DUAL AXLE DRIVE FOR RAIL VEHICLES

Abstract: 1. Double axe drive dor rail traction vehicules, with a drive motor which is secured in the bogie frame, has its shaft situated in the direction of travel, and which drives bevel gearing units arranged on the wheel axles by means of articulated joint couplings having coupling halves connected in torsionally elastic manner to one another, a torque support being so arranged between bogie frame and gearing housings that the articulated joint couplings are subjected only to bending and torsional stresses, characterised in that each articulated joint coupling is constructed as a ball coupling with at least one ball row (4) in each of the two coupling halves, between which there is arranged a centring element (12) which allows torsional elasticity and is centred on one of the coupling halves and which is connected to the other coupling half in the radial direction by means of a centring pin (19) provided with a sliding sleeve (14) and in the axial direction by means of a central portion (15) which comprises sliding discs (16).

Description: Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Doppelachsantrieb für Schienentriebfahrzeuge mit einem mit seiner Welle in Fahrtrichtung liegenden, im Drehgestellrahmen befestigtem Antriebsmotor, der auf den Radachsen angeordnete Winkelgetriebe, über miteinander verbundene Hälften aufweisende Gelenkkupplungen antreibt, wobei eine Drelimomentstütze zwischen Drehgestellrahmen und Getriebegehäusen derart angeordnet ist, dass die Gelenkkupplungen nur auf Torsion und Biegung beansprucht werden. Aus der DE-OS 26 ol 516 ist ein Doppelachsantrieb der oben genannten Art bekannt, bei dem zwei Gumrniblockkupplungen zwischen dem Antriebsmotor und den Winkelgetrieben angeordnet sind. Diese Anordnung weist zwar eine Winkelbeweglichkeit und Drehelastizität auf, nachteilig ist Jedoch, dass wegen des gleichzeitigen Wirkens von Drehmoment und Fliehkraft die Vorspannung der einzelnen Gummiblöcke sehr gross sein muss. Dies erschwert die Montage sehr. Trotz der grossen Vorspannung ergibt sich mit steigender Drehzahl eine steigende Unwuchtkraft, die wegen des ungleichmässigen Setzvorganges des Gummis undefinierbar ist und so zu einem erheblichen Unsicherheitsfaktor wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung anzugeben, die sehr winkelbeweglich ist, vorspannungsfrei montierbar ist und die in allen Drehzahlbereichen, also auch in den Drehzahlbereichen für die Drehstromantriebstechnik, einwandfrei zentriert läuft. Sie soll dabei die Robustheit und lange Lebensdauer aufweisen, wie sie für Schienentriebfahrzeuge gefordert wird und mit drehelelastisch wirkenden Federelementen ausrüstbar sein. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Gelenkkupplungen als Kugelkupplungen mit zumindest Je einer Kugel reihe in den beiden Kupplungshälften ausgebildet sind. Durch die Ausbildung der Gelenkkupplungen als Kugelkupplungen ergibt sich eine Ausführung, die sehr grosse Auslenkungen erlaubt und rückstellkraftfrei montierbar ist. Die beiden Wellenenden laufen einwandfrei zentriert und auch bei hohen Drehzahlen ergibt sich keine Unwucht. In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Kupplungshälften ein vorzugsweise drehelastisches Zentrierelement angeordnet ist. Durch ein vorzugsweise drehelastisches Zentrierelement ist es möglich, die erfindungsgemässe Kupplung nicht nur so auszubilden, dass sie grosse Auslenkungen erlaubt und rückstellkraftfrei montierbar ist, sondern dass sie auch, ohne dass die genaue Zentrierung verloren geht, drehelastisch arbeiten kann. Es ergibt sich dabei eine Kupplung, die nicht nur aus den beiden Kupplungshälften besteht, sondern noch ein zusätzliches Mittelelement aufweist, das die beiden Kupplungshälften zentriert miteinander verbindet und darüberhinaus drehelastisch wirkend ausgebildet sein kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das drehelastische Zentrierelement auf der einen Seite einen Zentrierring und auf der anderen Seite einen Zentrierbolzen aufweist. Durch den Zentrierring ergibt sich eine normale Zentrierung auf der einen Kupplungsseite, während auf der anderen Kupplungsseite durch den Zentrierbolzen aussen freier Raum für ein drehelastisches Element zur Verfügung steht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zentrierelement auf der Seite des Zentrierbolzens Gleitkörper aufweist. Durch den Einbau von Gleitkörpern können sich die beiden Kupplungshälften gegeneinander bewegen, ohne dass es zum Auftreten von Reibungsrost etc. kommt. Trotzdem ist eine genaue axiale und radiale Führung gegeben. Als Gleitkörper dienen dabei radial und axial wirkende Führungskörper, die z.B. als Gleitbüchse und Doppel-Gleitscheibe ausgebildet sind. So ergibt sich eine Funktion der Kupplung, die festverschraubten Flanschteilen bezüglich des zentrierten Laufs nicht nachsteht, die aber gleichwohl eine Bewegung der einzelnen Kupplungshälften gegeneinander erlaubt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Zentrierelement, vorzugsweise im Bereich des Zentrierbolzens, zum Übertragen des Drehmomentes zumindest ein elastischer Ring, vorzugsweise aus Gummi, angeordnet ist. Durch einen elastischen Ring, der vorzugsweise aus Gummi besteht um die Selbstdämpfungseigenschaften des Gummis auszunutzen, wird die gewünschte Drehelastizität erreicht. Ein Ring, der um den Zentrierbolzen herum angeordnet ist, besitzt vorteilhaft ein grosses Volumen und kann vorspannungslos über Schraubverbindungen und einen Aussenring mit dem Zentrierelement verbunden werden. So ist auch die gewünschte leichte Montage und Demontage möglich. Da über hinaus ergeben sich auch bei hohen Drehzahlen keinerlei Unwuchten, da ein Aussenring aus Stahl den elastischen Ring umgibt und zu einer zuverlässigen Fixierung des elastischen Ringes in dem Zentrierelement führt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zentrierbolzenseitige Kupplungshälfte zweiteilig ausgebildet ist und dass zwischen den beiden Teilen der axial wirkende Führungskörper angeordnet ist. So ergibt sich eine vorteilhafte formschlüssige und gleichzeitig drehbewegliche Verbindung der beiden Kupplungshälften. Die axiale Lage aller Teile der erfindungsgemässen Kupplung zueinander ist damit vollständig ebenso sicher fixiert, wie die radiale Lage, die durch die Gleitbüchse, den Zentrierring und den Aussenring festgelegt wird. Insgesamt weist die erfindungsgemässe Kupplung, obwohl sie eine gewisse Drehbeweglichkeit der beiden Kupplungshälften gegeneinander zulässt eine gleich gute Zentrierung auf, wie ein mit den beiden Kupplungshälften verschraubter Zentrierzwischenring. In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als winkelbewegliche Kupplung eine dreiteilige Kupplung mit vorspannungslos montierten, vorzugsweise profilierten, Gummi-Feder-Elementen verwendet wird. Durch eine Drehmoment übertragung durch vorspannungslos montierte Gummi-Feder-Elemente ergibt sich, insbesondere wenn diese in Auslenkungsrichtung profiliert sind, eine besonders weich reagierende Kupplung. Die Gummi-Feder-Elemente werden vorteilhaft in Bohrungen durch eine frei bewegliche Mittelscheibe angeordnet und wirken wechselweise mit Bolzen der einen oder der anderen Kupplungsseite zusammen, die durch die Gummi-Feder-Elemente hindurch verlaufen. So ergibt sich eine besonders elastische Kupplung, die aus nur wenigen, einfachen Einzelteilen besteht und insbesondere für kleinere Drehmomente- und Drehzahlen geeignet ist. Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, die besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen und aus denen weitere vorteilhafte Einzelheiten entnehmbar sind. Die Zeichnungen zeigen im einzelnen: Fig. 1 Ein schematisiert dargestelltes Drehgestell mit Antriebsmotor und zwei erfindungsgemässen Kupplungen, Fig. 2 eine Kupplung mit Gleitkörpern und elastischem Drehmomentübertragungs ring Fig. 3 eine Kupplung mit nicht federndem Zentrierzwischenring und Fig. 4 eine dreiteilige Kupplung mit Gummi-Puffer-Elementen im Mittelteil In Fig. 1 sind die Grund-Bestandteile eines Doppelachsantriebs für Schienentriebfahrzeuge direkt bezeichnet. Zwischen den beiden Radpaaren mit auf den Radachsen befindlichen Winkelgetrieben ist mittig im Drehgestell der elastisch gelagerte Motor angeordnet. Die Winkelgetriebe sind mit dem Motor Jeweils über eine erfindungsgemässe Kupplung verbunden. In Fig. 2 bezeichnet 1 das eine Wellenende, das die Kugelkupplungsnabe 2 trägt. 4 bezeichnet die den in dem Käfig 3 geführte Kugel reihe und 5 die auf der Kugelreihe 4 zentrierte äussere Kupplungshülse. Die Kugelkupplungshälfte auf dem Wellenende 1, bestehend aus den Teilen 2, 3, 4 und 5 ist mit dem Wellenende 1 über ein nicht näher gezeigtes Verbindungselement, z.B. ein Zahnwellenprofil, ein Keilwellenprofil oder eine Passfeder verbunden, also durch ein Verbindungselement, das nicht zu einer Aufweitung der Nabe 2 führt. An die Kugelkupplungshälfte auf dem Wellenende 1 schliesst sich das Zentrierelement 12 an, das eine Zentrierscheibe 11 aufweist, die in der Schulter 17 in der Kugelkupplungshülse 5 zentriert ist. An die Zentrierscheibe 11 schliesst sich ein Mittelabschnitt an, in dem sich die Gleitbüchse 14, eine Führungsbüchse um einen Mittelbolzen und die flachen Gleitkörper 16 auf beiden Seiten eines Axial-Führungssteges befinden. Aussen trägt der Mittelabschnitt Aurnahmeringe 13a und 13, die ein elastisch wirkendes Drehmomentübertragungselement z.B. aus Gummi umschliessen und so zuverlässig auch bei hohen Drehzahlen fixieren. Auf dem Wellenende 9 befindet sich die andere Kugelkupplungshälfte, die der ersten Kugelkupplungshälfte entspricht. Auch sie besteht aus einer Kupplungshülse 6, einer Kugelreihe 7 und einer Nabe 8, die ebenfalls durch nicht gezeigte Verbindungselemente mit dem Wellenende 9 verbunden ist. Das Wellenemde 9 weist einen Abstand entsprechend 10 zum Innenteil der Nabe 6 auf, um einen Längenausgleich zu ermöglichen. Die axiale Fixierung der Kupplungshülse 6 erfolgt über den drehelastischen Gummiring, dessen Längsführungskraft ausreicht. Der Gummiring kann im Querschnitt rechteckig, ebenso aber auch sphäroidal ausgebildet sein oder sogar einen runden Querschnitt aufweisen. Seine äussere Hülse 13, 13a ist, um eine Montage zu ermöglichen, geteilt. Die beiden Teile sind mitander verschraubt. In Punkt 18 erfolgt die Anlenkung der Drehmomentstütze. Die mögliche Schwenkbewegung der Wellen ist durch die Schwenkpfeile angedeutet. Fig. 3 zeigt eine einfachere Ausführung der erfindungsgemä ssen Kupplung, bei der die gewünschte Winkelbeweglichkeit zwar gegeben ist, auf eine Drehbeweglichkeit aber verzichtet wird. Hier bezeichnet 21 das eine Wellenende, das eine Kugelkupplungsnabe 22 trägt. 23 ist der Käfig für die Kugelrethe 24 und 25 die Kugelkupplungshülse. Auf der Gegenseite befindet sich auf dem Wellenende 29 ebenfalls eine Kugelkupplungsnabe 28 mit der Kugel reihe 27 und der Hülse 26. Zwischen den beiden Kugelkupplungshülsen 25 und 26 ist ein Zentrierring 30 angeordnet, der fest-mit den beiden Hülsen verschraubt ist. Über die Schulter 32 werden die beiden Kugelkupplungshülsen 25 und 26 zentriert. Auch hier ist ein Dehnungsausgleichs-Abstand 31 zwischen den beiden Wellenenden und dem Zentrierring 30 vorgesehen. In Punkt 33 erfolgt die Anlenkung der Drehmomentstütze. Die mögliche Schwenkbewegung ist durch die Schwenk-Pfeile angedeutet. Eine andere Ausführung der Kupplung zeigt Fig. 4. Die hier dargestellte Kupplung erlaubt eine in Jeder Richtung gedämpfte. Bewegung der einzelnen Wellen zueinander. Sie ist besonders einfach aufgebaut. Auf den beiden Wellenenden 41 und 56 befinden sich Büchsen 42 und 55, die ebenfalls durch nicht gezeigte Verbindungselemente mit den Wellenenden verbunden sind. Sie tragen teils direkt, teils über Zwischenringe 43, 44 vorzugsweise sternförmig ausgebildete Scheiben 45 und 54. Diese weisen eine Vielzahl von Bolzen 47 und 51 auf, die mit elastischen Gummi-Feder-Elementen 49 und 53 in der mittleren Kupplungsscheibe 48 zusammenwirken. Durch ihren Doppel-U-Fuss sind die Gummifeder-Elemente 49 und 53 vorteilhaft besonders elastisch, so dass diese Kupplung trotz der Verwendung von Gurtimiblock-Elementen besonders beweglich und leicht montierbar ist. Die DrehmomentstUtze ist in Punkt 50 angelenkt. Insgesamt ergibt sich eine Kupplung, die vorspannungsfrei montiert werden kann und erhebliche Schwenkbewegungen zulässt. Die verwendeten Gummiblock-Elemente sind vorteilhaft wie alle anderen Teile radial vollständig fixiert, so kann sich keine unkontrollierbare Unwucht ergeben. Die Erfindung, die für sich bekannte Maschinenelemente in erfinderischer Weise für einen neuen Verwendungszweck, nämlich für Kupplungen für Schienentriebfahrzeuge, an die besonders hohe Anforderungen an die Lebensdauer und Sicherheit gestellt werden, miteinander verbindet, ist nicht nur auf den beschriebenen Anwendungszweck beschränkt. Die erfindungsgemässen Kupplungen können überall eingesetzt werden.

Claims: Doppelachsantrieb für Schienentriebfahrzeuge p atentanspräche 1. Doppelachsantrieb für Schienentriebfahrzeuge mit einem, mit seiner Welle in Fahrtrichtung liegenden, im Drehgestellrahmen befestigten Antriebsmotor, der auf den Radachsen angeordnete Winkelgetriebe über miteinan der verbundene Hälften aufweisende Gelenkkupplungen antreibt, wobei eine Drehmomentstütze zwischen Drehgestellrahmen und Getriebegehäusen derart angeordnet ist, dass die Gelenkkupplungen nur auf Torsion und Biegung beansprucht werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gelenkkupplungen als Kugelkupplungen mit zumindest Je einer Kugelreihe (4,24) in den beiden Kupplungshälften ausgebildet sind. 2. Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den beiden Kupplungshälften ein, vorzugsweise drehelastisches Zentrierelement (12,30) angeordnet ist. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das drehelastische Zentrierelement (12) auf der einen Seite einen Zentrierring und auf der anderen Seite einen Zentrierbolzen aufweist. 4. Antrieb nach Anspruch 1, 2, oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Zentrierelement (12) auf der Seite des Zentrierbolzens Gleitkörper aufweist. 5. Antrieb nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gleitkörper als radial und axial wirkende Führungskörper, z.B. als Gleitbüchse (14) und Doppel-Gleitscheibe (16), ausgebildet sind. 6. Antrieb nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Zentrierelement (12), vorzugsweise im Bereich des Zen trierbolzens, zum Übertragen des Drehmomentes zumindest ein elastischer Ring, vorzugsweise aus Gummi, angeordnet ist 7. Antrieb nach Anspruch 1,2, 3, 4, 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der elastische Ring vorspannungslos über Schraubverbindun gen mit dem Zentrierelement (12) verbunden ist. 8. Antrieb nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zen trierbolzenseitige Kupplungshälfte zweiteilig ausgebil det ist und dass zwischen den beiden Teilen (6,15a) der axial wirkende Führungskörper (16) angeordnet ist. 9. Doppelachsantrieb für Schlenentriebfahrzeuge, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als winkelbewegliche Kupplung eine dreiteilige Kupplung mit vorspannungslos montierten, vorzugsweise profilierten, Gummi-Feder-Elementen (49), verwendet wird. - Beschreibung

Inventors: PIEPENBREIER, ERNST, TROST, JOSEF
Applicants: THYSSEN INDUSTRIE AG
Application year: 1982
Main classification: B61C9
IPC codes: B61C9, F16D3