestigt, deren anderer Gelenkpunkt 17,18,19 mit dem jeweils als Ringscheibe 20,21,22 ausgebildeten mittleren binären Glied verbunden ist, das die Treibachse 6 mit Spiel umgibt.
Die Ringscheiben 20,21,22 tragen jeweils auf der dem einleitenden Gelenkpunkt 17,18,19 diametral entgegengesetzten Seite des Umfanges einen weiteren Gelenkpunkt 23,24,25, der die Verbindung zu dem jeweils dritten binären Glied, nämlich den Lenkern 26,27,28 darstellt. Diese Lenker 26,27,28 sind dann ihrerseits über Gelenkpunkte 29,30,31 an Armen 32 des Treibrades 7 befestigt.
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, der Ringscheibe 20 und den Lenker 26; zweitens über den Lenker 15, der Ringscheibe 22 und den Lenker 27 und drittens über den Lenker 16, der Ringscheibe 21 und den Lenker 28. Von diesen parallel geschalteten Gruppen binärer Glieder sind jeweils die mittleren binären Glieder, nämlich die Ringscheiben 20,21,22 nebeneinanderliegend angeordnet, so daß die Stirnfläche 33 der einen äußeren Ringscheibe 20 und die Stirnfläche 34 der anderen äußeren Ringscheibe 22 an den Stirnflächen 35 der mittleren Ringscheibe 21 gleitfähig aneinanderliegen. Damit diese Führung längs der Stirnflächen 33,34,35 gewährleistet ist, sind die Ringscheiben 20,21,22 drehbar auf einer Nabe 36 angeordnet. Diese Nabe 36 durchsetzt die Innenbohrungen der Ringscheib en 20 und 21, während an der Ringscheibe 22 ein sich in axialer Richtung erstreckender Ansatz 37 vorgesehen ist, der teilweise in die Innenbohrung der Ringscheibe 21 hineinragt und somit einen Teil der Nabe 36 bildet.
Bei Achsauslenkungen der beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, zueinander können sich die auf der Nabe 36 gelagerten Ringscheiben 20,21,22 gegenseitig verdrehen, ohne daß eine Verklemmung an den zur Führung dienenden Stirnflächen 33,34,35 auftritt. Die Stirnflächen 33,34 der äußeren Ringscheiben 20 und 22 sind außerdem jeweils mit einem Belag 38 aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen, der das Aufeinandergleiten noch erleichtert. Ferner kann die Kupplung 8 auch kardanische Auslenkungen der beiden Wellen aufnehmen, da sämtliche Gelenkpunkte 11,12,13;17,18,19;23,24,25 und 29,30,31 als Kugelgelenke ausgebildet sind.
3 Ansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. 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 eine Welle mit Spiel umgibt und die parallel liegenden mittleren binären Glieder aufeinander drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (20,21,22) mit ihren Stirnflächen (33,34,35) gleitfähig aneinanderliegend, drehbar auf einer Nabe (36) angeordnet sind.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (36) durch sich in axialer Richtung erstreckende Ansätze (37) der Ringscheiben (22) gebildet ist, die in die Innenbohrung zumindest einer anderen Ringscheibe (21) hineinragen.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (20,22) auf ihren aneinander liegenden Stirnflächen (33,34) mit einem Belag (38) aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen sind.

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