Anordnung zur Verbindung von zwei Antriebsseiten eines An triebsstranges eines Schienenfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung von zwei Antriebsseiten eines Antriebsstrangs eines Schienenfahrzeugs.

Bei einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs werden Kupp lungen verwendet, um Momente eines Antriebs zu übertragen. Zugleich werden Kupplungen dazu benötigt, um Relativwege und Relativwinkel zwischen Komponenten des Antriebsstrangs zuzu lassen .

Dabei werden an alle Komponenten des Antriebsstrangs hohe An forderungen sowohl an Steifigkeit als auch an Dämpfung ge stellt .

Dabei beschreibt die Steifigkeit einen Widerstand eines Kör pers gegen eine elastische Verformung, die durch äußere Ein wirkungen, wie Kraft oder Drehmoment, hervorgerufen wird.

Im Antriebsstrang sind insbesondere verwendete Kupplungen, die ggf. in Reihe geschaltet sind, bezüglich der Steifigkeit so auszulegen, dass unter anderem zur Vermeidung von Schäden und zum Verhindern von Antriebsschwingungen ein definierter Steifigkeitswert eingestellt wird.

Zur Realisierung einer geforderten Steifigkeit ist es be kannt, zwischen zwei in Serie geschalteten Kupplungen eine Zwischenwelle anzuordnen, die die beiden Kupplungen in axia ler Richtung gesehen miteinander seriell axial bzw. in Reihe axial verbindet. Dabei ist diese Zwischenwelle bevorzugt als längliches, zy linderförmiges Maschinenelement ausgebildet, mit dem Drehbe wegungen und Drehmomente zwischen Teilen übertragen werden, die mit der Zwischenwelle fest verbunden sind.

FIG 7 zeigt eine derartige Anordnung bzw. Reihenschaltung zweier Kupplungen KUP1, KUP2 mit einer Zwischenwelle ZW.

Eine erste Antriebsseite ANTI ist über eine erste Kupplung KUP1 mit einer Zwischenwelle ZW verbunden. Entsprechend ist die Zwischenwelle ZW über eine zweite Kupplung KUP2 mit einer zweiten Antriebsseite ANT2 verbunden.

Die Zwischenwelle ZW ist hier länglich und zylinderförmig ausgebildet und überträgt Drehbewegungen und Drehmomente zwi schen den beiden Antriebsseiten ANTI und ANT2.

Durch eine gewählte Länge der Zwischenwelle ZW sowie durch weitere Gestaltungsparameter der Zwischenwelle ZW ist eine gewünschte Gesamtsteifigkeit und ein gewünschter Kupplungsweg der resultierenden Anordnung einstellbar. Nachteilig wird durch die Zwischenwelle ZW ein entsprechend großer Bauraum benötigt, der insbesondere bei einem Schienenfahrzeug nicht immer zur Verfügung steht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung für eine Reihenschaltung von Ausgleichskupplungen anzugeben, die als Antriebsbestandteil eines Schienenfahrzeugs einsetz- bar ist und die im Vergleich zum bekannten Stand der Technik einen geringeren Bauraum benötigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprü chen angegeben.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung von zwei Antriebsseiten eines Antriebsstranges eines Schienenfahr zeugs .

Eine erste Antriebsseite weist an einem ihrer Enden einen scheibenförmigen ersten Kupplungskörper auf. Eine zweite An triebsseite weist an einem ihrer Enden einen scheibenförmigen zweiten Kupplungskörper auf.

Zwischen dem ersten Kupplungskörper und dem zweiten Kupp lungskörper ist ein scheibenförmiger Zwischenkörper angeord net, wobei der Zwischenkörper sowohl mit dem ersten Kupp lungskörper als auch mit dem zweiten Kupplungskörper gekop pelt ist.

Diese Kopplung ist derart ausgestaltet, dass eine Drehbewe gung einer der beiden Antriebsseiten über die gekoppelten bzw. miteinander verbundenen scheibenförmigen Körper „erster Kupplungskörper - Zwischenkörper - zweiter Kupplungskörper" zur anderen Antriebsseite übertragen wird.

Dabei beschreibt der Begriff „scheibenförmig" geometrische Körper, deren Breite bzw. Höhe oder Durchmesser größer ist als deren Länge bzw. Tiefe - natürlich unter der Vorausset zung, dass der Zwischenkörper die oben genannte Funktion er füllt.

Idealerweise umfasst der Begriff „scheibenförmig" einen geo metrischen Körper mit einer Grundform eines Zylinders, dessen Radius (ggf. um ein Vielfaches) größer ist als seine Höhe. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Kupplungskörper und der Zwischenkörper durch ineinander verzahnte Noppen und Aussparungen miteinander gekoppelt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umschließt der erste Kupp lungskörper den Zwischenkörper ringförmig. Entsprechend um schließt der Zwischenkörper den zweiten Kupplungskörper ring förmig. Mit anderen Worten sind die beiden Kupplungskörper ineinander verschachtelt angeordnet und weisen eine gemeinsa me Symmetrieachse auf.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erste Kupplungs körper auf einer dem Zwischenkörper zugewandten Seite Mitnah me-Noppen auf. Entsprechend weist der zweite Kupplungskörper auf einer dem Zwischenkörper zugewandten Seite Mitnahme- Noppen auf. Der Zwischenkörper weist an einer dem ersten Kupplungskörper zugewandten Seite Aussparungen auf, die zur Aufnahme der Mitnahme-Noppen des ersten Kupplungskörpers aus gebildet sind. Der Zwischenkörper weist an einer dem zweiten Kupplungskörper zugewandten Seite Aussparungen auf, die zur Aufnahme der Mitnahme-Noppen des zweiten Kupplungskörpers ausgebildet sind.

Die jeweiligen Mitnahme-Noppen und Aussparungen sind derart miteinander gekoppelt, dass eine Drehbewegung einer der bei den Antriebsseiten über die gekoppelten Mitnahme-Noppen und Aussparungen zur anderen Antriebsseite übertragen wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird im Kopplungsbereich zusätzlich ein Elastomer als Zwischenmaterial aufgebracht bzw. verwendet. In einer alternativen Ausgestaltung dazu sind die Kupplungs körper und der Zwischenkörper über flexible Elemente mitei nander gekoppelt.

Bevorzugt dazu umschließt der erste Kupplungskörper den zwei ten Kupplungskörper ringförmig, während auch der Zwischenkör per den zweiten Kupplungskörper ringförmig umschließt. Der Zwischenkörper ist bevorzugt und im Wesentlichen parallel zum ersten Kupplungskörper angeordnet.

Bevorzugt dazu ist der erste Kupplungskörper über flexible Elemente mit dem Zwischenkörper verbunden, während der Zwi schenkörper ebenfalls über flexible Elemente mit dem zweiten Kupplungskörper verbunden ist.

Bevorzugt sind diese flexiblen Elemente streifenförmig ausge bildet .

Bevorzugt dazu weist der erste Kupplungskörper und der Zwi schenkörper ringförmig umlaufend Aussparungen zur Aufnahme von flexiblen Elementen auf, durch die der erste Kupplungs körper mit dem Zwischenkörper verbunden ist.

Entsprechend weist der zweite Kupplungskörper und der Zwi schenkörper ringförmig umlaufend Aussparungen zur Aufnahme von flexiblen Elementen auf, durch die der erste Kupplungs körper mit dem Zwischenkörper verbunden ist.

Durch die flexiblen Elemente erfolgt eine Kopplung bzw. Ver bindung der Kupplungskörper und des Zwischenkörpers derart, dass eine Drehbewegung einer der beiden Antriebsseiten über die gekoppelten Elemente zur anderen Antriebsseite übertragen wird . Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reihenschaltung von Ausgleichskupplungen, die lediglich einen geringen axialen Bauraum benötigt. Dadurch können Antriebskonzepte sehr raum sparend bzw. platzsparend umgesetzt werden, was mit den aus dem Stand der Technik bislang bekannten Lösungen nicht er reichbar ist.

Durch die vorliegende Erfindung werden hinsichtlich Kosten und Gleiskräften Verbesserungen gegenüber dem bekannten Stand der Technik realisiert.

Zugleich wird durch die vorliegende Erfindung Gewicht einge spart und über das durch die Erfindung verbesserte Antriebs konzept wird eine verbesserte Fahrtechnik erreicht.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reihenschaltung von Ausgleichskupplungen unter Einhaltung einer vorgegebenen Kupplungssteifigkeit .

Die vorliegende Erfindung schafft die Möglichkeit, einen grö ßere Steifigkeits- und Verformungsbereich der Kupplung zu nutzen .

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft an hand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

FIG 1 eine erste prinzipielle Darstellung der erfindungsgemä ßen Anordnung,

FIG 2 mit Bezug zu FIG 1 eine erste konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Querschnitt- Darstellung, FIG 3 eine zweite prinzipielle Darstellung der erfindungsge- mäßen Anordnung,

FIG 4 mit Bezug zu FIG 3 eine zweite konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten An sicht,

FIG 5 mit Bezug auf FIG 4 die zweite konkrete Ausgestaltung in einer zweiten Ansicht,

FIG 6 mit Bezug auf FIG 4 und FIG 5 die zweite konkrete Aus gestaltung in einer dritten Ansicht, und

FIG 7 den vorstehend in der Einleitung beschriebenen Stand der Technik von in Reihe geschalteten Kupplungen.

FIG 1 zeigt erste prinzipielle Darstellung der erfindungsge mäßen Anordnung.

Die gezeigte Anordnung ist zur Verbindung von zwei Antriebs seiten ANTI, ANT2 eines Antriebsstranges ANT eines Schienen fahrzeugs SFZ ausgebildet.

Eine erste Antriebsseite ANTI ist über eine erste Kupplung KUP11 mit einem Zwischenkörper ZWK1 verbunden. Eine zweite Antriebsseite ANT2 ist über eine zweite Kupplung KUP21 mit dem Zwischenkörper ZWK1 verbunden.

Die gezeigten Kupplungen KUP11 und KUP21 sind ohne Verwendung einer Welle und damit platzsparend in axialer Richtung zuei nander angeordnet.

FIG 2 zeigt mit Bezug zu FIG 1 eine erste konkrete Ausgestal tung der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Querschnitt- Darstellung . Die gezeigte Anordnung ist zur Verbindung von zwei Antriebs seiten ANTI, ANT2 eines Antriebsstranges ANT eines Schienen fahrzeugs SFZ ausgebildet.

Eine erste Antriebsseite ANTI weist an einem Ende END1 und damit verbindungsseitig einen scheibenförmigen ersten Kupp lungskörper KUPK11 auf.

Eine zweite Antriebsseite ANT2 weist an einem Ende END2 und damit verbindungsseitig einen scheibenförmigen zweiten Kupp lungskörper KUPK21 auf.

Zwischen dem ersten Kupplungskörper KUPK11 und dem zweiten Kupplungskörper KUPK21 ist ein scheibenförmiger Zwischenkör per ZWK1 angeordnet.

Der erste Kupplungskörper KUPK11 umschließt den Zwischenkör per ZWK1 ringförmig. Der Zwischenkörper ZWK1 wiederum um schließt den zweiten Kupplungskörper KUPK21 ringförmig.

Der erste Kupplungskörper KUPK11 weist auf einer dem Zwi schenkörper ZWK1 zugewandten Seite ringförmig umlaufend ange ordnete Mitnahme-Noppen MNN1 auf, während der zweite Kupp lungskörper KUPK21 auf einer dem Zwischenkörper ZWK1 zuge wandten Seite ebenfalls ringförmig umlaufend angeordnete Mit nahme-Noppen MNN2 aufweist.

Der Zwischenkörper ZWK1 weist entsprechend an einer dem ers ten Kupplungskörper KUPK11 zugewandten Seite ringförmig um laufend angeordnet Aussparungen AUS1 auf, die zur Aufnahme der Mitnahme-Noppen MNN1 des ersten Kupplungskörpers KUPK11 ausgebildet sind. Ebenfalls weist der Zwischenkörper ZWK1 an einer dem zweiten Kupplungskörper KUPK21 zugewandten Seite ringförmig umlaufend angeordnet Aussparungen AUS2 auf, die zur Aufnahme der Mit nahme-Noppen MNN2 des zweiten Kupplungskörpers KUPK12 ausge bildet sind.

Die jeweiligen Mitnahme-Noppen MNN1, MNN2 und Aussparungen AUS1, AUS2 sind derart miteinander gekoppelt, dass eine Dreh bewegung einer der beiden Antriebsseiten ANTI, ANT2 über die gekoppelten Mitnahme-Noppen MNN1, MNN2 und Aussparungen AUS1, AUS2 zur anderen Antriebsseite übertragen wird.

Im Zusammenspiel der genannten Mitnahme-Noppen und Aussparun gen wird die erste Kupplung KUP11 durch den ersten Kupplungs körper KUPK11 sowie durch den Zwischenkörper ZWK1 gebildet, während die zweite Kupplung KUP21 durch den zweiten Kupp lungskörper KUPK21 sowie durch den Zwischenkörper ZWK1 gebil det wird.

Die gezeigten Kupplungskörper KUPK11 und KUPK21 sowie der Zwischenkörper ZWK1 sind platzsparend ineinander verschach telt angeordnet und weisen eine gemeinsame Symmetrieachse auf .

FIG 3 zeigt eine zweite prinzipielle Darstellung der erfin dungsgemäßen Anordnung.

Die gezeigte Anordnung ist zur Verbindung von zwei Antriebs seiten ANTI, ANT2 eines Antriebsstranges ANT eines Schienen fahrzeugs SFZ ausgebildet.

Eine erste Antriebsseite ANTI ist über eine erste Kupplung KUP13 mit einem Zwischenkörper ZWK2 verbunden. Eine zweite Antriebsseite ANT2 ist über eine zweite Kupplung KUP23 mit dem Zwischenkörper ZWK2 verbunden.

Bei dieser Anordnung sind die beiden Kupplungen KUP13, KUP23 ohne Verwendung einer Welle radial versetzt, jedoch längs ei ner gemeinsamen Symmetrieachse ROTA und damit axial zueinan der platzsparend angeordnet.

FIG 4 zeigt mit Bezug zu FIG 3 eine zweite konkrete Ausge staltung der erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten An sicht .

Auch diese Anordnung ist zur Verbindung von zwei Antriebssei ten ANTI, ANT2 eines Antriebsstranges ANT eines Schienenfahr zeugs SFZ ausgebildet.

Eine erste Antriebsseite ANTI weist an einem Ende END1 und damit verbindungsseitig einen scheibenförmigen ersten Kupp lungskörper KUPK13 auf.

Eine zweite Antriebsseite ANT2 weist an einem Ende END2 und damit verbindungsseitig einen scheibenförmigen zweiten Kupp lungskörper KUPK23 auf.

Zusätzlich zum ersten Kupplungskörper KUPK13 und zum zweiten Kupplungskörper KUPK23 ist ein scheibenförmiger Zwischenkör per ZWK2 angeordnet.

Der erste Kupplungskörper KUPK13 umschließt den zweiten Kupp lungskörper KUPK23 ringförmig.

Der Zwischenkörper ZWK2 ist hier im Wesentlichen parallel zum ersten Kupplungskörper KUPK13 angeordnet. Der erste Kupplungskörper KUPK13 ist über streifenförmige flexible Elemente FEI mit dem Zwischenkörper ZWK2 verbunden.

Der Zwischenkörper ZWK2 ist über streifenförmige flexible Elemente FE2 mit dem zweiten Kupplungskörper KUPK23 verbun den .

Der erste Kupplungskörper KUPK13 und der Zwischenkörper ZWK2 weisen ringförmig umlaufend Aussparungen (hier Bohrungen) auf, die zur Aufnahme der flexiblen Elemente FEI dienen, durch die der erste Kupplungskörper KUPK13 mit dem Zwischen körper ZWK2 verbunden ist.

Der zweite Kupplungskörper KUPK23 und der Zwischenkörper ZWK2 weisen ringförmig umlaufend Aussparungen (hier Bohrungen) zur Aufnahme der flexiblen Elementen FE2 auf, durch die der zwei te Kupplungskörper KUPK23 mit dem Zwischenkörper ZWK2 verbun den ist.

Durch die flexiblen Elemente FEI, FE2 erfolgt eine Kopplung bzw. Verbindung der Kupplungskörper KUPK13, KUPK23 und des Zwischenkörpers ZWK2 derart, dass eine Drehbewegung einer der beiden Antriebsseiten ANTI, ANT2 über die gekoppelten Elemen te zur anderen Antriebsseite übertragen wird.

Im Zusammenspiel der genannten Elemente wird die Funktionali tät der ersten Kupplung KUP13 durch den ersten Kupplungskör per KUPK13, durch den Zwischenkörper ZWK2 sowie durch die flexiblen Elemente FEI gebildet, während die Funktionalität der zweiten Kupplung KUP23 durch den zweiten Kupplungskörper KUPK23, durch den Zwischenkörper ZWK2 sowie durch die flexib len Elemente FE2 gebildet wird. Die gezeigten Kupplungskörper KUPK13, KUPK23 sowie der Zwi schenkörper ZWK2 sind platzsparend ineinander verschachtelt angeordnet und weisen eine gemeinsame Symmetrieachse auf. FIG 5 zeigt mit Bezug auf FIG 4 die zweite konkrete Ausge staltung in einer zweiten Ansicht.

FIG 6 zeigt mit Bezug auf FIG 4 und FIG 5 die zweite konkrete Ausgestaltung in einer dritten Ansicht.