应用于铁路交通中的特殊联轴器

在欧洲，无论是短途还是长途出行，铁路始终是通勤者和旅行者除私家车外非常重要的交通方式。然而，随着出行人数的稳步增加，相应的铁路运营商也面临着基础设施和流程方面的挑战。

出于成本考虑，无论是私营还是公共运营商，他们通常都会推迟投资生产全新的铁路运行客车。相反，他们会对现有车辆进行技术升级，以适应新的技术标准。以德国铁路公司的“n型车”为例，因其未涂漆的不锈钢外壳材料而被称为“银铃”。从1959年到1980年，这类的车厢共建造了超过5000节。其中一些至今仍在使用中，多年来车厢经历了不同的涂装方案和技术优化。

伺服驱动技术的引入并不局限于铁路站台。以看似简单的客车车门开关过程为例。当时开发的空气动力开门系统存在一个缺点，即至少需要一名列车员在站台上。除了检票，列车员的任务之一还包括确保所有车门都正确关闭。只有当所有车门都安全锁定后，列车才能出发。

而如今在现代化的铁路车辆中，借助伺服驱动技术，车辆的控制工作已从司机室集中进行。因此，铁路客车司机负责对车辆进行监控、控制和安全保障。在欧洲所有型号的客车中，驱动装置在上车门区域内安装的空间被压缩到非常小。因为除了驱动装置之外，这一空间还必须容纳直流电机，包括下游的行星齿轮，以将转速大幅度降低到约每分钟30转。在许多车厢中，客车内凸起的顶部结构在距离车门不到10厘米的地方就已经开始弯曲。由于目前可用的紧凑型齿轮马达的整体长度较长，因此它们只能被水平安装。这意味着在驱动链中需要一个额外的角齿轮箱，以便将旋转力传递到门的垂直驱动轴上。整个传动组合必须是非自锁设计，以便在紧急情况下仍能手动打开车门。安全的移动铰链式折叠门大约需要平均30牛米的扭矩。此外，整个传动组合的目标是保护上述驱动装置以免收到损坏。由此，机械过载保护为此提供了一种解决方案。

R+W可为铁路客车中应用的联轴器提供特殊解决方案。推动门的力在受到碰撞时会成倍增加。然而，车门的驱动轴只能承受相对较低的负载。为防止轴在过载峰值之前断裂，R+W可提供一种适用于车门驱动轴的安全联轴器。类似于无线螺丝刀的原理，当超过30Nm时，联轴器可自动脱开，从而断开输入和输出侧之间的功率。一旦施加的扭矩恢复到预设的30Nm以下，功率自动恢复。R+W提供的ESL联轴器根据弹簧加载的球式定位原理工作。使用碟形弹簧在两个叠加的球轨上施加轴向力，从而实现精确地零背隙传递设定的扭矩。在达到扭矩峰值的情况下，施加的圆周力大于弹簧力。在过载期间，两个球轨可以相互穿过。当过载后施加的扭矩下降时，球轨再次被压入彼此之间，从而恢复轴向力。这种集成在弹性联轴器中的安全联轴器不仅可提供过载保护，还提供轴与轴之间的连接。

此外，安全联轴器还必须满足特定的要求：由于车厢壁与门驱动轴之间的距离仅为52毫米，因此联轴器的总外径不得超过49毫米。而同时，标准型号的联轴器不能用作轴对轴的连接。这种限制的安装条件导致电机轴与门驱动轴之间会形成了近2厘米的平行偏移。所以，标准型号的联轴器无法满足这种特殊的安装要求。

R+W的ESL型号联轴器本质上是一个集成弹性联轴器的安全联轴器。连接门驱动轴的一侧轴套配有一个圆柱形孔和两个彼此相对180°的键槽。而电机侧的一侧轴套则根据DIN 867标准配备了外部齿。此外，齿轮电机轴上还有一个小齿轮。类似于小齿轮传动，动力通过这两个带齿的组件传递，从而补偿了输入和输出侧之间的偏差。为了应对与联轴器尺寸相比较高的断开扭矩，R+W与其供应商共同开发了一种具备特殊弹簧特性的膜片弹簧。不仅如此，这款安全联轴器的优势在于其紧凑的设计。R+W联轴器能够在恶劣天气条件下无磨损、精确重复地运行。与R+W的所有安全联轴器一样，这款联轴器也经过了TÜV-Süd的安全测试。