Zahnkupplungen als getriebebewegliche Ausgleichskupplungen werden wegen ihrer besonders kompakten Bauweise und ihrem unübertroffenen Ausgleichsvermögen nach wie vor in vielen Antrieben verwendet. Auslegung und Fertigung erfordern jedoch umfangreiche Erfahrungen. Schwingungen und Dichtungsprobleme spielen bei der Anwendung in mobilen Anwendungen eine große Rolle. Im Beitrag wird anhand einer Zahnkupplung für den sehr anspruchsvollen elektrischen Bahnantrieb des ICE 3 eine Lösungsmöglichkeit für diese Problemstellung vorgestellt. Zunächst werden die Kinematik und Belastung in der Zahnkupplung dargestellt und die besonderen Anforderungen des Bahnantriebs verdeutlicht. Um bereits im Entwurfsstadium transiente Belastungszustände und konstruktive Varianten bewerten zu können, wurden Modelle für die digitale Simulation aufgestellt. Das Simulationsprogramm arbeitet nach dem Diskretisierungsverfahren, gestattet uneingeschränkte parametrische und strukturelle Nichtlinearitäten sowie die Verknüpfung verschiedener physikalischer Wirkprinzipien, z.B. von Mechanik- und Signalgliedern. Entscheidend für die Bewertung verschiedener Ausführungen der Dichtung und axialen Abstützung zwischen Zahnkupplungsnabe und Hülse sind die Auswirkungen der axialen Schwingungen auf die Kupplung. Beispiele der Modell-Anwendungen werden aufgezeigt. Ausgehend vom Simulationsergebnis mit paralleler Variantendiskussion wurde eine Kupplungslösung mit einem Metallbalg als Dicht- und Federelement gefunden, die insgesamt den sehr hohen Anforderungen der Antriebsaufgabe zur Zeit am besten gerecht wird. Versuche auf dem Prüffeld und erste Fahrversuche im neuen IC-3-Drehgestell bestätigten das Ergebnis.
Zwei Funktionen in einem Bauteil - neue Lösungen an Zahnkupplungen für Bahnantriebe erhöhen deren Einsatzchancen
1997
12 Seiten, 11 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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