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Kombinierter Zahnrad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen kombinierten Zahnrad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges, bei dem das auf die Zahnstange arbeitende Triebzahnrad auf einer Adhäsionsachse mittels einer Hohlwelle drehbar gelagert ist und von einem für beide Antriebe gemeinsamen Motor über ein zwischen dem in Fahrzeugmitte angeordneten Triebzahnrad und dem einen Ende der Adhäsionsachse liegenden Eingangsvorgelege angetrieben wird und bei dem ferner der über ein Vorgelege mit grösserer Übersetzung als das Triebzahnrad angetriebene Adhäsionsantrieb durch eine Reibungskupplung auskuppelbar ist.
Zahnrad- und Adhäsionsantriebe dieser Art sind im allgemeinen unter der Voraussetzung brauchbar, dass die für eine bestimmte Motordrehzahl vorgeschriebenen Fahrgeschwindigkeiten im Zahnstangenund im Adhäsionsbetrieb nicht stark voneinander abweichen. Will man aber zwecks besserer betrieblicher Anpassung des Fahrzeuges an die Steigungsverhältnisse der zu befahrenden Strecke grössere Fahrgeschwindigkeitsunterschiede erreichen, so ist dies mit der vorbeschriebenen Antriebsanordnung aus baulichen Gründen nicht gut möglich.
Es ist ein kombinierter Zahnrad- und Adhäsionsantrieb bekannt geworden, bei dem ein Adhäsionsvorgelege auf der dem Triebzahnradantrieb gegenüberliegenden Seite des Triebzahnrades angeordnet ist.
Dabei sind alle Antriebe von einer gemeinsamen, parallel zur Adhäsionsachse am Triebzahnrad vorbei verlaufenden Vorgelegewelle her über je ein Zahnradpaar mit entsprechenden Übersetzungsverhältnissen gekuppelt. Diese Anordnungsweise bringt eine recht ungünstige Beeinflussung der Getriebeabmessungen und damit eine schwerfällige, viel Platz beanspruchende Bauart mit sich. Die genannte Vorgelegewelle kann nämlich wegen der im wesentlichen festliegenden Abmessungen des Triebzahnrades nur in einem entsprechend grossen Mindestabstand von der Adhäsionsachse angeordnet werden, womit auch die auf der Vorgelegewelle angeordneten Ritzel zum Triebzahnrad und zum Adhäsionsgetriebe mit ihrem Durchmesser bei der Wahrung eines üblichen Übersetzungsverhältnisses eine bestimmte Mindestgrösse nicht überschreiten können.
Dies wirkt sich wegen der Platzverhältnisse wiederum einschränkend auf den ausführbaren Übersetzungsbereich der Getriebe aus.
Demgegenüber ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Adhäsionsvorgelege in an sich bekannter Weise auf der dem Eingangsvorgelege abgekehrten Seite des Triebzahnrades angeordnet ist und ferner das ebenfalls auf der dem Eingangsvorgelege abgekehrten Seite des Triebzahnrades auf der Adhäsionsachse gelegene Eingangszahnrad des Adhäsionsvorgeleges unmittelbar von der Hohlwelle des Triebzahnrades her antreibbar ist.
Ein solcher Antrieb des Adhäsionsvorgeleges bietet den wesentlichen Vorteil, dass überhaupt kein Antrieb mehr aussen am Triebzahnrad vorbeigeführt zu werden braucht, so dass man beide Vorgelege ohne Rücksicht auf das Triebzahnrad optimal dimensionieren und dadurch zugleich wesentlich grössere Unterschiede zwischen der Adhäsions- und der Zahnradübersetzung erreichen kann.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen horizontalen Mittelschnitt durch den Antriebsradsatz des ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 2 einen solchen zum zweiten Ausführungsbeispiel.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist das auf die Zahnstange arbeitende Triebzahnrad 1 mit der Hohlwelle 2 verkeilt und mittels dieser lose drehbar auf der Achse 3 eines Adhäsionsradsatzes eines Schienenfahrzeuges gelagert. Mit ihm sind zwei Bremstrommeln 4 verschraubt, auf welche z. B. zwei Bandbremsen wirken.
Für den Antrieb des Triebzahnrades 1 ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter, im Fahrzeug untergebrachter Motor, z. B. ein Elektromotor vorgesehen. Er ist mit der Kardanwelle 5 verbunden und treibt das Triebzahnrad 1 über die im Gehäuse 6 gelagerten Kegelrad- und Stirnradvorgelege 7, 8 und 9, 10 an. Das Gehäuse 6 liegt in dem Raum zwischen dem Triebzahnrad 1 und dem rechtsseitigen Adhäsionsrad 3 a. Es ist aussenseitig auf der Achse 3, innenseitig auf der Hohlwelle 2 gelagert und durch eine Stütze 11 mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.
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Das Vorgelege zum Adhäsionsantrieb befindet sich zwischen dem Triebzahnrad 1 und dem linksseitigen Adhäsionsrad 3 b. Dessen Gehäuse 13 ist ebenfalls aussenseitig auf der Achse 3, innenseitig auf der Hohlwelle 2 gelagert und durch eine Stütze 14 am Fahrzeugrahmen aufgehängt. Mit der Vorgelegewelle 15
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mit der Achse 3 verkeilt, wogegen das grosse Zahnrad 18 des ersten Paares mit einer Reibungskupplung versehen ist. Hiezu ist das Zahnrad 18 hohl ausgebildet. Seine Seitenwände bilden die äusseren, gerillten Kupplungsscheiben und sind auf den Naben der inneren, axial verschieblichen Kupplungsscheiben 20, 21 gelagert. Diese Naben sind mittels Keilnutenprofiles mit dem Ende der in das Vorgelege hinein verlängerten Hohlwelle 2 drehfest verbunden.
Zum Betätigen der Kupplung lässt der Fahrzeugführer durch einen nicht gezeichneten Steuerhahn Druckflüssigkeit in die Kanäle 22, 23, 24 und in den Druckzylinderraum 25 eintreten, worauf die inneren Kupplungsscheiben 20, 21 gegen die Seitenwände des Zahnrades 18 gedrückt werden und deren Mitnahme bewirken. Auf diese Weise wird auf Adhäsionsstrecken die Achse 3 von dem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Dabei ist das erste Vorgelege 7-10 dem Adhäsionsvorgelege vorgeschaltet und die Hohlwelle 2 des Triebzahnrades 1 dient als Verbindungsglied der beiden Vorgelege. In diesem Zustand kann die Triebzahnradbandbremse 4 auch zur Bremsung der Adhäsionsräder benützt werden.
Das an den Bremstrommeln auftretende Drehmoment wird dann aber nicht wie beim Motorantrieb über das Vorgelege 9/10 sondern direkt durch die Hohlwelle 2 in das Adhäsionsvorgelege geleitet.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die gute Raumausnutzung der Getriebeanlage durch Verteilung über die ganze Breite des Radsatzes aus. Die aktiven Teile können damit reichlich bemessen werden und das Ganze gewinnt an Zugänglichkeit. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft besteht darin, dass dank des Einbaues von zwei Zahnradpaaren im Adhäsionsvorgelege sich sehr grosse Untersetzungsunterschiede zwischen Zahnstangen- und Adhäsionsbetrieb zustande bringen lassen. Dies ist z. B. für Bahnverhältnisse erwünscht, bei denen verhältnismässig flache Adhäsionsstrecken mit sehr steilen Zahnstangenstrecken abwechseln.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind das Triebzahnrad 1 und das Triebzahnradvorgelege 7-10 gleich wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, wogegen das Adhäsionsvorgelege als Umlaufgetriebe gebaut ist. Dieses besitzt ein als Planetenradträger dienendes Gehäuse 27, das links auf der Achse 3, rechts auf der Hohlwelle 2 frei drehbar gelagert und mit einer Bandbremstrommel28 versehen ist. Das primäre Sonnenrad 29 ist auf der Achse 3 gelagert und mittels Klauen 30 mit dem linksseitigen Ende der Hohlwelle 2 drehfest verbunden. Im Eingriff mit dem Rad 29 sind die Planetenritzel 31 der drei in gleichen Abständen auf den Umfang verteilten, im Gehäuse 27 gelagerten Wellen 32. Die eben-
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auf die Achse 3 aufgepresst ist.
Zum Kuppeln des Umlaufgetriebe zieht der Fahrzeugführer die Bandbremse 35 an und setzt damit das Gehäuse 27 still. Die Adhäsionsachse 3 ist dann wieder über das Triebzahnradvorgelege und die Hohlwelle 2, sowie über das Umlaufrädergetriebe mit dem gemeinsamen Antriebskörper gekuppelt. Zum Anziehen der Bandbremse kann ein von Hand zu betätigendes Gestänge vorgesehen sein oder es können Verstärkerorgane, wie z. B. die Bremsdruckluftanlage des Fahrzeuges oder auch von der Fahrzeugbatterie gespeiste Elektromagnete zu Hilfe gezogen werden. Mit der Bandtrommelbremse 35 des Umlaufrädergetriebes ist eine Reibungskupplung vorhanden, die ein längeres Schleifen der Kupplung ohne gefährliche Erwärmungen zulässt, was für die Einfahrt des Fahrzeuges von Adhäsionsstrecken in Zahnstangenabschnitte von Vorteil ist.
Dank der Verwendung eines zweistufigen Planetenrades sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel grosse Untersetzungsverhältnisse möglich.
An Stelle eines Triebzahnradvorgeleges, das für den Antrieb durch einen Längsmotor bestimmt ist, könnte z. B. auch ein solches für Quermotorantrieb verwendet werden, sowie solche mit Transportrad zwischen dem Motorritzel und dem auf der Achse befindlichen Zahnrad.
Ferner könnte das Adhäsionsvorgelege mit mehr als nur einer kuppelbaren Zahnradstufe ausgerüstet sein, z. B. für den Fall der Verwendung einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kombinierter Zahnrad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges, bei dem das auf die Zahnstange arbeitende Triebzahnrad auf einer Adhäsionsachse mittels einer Hohlwelle drehbar gelagert ist. und von einem für beide Antriebe gemeinsamen Motor über ein zwischen dem in Fahrzeugmitte angeordneten Triebzahnrad und dem einen Ende der Adhäsionsachse liegenden Eingangsvorgelege angetrieben wird und bei dem ferner der über ein Vorgelege mit grösserer Übersetzung als das Triebzahnrad angetriebene Adhäsionsantrieb durch eine Reibungskupplung auskuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Adhäsionsvorgelege (13) in an sich bekannter Weise auf der dem Eingangsvorgelege (6-10) abgekehrten Seite des Triebzahnrades (1)
angeordnet ist und ferner das ebenfalls auf der dem Eingangsvorgelege abgekehrten Seite des Triebzahnrades auf der Adhäsionsachse (3) gelegene Eingangszahnrad (20, 21 bzw. 29) des Adhäsionsvorgeleges (13-21 bzw. 27-34) unmittelbar von der Hohlwelle des Triebzahnrades (1) her antreibbar ist.
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