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Einzelachsantrieb mit Kardanwelle Die Erfindung bezieht sich auf einen
Einzelachsenantrieb mit Kardanwelle für elektrische Schienenfahrzeuge mit einer
mit einem ein Kardangelenk tragenden Kupplungsflansch lösbar verbundenen Hohlwelle.
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Bei Einzelantrieben elektrischer Schienenfahrzeuge mit in Quer- oder
Geleisrichtung liegender Kardanwelle, welche entweder die hohle Motorwelle durchdringt
oder selbst als Hohlwelle ausgebildet ist, ist eine leichte Zerlegbarkeit wesentlich,
damit sich Revisionsarbeiten ohne große Zeitverluste durchführen lassen. Es ist
dabei namentlich zwischen dem Hohlwellenende und dem mit diesem verbundenen Kupplungsflansch
eine leicht lösbare Kupplungsstelle vorzusehen.
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Die bis heute für diesen Zweck gebräuchliche Konenverbindung wird
den Anforderungen nicht gerecht, d a sie zum Anfressen oder auch zu einer Lockerung
neigt. Zudem ist sie teuer in der Herstellung, beansprucht in axialer Richtung viel
Raum und erfordert beim Lösen oft hohe Axialkräfte, die sich nur mit kostspieligen
Spezialvorrichtungen erzeugen lassen.
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Das Verbinden durch Aufschrumpfen des einen Teiles auf den anderen
ist schon aus Gründen der Schwierigkeiten beim Zerlegen ungünstig.
Nachteilig
für dien vorgesehenen Verwendungszweck wären auch Flanschverbindungen mit auf Scherung
beanspruchten Paßschrauben. Bei den in Einzelachsantrieben häufig stoßweise auftretenden
großen Drehmomenten müßte man die Bolzenlöcher vor dem Wiederzusammensetzen der
zu verbindenden Teile jeweils nacharbeiten und die Paßschrauben durch solche mit
größerem Durchmesser ersetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einzelachsantrieb
mit Kardanwelle für elektrische Schienenfahrzeuge zu schaffen, bei dem sich insbesondere
die lösbare Verbindungsstelle zwischen Hohlwellenende und Kupplungsflansch leicht
trennen und wieder zusammensetzen läßt, und zwar ohne irgendwelche Nachbearbeitung
der Teile und ohne Verwendung komplizierter mechanischer oder hydraulischer Spezialvorrichtungen.
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Das Neue ist beim Einzelachsantrieb nach der Erfindung darin zu sehen,
daß unter Zusammenhalten durch Schrauben an einem Hohlwellenende sowie am Kupplungsflansch
je eine Zahnung mit ineinandergreifenden, axial vorspringenden und mit geneigten
Flanken versehenen Zähnen mit wenigstens zwei Gruppen von unter sich parallelen
Zähnen vorgesehen ist.
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Axial vorspringende Zähne mit wenigstens zwei Gruppen von unter sich
parallelen Zähnen an jedem der zu verbindenden Teile vermeiden die Nachteile der
früheren Verbindungssysteme. Die Kupplung weist eine geringe Baulänge auf, und es
lassen sich die Zahngruppen jeweils durch einfaches Ausfräsen mit einem Mehrfachfräser
herstellen. Die Verzahnung ist also preislich vorteilhaft. Die geneigten Flanken
der Zähne ermöglichen es in benannter Weise, das Verklemmen der Zähne beim Zerlegen
der Kupplung zu vermeiden.
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Unter den Begriff der Kupplung mit axial vorspringenden Zähnen könnte
man auch die bekannte Klauenkupplung und die Kupplung mit in Nuten der beiden zu
verbindenden Teile eingelegten Prismen einreihen. Diese eignen sich aber nicht für
Einzelachsantriebe. Selbst wenn man die axial gerichteten Flächen der Klauen oder
Prismen mit hoher Präzision schleifen und zusammenpassen würde, könnte man bei der
Übertragung größerer Drehmomente das Anheben der entlasteten Paßflächen infolge
der elastischen Verformung der Klauen oder Prismen nicht verhüten.
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Es ist für lösbare Verbindungen eine Stirnverzahnung mit radial verlaufenden
Zähnen dreieck-oder trapezförmigen Querschnitts bekanntgeworden. Das Fräsen jedes
einzelnen Zahnes, dessen Flanken gegen das Zentrum zusammenlaufen, ist jedoch nur
auf teuren Spezialmaschinen möglich und erfordert sehr viel Bearbeitungszeit. Diese
Schwierigkeiten sind nicht vorhanden, wenn man die Zähne gemäß der Erfindung in
Gruppen von unter sich parallelen Zähnen anordnet. Der Herstellungsvorgang beschränkt
sich dann auf ein einfaches Fräsen von parallelen Zahnflanken mit herkömmlichen
Werkzeugmaschinen, wobei eine Kupplung geschaffen wird, die die besonders hohen
Anforderungen in einem Einzelachsantrieb erfüllt. Die Zeichnung stellt zwei beispielsweise
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.
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Fig. I bis 3 zeigen in Stirnansicht, Seitenansicht und im Schnitt
Einzelheiten; Fig. 4 und 5 zeigen zwei Varianten der ersten Ausführungsform; Fig.
6 zeigt einen axialen Schnitt einer zweiten Ausführungsform, und Fig. 7 zeigt in
größerem Maßstab eine Einzelheit.
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Bei der ersten Ausführungsform weist der Einzelachsantrieb eine Hohlwelle
I auf, die mit einem ein Kardangelenk 3 tragenden Kupplungsflansch 2 verbunden ist.
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Fig. I zeigt das Hohlwellenende, an welchem Zähne 4 mit geneigten
Flanken vorgesehen sind, die in der Achsenrichtung vorspringen. Diese Zähne greifen
in am Kupplungsflansch 2 ausgebildete Gegenzähne 4' ein (Fig. 2). Es sind zwei Gruppen
von parallelen Zähnen vorgesehen, wobei die Zähne in der einen Gruppe in ihrer Längsrichtung
senkrecht zu den Zähnen der anderen Gruppe verlaufen.
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Die beiden Teile I und 2 sind durch Schrauben 5 zusammengehalten,
so daß eine feste, aber leicht lösbare Verbindung gebildet ist. Die Schrauben 5
dienen lediglich zum Zusammenhalten der beiden erwähnten Teile in der Axialrichtung
und werden praktisch nicht auf Schub beansprucht.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Hohlwelle I als Antriebswelle
des Motors 6 ausgebildet, welcher im Fahrgestellrahmen befestigt ist. Durch die
Hohlwelle I geht die Kardanwelle 7 hindurch, die an jedem Ende ein Kardangelenk
3 bzw. 3' aufweist. Die lösbare Verbindung zwischen Hohlwelle und Kupplungsflansch
befindet sich bei 8.
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In der Variante nach Fig. 5 ist die Kardanwelle selbst als Hohlwelle
7 ausgebildet, die von der Radachse 9 durchdrungen ist. 8 bezeichnet ebenfalls die
beschriebene lösbare Verbindung zwischen Hohlwelle 7 und Kupplungsflansch 2.
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Der in Fig. 6 und 7 dargestellte Kardanantrieb weist eine Hohlwelle
I auf, die die Antriebswelle des elektrischen Schienenfahrzeugmotors 6 bildet und
mit einem ein Kardangelenk 3 tragenden Kupplungsflansch 2 verbunden ist. An dem
Hohlwellenende sowie am Kupplungsflansch, an der Stelle 8, sind Zähne vorgesehen,
die ineinandergreifen und eine Zahnkupplung bilden. Ein Kupplungsarm des Kardangelenkes
3 ist mit der Kardanwelle 7 durch eine Zahnkupplung i8 verbunden. Das andere Ende
der Welle 7 ist ebenfalls durch eine Zahnkupplung i9 mit dem Kupplungsflansch io
des Kardangelenkes 3' verbunden. Dieses Kardangelenk 3' ist andererseits durch den
anderen Mitnehmerarm 17 mit dem zur Kraftübertragung auf die Triebachse 9 dienenden
Antriebsritzel 12 über eine weitere Zahnkupplung 13 gekuppelt.
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In Fig. 7 ist diese Zahnkupplung 13 in größerem Maßstab dargestellt.
14 bedeutet die Lagerung des Ritzels 12, welches in das auf der Triebachse 9 festsitzende
Zahnrad 15 eingreift. Der Mitnehmerarm 17 ist am Ritzel 12 durch eine einzige, zentral
gelegene Schraube 16 befestigt, die nun zum Zusammenhalten
in der
Axialrichtung der die Zahnkupplung I3 bildenden Teile dient.