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Turbomechanischer Antrieb für Drehgestell-Lokomotiven
Die Erfindung bezieht sich auf einen turbomechanischen Antrieb für Drehgestell-Lokomotiven mit zumindest 3-achsigen Drehgestellen und imLokomotiv-Hauptrahmen angeordneten Antriebsmotoren, insbesondere Brennkraftmaschinen, wobei der Antrieb über Gelenkwellen auf je ein jedem Drehgestell zugeordnetes Verteilergetriebe, von diesem über jeder Treibachse zugeordnete nachgeschaltete Drehmomentwandler sowie Stufen- und Wendegetriebe auf die Treibachsen erfolgt.
Bei einer bekannten Diesel-hydraulischen Lokomotive der Achse C + C arbeitet jede der beiden im Hauptrahmen befindlichen Antriebsmaschinen auf ein turbomechanisches, im einen der beiden dreiachsigen Drehgestelle untergebrachtes Getriebe, von welchem aus die drei Achsen durch Gelenkwellen und Zahnradgetriebe angetrieben werden. Nachteilig wirkt sich bei dieser Antriebsanordnung die mechanische Kupplung der drei Achsen eines Drehgestelle. s aus, indem bei etwas ungleichen Raddurchmessem unerwünschte zusätzliche Verspannungen, Zahn- und Lagerdrücke in den Kupplungselementen auftreten, die zu vermehrtem Verschleiss führen.
Bei einem andern bekannten Schienenfahrzeug mit Drehgestellen sind ausser den Antriebsmaschinen auch die beiden Getriebehauptgruppen im Hauptrahmen untergebracht und die Verbindungen zwischen den Achsen sind über Drehmomentwandle) : ausgeglichen. Durch diese letztere Massnahme werden zwar zusätzliche, durch kleinere Unterschiede der Raddurchmesser verursachte Beanspruchungen vermieden, aber zufolge der Lagerung der Hauptgetriebe im Fahrzeugkasten ergeben sich grosse Ausschläge für die langen Gelenkwellen und verhältnismässig grosse Radstände. Da ferner bei dieser Anordnung zunächst eine Verteilung des Kraftflusses auf je drei Wandler, dann aber eine Weiterführung auf zwei ganz verschieden gebaute Wendegetriebe folgt, wird die Anlage umständlich, kostspielig und im Unterhalt teuer.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, diese Nachteile für eine Drehgestellokomotive mit zumindest 3-achsigen Drehgestellen zu vermeiden. Dies geschieht erfindungsgemäss dadurch, dass die jeder Treibachse zugeordneten Übersetzungselemente, bestehend aus einem der Einzelachse zugehörigem oder für zwei Achsen gemeinsamen, getriebenen Rad des Verteilergetriebes, einem Wandler, einem Stufen-, einem Wende- sowie einem Achsgetriebe, für jede Achse gleich ausgebildet sind, wobei in einem am Drehgestellrahmen befestigten zentralen Getriebegehäuse das Verteilergetriebe, die nachgeschalteten Drehmomentwandler sowie die Stufengetriebe untergebracht sind und dass in den einzelnen Achsgetrieben die Eingangswelle des Wendegetriebes in an sich bekannter Weise gegenüber der Radachse erhöht angeordnet ist.
Für zweiachsigeTriebgestelle ist auch eine Konstruktion mit zwei gleichartigen, von einem gemeinsamen Verteilergetriebe angetriebenen Zügen, iedoch mit einer anderen Kombination der Antriebselemente bekannt. Bei dieser Anordnung ist im Zentralgetriebe in der Fortsetzung vom Verteilergetriebe und Drehmomentwandler je das Wendegetriebe nachgeschaltet. Die Achsgetriebe besitzen Kegelräder, zu welchen Gelenkwellen in Achshöhe führen.
Die Anwendung dieser Konstruktion auf Triebgestelle mit mehr als zwei Achsen bringt den Nachteil, jede weitere Achse durch grössere Ablenkungen der Gelenkwelle antreiben zu müssen. Die Erfindung begegnet diesem Nachteil im Prinzip durch die an sich bekannte Hochlage des Wendegetriebes.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Zum erstenAusführungsbeispiel zeigt Fig. 1 die dieselhydraulischeAntriebsanlage eines sechsachsigen
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Drehgestell-Triebfahrzeuges in schematischer Darstellung, Fig. 2 den Grundriss eines seiner Drehgestelle, Fig. 3 einen Querschnitt des Triebfahrzeuges nach der Schnittlinie HI-IH der Fig. l, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Treibachse nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 einen Mittellängsschnitt durch das Getriebe nach der Schnittlinie V-V der Fig. 2, Fig. 6 einen Querschnitt durch dieses Getriebe.
Zum zweiten Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 7 die dieselhydraulische Antriebsanlage eines achtachsigen Drehgestell-Triebfahrzeuges in schematischer Darstellung, Fig. 8 den Grundriss eines seiner Drehgestelle, Fig. 9 einen Querschnitt des Triebfahrzeuges nach der Schnittlinie IX-IX der Fig. 7, Fig. 10 einen Mittel-Längsschnitt durch das Getriebe nach der Schnittlinie X-X der Fig. 11, Fig. 11 einen Mittelquerschnitt durch dieses Getriebe.
Das erste Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1 - 6 dargestellt. Gemäss den Fig. 1 und 2 stützt sich der Fahrzeugkasten 1 mittels kreisbogenförmiger Gleitbahnen 15 über je zwei Wiegenfedern2 2 und Pendelstützen 3 auf den Rahmen 4 der beiden dreiachsigen Drehgestelle 5 ab. Die Organe zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte zwischen den Drehgestellen und dem Kasten sind weiter unten näher beschrieben. Das Fahrzeug weist zwei gleichartige, auf je eines der Drehgestelle arbeitende Antriebsgruppen auf. Sie bestehen zur Hauptsache aus einer Brennkraftmaschine 6, einem im Drehgestellrahmen 4 befestigten Getriebe 7, den Achsgetrieben 8 - 10 und den diese Teile untereinander verbindenden Gelenkwellen 11-14.
In jedem Getriebegehäuse sind drei Arten Übertragungsorgane eingebaut. Erstens wird von'der Antriebswelle 11 die motorische Leistung über ein Verteilergetriebe auf die drei, in etwa gleicher Höhe liegenden Zwischenwellen 18 - 20 verteilt und gleichzeitig auf eine höhere Drehzahl gebracht. Hiezu ist dasVerteilerrad21 durch ein Zahnrad 22 mit der mittleren, und durch gleich grosse Zahnräder 23, 24 und Zwischenräder 25, 26 mit den beiden seitlichen Zwischenwellen 19 und 20 verbunden. Die so unterteilten Drehmomente werden nun zweitens auf hydraulische Drehmomentwandler 27-29 geleitet, die unter sich gleich sind.
Deren Ausgangsseiten sind mit den Primärwellen 30 - 32 eines dritten Übertragungsorgans, nämlich von zweistufigen Za : hnradvorgelegen 33 - 35 gekuppelt. Diese Vorgelege können, wie in der Zeich- nung angedeutet, mit innenliegendenReibungskupplungen versehen sein, die mittels Drucköl vom Wellenende aus ein-und ausgekuppelt werden.
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36-38Treibradsätze führen. In den Achsgetrieben ist in Hochlage je ein mit Verschiebemuffe 40 arbeitendes Kegelrad-Wendegetriebe 41 - 43 und ein anschliessendes Stirnrad-Untersetzungsgetriebe. 44 - 46 eingebaut.
Wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die Wendegetriebe von Achsmitte nach aussen versetzt angeordnet, was ermöglicht, die beiden, neben dem Zentralgetriebe liegenden Radsätze sehr nahe an dieses heranzubringen und noch genügend lange Gelenkwellen 12und 13 unterzubringen. Die Hochlage der Wendegetriebe ermöglicht ferner, die vom zentralen Getriebe zur rechtsseitigen Endachse führende Gelenkwelle oberhalb der Mittelachse zu verlegen, womit sich sehr kleine Wellenwinkel ergeben. Ferner trägt diese Massnahme zu einer Verkürzung des Gesamtradstandes bei.
Da die drei Antriebszüge vom Austritt aus den Turbowandlern an zufolge der hydraulischen Drehmomentcharakteristik selbständig sind, können auch bei etwas ungleichen Raddurchmesser keine zusätzlichen Verspannkräfte in den einzelnen Übertragungsteilen auftreten, die zu höheren mechanischen Beanspruchungen und zu vermehrtem Verschleiss führen würden. Weil ausserdem die drei Antriebtzlige untereinander grundsätzlich gleichartig gebaut sind, kann man mit einer entsprechendkleinenZahlvonReserveteilen auskommen.
Aus den Fig. 3 und 5 ist die Längsverbindung zwischen Kasten 1 und Drehgestellen 5 zu erkennen.
Man ersieht daraus, dass das Gehäuse des am Drehgestellrahmen 4 befestigten Getriebes 7 als Träger eines tiefliegenden Drehzapfens 48 dient. Dieser greift mittels Kugelbüchse und Gleitstein in den Querschlitz 49 der Kastentraverse 50 und überträgt auf diese Weise die Zug-und Bremskräfte unter Umgehung der Wiegebalken 51 direkt vom Drehgestellrahmen zum Fahrzeugkasten.
Beim zweitenAuführungsbeispiel gemäss den Fig. 7-11 sind die beiden Triebdrehgestelle vierachsig anstatt nur dreiachsig ausgebildet. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, befinden sich die beiden AntriebsMotoren 6 wieder im Fahrzeugkasten 1 und arbeiten ebenfalls unabhängig voneinander auf das zugehörige Drehgestell.
Die zentralen, an den Drehgestellrahmen 4 befestigten Getriebe 52 sind für sich vollständig symmetrisch ausgebildet, was besonders aus den Fig. 8 und 10 zu erkennen ist. Das Eingangsrad 53 des Verteilergetriebes arbeitet auf die beiden Verteilräder 54. Diese treiben je zu ihren beiden Seiten die Primärstufen von vier hydraulischen Wandlern 55 an. Deren Sekundärstufen sind dann wie beim ersten Ausführungsbei-
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spiel mit den Primärwellen von zweistufigen Zahnradgetrieben 56 verbunden, die z. B. mit hydraulisch betätigbaren Reibungskupplungen ausgerüstet sind.
Die vom zentralen Getriebe nach den Achsgetrieben führenden Gelenkwellen 57 - 58 sind mit gleichem seitlichem Abstand" a" von der Drebgestell-Längsmitte angeordnet. Ausserdem sind die Wendegetriebe 59 so ausgebildet, dass die Gelenkwelle sowohl an die eine als auch an die andere Seite angeschlossen werden kann. Dies ermöglicht, die vier Radsätze mit ihren Achsgetrieben vollständig gleichar-
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getriebes ein Stummel 60 zum Befestigen des Kardangelenkes vorgesehen ist.
Zufolge der aus den Achs-Mittelebenen um den Betrag"v"versetzten Wendegetriebe können auch beim zweiten Ausführungsbeispiel die innern Radsätze sehr nahe an das zentrale Getriebe 52 herangedrückt werden. Ferner können die zu den äussern Radsätzen führenden Kardanwellen 58 wieder oberhalb der innern Achsen und ungefährt horizontal verlegt werden und es sind deshalb verhältnismässig kurze Radstände möglich.
Zur Übertragung der Zug-und Bremskräfte sind in jedem Drehgestell zwei Drehzapfen 61 vorgesehen und im Gehäuse des Zentralgetriebes 52 befestigt. Die Gleitsteine haben aber auf ihrer Aussenseite erhebliches Spiel s, so dass die Übertragung der Längskräfte stets nur durch den einen Zapfen, u. zw. an der der Drehgestellmitte zugekehrten Seite des betreffenden Gleitsteins erfolgt. Der Angriffspunkt liegt dann bei Übertragung von Zugkräften stets hinter der Drehgestellmitte, bei Ausübung von Bremskräften vor dieser und somit befinden sich die am Drehgestell wirkenden Längskräfte im stabilen Gleichgewicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. TurbomechanischerAntrieb für Drehgestell-Lokomotiven mit zumindest 3-achsigen Drehgestellen und im Lokomotiv-Hauptrahmen angeordneten Antriebsmotoren, Insbesondere Brennkraftmaschinen, wobei der Antrieb über Gelenkwellen auf je ein jedem Drehgestell zugeordnetes Verteilergetriebe, von diesem über jeder Treibachse zugeordnete nachgeschaltete Drehmomentwandler sowie Stufen- und Wendegetriebe auf die Treibachsen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die jeder Treibachse zugeordneten Übersetzungselemente, bestehend aus einem der Einzelachse zugehörigen oder für zwei Achsen gemein-
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sowie die Stufengetriebe (33-35 ;
56) untergebracht sind und dass in den einzelnen Achsgetrieben die Eingangswelle des Wendegetriebes in an sich bekannter Weise gegenüber der Radachse erhöht angeordnet ist.