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Hydraulische Antriebsanordnung für Landfahrzeug, insbesondere für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Antriebsordnung für Landfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit einer einzigen Treibachse.
Es sind bereits derartige Antriebsanordnungen mit zwei Treibachsen vorgeschlagen worden, bei denen die Leistung der Antriebsmaschine über mechanische Getriebe und über einen in FahrzeugLängsrichtung verlaufenden Ge1enkwellenstrang den einzelnen Treibachsen zugeführt wird. Es ist weiters bekannt, jeder hydraulisch angetriebenen Treibachse wenigstens zwei hydraulische Kreisläufe, bei bestimmten Ausführungsformen auch Kegelradgetriebe, gegebenenfalls auch Stirnradvorgelege zuzuordnen. Schliesslich ist es im Elektro- tfkomotivbau üblich, den Treibachsen Stirnradge- triebe unmittelbar vorzuschalten.
Schliesslich ist auch bereits vorgeschlagen wor- den, sämtliche einer Treibachse zugeordneten Ge- triebeteile in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen.
Diese bekannten Anordnungen haben jedoch verschiedene Nachteile. So ist die Anordnung von Kegelradgetrieben als letzte Übertragungsstufe vor der Treibachse für grössere Leistungen wegen konstruktiver Schwierigkeiten nicht mehr möglich.
Sitzen weitere hydraulische Kreisläufe (System Föttinger) beispielsweise direkt auf den Treibachsen, so ist die Leistungsübertragung als Funktion der Profildurchmesser der Kreisläufe durch den Treibraddurchmesser begrenzt.
Die genannten Schwierigkeiten konnten durch die Erfindung behoben werden. Dieselbe betrifft eine hydraulische Antriebsanordnung für Landfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei dem die Leistung der Antriebsmaschine über Getriebe einer einzigen Treibachse zugeführt wird, welche Getriebs in Kraftflussrichtung gesehen ein Kegelrad-bzw. Stimradvorgelege, wenigstens zwei hydraulische Kreisläufe, Kegelrad- bzw. Stirnradgetriebe sowie ein Antriebsstirnradpaar umfassen und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem der Treibachse zugeordneten Antriebszahnrad (Grossrad) und der Treibachse eine Feder- und bzw. oder Gelenkkupplung vorgesehen ist, wobei
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zeugrahmen oder Drehgestellt starr befestigt ist.
Dadurch wird erreicht, dass die Lage des Antriebswellenstummel bei Durchfederungen der Treibachse unverändert bleibt.
Durch die an sich bekannte Anordnung einer Feder-und/oder Gelenkkupplung zwischen dem letzten Stirnrad und der Treibachse ist es möglich, statt des Kegelra, dgetriebes vor der Treibachse ein Stirnradgetriebe anzuordnen, mit der weiteren Folge, dass die hydraulischen Kreisläufe von der Treibachse weg in Richtung Antrieb versetzt werden können, so dass Kreisläufe mit relativ kleinen Durchmessern wegen ihrer nunmehr hohen Drehzahlen imstande sind, ein Maximum an Leistung zu übertragen, wobei gleichzeitig die unabgefederten Massen auf der Treibachse auf ein Minimum beschränkt sind.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Leistung von einer hydraulisch angetriebenen Achse in an sich bekannter Weise mittels Kuppelstangen auf weitere Treibachsen übertragen werden, was den Vorteil bietet, dass das sonst übliche Blindwellengetriebe mit der Kurbelwelle entfällt, da die Treibachse mit den Treibrädern und den daran befestigten Kurbelzapfen (ähnlich den Dampflokomotiven) als Kurbelwelle wirkt. Dadurch erhält die Treibachsgruppe und damit das Fahrzeug eine kleinstmögliche Baulänge, so dass kleine Kurvenradien befahren werden können.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Antriebsmaschine mit dem die der Treibachse zugeordneten Übertragungselemente enthaltenden Gehäuse in an sich bekannter Weise unter Verwendung von Flanschen zu einer starren Einheit verbunden.
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ÜbertragungselementeZeichnungen näher erläutert werden, welche den Grundgedanken der Erfindung erkennen lassen.
Aus der Beschreibung und den Zeichnungen sind mehrere Arten der Anordnung von Getriebeteilen zu entnehmen.
Die Fig. 1 und la stellen eine das Prinzip der Erfindung erläuternde Einbauskizze in zwei verschiedenen Rissen dar (Fig. 1 rechts unten zur besseren Klarheit im Schnitt), wogegen Fig. l'b eine Variante der in Fig. la gezeigten Ausführungsform darstellt. Die Fig. 2a-2i veranschaulichen verschiedene konstruktive Einzelheiten im Schema.
Die in Fig. 1 nicht dargestellte Kraftmaschine
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Teilen aufzunehmen hat. Dabei überträgt diese Kupplung das vom Turbogetriebe 4 herangeführte Drehmoment auf die Treibachse 8.
Die Fig. la und Ib, welche Seitenrisse der in Fig. l dargestellten Prinzipanordnung zeigen, lassen die verschiedenen erfindungsgemäss möglichen Anschlussarten der Antriebsmaschine an das Turbogetriebe bzw. das diesem beispielsweise vorgeschal- tete Stirnradgetriebe 2a erkennen. So ist nach Fig. la die Antriebsmaschine 46 (strichpunktiert angedeutet) direkt mit dem Getriebeblock verflanscht, wogegen nach Fig. 1b # linke Seite #
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einer starren Kupplung 3b oder alternativ-rechte Seite der Fig. (strichliert) - unter Zwischenschaltung einer Gelenkwelle 3 mit dem Getriebe- . block verbunden ist. Ebenso gut kann natürlich auch eine elastische Kupplung die Verbindung zwi- schen Antriebsmaschine und Getriebe herstellen.
Die Feder-bzw. Gelenkkupplung zwischen der gefederten und der ungefederten Masse wird im Sinne der Erfindung eine tBBGFeder-Kupplung, eine Gummiring-Federkupplung, eine Secheron- Gelenkkupplung, eine Federtopfkupplung u. a. sein. Durch die erfindungsgemässe Anordnung ist es möglich, die ungefederten Massen auf der Treibachse besonders stark herabzusetzen und das Tur- bogetriebe mit dem Achsgetriebe in einem Gehäuse zu vereinigen. In den Fig. 2a-2i sind beispielsweise Anordnungen, die mit der erwähnten Kupplung 26 ausgerüstet sind, dargestellt.
Die Anordnungen nach den Fig. 2a-2i unterscheiden sich untereinander nur hinsichtlich des Baues der Fahrtwendeschaltung und dem zur Erhöhung der Anfahrrzugkräf dienenden Unterset- zungssprung zwischen den Drehmomentwandlern.
Gleiche Bauelemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In jeder der Fig. 2a-2i ist als Verbindungsglied zwischen Antriebsmaschine und Obertragungselementen beispielsweise eine Gelenkwelle 3 darge- stellt, wobei die strichliert gezeichnete weitere Gelenkwelle die Möglichkeit ein Aufteilung der AntriebsleistungaufzweiAntriebsmaschinenandeutec, eine Ausführungsform, die ebenfalls unter die Erfindung fällt.
Die Fahrtwendung kann entweder durch mechanische Wendegetriebe, die den hydraulischen Kreisläufen nachgeschaltet sind, erfolgen oder dadurch, dass zwei Kreislaufpaare, die wie in den Fig. 2e bis 2i beispielsweise dargestellt, angeordnet sind und je nach geforderter Fahrtrichtung mit dem Betriebsmedium (öl od. dgl.) gefüllt werden.
In den Fig. 2a-2d sind Ausführungen mit mechanischer Wendesehaltung dargestellt. Nach Fig. 2a geht der Kraftweg ebenso wie in Fig. Ib, rechts, über die Gelenkwelle 3, die Eingangsstirnräder 2a, die beiden Kreisläufe A, B, das Kegelradwendetrio 13 mit Schaltmuffe und der Antriebsstirnradstufe 5 mit Gelenk-und/oder Federkupp- lung 26 auf die Treibachse 8. Die beiden Kreisläufe A, B sind zueinander hydraulisch untersetzt.
Die Fig. 2b ist analog 2a mit dem Unterschied, dass für das Eingangsgetriebe Kegelräder 2b und für das Wendegetriebe Súirnräder 13b verwendet werden.
Die Fig. 2c entspricht Fig. 2a mit dem Unterschied, dass in der durch die Fig. 2c dargestellten
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zwischen den Kreisläufen vorgesehen ist, der hier nicht näher bezeichnet wurde. Sonst sind auch jetzt die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie früher bezeichnet.'Es ist bei dieser Anordnung möglich, gleiche Kreisläufe ohne hydraulischen Untersetzungssprung zu verwenden.
Die Fig. 2d entspricht Fig. 2b, unterscheidet sich gegen diese jedoch dadurch, dass zwischen den beiden Kreisläufen durch das Getriebe 13c ein zusätzlicher mechanischer Untersetzungssprung an- geordnet ist. Hiebei können auch gleiche Kreisläufe ohne gegenseitige hydraulische Untersetzung verwendet werden.
In den Hg. 2e-2i sind Ausführungsformen mit hydraulischer Fahrtwendung dargestellt. Wie Fig. 2e zeigt, geht der Kraftweg über die Gelenk welle 3, die Eingangskegelräder 20 und die Kreisläufe A, B, bzw. A', B'. Die beiden Kreislaufgrup pen halben gleiche An- und Abtriebsdrehrichtung wobei das Abtriebsstimrad 21 der Kreislaufgruppe A, B als Zwischenrad wirkt, womit die Fahrtwen dung gegeben ist. Der Kraftweg geht weiter über das Abtriebsstirnrad 23 und die letzte in Kraftrich- tung gesehene Stimradstufe 5 über die Gelenk- und bzw. oder Federkupplung 26 auf die Treibachse 8.
Die Wandler A und B bzw. A' und B' sind je zu einander hydraulisch untersetzt.
Die Anordnung in Fig. 2f entspricht jener in Fig. 2e, mit dem Unterschied jedoch, dass sich die Wandlergruppen und die Eingangskegelräder 201 ; gegenläufig drehen und die Kreisläufe A und B bzw. A'und B'je zueinander mechanische unter- setzt sind. Der Abtrieb der Wandler A und A geht über Hohlwellen 24 nach aussen. Der Kraft-
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weg verläuft über die Teile 3, 2gob, die Kreisläufe, die Teile 24,23, die letzte Stirnradstufe 5 in KraftSussrichtung gesehen, sowie die Feder- und bzw. oder Gelenkkupplung 26 auf die Treibachse 8.
In Fig. 2 g geht der Kraftweg von der Eingangswelle 3 über die Stirnräder 20c mit gleicher Drehrichtung über die Wandlergruppen. Die Kreisläufe A und B bzw. A'und B'sind zueinander hydraulisch untersetzt, der Abtrieb geht über die Kegelräder 25, die Stimradstufe 5 und die Gelenk- und bzw. oder Federkupplung 26 auf die Treibachse 8.
Die Fahrtwendung erfolgt durch wahlweises Einschalten der Kreislaufgruppen A, B bzw. Ai BI, ! Wo- bei die Kegelräger 25 die Abtriebsdrehrichtungumkehren.
Die Anordnung nach Fig. 2h gleicht jener nach Fig. 2a, wobei der Kraftweg über das Kegelradtrio 27 geht, welches jedoch keine Wendemuffe besitzt ; statt dessen erfolgt hier die Fahrtwendung durch wechselweises Einschalten der Kreislaufgruppen A, B bzw. A', B'.
Fig. 2i entspricht Fig. 2h mit dem Unterschied jedoch, dass der bereits genannte mechanische Untersetzungssprung zwischen den Kreisläufen A, B bzw. A', B'vorgesehen ist.
Im Zusammenhang mit der Erfindung. können sowohl hydrodynamische als auch hydrostatische Kreisläufe verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Antriebsanordnung für Landfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei dem die Leistung der Antriebsmaschine über Getriebe einer einzigen Treibachse zugeführt wird, welche Getriebe in Kraftflussrichtung gesehen ein Kegelrad- bzw. Stirnradvorgelege, wenigstens zwei hydraulische Kreisläufe, Kegelrad-bzw. Stirnradgetriebe sowie ein Antriebsstirnradpaar umfassen und in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem der Treibachse zugeordneten Antriebszahnrad (Grossrad) und der Treibachse (8) eine Feder- und bzw. oder Gelenkkupplung (26) vorgesehen ist, wobei das das Antriebszahnrad lagernde und alle übrigen Getriebeteile enthaltende gemeinsame Gehäuse im Fahrzeugrahmen oder Drehgestell starr befestigt ist.
2. Hydraulische Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des der Treibachse zugeführten Drehmomentes in an sich bekannter Weise auf eine oder mehrere weitere, im gleichen Rahmen oder Drehgestell ge- lagerten Treibachsen mittels Kuppelstangen übertragen wird.
3. Hydraulische Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmasehine mit dem die der Treibachse zugeordneten Übertragungselemente enthaltenden Gehäuse in an sich bekannter Weise unter Verwendung von Flanschen zu einer starren Einheit verbunden ist.
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