Lokomotive mit Antrieb durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere
Diesellokomotive.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lokomotive mit Antrieb durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Diesellokomotive, bei welcher zwischen der Verbren nungskraftmaschine und den Triebachsen ein Flüssigkeitsgetriebe mit Schaufelrädern, ein Wendegetriebe und eine Kupplung, die bei leerlaufender und bei abgestellter Verbren nungskraftmaschine ausgerückt wird, als Ubertragungsorgane verwendet werden.
Die Erfindung besteht darin, dass die Kupplung im Wendegetriebe angeordnet ist, indem an Stelle von Klauenkupplungen sowohl in demjenigen Teil des Wendegetriebes, welcher während der Fahrt in der einen Richtung die Leistung übertragt, als auch in demjenigen Teil des Wendegetriebes, welcher die Leistung bei der Fahrt in der andern Richtung überträgt, eine Schlupfkupplung angeordnet ist.
Wenn zur Wendung der Fahrrichtung von Lokomotiven entweder die Zähne von Zahnrädern oder die Klauen von Klauen- kupplungen in bezw. ausser Eingriff gebracht werden, können die Zähne der Zahnräder bezw. die Klauen der Klauenkupplun- gen meistens nicht in jeder Stellung der beiden Kupplungsseiten, sondern erst nach einer Verdrehung der einen Kupplungsseite bezüg- lich der andern in Eingriff gebracht werden.
Ist dabei der Drehzahlunterschied der beiden Kupplungsseiten zu gross, so kann ein Eingriff wegen der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit nicht mehr stattfinden, und es entsteht das bekannte Kratzen der Klauen, wobei Schläge entstehen, welche die Klauen beschädigen und das Getriebe einem vorzeitigen VerschleiB unterwerfen. Wenn die Klauenkupplungen des Wendegetriebes durch Schlupfkupplungen ersetzt werden, sind die einem grossen VerschleiB unterliegenden Teile des Wendegetriebes vermieden.
Ausser dem Flüssigkeits-Wechselgetriebe kann auch ein Zahnradgetriebe noch vorgesehen sein. Die Vorrichtung, welche die Schlupfkupplungen im Wendegetriebe steuert, kann durch die Vorrichtung, welche die Brennstoffpumpe steuert, blockiert sein und nur dann freigegeben werden, wenn die Steuervorrichtung der Brennstoff- pumpe in Leerlaufstellung oder in Nullstel- lung steht. Eine weitere Vorrichtung kann die Schlupfkupplung des Wendegetriebes ausrücken, wenn die die Brennstoffpumpe steuernde Vorrichtung in Leerlaufstellung oder in Nullstellung steht. Die Schlupfkupplungen des Wendegetriebes können als Rei bungskupplung, als hydraulische, als pneumatische, als magnetische oder schliesslich auch als elektrische Kupplung ausgebildet sein.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend anhand zweier auf der Zeichnung vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Diesellokomotive ;
Fig. 2 und 3 zeigen eine Einzelheit der Lokomotive nach Fig. 1 im Längs-und im Querschnitt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ;
Fig. 4 und 5 zeigen die gleiche Einzelheit der Lokomotive nach Fig. l ebenfalls im Längs-und im Querschnitt in anderer Ausführung als zweites Beispiel.
Die durch die Treibachsen 1 (Fig. 1) getragene Lokomotive wird mittels eines Dieselmotors 2 angetrieben, welcher seine Leistung iiber ein mit Schaufelrädern versehenes Flüssigkeitsgetriebe 3 auf ein Wendegetriebe 4 und eine Blindwelle 5 mit Hilfe des Schubgestänges 6 auf das Eupplungsgestänge 7 der beiden Treibachsen l überträgt.
Für die Führung des Fahrzeuges sind zwei Fahr-Schalthebel 8 und 9 angeordnet, von denen der Geschwindigkeitshebel 8 die Brennstoffeinspritzung und damit die Leistung des Dieselmotors 2 beherrscht, während der Wendehebel 9 das Wendegetriebe 4 steuert.
Die Bewegung des Geschwindigkeits- hebels 8 wird mechanisch über das Gestänge 10 dem Kolben 11 und das Gestänge 12 auf die Regelvorrichtung der Brennstoffpumpe 13 übertragen. Die Bewegung des Wendehebels 9 wird über ein Gestänge 14 auf einen Steuerschieber 15 übertragen und die Impulse von hier hydraulisch iiber die Leitungen 16 und 17 auf das Wendegetriebe 4 weitergeleitet.
Mit Hilfe der Kurvenscheibe 18 und des Gestänges 19 wird eine Verblockung zwischen dem Geschwindigkeitshebel 8 und dem Wendehebel 9 in der Weise erreicht, daB eine Wendung der Fahrrichtung nur möglich ist, wenn der Geschwindigkeitshebel in der Leerlauf-oder Nullstellung steht.
Eine zweite Verblockungsvorrichtung 20 sorgt dafür, dass die Schlupfkupplungen des Wendegetriebes in der Leerlauf-und in der Nullstellung des Geschwindigkeitshebels 8 immer gelöst sind, so dass der Motor ohne mit der Fahrachse verbunden zu sein, leer laufen kann.
Der Antrieb des Wendegetriebes 4 (Fig. 1) erfolgt durch die Welle 91 (Fig. 2), auf welche ein Kegelrad 22 starr aufgekeilt ist. Mit dem Kegelrad 22 stehen zwei weitere Kegelräder 23 und 24, welche in den Lagern 25 und 26 und ferner auf der Welle 27 gelagert sind, in Verbindung. Jedes der beiden Kegelräder 23 und 24 ist mit einem Kupplungskonus 28 bezw. 29 starr verbunden. Die entsprechenden Gegenkonusse 30 und 31 sind auf der Welle 27 starr aufgekeilt.
Die Welle 27 lässt sich in Längsrichtung nach Massgabe der auf die Kolben 32 und 33 ausgeübten Flüssigkeitsdrücke nach links oder nach rechts verschieben. Beim Ausbleiben eines Flüssigkeitsdruckes ist jeder der Kolben 32 und 33 durch Federn 34 und 35 gleich stark gegen die Welle 27 gedrückt, die Welle steht dann in der Mittellage. Die zur Belastung der Kolben 32 bezw. 33 dienende Druckflüssigkeit wird durch die Leitungen 16 bezw. 17 zugeführt.
Die Bewegung der Welle 27 wird iiber ein Zahnrad 36 auf das Zahnrad 37 übertragen, welches auf der Blindwelle 5 aufge- keilt ist. Die beiden Kurbeln 38 und 39 der Blindwelle leiten die Bewegung über das Gestänge 6, 7 (Fig. 1) auf die Fahrachsen weiter.
Es wird angenommen, dass das Zahnrad 23 (Fig. 2) und die Kupplung 28, 30 zum Antrieb des Fahrzeuges bei Vorwärtsfahrt diene. Der Hebel 9 (Fig. 1) steht bei Vor wärtsfahrt in der Vorwärtsstellung V. Die Stellung N des Hebels 9 entspricht der Leerlaufstellung und die Stellung R der Stellung für Rückwärtsfahrt. Der Hebel 8 stellt den Dieselmotor in der Stellung L auf Leerlauf ein, die Stellung W entspricht der vollen Leistung.
In der eingezeichneten Stellung für Vor wärtsfahrt steht der Schieber 15 in der äussersten Stellung links, so dass von einer nicht gezeichneten Flüssigkeitspumpe des Dieselmotors 2 Druckflüssigkeit über die Leitungen 40 und 41 (Fig. 1) und 16 in den Zylinder des Servomotorkolbens 32 (Fig. 2) gelant. Die Reibungskupplung 28, 30 ist dann eingerückt, so dass die Leistung des Dieselmotors von der Welle 21 über die Zahnräder 22 und 23 auf die Welle 27 über tragen wird. Von der Welle 27 wird die Leistung weiter liber die Zahnräder 36, 37 auf die Blindwelle 5 und von hier über das Schubstangengetriebe auf die Fahrachsen geleitet.
In der gezeichneten Stellung ist der Wendehebel 9 mit Hilfe der Eurvenscheibe
18 und des Gestänges 19 verriegelt, so dass er aus der eingezeichneten Stellung nicht eher verschoben werden kann, als der Geschwindigkeitshebel 8 in der Leerlaufstellung L steht.
Bei der Verstellung des Fahrhebels 8 in die Leerlaufstellung entsteht durch die Verschiebung des Kolbenschiebers 11 eine Verbindung zwischen der Leitung 41 und der Ablaufleitung 42, so dass die im Zylinder des Servomotorkolbens 32 (Fig. 2) befindliche
Druckflüssigkeit iiber dieLeitungen 16 (Fig. 1 : und 2), 41 (Fig. 1) und 42 entweichen kann.
Gleichzeitig wird auch der Durchfluss aus der Pumpendruckleitung 40 nach der Leitung 41 verschlossen.
Da aber auch der Zylinder des Servomotorkolbens 33 über die Leitung 17 (Fig. 1 und 2) mit der Ablaufleitung 43 (Fig. 1) in Verbindung steht, herrscht auf beiden Seiten der Welle 27 (Fig. 2) der gleiche Druck, so daB sie in die Mittelstellung verschoben wird, in welcher weder die Kupplung 28, 30 noch die Kupplung 29, 31 eingerückt sind und somit der Dieselmotor von den Fahrachsen entkuppelt ist und leer laufen kann.
Durch die Form der Kurvenscheibe 18 bedingt, kann eine Umschaltung des Fahrzeuges von der einen Richtung auf die andere nur dann erfolgen, wenn der Dieselmotor im Leerlauf bei ausgeschalteter Kupplung läuft oder überhaupt stillsteht.
Eine Verstellung des Wendehebels 9 in die Stellung R verursacht eine Verschie- bung des Kolbenschiebers 15 nach rechts, so dass die Leitung 16 mit der Ablaufleitung 44 in Verbindung steht, so daB die Kupplung für Vorwärtsfahrt auf keinen Fall mehr eingerückt werden kann. Gleichzeitig entsteht nun eine Verbindung zwischen der Leitung 41 und der Leitung 17, so daB, sobald durch Verstellung des Fahrhebels 8 aus der Leerlaufstellung gegen die Vollaststellung W der Kolbenschieber 11 nach links geschoben und dadurch eine Verbindung zwischen der Leitung 40 und der Leitung 41 hergestellt ist, der Servomotorkolben 33 (Fig. 2) durch Flüs- sigkeit belastet wird, die Welle 27 nach rechts geschoben und die Kupplung 29, 31 in Eingriff gebracht wird.
Die Leistung des Dieselmotors wird dann vom Antriebsrad 22 über das Kegelrad 24 auf die Welle 27 und von hier auf dem üblichen Weg auf die Fahrachsen geleitet.
In der Stellung N ist sowohl der Servomotorkolben 32 für Vorwärtsfahrt als auch der Servomotorkolben 33 für Rückwärtsfahrt über die Leitungen 16 bezw. 17 mit den Ablaufleitungen 43 bezw. 44 verbunden, die Welle 27 steht in Mittelstellung und der Dieselmotor ist entkuppelt. Dabei ist durch die Kurvenscheibe 18 der Fahrhebel 8 in der Leerlaufstellung oder in der Nullstellung blockiert.
Eine andere Ausführung des Wendegetriebes ist in Fig. 3 dargestellt. Wiederum ist das Wendegetriebe durch die Leitungen 16 und 17 mit den Steuervorrichtungen nach Fig. 1 verbunden. AIs Kupplungen sind nicht Konuskupplungen, sondern Lamellenkupplungen 45 für Vorwärtsfahrt und 46 für Rückwärtsfahrt vorgesehen, die nicht auf der getriebenen Seite des Wendegetriebes, sondern auch der treibenden sitzen. Der treibende Teil 47 bezw. 48 der Lamellenkupplungen ist auf der durch den Dieselmotor über das hydraulische Getriebe 3 angetriebenen Welle 49 starr aufgekeilt, während der getriebene Teil 50 bezw. 51 der Lamellenkupplungen drehbar auf der Welle 49 und in den Lagern 52, 53 gelagert ist.
Der eine Teil 50 ist mit einem Kegelrad 54 und der andere Teil mit einem Kegelrad 55 starr verbunden, so daB das Kegelrad 56 beim Einrücken der Vorwärtskupplungen 45 durch das Eegelrad 54 und beim Einrücken der Rückwärtskupp- lung 46 durch das Kegelrad 55 angetrieben wird. Das Kegelrad 56 ist auf einem Wellenstummel 57 befestigt, der über die Zahnräder 58 und 59 die Blindwelle 5 treibt, die dann in bekannter Weise über Eurbeln 39 und Schubstangengetriebe 6 und 7 die Fahrachsen antreibt.
Die Lamellenkupplungen 45 und 46 wer- den durch eine Anzahl gleichmäBig auf dem IJmfang verteilter Servomotorkolben 60 und 61, die in üblicher Weise aus den Leitungen 16 bezw. 17 Druckflüssigkeit erhalten, eingerückt. Beim Entweichen der Flüssigkeit lösen sich ohne Federdruck die Lamellen der Kupplungen selber, so daB sie beim Nachlassen des Druckes selbsttätig ausgerückt werden.
Vorteilhafterweise wird zur Steuerung der Servomotoren Drucköl verwendet, welches von einer Pumpe des Dieselmotors 2 gefördert wird. Gegebenenfalls kann auch einem vorhandenen Druckölleitungsnetz des Dieselmotors, beispielsweise aus der Schmier ölleitung, Drucköl entnommen werden. Gegebenenfalls könnte aber auch ein anderes Mittel zur Übertragung der Impulse, beispielsweise eine andere Druckflüssigkeit oder Druckgase, zur Steuerung verwendet werden.
Es lieBen sich auch elektrische Impulsleitungen und magnetische Servomotoren anwenden. Die letzte Lösung hätte insbesondere den Vorteil einer-mühelosen Handhabung durch den Führer des Fahrzeuges.
Die Schlupfkupplungen des Wendegetriebes müssen nicht unbedingt als Reibungskupplungen ausgebildet sein. Es können beispielsweise auch hydraulische, magnetische oder elektrische Kupplungen verwendet werden. An Stelle des hydraulischen Getriebes 3 kann auch eine hydraulische Kupplung verwendet werden.
Locomotive powered by an internal combustion engine, in particular
Diesel locomotive.
The invention relates to a locomotive driven by an internal combustion engine, in particular a diesel locomotive, in which between the combustion engine and the drive axles, a fluid gear with paddle wheels, a reversing gear and a clutch that is disengaged when the combustion engine is idling and when the combustion engine is switched off, is used as transmission organs will.
The invention consists in that the clutch is arranged in the reversing gear, in place of claw clutches both in that part of the reversing gear which transmits the power in one direction while driving, as well as in that part of the reversing gear which the power in the Transferring travel in the other direction, a slip clutch is arranged.
If to turn the direction of travel of locomotives either the teeth of gears or the claws of claw clutches in resp. are disengaged, the teeth of the gears can BEZW. the claws of the claw couplings are usually not brought into engagement in every position of the two coupling sides, but rather only after one coupling side has been rotated with respect to the other.
If the difference in speed between the two clutch sides is too great, intervention can no longer take place due to the short time available, and the familiar scratching of the claws occurs, with blows which damage the claws and subject the transmission to premature wear . If the claw clutches of the reversing gear are replaced by slip clutches, the parts of the reversing gear subject to great wear are avoided.
In addition to the variable-speed transmission, a gear transmission can also be provided. The device that controls the slip clutches in the reversing gear can be blocked by the device that controls the fuel pump and only released when the control device of the fuel pump is in the idling position or in the zero position. Another device can disengage the slip clutch of the reversing gear when the device controlling the fuel pump is in the idling position or in the zero position. The slip clutches of the reversing gear can be designed as a friction clutch, as a hydraulic, as a pneumatic, as a magnetic or finally as an electrical clutch.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in simplified form in the drawing.
1 shows a longitudinal section through a diesel locomotive;
FIGS. 2 and 3 show a detail of the locomotive according to FIG. 1 in longitudinal and in cross section as a first embodiment of the invention;
4 and 5 show the same detail of the locomotive according to FIG. 1, also in longitudinal and cross-section, in a different embodiment as a second example.
The locomotive carried by the driving axles 1 (Fig. 1) is driven by means of a diesel engine 2, which transfers its power via a fluid gear 3 provided with paddle wheels to a reversing gear 4 and a jackshaft 5 with the aid of the push rod 6 to the coupling rod 7 of the two driving axles transmits.
Two drive shift levers 8 and 9 are arranged for guiding the vehicle, of which the speed lever 8 controls the fuel injection and thus the power of the diesel engine 2, while the reversing lever 9 controls the reversing gear 4.
The movement of the speed lever 8 is transmitted mechanically via the rod 10 to the piston 11 and the rod 12 to the control device of the fuel pump 13. The movement of the reversing lever 9 is transmitted to a control slide 15 via a linkage 14, and the impulses are passed on from here hydraulically via lines 16 and 17 to the reversing gear 4.
With the aid of the cam 18 and the linkage 19, a locking between the speed lever 8 and the reversing lever 9 is achieved in such a way that the direction of travel can only be reversed when the speed lever is in the idle or zero position.
A second locking device 20 ensures that the slip clutches of the reversing gear are always released in the neutral and in the zero position of the speed lever 8, so that the motor can idle without being connected to the travel axis.
The reversing gear 4 (FIG. 1) is driven by the shaft 91 (FIG. 2), onto which a bevel gear 22 is rigidly keyed. With the bevel gear 22 are two further bevel gears 23 and 24, which are mounted in the bearings 25 and 26 and also on the shaft 27, in connection. Each of the two bevel gears 23 and 24 is respectively with a coupling cone 28. 29 rigidly connected. The corresponding counter cones 30 and 31 are rigidly keyed onto the shaft 27.
The shaft 27 can be displaced in the longitudinal direction to the left or to the right in accordance with the liquid pressures exerted on the pistons 32 and 33. If there is no fluid pressure, each of the pistons 32 and 33 is pressed equally strongly against the shaft 27 by springs 34 and 35, and the shaft is then in the central position. The respectively to load the piston 32. 33 serving hydraulic fluid is respectively through the lines 16. 17 supplied.
The movement of the shaft 27 is transmitted via a gearwheel 36 to the gearwheel 37, which is keyed onto the jackshaft 5. The two cranks 38 and 39 of the jackshaft transfer the movement via the linkage 6, 7 (FIG. 1) to the travel axes.
It is assumed that the gear 23 (FIG. 2) and the clutch 28, 30 are used to drive the vehicle when driving forward. The lever 9 (Fig. 1) is when driving forward in the forward position V. The position N of the lever 9 corresponds to the idle position and the position R to the position for reverse. The lever 8 sets the diesel engine in the L position to idle, the W position corresponds to full power.
In the position shown for forward travel, the slide 15 is in the extreme position on the left, so that pressure fluid from a fluid pump (not shown) of the diesel engine 2 via lines 40 and 41 (Fig. 1) and 16 into the cylinder of the servo motor piston 32 (Fig. 2) reached. The friction clutch 28, 30 is then engaged, so that the power of the diesel engine is transmitted from the shaft 21 via the gears 22 and 23 to the shaft 27. From the shaft 27, the power is passed on via the gears 36, 37 to the jackshaft 5 and from here via the push rod gear to the travel axes.
In the position shown, the turning lever 9 is with the help of the Eurve disk
18 and the linkage 19 are locked so that it cannot be moved from the position shown before the speed lever 8 is in the idle position L.
When moving the drive lever 8 into the idle position, the displacement of the piston valve 11 creates a connection between the line 41 and the drain line 42, so that the one located in the cylinder of the servomotor piston 32 (FIG. 2)
Pressure fluid can escape via the lines 16 (Fig. 1: and 2), 41 (Fig. 1) and 42.
At the same time, the flow from the pump pressure line 40 to the line 41 is also closed.
However, since the cylinder of the servomotor piston 33 is also connected to the drain line 43 (FIG. 1) via the line 17 (FIGS. 1 and 2), the same pressure prevails on both sides of the shaft 27 (FIG. 2), so that it is shifted into the middle position in which neither the clutch 28, 30 nor the clutch 29, 31 are engaged and thus the diesel engine is decoupled from the travel axes and can idle.
Due to the shape of the cam 18, the vehicle can only be switched from one direction to the other when the diesel engine is idling with the clutch switched off or is at a standstill at all.
Adjusting the reversing lever 9 to position R causes the piston slide 15 to shift to the right, so that the line 16 is connected to the drain line 44 so that the clutch for forward travel can no longer be engaged under any circumstances. At the same time, there is now a connection between the line 41 and the line 17, so that as soon as the lever 8 is moved from the idle position to the full load position W, the piston slide 11 is pushed to the left, thereby establishing a connection between the line 40 and the line 41 , the servomotor piston 33 (FIG. 2) is loaded by liquid, the shaft 27 is pushed to the right and the coupling 29, 31 is brought into engagement.
The power of the diesel engine is then passed from the drive wheel 22 via the bevel gear 24 to the shaft 27 and from here to the travel axes in the usual way.
In the position N, both the servomotor piston 32 for forward travel and the servomotor piston 33 for reverse travel via the lines 16 respectively. 17 with the drain lines 43 respectively. 44 connected, the shaft 27 is in the middle position and the diesel engine is decoupled. The drive lever 8 is blocked in the idle position or in the zero position by the cam 18.
Another embodiment of the reversing gear is shown in FIG. Again, the reversing gear is connected to the control devices according to FIG. 1 by lines 16 and 17. As clutches, there are not cone clutches, but rather multi-plate clutches 45 for forward travel and 46 for reverse travel, which are not located on the driven side of the reversing gear, but also on the driving side. The driving part 47 respectively. 48 of the multi-plate clutches is wedged rigidly on the shaft 49 driven by the diesel engine via the hydraulic transmission 3, while the driven part 50 respectively. 51 of the multi-plate clutches is rotatably mounted on the shaft 49 and in the bearings 52, 53.
One part 50 is rigidly connected to a bevel gear 54 and the other part to a bevel gear 55, so that the bevel gear 56 is driven by the bevel gear 54 when the forward clutches 45 are engaged and by the bevel gear 55 when the reverse clutch 46 is engaged. The bevel gear 56 is attached to a stub shaft 57 which drives the jackshaft 5 via the gears 58 and 59, which then drives the axles in a known manner via Eurbeln 39 and push rod gears 6 and 7.
The multi-disk clutches 45 and 46 are made up of a number of servomotor pistons 60 and 61, which are evenly distributed over the circumference and which are produced in the usual way from lines 16 and 16, respectively. 17 Hydraulic fluid received, engaged. When the fluid escapes, the clutch plates release themselves without spring pressure, so that they are automatically disengaged when the pressure drops.
To control the servomotors, pressure oil is advantageously used, which is conveyed by a pump of the diesel engine 2. If necessary, pressure oil can also be taken from an existing pressure oil line network of the diesel engine, for example from the lubricating oil line. If necessary, however, another means for transmitting the pulses, for example a different pressure fluid or pressure gases, could also be used for the control.
Electric impulse lines and magnetic servomotors could also be used. The last solution would have the particular advantage of effortless handling by the driver of the vehicle.
The slip clutches of the reversing gear do not necessarily have to be designed as friction clutches. For example, hydraulic, magnetic or electric clutches can also be used. Instead of the hydraulic transmission 3, a hydraulic clutch can also be used.