АРМИРОВАННОЕ ВОЛОКНОМ ШАРНИРНОЕ УСТРОЙСТВО И СЦЕПЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИВОДА ТРАНСПОРТНОГО УСТРОЙСТВА
FIBER REINFORCED FILLING DEVICE AND COUPLING DEVICE FOR THE DRIVE OF THE VEHICLE

Данное изобретение касается армированного волокном шарнирного устройства и сцепляющего устройства для привода транспортного устройства, в частности, для привода трамвайного вагона с низким полом.
В широком смысле под трамвайными вагонами с низким полом понимаются транспортные средства, которые во внутреннем пространстве имеют низкорасположенные полы. Это предназначено прежде всего для адаптированного для лиц с ограниченными возможностями использования внутреннего пространства трамвайного вагона с низким полом, т.е. для обеспечения входа и выхода пассажиров, адаптированного для лиц с ограниченными возможностями. В трамвайных вагонах с низким полом настилы внутреннего пространства, т.е. полы внутреннего пространства лежат ниже верхнего края колеса. В случае рельсовых транспортных средств высота пола во внутреннем пространстве может быть еще меньшей и лежать, например, лишь незначительно выше уровня половины диаметра колеса. У трамваев высота пола может лежать даже явно ниже уровня половины диаметра колеса.
Из уровня техники известны сцепляющие устройства согласно публикации DE 196 39 304 A1. В этом документе раскрыто упругое шарнирное сочленение с расположенным между двумя соединительными фланцами прокладочным кольцом, которое состоит из отдельных распределенных по периметру металлических элементов, завулканизованных в блоки резины. Эти металлические элементы поочередно свинчены с соединительными фланцами. Металлические элементы прокладочного кольца представляют собой равномерно распределенные в окружном направлении клинья, которые проходят в радиальном направлении по всей ширине кольца. Между этими клиньями завулканизованы указанные блоки резины, которые во встроенном состоянии в окружном направлении находятся под предварительным напряжением сжатия.
Такое известное из уровня техники шарнирное сочленение довольно сложно в сборке, так как упомянутые блоки резины должны быть предварительно напряжены в радиальном направлении, чтобы в окружном направлении можно было установить предварительное напряжение сжатия этих блоков резины.
Задача данного изобретения заключается в том, чтобы предложить армированное волокном шарнирное устройство и сцепляющее устройство, которое не требует ухода и просто в сборке, а также обеспечивает акустическую развязку соединяемых агрегатов.
Эта задача решается посредством армированного волокном шарнирного устройства для привода транспортного устройства с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения.
Другие варианты осуществления данного изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.
Предлагаемое изобретением армированное волокном шарнирное устройство для сцепляющего устройства привода транспортного устройства, в частности, трамвайного вагона с низким полом, содержит множество соединительных элементов и по меньшей мере один пакет нитей. Этот по меньшей мере один пакет нитей с передачей усилия связывает соседние соединительные элементы. Расположенное на указанном по меньшей мере одном соединительном элементе поддерживающее приспособление направляет указанный по меньшей мере один пакет нитей аксиально. Указанный по меньшей мере один пакет нитей, соединительные элементы и поддерживающее приспособление по меньшей мере частично заделаны по меньшей мере в одно упругое тело. Эти соединительные элементы выполнены таким образом и/или могут быть позиционированы таким образом, что указанное армированное волокном шарнирное устройство может подгоняться под различные крепежные интерфейсы сцепляющего устройства.
С помощью таких армированных волокном шарнирных устройств согласно изобретению может быть упрощен монтаж. Больше не требуется, как в уровне техники, монтировать упомянутые блоки резины в окружном направлении под предварительным напряжением сжатия или, соответственно, радиально предварительно напряженными. Это способствует значительному упрощению и ускорению монтажа. Далее, благодаря армированному волокном шарнирному устройству требуются меньшие монтажные усилия. Среди прочего, причина этого лежит в том, что у такого предлагаемого изобретением армированного волокном шарнирного устройства к моменту монтажа, в отличие от уровня техники, уже нет никакой еще не полностью наступившей релаксации блоков резины, которая должна была бы учитываться и компенсироваться.
Поскольку предлагаемые изобретением шарнирные устройства армированы волокном, то они по сравнению с уровнем техники обладают повышенной плотностью мощности. Армирование волокном у шарнирных устройств ведет к повышению прочности при растяжении, так что при одинаковом расчете на прочность потребуется значительно меньшее конструктивное пространство для армированного волокном шарнирного устройства и, тем самым, сцепляющего устройства в целом.
Указанные армированные волокном шарнирные устройства согласно данному изобретению могут за счет выполнения и/или позиционирования их соединительных элементов подгоняться под различные крепежные интерфейсы сцепляющего устройства. Под крепежными интерфейсами в связи с этим могут пониматься предварительно заданный рисунок соединительных отверстий, предварительно заданные рисунки резьбовых соединений, предварительно заданный диаметр окружености центров крепежных отверстий для привода и выходной части механизма, или предварительно заданные виды крепления и положение при креплении.
Указанный по меньшей мере один пакет нитей может состоять из отдельных намотанных в виде клапана нитей или из множества намотанных в виде клапана элементарных волокон. Пакет нитей может обвивать один приводной и один приводимый соединительный элемент и таким образом передавать силы и вращающие моменты между обоими этими соединительными элементами. Указанные соединительные элементы могут быть, например, гильзами цилиндра или подобными элементами. Эти соединительные элементы могут в свою очередь соединяться, например, болтами, винтами или подобными соединительными элементами с фланцем или же непосредственно с колесом транспортного средства.
Указанное по меньшей мере одно упругое тело наряду с восприятием усилий растяжения служат, в частности, и для восприятия усилий сжатия, которые при работе указанного армированного волокном шарнирного устройства могут возникать при передаче сил или, соответственно, вращающих моментов. Армирование волокном посредством указанного по меньшей мере одного пакета нитей ограничивает деформации растяжения в указанном по меньшей мере одном упругом теле. За счет этого дополнительно уменьшаются релаксационные явления в указанном по меньшей мере одном упругом теле. Это по меньшей мере одно упругое тело может быть выполнено, например, из эластомера, из термопластичного эластомера, из полимера или из резины.
Согласно одному варианту осуществления изобретения указанный по меньшей мере один соединительный элемент может иметь резьбу. Эта резьба может быть внутренней резьбой. Указанное армированное волокном шарнирное устройство может быть привинчено непосредственно к фланцу сцепляющего устройства или к подобному конструктивному элементу, так соединительные винты прямо и непосредственно могут ввинчиваться в указанный по меньшей мере один соединительный элемент армированного волокном шарнирного устройства. Благодаря этому можно, например, отказаться от контргайки, вследствие чего может быть сэкономлено конструктивное пространство. Далее, указанное армированное волокном шарнирное устройство может быть свинчено с имеющим резьбу по меньшей мере одним соединительным элементом предварительно изготовленными или, соответственно, заданными крепежными фланцами, причем указанный крепежный интерфейс не требуется изменять или подгонять под этот фланец.
Указанный по меньшей мере один соединительный элемент может иметь участок с по меньшей мере одной предварительно заданной головкой винта. Если этот по меньшей мере один соединительный элемент имеет резьбу, то при определенных обстоятельствах при ввинчивании винта в соединительный элемент может оказаться необходимым придерживать указанный соединительный элемент. Например, нужно препятствовать тому, чтобы во время завинчивания вращающий момент передавался на указанное армированное волокном шарнирное устройство или, соответственно, на указанное по меньшей мере одно упругое тело, или на пакет нитей. По этой причине на указанном по меньшей мере одном соединительном элементе может быть предусмотрена головка винта для придерживания. Эта предварительно заданная головка винта может быть, например, шестигранником. Можно также соединять отдельные соединительные элементы друг с другом, чтобы они при привинчивании могли взаимно опираться друг на друга. Например, эти соединительные элементы могут соединяться друг с другом с помощью листа или подобного конструктивного элемента. Этот металлический лист может быть выполнен таким образом, что он будет предотвращать вовлечение во вращение этих соединительных элементов при привинчивании.
Указанный по меньшей мере один соединительный элемент может иметь участок, работающий как буртик. Этот участок служит для фиксации пакета нитей на соединительном элементе. Работающий как буртик участок может взаимодействовать с буртиком, который связывается с соединительным элементом после размещения пакета нитей. Такой буртик может быть предусмотрен на одном аксиальном конце соединительного элемента, противоположном участку, служащему буртиком.
Согласно одному варианту осуществления указанный по меньшей мере один соединительный элемент может быть вставлен во втулку.
По меньшей мере одна первая группа соединительных элементов может быть расположена на одном первом радиусе. По меньшей мере одна вторая группа соединительных элементов может быть расположена на одном втором радиусе. Первый радиус при этом может отличаться от второго радиуса. Указанное армированное волокном шарнирное устройство согласно этому варианту выполнения может подгоняться к различным диаметрам окружности расположения центров крепежных отверстий. Например, фланец с первой окружностью центров крепежных отверстий и фланец со второй окружностью центров крепежных отверстий могут быть соединены друг с другом посредством указанного армированного волокном шарнирного устройства. Иначе говоря, первый радиус может быть придан одному фланцу, например, приводному фланцу, а второй радиус, например, фланцу выходной части механизма. Однако, возможно также, что как на первом радиусе, так и на втором радиусе предусмотрены приводные и приводимые соединительные элементы. За счет этого, например, могут быть созданы две радиально смещенные друг относительно друга окружности центров крепежных отверстий и цепи передачи вращающих моментов.
Согласно одному варианту осуществления соединительные элементы первой группы и соединительные элементы второй группы в окружном направлении армированного волокном шарнирного устройства могут быть установлены с чередованием.
Далее, соединительные элементы первой группы и соединительные элементы второй группы в радиальном направлении могут лежать на одной линии.
Один соединительный элемент первой группы и один соединительный элемент второй группы могут быть соединены друг с другом по меньшей мере одним пакетом нитей.
Согласно одной модификации данного изобретения указанные соединительные элементы первой группы через первую группу пакетов нитей и указанные соединительные элементы второй группы через вторую группу пакетов нитей могут быть связаны друг с другом. Как указанные соединительные элементы на первом радиусе, так и указанные соединительные элементы на втором радиусе могут попеременно соединяться с приводным фланцем и с приводимым фланцем.
Согласно одному варианту осуществления указанное армированное волокном шарнирное устройство может содержать несколько упругих тел, т.е. это армированное волокном шарнирное устройство может быть построено модульным или из нескольких компонентов. Указанные упругие тела или, соответственно, указанные элементы связи могут иметь по меньшей мере по одному пакету нитей. При таком варианте выполнения такое армированное волокном шарнирное устройство собирается из нескольких отдельных упругих тел или, соответственно, элементов связи, которые могут быть связаны друг с другом. Иначе говоря, несколько упругих тел соединяются друг с другом, чтобы образовать указанное армированное волокном шарнирное устройство и иметь возможность передавать вращающие моменты. Армирование волокном ограничивает деформации растяжения в указанном по меньшей мере одном упругом теле. Благодаря этому релаксационные явления в указанном по меньшей мере одном упругом теле дополнительно уменьшаются.
Далее, указанное армированное волокном шарнирное устройство может иметь множество пакетов нитей в виде клапанов. Такие выполненные в виде клапанов пакеты нитей могут при этом быть расположены кольцеобразно и соединяться друг с другом в каждом случае посредством по меньшей мере одного соединительного элемента. Один соединительный элемент может быть, например, обвит двумя выполненными в виде клапанов пакетами нитей, причем один из этих пакетов нитей нагружается на растяжение, а другой на сжатие.
Рассмотренная выше задача данного изобретения решается также посредством сцепляющего устройства с признаками, приведенными в независимом пункте 14 формулы изобретения.
Предлагаемое изобретением сцепляющее устройство для привода транспортного устройства, в частности, для привода трамвайного вагона с низким полом содержит по меньшей мере один первый фланец, который может сцепляться с передачей, по меньшей мере один второй фланец, который может сцепляться с указанным по меньшей мере одним первым фланцем, и по меньшей мере один третий фланец, который соединен с указанным по меньшей мере одним вторым фланцем посредством по меньшей мере одного участка вала, и который может сцепляться по меньшей мере с одним приводимым колесом транспортного средства. Указанный по меньшей мере один участок вала проходит насквозь через по меньшей мере один первый фланец. Этот по меньшей мере один первый фланец и указанный по меньшей мере один второй фланец сцеплены посредством по меньшей мере одного первого армированного волокном шарнирного устройства, а на указанном по меньшей мере одном третьим фланце расположено по меньшей мере одно второе армированное волокном шарнирное устройство.
Согласно одному варианту осуществления указанный по меньшей мере один участок вала может быть полым участком вала.
Указанный по меньшей мере один первый фланец согласно одному варианту осуществления может иметь одно отверстие. Через это отверстие указанного по меньшей мере одного первого фланца может проходить насквозь указанный по меньшей мере один участок вала.
Этот по меньшей мере один участок вала может иметь зубчатую нарезку, которая входит в зацепление с ответной зубчатой нарезкой на указанном по меньшей мере одном втором фланце. Посредством этого зубчатого соединения между указанным по меньшей мере одним участком вала и указанным по меньшей мере одним вторым фланцем вращающий момент может передаваться от указанного по меньшей мере одного второго фланца на указанный по меньшей мере один участок вала.
Указанный по меньшей мере один третий фланец согласно одной модификации может быть выполнен как единое целое с указанным по меньшей мере одним участком вала.
Указанные по меньшей мере одно первое и по меньшей мере одно второе армированные волокном шарнирные устройства могут быть выполнены, например, в форме упругой дисковой муфты. Такого рода дисковая муфта может содержать множество соединительных элементов, которые в окружном направлении расположены на предварительно заданных угловых расстояниях относительно средней оси шарнирного устройства, множество пакетов нитей, причем каждый пакет нитей обвивает по два соседних соединительных элемента, и каждый соединительный элемент обвивается по меньшей мере двумя пакетами нитей, одно поддерживающее приспособление для аксиального направления указанного множества пакетов нитей, размещенное по меньшей мере на одном из соединительных элементов, и одну упругую оболочку, в которую по меньшей мере частично заделаны указанные пакеты нитей, поддерживающие приспособления и соединительные элементы. Указанное поддерживающее приспособление может иметь по меньшей мере два выполненных отдельно друг от друга буртика, помещаемых на одном из соединительных элементов.
Далее, указанное по меньшей мере одно первое и указанное по меньшей мере одно второе шарнирные устройства могут быть образованы из множества элементов связи, которые сцеплены друг с другом. Эти элементы связи могут быть выполнены в виде клапана. Каждый элемент связи содержит одно упругое тело, в которое заделан по меньшей мере один пакет нитей, который обвивает по меньшей мере два элемента связи.
Указанные сцепляющие устройства согласно данному изобретению могут применяться в транспортных средствах, в частности, в трамвайных вагонах с низким полом, с колесными парами и каретками. В случае транспортного средства с колесными парами предусмотрено на колесную пару только одно сцепление на одной стороне транспортного средства, так как ось колесной пары передает вращающий момент на другую сторону транспортного средства.
Данное изобретение касается далее приводного устройства для транспортного средства, в частности, трамвайного вагона с низким полом. Такое приводное устройство содержит по меньшей мере один двигатель, который связан по меньшей мере с одной передачей. Эта по меньшей мере одна передача придана по меньшей мере одному приводному колесу транспортного средства. Между указанной по меньшей мере одной передачей и указанным по меньшей мере одним колесом транспортного средства установлено по меньшей мере одно сцепляющее устройство описанного выше рода.
Это сцепляющее устройство описанного выше рода соединяет, тем самым, передачу с подлежащим приведению во вращение колесом транспортного средства. Указанное сцепляющее устройство среди прочего служит для компенсации относительных движений, которые могут возникать между двигателем, установленным на раме транспортного средства или - в случае рельсового транспортного средства - на поворотной тележке, с передачей и подлежащим приведению во вращение колесом этого транспортного средства. Чтобы снизить воздействие неподрессоренных масс на колесо транспортного средства, двигатель и передача упруго помещаются или, соответственно, устанавливаются в опорах на раме транспортного средства или на поворотной тележке. Вследствие такой упругой опоры двигателя и передачи между колесом транспортного средства и двигателем могут возникать упомянутые выше относительные движения, которые могут выравниваться с помощью указанного сцепляющего устройства или, соответственно, его армированных волокном шарнирных устройств.
Указанное второе армированное волокном шарнирное устройство может быть размещено прямо на колесе транспортного средства. Далее, может быть также предусмотрен и участок оси, который может служить для соединения колеса транспортного средства со вторым армированным волокном механизмом сцепления. На этом колесе или на участке оси выполняются соответствующие отверстия, которые предназначены для привинчивания второго армированного волокном шарнирного устройства к указанному колесу или, соответственно, к указанному участку оси.
Согласно одной модификации данного изобретения указанное по меньшей мере одно колесо транспортного средства может быть связано с указанным по меньшей мере одним вторым армированным волокном шарнирным устройством указанного сцепляющего устройства. Согласно данному изобретению можно, далее, чтобы указанное по меньшей мере одно второе шарнирное устройство было сцеплено с осью подлежащего приведению во вращение колеса транспортного средства.
Указанный по меньшей мере один первый фланец указанного сцепляющего устройства может иметь по меньшей мере одну зубчатую нарезку. Указанная по меньшей мере одна зубчатая нарезка указанного первого фланца может быть сцеплена по меньшей мере с одной зубчатой нарезкой на одном участке вала указанной по меньшей мере одной передачи.
Данное изобретение касается, далее, трамвайного вагона с низким полом по меньшей мере с одним приводным устройством описанного выше рода.
В дальнейшем будет описан в качестве пример вариант выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На этих чертежах представлено следующее:
Фиг. 1 вид в перспективе приводного устройства согласно одному варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 вид сверху приводного устройства согласно тому же варианту осуществления изобретения;
Фиг. 3 вид в разрезе приводного устройства;
Фиг. 4 вид в перспективе сцепляющего устройства согласно данному изобретению;
Фиг. 5 вид в разрезе сцепляющего устройства согласно данному изобретению;
Фиг. 6 вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 7 еще один вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 8 вид спереди армированного волокном шарнирного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 9 вид в разрезе по линии IX-IX на Фиг. 8;
Фиг. 10 вид спереди армированного волокном шарнирного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 11 вид в разрезе по линии XI-XI на Фиг. 10;
Фиг. 12 вид в перспективе основного тела армированного волокном шарнирного устройства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 13 вид спереди основного тела армированного волокном шарнирного устройства по Фиг. 12;
Фиг. 14 вид в разрезе по линии XIV-XIV на Фиг. 13;
Фиг. 15 вид в перспективе по Фиг. 1 с установленными на передачах кожухами;
Фиг. 16 вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 17 вид сверху армированного волокном шарнирного устройства согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 18 вид в разрезе по линии XVIII-XVIII на Фиг. 17;
Фиг. 19 вид в перспективе сцепляющего устройства с армированным волокном шарнирным устройством согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 20 вид сверху сцепляющего устройства по Фиг. 19;
Фиг. 21 вид в разрезе по линии XXI-XXI на Фиг. 20;
Фиг. 22 сцепляющее устройство с армированным волокном шарнирным устройством согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 23 вид сверху сцепляющего устройства по Фиг. 22;
Фиг. 24 вид в разрезе по линии XXIV-XXIV на Фиг. 23;
Фиг. 25 вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства согласно третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг. 26 вид сверху армированного волокном шарнирного устройства согласно третьему варианту осуществления изобретения; и
Фиг. 27 вид в разрезе по линии XXVII-XXVII на Фиг. 26.
На Фиг. 1 показан вид в перспективе части ходовой тележки 100 рельсового транспортного средства. Эта ходовая тележка может быть, например, поворотной тележкой рельсового транспортного средства. На этой поворотной тележке 100 установлено четыре приводных устройства 10.
Каждое приводное устройство 10 связано с одним колесом 12 рельсового транспортного средства и содержит двигатель 14, передачу 16 и сцепляющее устройство 18. Это сцепляющее устройство 18 соединено с указанным колесом 12 рельсового транспортного средства. Сцепляющее устройство 18 расположено на обращенной от ходовой тележки 100 стороне 20 колеса рельсового транспортного средства. Указанное сцепляющее устройство 18 соединено непосредственно с колесом 12 рельсового транспортного средства. Указанное сцепляющее устройство 18 предусмотрено между передачей 16 и колесом 12 рельсового транспортного средства и, таким образом, установлено со стороны выходной части механизма. В этом случае как двигатель 14, так и передача 16 подрессорены. Соответственно, оба относятся к подрессоренной массе. В таком случае говорят также о полностью подрессоренной системе.
Указанные двигатели 14 посредством соединительных элементов 102 помещены на ходовой тележке 100. Колеса 12 рельсового транспортного средства соединены с траверсами 104 и лонжеронами 106 ходовой тележки 100. Приводные устройства 10 расположены вне области BS ходовой тележки 100, заключенной между колесами 12 рельсового транспортного средства. Эта область BS определяется траверсами 104 и лонжеронами 106 ходовой тележки 100. Указанные траверсы 104 и лонжероны 106 проходят на отдельных участках под осями этих колес 12. Это типично для трамвайных вагонов с низким полом. Благодаря этому становится возможным расположение внутренних полов транспортных средств ниже указанных колесных осей или, соответственно, в области этих колесных осей.
На Фиг. 2 показан вид сверху поворотной тележки или, соответственно, ходовой тележки 100 с установленными на ней приводными устройствами 10. Указанные приводные устройства 10 содержат по одному двигателю 14, одной передаче 16 и одному сцепляющему устройству 18. Приводные устройства 10 предусмотрены вне задаваемой балками 104 и 106 области BS на наружной стороне 20 колес 12 рельсового транспортного средства.
Указанная передача 16 может быть, например, передачей с коническими зубчатыми колесами, у которой приводной вал 22 содержит шестерню 24, приводящую во вращение плоское коническое колесо 26. Ось A1 вала 22 и ось A2 плоского конического колеса 24 проходят перпендикулярно друг другу, т.е. эти оси A1 и A2 пересекаются. Указанная ось A2 совпадает с осью A3 сцепляющего устройства 18 или, соответственно, колеса 12 рельсового транспортного средства. Сообразно с этим пересекаются также и ось A3 сцепляющего устройства 18 и ось A1 вала 22 передачи 16.
Ось A1 проходит параллельно продольной оси L ходовой тележки 100. Ось A3 сцепляющего устройства 18 проходит поперек продольной оси L ходовой тележки 100.
На Фиг. 3 показан вид в разрезе приводного устройства 10, на котором можно увидеть передачу 16, сцепляющее устройство 18, а также колесо 12 рельсового транспортного средства с его осью 28.
Плоское коническое колесо 26 передачи 16 соединено с участком 30 полого вала без возможности проворачивания. Участок 30 вала имеет зубчатую нарезку 32. Эта зубчатая нарезка 32 находится в зацеплении с ответной зубчатой нарезкой 34 первого фланца 36. Второй фланец 38 снабжен зубчатой нарезкой 40, которая находится в зацеплении с ответной зубчатой нарезкой 42 участка 44 полого вала. Между указанным первым фланцем 36 и указанным вторым фланцем 38 предусмотрено первое армированное волокном шарнирное устройство 46. Это армированное волокном шарнирное устройство 46 согласно данному варианту осуществления выполнено в форме упругой дисковой муфты. Участок 44 полого вала проходит через отверстие 48 первого фланца 36 в направлении колеса 12 рельсового транспортного средства. На этом участке 44 полого вала выполнен третий фланец 50, на котором установлено второе армированное волокном шарнирное устройство 52. Указанное армированное волокном шарнирное устройство 52 свинчено с третьим фланцем 50 посредством винтов 54. Указанное второе армированное волокном шарнирное устройство 52 тоже выполнено в форме упругой дисковой муфты. Это второе армированное волокном шарнирное устройство 52 соединено с колесом 12 рельсового транспортного средства и приводит его во вращение.
Указанное колесо 12 рельсового транспортного средства содержит колесный бандаж 12a и ступицу 12b с отверстием 12c для приема оси 28. Между ступицей 12b и колесным бандажом 12a предусмотрена упругая резиновая накладка 12d.
От двигателя 14 вращающий момент передается на передачу 16. С передачи 16 этот вращающий момент через участок 30 полого вала передается на первый фланец 36. От этого первого фланца 36 указанный вращающий момент через указанное первое армированное волокном шарнирное устройство 46 направляется на указанный второй фланец 38 и, тем самым, на участок 44 полого вала. Указанный участок 44 полого вала передает вращающий момент на третий фланец 50, который соединен с указанным вторым армированным волокном шарнирным устройством 52. Указанное второе армированное волокном шарнирное устройство 52 передает вращающий момент на колесо 12 и таким образом приводит его во вращение.
На Фиг. 4 показан вид в перспективе сцепляющего устройства 18.
Указанный первый фланец 36 содержит зубчатую нарезку 34, которая, как показано на Фиг. 3, предназначена для соединения с указанной передачей 16 или, соответственно, с участком 30 полого вала (не показан) передачи 16. Этот первый фланец 36 посредством первого армированного волокном шарнирного устройства или, соответственно, дисковой муфты 46 соединен с указанным вторым фланцем 38. Указанные фланцы 36 и 38 могут быть привинчены к указанной дисковой муфте 46. Второй фланец 38 соединен с участком 44 полого вала. Этот участок 44 полого вала проходит через отверстие 48 первого фланца 36 в направлении второго армированного волокном шарнирного устройства 52 или, соответственно, упругой дисковой муфты 52. Участок 44 полого вала содержит третий фланец 50, который посредством винтов 54 соединен с упругим шарнирным устройством 52.
На Фиг. 5 показан вид в разрезе сцепляющего устройства 18.
Между указанным первым фланцем 36 и указанным вторым фланцем 38 предусмотрено армированное волокном шарнирное устройство или, соответственно, дисковая муфта 46. Указанное армированное волокном шарнирное устройство 46 содержит пакеты 56 и 58 нитей, причем на фиг. 5 из каждого пакета видно по два жгута 56a, 56b и 58a, 58b. Эти пакеты 56 и 58 нитей заделаны в резиново-упругую оболочку 60. Указанное первое армированное волокном шарнирное устройство 46 служит для передачи вращающего момента от первого фланца 36 на второй фланец 38.
Указанный второй фланец 38 имеет отверстие 62. На обращенной к участку 44 полого вала аксиальной плоскости указанного второго фланца 38 выполнена зубчатая нарезка 40, которая входит с зацеплением в ответную зубчатую нарезку 42 участка 44 полого вала. На участке 44 полого вала предусмотрен третий фланец 50, который соединен со вторым армированным волокном шарнирным устройством или, соответственно, со второй дисковой муфтой 52. Это армированное волокном шарнирное устройство 52 связано с третьим фланцем 50 посредством винтов 54. Для этого указанное второе армированное волокном шарнирное устройство 52 имеет соединительные элементы 64, с помощью которых указанное армированное волокном шарнирное устройство 52 может быть посредством винтов 54 связано с третьим фланцем 50 с передачей вращающего момента.
Также и второе армированное волокном шарнирное устройство 52 содержит пакеты 54 и 56 нитей, которые заделаны в упругую оболочку 60.
На Фиг. 6 показан вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 согласно первому варианту осуществления изобретения.
Указанное армированное волокном шарнирное устройство 46, 52 согласно первому варианту осуществления может применяться в качестве первого и второго упругого шарнирного устройства 46, 52 в сцепляющем устройстве 18. Это упругое шарнирное устройство 46, 52 содержит указанную упругую оболочку 60, в которую заделаны по меньшей мере на отдельных участках указанные соединительные элементы 64.
Указанная дисковая муфта 46, 52 выполнена двухрядной, т.е. указанное упругое шарнирное устройство 46, 52 содержит две группы соединительных элементов 64a и 64b, которые установлены в радиальном направлении со смещением относительно друг друга на окружность указанного упругого шарнирного устройства 46, 52. Каждый из соединительных элементов 64a и 64b служит для сцепления указанных армированных волокном шарнирных устройств 46, 52 с одним из фланцев 36, 38, 50 или с колесом 12 рельсового транспортного средства.
На Фиг. 7 показан еще один вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства 46, 52. Указанное армированное волокном шарнирное устройство 46, 52 содержит одну первую группу соединительных элементов 64a и одну вторую группу соединительных элементов 64b. Указанные соединительные элементы 64a расположены на первом радиусе, а соединительные элементы 64b расположены на втором радиусе.
1
2
На Фиг. 8 показан вид спереди упругого шарнирного устройства 46, 52 с указанными соединительными элементами 64a первой группы и указанными соединительными элементами 64b второй группы. Соединительные элементы 64a располагаются все вместе на первом радиусе R1 вокруг средней оси M указанного упругого шарнирного устройства 46, 52. Указанные соединительные элементы 64b в свою очередь все вместе располагаются на втором радиусе R2 вокруг средней оси M. Указанные втулкообразные соединительные элементы 64a и 64b сообразно с этим смещены относительно друг друга в радиальном направлении на расстояние R2-R1. Эти соединительные элементы 64a и 64b лежат в радиальном направлении на одной линии. Соединительные элементы 64a и 64b в окружном направлении попеременно снабжены двумя видами буртиков 66, 68. Указанные соединительные элементы 64a и 64b частично снабжены дисковидными буртиками 66, тогда как другая часть этих соединительных элементов 64a и 64b снабжена отбортованными буртиками 68. Указанные соединительные элементы 64a, 64b с дисковидными буртиками 66 и соединительные элементы 64a, 64b с отбортованными буртиками 68 расположены со смещением друг от друга в окружном направлении на 30°. Средние оси MK соединительных элементов 64a первой группы расположены на первом радиусе R1, а средние оси MK соединительных элементов 64b второй группы расположены на втором радиусе R2.
На Фиг. 9 показан вид в разрезе по линии IX-IX по Фиг. 8.
На Фиг. 9 можно увидеть соединительные элементы 64a и 64b, которые обвиты пакетами 56 и 58 нитей. Эти пакеты 56 и 58 нитей в направлении средней оси M по левую сторону от нее аксиально зафиксированы дисковидными буртиками 66, а в направлении этой средней оси M по правую сторону от шарнирного устройства 46, 52 аксиально зафиксированы имеющими в поперечном сечении Г-образную форму буртиками 68. Указанные дисковидные буртики 66 на отдельных участках своего радиального конца окружены упругой оболочкой 58.
Между указанными пакетами 56 или, соответственно, 58 нитей предусмотрен еще один буртик 70, который отделяет друг от друга указанные пары пакетов 56 и 58 нитей. Аксиальные концы соединительных элементов 64a и 64b, которые снабжены дисковидными буртиками 66, служат точкой воздействия или, соответственно, точкой прилегания для головок винтов 54 (см. Фиг. 5).
На Фиг. 10 показан вид спереди армированного волокном шарнирного устройства 46, 52. Вид сверху по Фиг. 10 в значительной мере соответствует виду сверху армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 по Фиг. 8. Только секущая линия XI-XI по Фиг. 10 имеет другое прохождение, чем секущая линия IX-IX по Фиг. 8.
На Фиг. 11 показан вид в разрезе по линии XI-XI на Фиг. 10.
На Фиг. 11 видны пакеты 56 нитей, которые обвивают соединительные элементы 64a первой группы. Пакеты 58 нитей обвивают соединительные элементы 64b второй группы. Указанные пакеты 58 нитей, образующие вторую группу пакетов нитей, проходят в области между соединительными элементами 64a и 64b в направлении средней оси M армированного волокном шарнирного устройства 64, 52 со смещением относительно друг друга. Пакеты 56 нитей и пакеты 58 нитей, следовательно, не только имеют радиальное смещение относительно друг друга, но и смещение в направлении средней оси M. Это можно увидеть также на углублениях V в упругом теле 60. Эти углубления V лежат каждое в области между соединительными элементами 64a и 64b. Глубина этих углублений V в упругом теле 60 по существу соответствует протяженности армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 в направлении средней оси M за вычетом поперечного сечения пакета 56, 58 нитей и необходимой оболочки пакета нитей за счет этого упругого тела 60.
На Фиг. 12 показан вид в перспективе основного тела упругого шарнирного устройства 46, 52. Сообразно с этим на последующих чертежах показаны основные тела указанных упругих шарнирных устройств без указанной упругой оболочки 60.
На Фиг. 12 можно видеть выполненные в виде клапанов пакеты 56 и 58 нитей, которые попарно обвивают каждый соединительный элемент 64a, 64b. Эти соединительные элементы 64a и 64b в окружном направлении попеременно снабжены дисковидными буртиками 66 и Г-образными в поперечном сечении буртиками 68. К тому же каждый из соединительных элементов 64a и 64b на одном из его аксиальных концов снабжен дисковидными буртиками 66, а на каждом другом из аксиальных концов снабжен Г-образным в поперечном сечении буртиком 68. Указанные соединительные элементы 64a первой группы попарно обвиты пакетами 56 нитей, которые попеременно нагружаются на растяжение и на сжатие. Эти пакеты 56 нитей могут быть отнесены к первой группе. Пакеты 56 нитей первой группы вместе с соединительными элементами 64a первой группы образуют первую цепочку передачи вращающего момента. Соединительные элементы 64b второй группы в каждом случае попарно обвиваются пакетами 58 нитей, причем в каждом случае один из пакетов 58 нитей работает на растяжение, а другой на сжатие. Эти пакеты 58 нитей могут быть отнесены ко второй группе и вместе с соединительными элементами 64b образуют вторую цепочку передачи вращающего момента.
Другими словами, эти пакеты 56 нитей расположены кольцеобразно и посредством соединительных элементов 64a связаны друг с другом с передачей вращающего момента. То же справедливо и для пакетов 58 нитей, которые расположены кольцеобразно и посредством соединительных элементов 64b связаны друг с другом с передачей вращающего момента.
Далее, на Фиг. 12 можно увидеть, что пакеты 56 и 58 нитей в осевом направлении проходят со смещением относительно друг друга, и соответственно обвивают относящиеся к ним соединительные элементы 64a и 64b.
На Фиг. 13 показан вид спереди основного тела упругого шарнирного устройства 46, 52.
Указанные пакеты 56 нитей лежат радиально внутри пакетов 58 нитей, т.е. образованное пакетами 58 нитей кольцо окружает кольцо, образованное пакетами 56 нитей. Пакеты 56 и 58 нитей в окружном направлении попеременно с каждой осевой стороны упругого шарнирного тела 46, 52 зафиксированы то дисковидными буртиками 66, то Г-образными в поперечном сечении отбортованными элементами 68 на соединительных элементах 64a и 64b в осевом направлении.
На Фиг. 14 показан вид в разрезе по линии XIV-XIV по Фиг. 13.
на Фиг. 14 опять-таки видны соединительные элементы 64a и 64b, которые обвиваются двумя пакетами 56 или, соответственно, 58 нитей. На аксиальных концах соединительных элементов 64a и 64b предусмотрены попеременно дисковидные буртики 66 и Г-образные в поперечном сечении отбортованные элементы 68.
На Фиг. 15 показан вид в перспективе, который в значительной мере соответствует виду спереди по Фиг. 1. Передача 16 и сцепляющие устройства 18 заключены в кожухи 72. В этих кожухах 72 могут быть предусмотрены или, соответственно, выполнены элементы (не показано) для фиксации или, соответственно, опоры для сцепляющих устройств 18.
Указанные кожухи 72 перекрывают область между двигателем 14 и колесом 12. Форма кожухов 72 выбирается такой, чтобы указанный кожух 72 или, соответственно, его внутренние стенки (не показано) находились на минимально возможном расстоянии от передачи 16 и сцепляющего устройства 18.
На Фиг. 16 показан вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 согласно второму варианту осуществления изобретения.
Указанное армированное волокном шарнирное устройство 46 согласно этому варианту выполнения имеет соединительные элементы 74, которые по меньшей мере на отдельных участках заделаны в упругое тело 60.
Эти соединительные элементы 74 на одном из своих аксиальных концов имеют головку 76 винта. Головка 76 винта согласно этому варианту выполнения изготовлена в форме шестигранника. На противоположном этой головке 76 винта аксиальном конце указанных соединительных элементов 74 предусмотрен буртик 68. В окружном направлении указанного армированного волокном шарнирного устройства 46 можно видеть попеременно головку 76 винта и противоположный этой головке 76 винта аксиальный конец соединительного элемента 74 с буртиком 68.
На Фиг. 17 показан вид сверху армированного волокном шарнирного устройства 46.
На Фиг. 17 показаны соединительные элементы 74 со своей головкой 76 винта. Головка 76 винта, как это ясно видно на Фиг. 17, представляет собой шестигранник.
На Фиг. 18 показан вид в разрезе по линии XVIII-XVIII на Фиг. 17.
Указанные соединительные элементы 74 помимо головки 76 винта имеют также работающий в качестве буртика поясковый участок 78. Поясковый участок 78 предназначен для осевой фиксации пакетов 56a, 56b и 58 нитей на соединительном элементе 74. Для этого указанный поясковый участок 78 взаимодействует с буртиком 68. Указанный буртик 68 предусмотрен на противоположном поясковому участку 78 аксиальном конце соединительного элемента 74. Поясковый участок 78 и буртик 68 удерживают пакеты 56a, 56b и 58 нитей в их предварительно заданном положении на соединительном элементе 74. Головка 76 винта, а также поясковый участок 78 выполнены как единое целое с указанным соединительным элементом 76.
Указанные соединительные элементы 74 имеют проходное отверстие О. В этом отверстии О предусмотрена резьба 80, в которую могут быть ввинчены крепежные винты (не показано) для крепления армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 на фланце.
Пакеты 56a и 56b нитей при работе армированного волокном шарнирного устройства 46, 52 большей частью нагружаются на сжатие. Пакет 58 нитей, имеющий большее поперечное сечение, при работе армированного волокном шарнирного устройства 46 главным образом подвергается воздействию усилий растяжения.
На Фиг. 19 показано сцепляющее устройство 200 с армированным волокном шарнирным устройством 46 согласно второму варианту осуществления.
Это сцепляющее устройство 200 имеет один первый фланец 282 и один второй фланец 284, которые соединены друг с другом посредством армированного волокном шарнирного устройства 46.
Указанный первый фланец 282 имеет плечи 282a-282е фланца. Указанный второй фланец 284 имеет плечи 284a-284c фланца. Плечи 282a-282е фланца первого фланца 282 посредством винтов 286 соединены с армированным волокном шарнирным устройством 46. Подобным образом плечи 284a-284c второго фланца 284 посредством винтов 288 привинчены к армированному волокном шарнирному устройству 46. Указанные винты 286 и 288 при этом ввинчиваются в соединительные элементы 74 с резьбой 80 (Фиг. 18). Головка 76 винта служит при этом для придерживания соединительного элемента 74 при ввинчивании винтов 286, 288. При свинчивании этих винтов 86 и 88 с армированным волокном шарнирным устройством 46 соединительный элемент 74 посредством своей головки 76 винта придерживается с помощью гаечного ключа, так что вращающий момент не будет передаваться на армированное волокном шарнирное устройство 46.
На Фиг. 20 показан вид сверху сцепляющего устройства 200, на котором можно увидеть первый фланец 282 с его плечами 282a-282f фланца. Эти плечи 282a-282f фланца с помощью винтов 286 соединены с армированным волокном шарнирным устройством 46, т.е. эти винты 286 были ввинчены в соединительный элемент 74 с его резьбой 80. То же относится и к винтам 288.
На Фиг. 21 показан вид в разрезе по линии XXI-XXI на Фиг. 20.
Указанные винты 286 и 288 были ввинчены в отверстие O соединительного элемента 74 с резьбой 80. На Фиг. 21 можно видеть также, что указанный поясковый участок 78 предусмотрен на аксиальном конце соединительного элемента 74, на котором находится также головка 76 винта. Во время ввинчивания винтов 286 и 288 указанные соединительные элементы 74 придерживаются посредством головки 76 винта, так что передача вращающего момента на эти соединительные элементы 74 предотвращается. В частности, благодаря этому предотвращается передача вращающего момента на пакеты 56a, 56b и 58 нитей и на упругое тело 60. Указанные винты 286 и 288 своими головками находятся на обращенной от армированного волокном шарнирного устройства 46 стороне фланцев 282 и 284.
На Фиг. 22 показано сцепляющее устройство 300, которое в значительной мере соответствует сцепляющему устройству 200, описанному в связи с Фиг. 19-21.
Собственно, различия между этим вариантом осуществления и описанным выше вариантом осуществления заключаются в упругом шарнирном устройстве 46, которое согласно этому варианту выполнения составлено из множества элементов 90a и 90b связи с упругими телами 60. Эти элементы 90a и 90b связи соответствующими винтами 386, 388 свинчены с фланцами 382 и 384 или, соответственно, с их плечами 382a-382e и 384a-384c фланцев.
Для этого на элементах 90a и 90b связи предусмотрены соединительные элементы 74 с головкой 76 винта. Как и при описанном выше варианте осуществления, эта головка 76 винта в форме шестигранника служит для того, чтобы при ввинчивании винтов 386 и 388 в указанные соединительные элементы 74 обеспечивать придерживание этих соединительных элементов 74, так что вращающий момент не будет передаваться на указанные элементы 90a и 90b связи.
На Фиг. 23 показан вид сверху сцепляющего устройства 300, на котором можно увидеть первый фланец 384 с винтами 386. Эти винты 386 свинчены с соединительными элементами 74 армированного волокном шарнирного устройства 46. То же касается и винтов 388.
На Фиг. 24 показан вид в разрезе по линии XXIV-XXIV на Фиг. 23.
На Фиг. 24 видны элементы 90a и 90b связи, которые вместе образуют армированное волокном шарнирное устройство 46. Каждый элемент 90a и 90b связи содержит по одному упругому телу 60. В упругом теле 60 каждого из элементов 90a и 90b связи заделан пакет 56 нитей с буртиками 68. Эти буртики 68 служат для фиксации пакета 56 нитей на втулке 92. Указанные буртики 68 в поперечном сечении выполнены Г-образными и своим трубчатым участком прилегают к втулке 92. Буртики 68 могут быть напрессованы на втулку 92.
Каждый соединительный элемент 74 соединяет друг с другом два элемента 90a и 90b связи. Каждый соединительный элемент 74 соединяет, таким образом, две втулки 92 элементов 90a и 90b связи. Эти элементы 74 связи в свою очередь имеют центральное отверстие O, в котором предусмотрена резьба 80. В эту резьбу 80 указанных соединительных элементов 74 могут ввинчиваться винты 86 и 88. Таким образом, указанное армированное волокном шарнирное устройство 46 может соединяться с фланцами 382 и 384.
На Фиг. 25 показан вид в перспективе армированного волокном шарнирного устройства согласно третьему варианту осуществления изобретения.
Это армированное волокном шарнирное устройство 46 содержит упругое тело 60, в которое по меньшей мере на отдельных участках заделаны указанные соединительные элементы 64 и буртики 68 на соединительных элементах 64.
На Фиг. 26 показан вид сверху армированного волокном шарнирного устройства 46.
1
2
Указанные соединительные элементы 64 могут быть подразделены на первую группу соединительных элементов 64a и на вторую группу соединительных элементов 64b. Первая группа соединительных элементов 64a своей средней осью MK расположена на первом радиусе R1. Вторая группа соединительных элементов 64b своей средней осью MK расположена на втором радиусе R2. Указанные соединительные элементы 64a первой группы и соединительные элементы 64b второй группы, таким образом, смещены по отношению друг к другу на расстояние R2-R1 в радиальном направлении. Соединительные элементы 64a и соединительные элементы 64b в окружном направлении армированного волокном шарнирного устройства 46 расположены попеременно. Указанные соединительные элементы 64a первой группы и соединительные элементы 64b второй группы каждый раз соединяются друг с другом через один пакет нитей (Фиг. 27). За счет такого смещения в радиальном направлении соединительных элементов 64a и 64b указанные пакеты 56a, 56b и 58 нитей (Фиг. 27) проходят под углом между соединяемыми соединительными элементами 64a и 64b. Указанные пакеты 56a, 56b и 58 нитей благодаря этому при работе армированного нитями шарнирного устройства 46 имеют тангенциальную ориентацию. Такая тангенциальная ориентация указанных пакетов 56a, 56b и 58 нитей обеспечивает характеристику с мягким переходом через нуль. Далее, за счет расположения соединительных элементов 64a на радиусе R1 и соединительных элементов 64b на радиусе R2 оказывается возможным большее радиальное отклонение. Это отклонение будет при этом допускаться в пределах R2-R1. Указанное радиальное отклонение лежит, следовательно, в диапазоне разности между радиусом R2 и радиусом R1.
На Фиг. 27 показан вид в разрезе по линии XXVI-XXVI на Фиг. 26.
Указанные соединительные элементы 64a и 64b обвиваются пакетами 56а, 56b и 58 нитей. Эти Пакеты 56a, 56b и 58 нитей посредством буртиков 68 удерживаются на соединительных элементах 64a, 64b. Эти буртики 68 в поперечном сечении выполнены Г-образными и имеют трубный участок, прилегающий к соединительным элементам 64a и 64b, а также участок, проходящий в радиальном направлении. К проходящему в радиальном направлении участку буртиков 68 прилегают указанные обвивающие пакеты 56a и 56b.
Все описанные выше варианты осуществления армированных волокном шарнирных устройств 46, 52 могут использоваться в сцепляющем устройстве 18 согласно фиг. 1-6. Отдельные аспекты описанных выше вариантов осуществления армированных волокном шарнирных устройств 46, 52 могут быть также предусмотрены совместно в одном единственном армированном волокном шарнирном устройстве 46, 52.