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补偿联接件发明专利

更新时间:2024-07-01
补偿联接件发明专利 专利申请类型:发明专利;
源自:德国高价值专利检索信息库;

专利名称:补偿联接件

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202080089632.3

专利申请(专利权)人:西门子交通有限责任公司
权利人地址:德国慕尼黑

专利发明(设计)人:M·扎赫

专利摘要:本发明涉及一种用于将第一轴(WEL1)与第二轴(WEL2)沿着旋转轴线(ROTA)连接起来的补偿联接件(AKUP)。该补偿联接件(AKUP)包含第一联接本体(KUP1),其能够与第一轴(WEL1)的端部连接。该补偿联接件(AKUP)包含第二联接本体(KUP2),其能够与第二轴(WEL2)的端部连接。该补偿联接件(AKUP)包含至少一个弹性的联接元件(KUPEL),所述弹性的联接元件的纵轴线位于垂直于所述旋转轴线(ROTA)定向的平面中。两个联接本体(KUP1、KUP2)相对于彼此如此布置,以便形成三维的联接区域(KUPB),在该三维的联接区域中,至少一个弹性的联接元件(KUPEL)被布置在所述两个联接本体(KUP1、KUP2)之间。所述弹性的联接元件(KUPEL)与所述两个联接本体(KUP1、KUP2)如此连接,使得所述两个联接本体(KUP1、KUP2)能够沿着相对于旋转轴线(ROTA)的径向方向移动。此外,所述弹性的联接元件(KUPEL)与所述两个联接本体(KUP1、KUP2)如此连接,从而使得所述联接元件(KUPEL)能够沿着相对于所述旋转轴线(ROTA)的轴向方向移动。

主权利要求:
1.一种补偿联接件(AKUP),其用于沿旋转轴线(ROTA)将第一轴(WEL1)与第二轴(WEL2)连接,‑具有第一联接本体(KUP1),其能够与第一轴(WEL1)的端部连接,
‑具有第二联接本体(KUP2),其能够与第二轴(WEL2)的端部连接,
‑具有至少一个弹性的联接元件(KUPEL),所述弹性的联接元件具有纵轴线,其中,所述纵轴线位于垂直于所述旋转轴线(ROTA)定向的平面中,‑其中,两个联接本体(KUP1、KUP2)相对于彼此如此布置,以便形成三维的联接区域(KUPB),在该三维的联接区域中,至少一个弹性的联接元件(KUPEL)被布置在所述两个联接本体(KUP1、KUP2)之间,‑其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)与所述两个联接本体(KUP1、KUP2)如此连接,使得所述两个联接本体(KUP1、KUP2)能够沿着相对于旋转轴线(ROTA)的径向方向移动,并且‑其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)与所述两个联接本体(KUP1、KUP2)如此连接,从而使得所述联接元件(KUPEL)能够沿着相对于所述旋转轴线(ROTA)的轴向方向移动,‑其中所述第一轴(WEL1)的端部与所述第一联接本体(KUP1)连接,并且其中所述第二轴(WEL2)的端部与所述第二联接本体(KUP2)连接,使得所述第一轴和所述第二轴的相应的纵轴线与所述旋转轴线(ROTA)重合,‑其中,两个联接本体(KUP1、KUP2)旋转对称地相对于旋转轴线(ROTA)构成,‑其中,所述至少一个弹性的联接元件(KUPEL)被构造为纤维增强聚合物并且所述至少一个弹性的联接元件(KUPEL)构造为条形的并且具有圆柱形或方形的基本形状,‑其中,所述第一联接本体(KUP1)具有节段(SEG1),所述节段构造用于将第一联接本体(KUP1)与弹性的联接元件(KUPEL)的第一端部(ASP1)连接,并且,所述连接被如此设计,使得所述弹性的联接元件(KUPEL)的纵轴线位于垂直于所述旋转轴线(ROTA)的平面中,‑其中,所述第二联接本体(KUP2)具有节段(SEG2),所述节段构造用于将所述第二联接本体(KUP2)与所述弹性的联接元件(KUPEL)的第二端部(ASP2)连接,‑其中,所述连接被如此设计,使得所述弹性的联接元件(KUPEL)的纵轴线位于垂直于所述旋转轴线(ROTA)的平面中,‑其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)在其端部之一或两个端部上包含由金属构成的嵌件,该嵌件作为一个套筒层压在所述弹性的联接元件(KUPEL)中,‑其中,所述第一联接本体(KUP1)的节段(SEG1)具有螺栓(SCHR),经由所述螺栓夹紧间隔套筒(DISH),‑其中垫圈(SCHE)位于螺栓(SCHR)的头部和间隔套筒(DISH)之间,所述垫圈构成弹性的联接元件(KUPEL)在轴向移动时的轴向止挡,‑其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)的经层压的套筒被推到所述间隔套筒(DISH)上并且所述弹性的联接元件(KUPEL)因此与所述第一联接本体(KUP1)连接,‑其中通过间隔套筒(DISH)实现了,弹性的联接元件(KUPEL)能在轴向方向上,也就是说沿着补偿联接件(AKUP)的旋转轴线移动,并且其中,所述弹性的联接元件能够围绕所述螺栓(SCHR)的旋转轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的补偿联接件,其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)的第一端部(ASP1)附加地弹性地与第一联接本体(KUP1)的内侧连接,其中所述第一联接本体(KUP1)的内侧垂直于旋转轴线(ROTA)定向并且所述第一联接本体(KUP1)的内侧指向三维的联接区域(KUPB)的内部。
3.根据权利要求1或2所述的补偿联接件,其中,所述弹性的联接元件(KUPEL)的第二端部(ASP2)附加地弹性地与第二联接本体(KUP2)的内侧连接,其中所述第二联接本体(KUP2)的内侧垂直于旋转轴线(ROTA)定向并且所述第二联接本体(KUP2)的内侧指向三维的联接区域(KUPB)的内部。 说明书 : 补偿联接件技术领域[0001] 本发明涉及一种用于轨道车辆的补偿联接件。背景技术[0002] 根据已知的现有技术的联接件或补偿联接件例如在以下文献中描述:US2561117A、GB1345036A、FR1325013A、DE19839451A1或DE19744244A1。[0003] 平衡联接件在不转换的情况下将转速从第一轴传递到第二轴。补偿联接件用于补偿机械偏差,例如:[0004] ‑当两根轴的纵轴线彼此不对齐时,则导致轴的纵轴线的径向移位或角度移位,[0005] ‑当两根轴由于温度变化而在其长度上变化时,或者[0006] ‑如果要补偿导致轴的纵轴线的径向移位或角度移位的装配误差。[0007] 一个补偿联接件扭转刚性地构成。例如,转矩通过爪、齿、滑动接头或通过轴承套中的轴颈以形状配合的方式传递。根据平衡联接件的刚性,冲击和振动由平衡联接件传递。[0008] 已知一种用于连接两根轴的补偿联接件,所述补偿联接件在联接区域中具有至少一个弹性本体。[0009] 在此,第一轴在其端部之一上与第一联接本体连接,该第一联接本体是补偿联接件的一部分。相应地,第二轴在其端部之一上与第二联接本体连接,该第二联接本体同样是补偿联接件的一部分。在第一联接本体和第二联接本体之间布置有至少一个弹性本体,通过该弹性本体使两个联接本体相互连接。由此实现了两个联接本体相互间的相对运动。[0010] 补偿联接件的形状作为干扰性的特性具有如下方面,即由于补偿联接件的元件的几何布置,从第一轴传递到第二轴的转矩对补偿联接件的轴向刚性产生影响。[0011] 这两根轴之间的转矩传递通过连接点之间的力传递来实现,弹性本体通过所述连接点与这两个联接本体连接。根据联接元件的设计方案或由连接点的位置决定地,传递的相应的力矢量可具有作用到两根轴上的径向和轴向的力分量。[0012] 这些径向和轴向的力分量通常与联接元件的偏转有关。在此,径向和轴向作用的力分量是附加的复位力,其影响补偿联接件的总刚性。[0013] 总刚性定义了平衡联接件针对所施加的移动的反作用力并且受到由平衡联接件的弹性元件针对平衡联接件的偏移的反作用力的影响并且受到由转矩传递引起的复位力的影响。[0014] 这导致平衡联接件在径向和轴向移动时的总刚性既取决于移动也取决于刚传递的转矩。[0015] 例如,作用到补偿联接件上的转矩在径向偏移时引起径向指向的第一力。在补偿联接件轴向偏移时形成轴向的第二力。这两个力与作用的转矩相关联。[0016] 这种联接导致补偿联接件的轴向和径向刚性最终取决于所传递的转矩,这在设计轨道车辆的行驶机构时是不期望的。发明内容[0017] 因此,本发明的任务在于,如此设计补偿联接件,使得其轴向刚性仅在很小程度上取决于所传递的转矩或完全与之无关。[0018] 该任务通过权利要求1的特征解决。有利的改进方案在各个从属权利要求中给出。[0019] 本发明涉及一种优选用于轨道车辆的补偿联接件,其用于沿着旋转轴线连接第一轴与第二轴。[0020] 补偿联接件包含可与第一轴的端部连接的第一联接本体和可与第二轴的端部连接的第二联接本体。[0021] 补偿联接件包含至少一个弹性的联接元件,该弹性的联接元件的纵轴线位于垂直于旋转轴线定向的平面中。[0022] 两个联接本体相对于彼此如此布置,从而形成一个三维的联接区域,在该三维的联接区域中,所述至少一个弹性的联接元件布置在两个联接本体之间。[0023] 弹性的联接元件如此与两个联接本体连接,使得联接本体能够沿着相对于旋转轴线的径向方向移动。[0024] 这通过联接元件的弹性来实现。[0025] 此外,弹性的联接元件如此与两个联接本体连接,使得联接元件能够沿着相对于旋转轴线的轴向方向移动。[0026] 由此实现了,两个联接本体也能相对于彼此沿着轴向方向移动。[0027] 在一个优选的改进方案中,第一轴的端部与第一联接本体连接,而第二轴的端部与第二联接本体连接。这种连接是如此的,即,第一轴和第二轴的相应的纵轴线与补偿联接件的旋转轴线重合。[0028] 在一个优选的改进方案中,两个联接本体旋转对称地相对于旋转轴线构成。[0029] 在一个优选的改进方案中,至少一个弹性的联接元件是纤维增强聚合物。[0030] 在一个优选的改进方案中,所述至少一个弹性的联接元件条形地构造并且具有圆柱形的或方形的基本形状。[0031] 在一个优选的改进方案中,第一联接本体具有如下一个节段,该节段构造用于连接第一联接本体与弹性的联接元件的第一端部。该连接如此设计,即弹性的联接元件的纵轴线位于一个垂直于旋转轴线的平面中。[0032] 在一个优选的改进方案中,第二联接本体具有如下一个节段,该节段构造用于连接第二联接本体与弹性的联接元件的第二端部。该连接如此设计,即弹性的联接元件的纵轴线位于垂直于旋转轴线的平面中。[0033] 在一个优选的改进方案中,弹性的联接元件的第一端部附加地弹性地与第一联接本体的内侧连接,其中,第一联接本体的内侧垂直于旋转轴线定向并且第一联接本体的内侧指向三维的联接区域的内部。[0034] 在一个优选的改进方案中,弹性的联接元件的第二端部附加地弹性地与第二联接本体的内侧连接,其中,第二联接本体的内侧垂直于旋转轴线定向并且第二联接本体的内侧指向三维的联接区域的内部。[0035] 通过弹簧力实现了在轴向方向上的定心。[0036] 通过本发明实现了一种补偿联接件,其刚性仅在很小程度上取决于所传递的转矩或完全与之无关。[0037] 本发明允许使用根据本发明的补偿联接件的新的驱动方案,其中实现了在驱动方案的性能、效率和成本方面的优点。附图说明[0038] 下面借助附图示例性地进一步阐述本发明。在此示出:[0039] 图1以原理图示出本发明,[0040] 图2参考图1以原理图示出本发明的有利的改进方案,并且[0041] 图3至图7参照图1和图2示出本发明的具体的设计方案。具体实施方式[0042] 图1以原理图示出本发明。[0043] 平衡联接件AKUP将具有第一旋转轴线ROT1的第一轴WEL1在轴向上与具有第二旋转轴线ROT2的第二轴WEL2连接。[0044] 通过这种连接,两根旋转轴线ROT1、ROT2形成一根共同的旋转轴线ROTA。[0045] 第一轴WEL1在一个端部上与第一联接本体KUP1连接,该第一联接本体是补偿联接件AKUP的一部分。[0046] 第二轴WEL2在一个端部上与第二联接本体KUP2连接,该第二联接本体同样是平衡联接件AKUP的一部分。[0047] 两个联接本体KUP1、KUP2优选旋转对称地、例如圆柱形地相对于旋转轴线ROTA构成。[0048] 两个联接本体KUP1、KUP2相对于彼此如此布置,从而它们形成三维的联接区域KUPB。[0049] 在此,两个联接本体KUP1、KUP2相对于彼此如此布置,使得它们至少部分地包围并且由此形成三维的联接区域KUPB。[0050] 在这里所示的示例中,三维的联接区域KUPB通过第一距离ABS和通过第二距离DEL来限定。[0051] 在此,沿着相对于旋转轴线ROTA的径向方向来观察,第一距离ABS通过节段SEG1、SEG2至共同的旋转轴线ROTA的距离来确定。[0052] 沿着轴向方向观察、也就是说沿旋转轴线ROTA观察,第二距离DEL通过两个联接本体KUP1、KUP2的相互面对的内侧的距离确定。[0053] 至少一个弹性的联接元件KUPEL布置在联接区域KUPB中。弹性的联接元件KUPEL具有如下纵轴线,该纵轴线位于一个平面中,其中,旋转轴线ROTA垂直于该平面定向。[0054] 弹性的联接元件KUPEL在此优选构造为纤维增强聚合物。[0055] 弹性的联接元件KUPEL优选构造为条形的,优选具有圆柱形的或方形的基本形状。[0056] 第一联接本体KUP1具有至少一个节段SEG1,该节段SEG1构造用于将第一联接本体KUP1与弹性的联接元件KUPEL的第一端部ASP1连接。[0057] 该连接在此如此设计,从而实现弹性的联接元件KUPEL的纵轴线在垂直于旋转轴线ROTA的平面中的上述位置。[0058] 第二联接本体KUP2具有至少一个节段SEG2,该节段SEG2构造用于将第二联接本体KUP2与弹性的联接元件KUPEL的第二端部ASP2连接。[0059] 该连接在此如此设计,从而实现弹性的联接元件KUPEL的纵轴线在垂直于旋转轴线ROTA的平面中的上述位置。[0060] 在此,弹性的联接元件KUPEL的第二端部ASP2与弹性的联接元件KUPEL的第一端部ASP1对置地布置。[0061] 弹性的联接元件KUPEL如此布置在联接区域KUPB中并且经由节段SEG1、SEG2与两个联接本体KUP1、KUP2连接,使得联接本体KUP1、KUP2可以在径向方向上、也就是说垂直于旋转轴线ROTA移动。[0062] 在两个联接本体KUP1、KUP2沿着径向方向移动时,通过联接元件KUPEL的弹性产生复位力。[0063] 如上所述,弹性的联接元件KUPEL在联接区域KUPB中如此布置并且经由节段SEG1、SEG2与两个联接本体KUP1、KUP2连接,使得弹性的联接元件KUPEL也可以在轴向方向上、也就是说沿着旋转轴线ROTA移动。[0064] 在此,不由联接本体KUP1、KUP2沿着旋转轴线ROTA的移动产生轴向作用的复位力。[0065] 弹性的联接元件KUPEL在轴向移动时总是在垂直于旋转轴线的平面中定向。因此,所传递的转矩不再导致轴向作用的力,该力形成不期望的复位力。[0066] 总之,由此取消了在轴向作用的力与传递的转矩之间的上述耦合。[0067] 图2参考图1以另一原理图示出了本发明的有利的改进方案。[0068] 弹性的联接元件KUPEL的第一端部ASP1在此附加地弹性地与第一联接本体KUP1的内侧连接。[0069] 第一联接本体KUP1的内侧垂直于旋转轴线ROTA定向。此外,第一联接本体KUP1的内侧指向三维的联接区域KUPB的内部。[0070] 弹性的联接元件KUPEL的第二端部ASP2相应地附加地弹性地与第二联接本体KUP2的内侧连接。[0071] 第二联接本体KUP2的内侧垂直于旋转轴线ROTA定向。此外,第二联接本体KUP2的内侧指向三维的联接区域KUPB的内部。[0072] 在该优选的改进方案中,至少一个弹性的联接元件KUPEL如此与两个联接本体KUP1、KUP2连接,使得补偿联接件AKUP参照图1附加地也在轴向方向上、即沿着旋转轴线ROTA具有确定的刚性。这例如可以如下面描述的那样借助螺旋弹簧来实现。[0073] 刚性通过具体的弹性连接来限定。[0074] 图3至图7示出了本发明的具体的设计方案。[0075] 图3示出了轨道车辆的行驶机构的一个局部,其中使用了根据本发明的补偿联接件AKUP。[0076] 可以看到第一联接本体KUP1,其与第一法兰板FLP1连接。第一轴(这里未示出)可经由其孔圆(Lochkreis)与第一联接本体KUP1连接。[0077] 可以看到第二联接本体KUP2,其与第二法兰板FLP2连接。第二轴(这里未示出)能经由其孔圆与第二联接本体KUP2连接。[0078] 两个联接本体KUP1、KUP2构造为扁平的缸,其直径比其相应的高度大数倍。[0079] 此外,可以看到多个条形的或方形的弹性的联接元件KUPEL,所述弹性的联接元件使两个联接本体KUP1、KUP2相互连接。[0080] 弹性的联接元件KUPEL具有各自的纵轴线。这些纵轴线成组划分地位于垂直于补偿联接件AKUP的旋转轴线ROTA的相应的平面中。[0081] 第一联接本体KUP1具有多个节段SEG1,所述节段SEG1被构造用于将第一联接本体KUP1与弹性的联接元件KUPEL的第一端部ASP1连接。[0082] 在此,各个弹性的联接元件KUPEL的第二端部ASP2与各个弹性的联接元件KUPEL的第一端部ASP1对置地布置。[0083] 图4和图5参照图3示出了补偿联接件AKUP的两个详细的视图。[0084] 第二联接本体KUP2同样具有多个节段SEG2,所述节段被构造用于连接第二联接本体KUP2与弹性的联接元件KUPEL的相应的第二端部ASP2。[0085] 图6参照附图FIG3至FIG5示出分解图,以便示例性地阐释补偿联接件AKUP的主要元件的连接情况。[0086] 弹性的联接元件KUPEL在其端部之一或两个端部上包含由金属构成的嵌件,所述嵌件作为套筒层压在弹性的联接元件KUPEL中。[0087] 第一联接本体KUP1或其第一节段SEG1具有如下螺栓SCHR,经由该螺栓对间隔套筒DISH夹紧。[0088] 在螺栓SCHR的头部和间隔套筒DISH之间优选有如下一个垫圈SCHE,该垫圈形成弹性的联接元件KUPEL在轴向移动时的轴向止挡。[0089] 将弹性的联接元件KUPEL的经层压的套筒推到间隔套筒DISH上并且将弹性的联接元件KUPEL因此与第一联接本体KUP1连接。[0090] 通过间隔套筒DISH实现,弹性的联接元件KUPEL能够在轴向方向上、即沿着补偿联接件AKUP的旋转轴线移动。[0091] 通过间隔套筒DISH和弹性的联接元件KUPEL的经层压的套筒实现旋转‑滑动接头。由此,弹性的联接元件KUPEL能够在轴向方向上、也就是说沿着螺栓SCHE的旋转轴线移动,该旋转轴线优选平行于补偿联接件AKUP的旋转轴线ROTA。[0092] 附加地,弹性的联接元件KUPEL能够围绕螺栓SCHR的旋转轴线旋转。[0093] 如上所述,由此不会由联接本体KUP1、KUP2沿着补偿联接件AKUP的旋转轴线的移动产生轴向作用的复位力。[0094] 图7参照图6示出了在具体的设计方案中的前面在图2中描述的有利的改进方案。[0095] 在图2中描述的附加的弹性支撑在此示例性地通过两个螺旋弹簧SPF实现,所述螺旋弹簧布置在弹性的联接元件KUPEL的两个相对置的侧面上并且与在图6中描述的螺纹连接共同作用。[0096] 在该优选的改进方案中,补偿联接件AKUP在轴向方向上、即沿着补偿联接件的旋转轴线具有所限定的由这两个螺旋弹簧SPF决定的刚性。

专利地区:德国

专利申请日期:2020-11-25

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN114829797B

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