DE19837942C2 - Bogenzahnkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenzahnkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bogenzahnkupplungen der doppelkardanischen Bauart mit einem an beiden Enden außenverzahnten Mittelteil werden in den verschiedensten Bereichen der Antriebstechnik verwen­ det, um eine treibende Welle, eine Antriebswelle, mit einer getriebenen Welle, einer Abtriebswelle, zu verbinden. Sie können erforderlichenfalls eine auftretende achsparallele, axiale und/oder winkelige Verlagerung zwischen den Wellen ausgleichen. Dabei spielen der beanspruchte Einbauraum und/oder die im Betrieb auftretende Auslenkung des Mittel­ teils in vielen Fällen nur eine untergeordnete Rolle. Dies ist jedoch anders bei Antriebsaggregaten, die in Drehge­ stellen von Schienenfahrzeugen untergebracht sind, wobei zwischen einem Elektromotor und einem Getriebe nur wenig Bauraum für eine Bogenzahnkupplung zur Verfügung steht, insbesondere in Richtung der Motorwelle. Außerdem sollen im Interesse des Fahrkomforts große Federwege aufgenommen wer­ den können. Diese bringen große Wellenverlagerungen mit sich. Da das Mittelteil der Bogenzahnkupplung bei großen Auslenkungen hoch belastet ist, ist es wichtig, die Teile gut zu schmieren, um den Verschleiß gering zu halten. Die verzahnten Kupplungsteile laufen daher in einem teilweise mit Schmiermittel gefüllten Gehäuse, das abgedichtet ist, damit kein Schmiermittel nach außen gelangt und keine Fremdstoffe in das Gehäuse eindringen.

Die EP 0 632 210 A1 zeigt eine Bogenzahnkupplung mit einem an beiden Enden außenverzahnten Mittelteil, zwischen dem und den innenverzahnten Kupplungsteilen Balgdichtungen angeordnet sind und den Innenraum abdichten. Sie werden im Betrieb durch Fliehkräfte belastet und müssen gleichzeitig die Verlagerungen des Mittelteils zu den anschließenden Kupplungsteilen aufnehmen. Dies kann bei hohen Drehzahlen und ungünstigen Betriebsbedingungen zu einer Zerstörung der Balgdichtung führen, was hohe Folgeschäden nach sich ziehen kann.

Die US 4 443 205 A zeigt eine Bogenzahnkupplung bei der, auf einer zylindrischen Führungslücke des Mittelteils, gleitende Dichtungen vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdich­ tung einer Bogenzahnkupplung, insbesondere bei einer kurzen axialen Baulänge, für größere Verlagerungen der Antriebs­ welle zur Abtriebswelle standfest zu gestalten. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Nach der Erfindung ist ein inneres Dichtungselement (der Dichtung) und ein äußeres Dichtungselement vorgesehen, wobei das innere Dichtungselement als Gleitschuh und das äußere Dichtungselement als elastische, sich radial er­ streckende Membran ausgebildet ist, die an dem zugeordneten Kupplungsteil angeschlossen ist. Der Gleitschuh ist axial gleitend auf der Führungsfläche geführt. Durch die axiale Führung des inneren Dichtungselements der zweiten Dichtung auf der Führungsfläche können axiale Bewegungen und Winkel­ bewegungen des Mittelteils aufgenommen und sicher abgedich­ tet werden, während radiale Bewegungen durch die Balgdich­ tung beherrscht werden. Da die axiale Gleitbewegung von einer radialen Bewegung der Dichtung entkoppelt ist, kann das innere Dichtelement mit einer engen Passung auf der Führungsfläche dicht geführt werden; andererseits werden die äußeren Dichtelemente nicht mehr oder nur sehr gering axial belastet. Dadurch ist die erfindungsgemäße Bogenzahn­ kupplung für höhere Drehzahlen und größere Verlagerungen der Antriebswelle zur Abtriebswelle geeignet.

Um zu verhindern, daß der Gleitschuh während des Be­ triebs von der Führungsfläche abspringt, ist die Führungs­ fläche durch Anschläge axial begrenzt. Ein Anschlag wird zweckmäßigerweise dadurch gebildet, daß das Mittelteil in einer Querebene geteilt ist, wobei die beiden Teile zusam­ mengeschraubt sind und ein Anschlag durch einen Zwischen­ ring gebildet ist, die in der Teilungsfuge gehalten ist. Wenn der Zwischenring als gummielastischer, dichtender Rundschnurring ausgebildet ist, erübrigen sich weitere Dichtelemente an dieser Stelle.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich­ nungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbei­ spiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam­ menfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge­ mäße Bogenzahnkupplung

Eine Bogenzahnkupplung 1 besitzt zwei Kupplungstei­ le 2, 3, die mit ihren Naben 4, 5 auf eine nicht näher dar­ gestellte Antriebswelle bzw. Abtriebswelle montierbar sind. Die Kupplungsteile 2 und 3 haben je eine Innenverzahnung 7, 8 in die eine als Außenverzahnung ausgebildete Bogenverzah­ nung 9, 10 eines Mittelteils 6 eingreift. Dieses verbindet die Kupplungsteile 2 und 3 triebmäßig miteinander, wobei es aufgrund seiner am Umfang in Achsrichtung bogenförmig ge­ stalteten Verzahnung 9 und 10 mit in Achsrichtung ballig ausgeführten Zahnflanken achsparallele, axiale und/oder winklige Verlagerungen zwischen den Wellen ausgleichen kann. Das Mittelteil 6 besteht aus zwei Teilen 25, 26, die unter Verwendung einer Formschlußverbindung zusammenge­ schraubt sind.

Der von den Kupplungsteilen 2 und 3 eingeschlossene Innenraum 43, der teilweise mit Schmierstoff, z. B. Schmierfett, gefüllt ist, wird durch Dichtungen 11 und 12 gegenüber nicht näher dargestellten Gehäuseteilen abgedich­ tet. Die Dichtungen 11 und 12 sind als Labyrinthdichtungen dargestellt. Es können allerdings auch andere geeignete Wellendichtungen verwendet werden. Ferner sind zwischen den Kupplungsteilen 2 bzw. 3 und dem Mittelteil 6 weitere Dich­ tungen 13, 14 vorgesehen, die den Innenraum 43 zur Mitte hin abdichten, ohne die Beweglichkeit des Mittelteils 6 zu den Kupplungsteilen 2 und 3 einzuschränken.

In der Ausführung nach Fig. 1 besitzen die Dichtun­ gen 13, 14 je ein äußeres Dichtungselement, das als Mem­ bran 19, 20 ausgeführt ist. Sie erstreckt sich in radialer Richtung und ist radial elastisch nachgiebig. Zweckmäßiger­ weise besteht die Membran 19, 20 aus einem gummielastischen Werkstoff. Die Membran 19, 20 ist zwischen zwei Klemmscheiben 36, 38; bzw. 35, 37 eingespannt, die fest mit dem Kupp­ lungsteil 2, bzw. 3 verbunden sind. Der innere Teil der Membran 19, 20 ist in einem Gleitschuh 17, 18 gehalten, der auf einer zylindrischen, koaxialen Führungsfläche 15, 16 axial gleitend geführt ist. Der Gleitschuh 17, 18 bildet das innere Dichtelement der Dichtungen 13, 14. Die Füh­ rungsfläche 15, 16 ist axial durch Anschläge 21, 23 bzw. 22, 24 begrenzt, wobei der Anschlag 22 durch eine Scheibe gebildet wird, die sich in einer Trennfuge zwischen den beiden Teilen 25, 26 des Mittelteils 6 befindet. Durch den Anschlag 21, der durch einen auf die Führungsfläche 15 aufgepreßten Ring gebildet ist, und durch den Anschlag 22 wird verhindert, daß die Gleitschuhe 17, 18 während des Betriebs von den Führungsflächen 15, 16 abspringen.

Bezugszeichen

1

Bogenzahnkupplung

2

Kupplungsteil

3

Kupplungsteil

4

Nabe

5

Nabe

6

Mittelteil

7

Innenverzahnung

8

Innenverzahnung

9

Bogenverzahnung

10

Bogenverzahnung

11

Dichtung

12

Dichtung

13

Dichtung

14

Dichtung

15

Führungsfläche

16

Führungsfläche

17

Gleitschuh

18

Gleitschuh

19

Membran

20

Membran

21

Anschlag

22

Anschlag

23

Anschlag

24

Anschlag

25

Teil

26

Teil

35

Klemmscheibe

36

Klemmscheibe

37

Klemmscheibe

38

Klemmscheibe

43

Innenraum

Claims (4)

1. Bogenzahnkupplung (1) mit einem ersten innenver­ zahnten Kupplungsteil (2), das mit einer Nabe (4) drehfest auf eine Antriebswelle montierbar ist, und mit einem zwei­ ten innenverzahnten Kupplungsteil (3), das mit einer Na­ be (5) drehfest auf eine Abtriebswelle montierbar ist, so­ wie mit einem das erste und zweite Kupplungsteil (2, 3) verbindenden Mittelteil (6), das an seinen beiden Enden je eine ballige Außenverzahnung (9, 10) hat, die in die Innen­ verzahnung (7, 8) der entsprechenden Kupplungsteile (2, 3) eingreift, wobei zwischen den Kupplungsteilen (2, 3) und dem Mittelteil (6) Dichtungen (13, 14) angeordnet sind, wobei das Mittelteil (6) im Bereich der Kupplungsteile (2, 3) jeweils eine koaxiale, zylindrische Führungsfläche auf­ weist, auf der jeweils ein inneres Dichtungselement (17, 18) einer Dichtung (13, 14) axial verschiebbar ge­ führt ist, während ein äußeres Dichtungselement (19, 20) an dem zugeordneten Kupplungsteil (2, 3) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Dichtungselement (19, 20) von einer elasti­ schen, sich radial erstreckenden Membran (19, 20) gebildet ist, die in einem Gleitschuh (17, 18) auf der Führungsflä­ che (15, 16) geführt ist.

2. Bogenzahnkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (19, 20) gummielastisch ist.

3. Bogenzahnkupplung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (15, 16) durch Anschläge (21, 22, 23, 24) axial begrenzt ist.

4. Bogenzahnkupplung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (6) in einer Querebene geteilt ist, wobei die beiden Teile (25, 26) zusammengeschraubt sind und ein Anschlag (22) durch eine Scheibe gebildet ist, die in der Teilungsfuge gehalten ist.