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Antrieb für Lokomotiven und Triebwagen mittels Brennkraftmasehinen, einem oder mehreren hydraulischen Drehmomentwandlern und Zahnradwechselgetrieben.
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Zahnradweehselgetriebes, welches zweckmässigerweise auch einen oder mehrere Rückwärtsgänge enthält, an Stelle der angewendeten kraftschlüssigen Kupplungen für die einzelnen Gänge nunmehr durch formschlüssige Elemente, wie Schiebezahnräder, Klauen u. dgl. vorgenommen werden und daher das Zahnradgetriebe selbst von einfachster Bauart sein. Bei grösseren zu übertragenden Leistungen ist es natürlich möglich, sich bekannter Schalterleichterungen, wie z. B. Synchronisiereinrichtungen für Zahnradgetriebe, zu bedienen.
Durch die erschöpfende Ausnutzung der grossen Übersetzungsmöglichkeiten im Drehmomentwandler, die bei den jetzt möglichen Ausführungen, grösste Drehmomente in der Höhe des 4-bis 5'5fachen, bei Sonderausführungen sogar in der Höhe des 6- bis 10fachen des Antriebsdrehmomentes ergeben, wird die Zahl der erforderlichen mechanischen Übersetzungsstufen im nachgeschalteten Zahnradwechselgetriebe gering. Meist werden schon zwei Geschwindigkeitsstufen in einer Fahrtrichtung ausreichen.
Der bei Lokomotiven mit grossen Zuglasten sehr schwierige Anfahrvorgang wird mit eingeschalteter, grösster, mechanischer Untersetzung nur mit dem veränderlichen Drehmoment des oder der Drehmomentwandler durchgeführt. Die Umschaltung im. Zahnradwechselgetriebe erfolgt erst bei höherer Geschwindigkeit. In diesem höheren Geschwindigkeitsbereich ist jedoch das Beharrungsvermögen des Zuges oder des Triebwagens bereits so gross, dass die für die kurze Zeit des Umschaltens notwendige Zugkraftunterbrechung zulässig ist. Die Verminderung der Fahrgeschwindigkeit während der Zeitdauer der Zugkraftunterbrechung ist viel geringer als beispielsweise beim Kraftwagen.
Diese Getriebeanordnung ist für einen geringen baulichen Aufwand günstig.
Die baulich wünschenswerte Vereinigung von Flüssigkeitsgetriebe, Schaltkupplung und Zahnradgetriebe in einen einzigen Block bringt jedoch im Betrieb verschiedene Schwierigkeiten mit sich, die sich aus der Versorgung der beiden Getriebeteile mit Arbeits-und Sehmierflüssigkeit ergeben. Die Schmierung des Zahnradgetriebeteiles erfolgt zur Vermeidung auftretender Geräusche vorteilhaft mit dickem Öl von hoher Viskosität. Dagegen muss zweckmässig die Arbeitsflüssigkeit des Strömungsgetriebes eine möglichst geringe Viskosität aufweisen. Durch Verunreinigung der Arbeitsflüssigkeit, gegen die diese sehr empfindlich ist, werden die Betriebseigenschaften des Flüssigkeitsgetriebes herabgesetzt und die Betriebssicherheit stark gefährdet.
Eine Verwendung des Motorschmieröls für die Zwecke des Flüssigkeitsgetriebes kann wegen des starken Schäumens dieses Öls überhaupt nicht in Betracht gezogen werden.
Dass bereits kleinere Beimengungen des dicken Öles zum Öl des hydraulischen Getriebes die gleichen nachteiligen Wirkungen haben, ist eine besonders sorgfältige Abdichtung an den beiden Getriebeteilen und für das etwa trotzdem aus der einen oder andern Seite zwischen beiden Getriebeteilen austretende Öl ein gemeinsamer Ablauf ins Freie vorgesehen. Zweekmässigerweise werden diese Dichtungen aus Gründen der leichteren Überprüfung und eines rascheren Austausches sowie aus Gründen der Vorsorge für einen Ablauf in einer eigenen Zwischenwand zwischen dem Flüssigkeitsgetriebeteil und dem Zahnradgetriebeteil angeordnet.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass die einund ausschaltbare kraftschlüssige Kupplung im Gehäuse des Flüssigkeitsgetriebeteiles untergebracht wird und vorzugsweise mit dem Öl des hydraulischen Getriebes, das sich erfahrungsgemäss bestens auch zur Schmierung von Lamellenkupplungen eignet, geschmiert wird. Infolge des im Kraftfluss vorgeschalteten, sehr elastischen Flüssigkeitsgetriebes darf diese Kupplung hart greifen, ohne dass Schäden an den an sich empfindlichen Zahnradgetriebeteilen auftreten.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die gesamte Getriebeanordnung bestehend aus einem Flüssigkeitsgetriebe mit einem Drehmomentwandler, eine schaltbare, kraftschlüssige Kupplung an sich bekannter Bauart in der Form einer Lamellenkupplung, die gegenseitige Abdichtung mit dem Ablauf ins Freie und ein zweigängiges Zahnradwechselgetriebe mit einem Rückwärtsgang, Fig. 3 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführung der Reibungskupplung mit dem erfindungsgemäss auf Drehmoment ansprechenden Glied in Form eines Steilgewindes ; Fig. 3 stellt ein Schaubild der Drehmomente an der Abtriebswelle des Getriebes dar.
In Fig. 1 wird die Motorleistung über die Antriebswelle 1 auf das Flüssigkeitsgetriebe 2 mit dem Drehmomentwandler 3 auf die Abtriebswelle 4 des Flüssigkeitsgetriebes, über eine schaltbare Lamellenkupplung mit dem inneren Lamellenträger 5, den Innen-und Aussenlamellen 6, dem Schaltorgan 7 und dem äusseren Lamellenträger 8 auf die Zwischenwelle 9, im zweiten (direkten) Gang des Zahnrad-
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und weiterhin auf die Kardanwelle 14 übertragen.
Im ersten mechanischen Untersetzungsgang geht der Kraftfluss über das Zahnrad 15 der Zwischenwelle 9, das ständig in Eingriff befindliche Gegenrad 16 die Nebenwelle 17, das Zahnrad 18 und das lose Zahnrad 19, die Klauen und Gegenklauen 20, das Zahnrad 12 auf die Getriebeabtriebswelle 13, im Rückwärtsgang von der Nebenwelle 17 über das Zahnrad 21, das Schiebezahnrad 22 und das Zahnrad 12 auf die Getriebeabtriebswelle 13. In der zwischen dem Flüssigkeitsgetriebe 2 und dem Zahnradgetriebe 10 lösbar angeordneten Zwischenwand 23 ist beispielsweise die Zwischenwelle 9, mit der der äussere Lamellenträger 8 der Reibungskupplung fest verbunden ist, selbständig gelagert. Die Zwischenwelle 9 stützt mit dem Zapfen 9'über ein Kugel-
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Getriebeabtriebswelle 13 ab.
Eine Dichtung 24 an sich bekannter Bauart verhindert den Ölaustritt aus dem Flüssigkeitsgetriebe 2, die Dichtung 25 den Ölaustritt aus dem Zahnradgetriebe 10.
Das trotz der vorhandenen Dichtungen 24 und 25 austretende Leeköl kann deshalb niemals in den andern Getriebeteil übertreten, da für den Raum zwischen den beiden Dichtungen ein Ablauf ins Freie, z. B. eine Bohrung 26 vorgesehen ist, die mit dem Ringraum 27 in unmittelbarer Verbindung steht. Es kann ausserdem noch ein an sich bekannter Spritzring 28 auf der Zwischenwelle 9 das Leeköl in den Ringraum 27 abschleudern.
Der Ablauf ins Freie kann beispielsweise auch durch den Zwischenraum zwischen den zwei
Gehäusewandungen der beiden Getriebeteile oder durch sonst geeignete konstruktive Massnahmen erzielt werden.
Soll aus irgendwelchen Gründen eine Schaltkupplung ohne Schmierung, also eine trocken zu haltende Kupplung Verwendung finden, so ist es lediglich erforderlich, die Dichtung 24, wie aus Fig. 2 ersichtlich, statt auf der Nabe des Lamellenträgers 8 auf der Abtriebswelle 4 des Flüssigkeitsgetriebes 2 anzuordnen und den Gehäuseraum zwischen den beiden Dichtungen 24 und 25 mit einer Ablaufbohrung ins Freie an der tiefsten Stelle dieses Gehäuseteiles zu versehen.
Die kraftschlüssige Kupplung wird in an sieh bekannter Weise beispielsweise durch Nocken- scheiben od. dgl. geschaltet.
Das durch die Kupplung zu übertragende Drehmoment ist nun entsprechend dem hohen Kraft- bedarf beim Anfahren für eine kurze Zeit wesentlich höher als während des übrigen Fahrbetriebes.
Der Anpressdruck der Kupplung muss jedoch so gross sein, dass auch die höchsten möglichen Drehmomente übertragen werden können. Die Kupplung müsste also, abgesehen von den Anfahrerfordernissen, im
Hinblick auf die Erfordernisse des normalen Fahrbetriebes zu gross bemessen werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäss die Kupplung so gewählt, dass sie lediglich den Erfordernissen des normalen Fahrbetriebes entspricht. Zum Übertragen des hohen Anfahrmomentes wird das Schalt- organ der Lamellenkupplung unter erhöhtem Druck gegen die Kupplungslamellen gepresst.
Die An- pressung geschieht durch ein mehrgängige Steilgewinde selbsttätig bei Drehzahldifferenz zwischen treibender Welle und angetriebener Welle, die nur dann auftreten kann, wenn das erforderliche Ab- triebsmoment von der Kupplung nicht mehr übertragen werden kann. Zum Erreichen dieses Zweckes ist beispielsweise der auf der Welle 9 der Fig. 2 angeordnete innere Lamellenträger 29 ebenso wie das
Schaltorgan 30 mit einem mehrgängigen Steilgewinde 31 versehen, wodurch das Sehaltorgan 30 bei einem Drehzahlunterschied beider Wellen nach links unter Erhöhung des Anpressdruckes verschoben wird. Die Schaltkupplung hält sieh in dieser Stellung von selbst eingekuppelt. Nimmt das Dreh- moment wieder ab, so geht auch der Anpressdruck zurück, bis der durch die Bemessung der Kupplung gegebene Wert erreicht ist.
Eine besondere Ausschaltung erfolgt also nicht.
In Fig. 3 sind durch die Linien 32-33-34-35 die auf der Abtriebswelle 4 in Abhängigkeit von der Drehzahl n auftretenden Drehmomente M des Flüssigkeitsgetriebes 2 beispielsweise dargestellt.
Die durch eine Anordnung gemäss Fig. 2 erzielbare erhöhte Kraftübertragung der Kupplung ist durch den schraffierten Teil des Schaubildes wiedergegeben.