Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer vorzugsweise eine Weiterbildung der vom gleichen Patentinhaber im DR.P. Nr.<B>361095</B> niedergelegten Einrichtung zum Beschleunigen des Kraftfahrzeuges durch eine Speicher-Schwungmasse. Sie stellt sich zur Aufgabe, ,die durch die frühere Erfindung für Grossbetrieb ermöglichte. an sich hohe Beschleunigung .derartiger Fahrzeuge oder Züge noch weiter um ein Mehrfaches zu er höhen.
Dies ist insbesondere dann von er heblicher Bedeutung,, wenn die betreffenden Fahrzeuge verhältnismässig oft anhalten und nachher wieder auf Geschwindigkeit gebracht werden müssen. Alsdann ist eine besonders hohe Anfahrbeschleunigung für die Erzie- lunneiner hohen mittleren Fahr;eschwindig- 1.:eit zwischen den Haltestellen unumgänglich.
Zwar besteht schon nach der älteren Er findung die Möglichkeit, für den Anfahr- vorgang nicht nur die Leistung des Antriel)- motors selbst zu nutzen, sondern auch zu sätzlich das Mehrfache seiner Leistung der Schwungmasse zu entnehmen und dadurch Anfahrkräfte von früher nicht erreichbarer Höhe zu erzielen.
Es ergibt sich hierbei aber leicht die Schwierigkeit, dass die Triebachsen überlastet werden und zu "schleudern" be ginnen, wodurch die Speichereinrichtung in ihrer Wirkung wesentlich vermindert wird.
Gemäss der Erfindung ist die Speicher einrichtung so ausgebildet und angeordnet. dass sie ganz oder teilweise auf eine oder meh rere zusätzliche Antriebswellen arbeitet. Hierdurch werden bei Adhäsions-Räderfahr- zeugen die Adhäsion und damit auch die erzielbare Gesamtumfangskraft an den Rä dern und die mögliche Beschleunigung be- trächtliGh v#.@r,@rössert. Erst so kann die durch die Speichereinrichtung,
begebene Zusatz leistung überhaupt ausgenutzt -erden, ohne dass vermeidbare Enerbieverluste. Abnützun gen von Radreifen und Schiene bei Schienen fahrzeugen, Zerstörung der Gummireifen und Strassendecken bei Strassenfahrzeugen. Zu rückgehen des Reibungskoeffizienten der Ruhe auf den kleineren der Bewegung bei Adhäsions-Räderfahrzeugen und noch andere Nachteile eintreten.
Ausserdem ergibt die Erfindung eine viel grössere Freiheit in der Anordnung von Mo tor, Getriebe und Speichereinrichtung, was insbesondere bei enggebauten Drehgestellen, Lokomotiven und Autos von Bedeutung ist. Man ist sogar vollkommen frei, den Haupt motorantrieb auf ein Drehgestell oder einen Haupttriebwagen, den Speicherantrieb da gegen auf ein anderes Drehgestell oder auf andere Wagen, Anhänger, Tender oder der gleichen wirken zu lassen und dadurch nicht nur die Anfahrzugkräfte, sondern auch (na türlich für kürzere Zeit) die überwindbaren Steigungen um ein Mehrfaches zu erhöhen.
Ausserdem lassen sich erhebliche Vorteile in bezug auf günstige Gewichtsverteilung, er höhte Zugängigkeit und anderes erreichen.
Dabei ist die Erfindung auf alle Arten von Kraftfahrzeugen auf Strassen, Schienen, im Wasser oder in der Luft, mit Dampf-, Verbrennungsmotor- oder elektrischem An trieb von einem Stromnetz aus und mit be liebigen Übertragungsgetrieben und Schleif kupplungen mechanischer, hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Art anwend bar. Bei Antrieben für Wasser- oder Luft fahrzeuge werden die Triebwellen sinngemäss durch die Propellerwellen gebildet.
Die Erfindun.b kann im einzelnen in man nigfacher Art durchgebildet werden. So kann zum Beispiel die durch ein oder mehrere Schwungräder gebildete Speicherschwung- masse vom Hauptmotor, etwa einem Ver brennungsmotor, oder einem netzgespeisten Elektromotor oder aus der Wucht des zu bremsenden Zuges, mit oder ohne :tliht-irhung der Hauptantriebsmasehine geladen werden.
Es kann aber auch ein besonderer Motor für das Laden der Speicherschwungmasse dienen, der wieder von .der Hauptmaschine unabhän gig (zum Beispiel netzgespeister Hilfselektro motor) oder mit der Hauptmasehine teilweise zusammenhängend sein kann (Abgasturbine hinter dem Ilaupt-,erbrennungsmotor. FLilfs- turbine oder -dampfmaschine, zum Beispiel aus dem Kessel der Dampflokomotive be trieben).
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Automobil, das vom 14Zo- tor 1 über das mechanische, hydraulische oder elektrische Hauptgetriebe ?, die Gelenk welle 3, das mit oder ohne Umsteuerung aus gebildete Kegelradgetriebe 4 und schliesslich über die Triebwelle 5 angetrieben wird.
Die Speichereinrichtung besteht zum Bei spiel aus der Zahnradübersetzung 6, 7 ins Schnelle, dem Speicherschwungrad 8 und den beiden am besten hydraulischen Schaltkupp lungen 9 und 10, welche in bekannter Weise nach DRP. Nr. 361095 zum Laden bezw. Entladen des Schwungrades verwendet wer den können.
Die Speichereinrichtung arbeitet erfin dungsgemäss nicht auf die Triebwelle 5, son dern durch die Gelenkwelle 1<B>2</B> über die Zahn radübersetzung 13/14 (vorzugsweise ins Lang same) auf das Kegelradgetriebe 4' und die Triebwelle 5'.
Die Einrichtung kann beispielsweise fol gendermassen betrieben werden: Bei still stehendem oder ohne Antrieb frei auslaufen den Fahrzeug wird das Flauptgetriebe 2, zum Beispiel durch Auskupplung abgeschaltet. Gleichzeitig wird der Motor 1 bei ausgeschal teter Kupplung 10 durch Einschalten der Kupplung 9 auf das Speicherschwungrad 8 geschaltet, bis dasselbe mit genügender kine tischer Energie geladen ist.
Soll nun angefahren oder das Fahrzeug wieder auf höhere Geschwindigkeit gebracht werden, so werden das Hauptgetriebe 9 und damit der Antrieb der Triebwelle 5 wieder eingeschaltet, während gegebenenfalls die Kupplung 9 zur Abtrennung des Speichers vom Motor gelöst wird.
Durch Einschalten der Kupplung 10 wird das Schwungrad 8 mit der andern Triebwelle 5' verbunden, so dass es seine aufgespeicherte Energie an diese abgeben kann. Dadurch wird eine Über lastung der Triebwelle 5 vermieden und eine beliebig starke Beschleunigung des Fahr zeuges herbeigeführt. Ist die Drehzahl des Schwungrades genügend weit gesunken, so wird es durch die Kupplung 10 von seiner Triebwelle 5' abgeschaltet und gegebenenfalls durch Einschalten von 9 wieder mit dem Motor verbunden, dessen Drehzahlschwan kungen in wechselndem Gelände es dann ent sprechend mildert.
Fig. 2 zeigt eine bei einem Schienenfahr zeug, angewendete, verwandte Anordnung von etwas abweichender Bauart. Ausser .der vom Motor 1 angetriebenen Welle 5 sind zwei zu sätzliche Antriebswellen 5', 5" vorgesehen. Das grosse Zahnrad 6 treibt durch die Ritzel 7 und 7' und Kupplungen 9 und 9' die bei den Schwungräder 8 und 8' an, welche durch < lie Schaltkupplungen 10 und 10' auf die Triebwellen 5' und 5" arbeiten.
Auf diese Weise lässt sich für schnelle Anfahrt und vorübergehend auf Steigungen der Grössen ordnung nach die dreifache A Adhäsionskraft und eine entsprechende Motorleistung nutzbar machen.
Dabei ist es vollkommen gleichgültig. ob eine der beiden Triebwellen 5', 5" oder ob beide dem gleichen Fahrzeug angehören wie die Triebwelle 5, oder irgendeinem andern, mit diesem Fahrzeug verbundenen Teil, zum Beispiel einem Anhänger oder einem Loko motivtender.
Fig. 3 zeigt anhand eines weiteren Aus führungsbeispiels, wie .die Erfindung beson ders vorteilhaft angewendet werden kann, indem das Schwungrad 8 nicht unmittelbar mechanisch vom Hauptmotor 1, sondern von einem Hilfsmotor, etwa einer Abgas- oder Abdampfturbine 21 angetrieben wird. Die Turbine 21 ist dem Hauptmotor 1 nachge schaltet, indem dessen Abgas- bezw. Ab damPfleitung 22 an die Eintrittsdüse 20 der Turbine 21 angeschlossen ist.
Bei einer sol chen Anlage ergibt sich eine besonders grosse Freiheit in der Anordnung der einzelnen Hauptteile. nämlich des Motors 1, des Ge triebes ?. der Hilfsturbine 20, 21, des Schwungrades 8 und der qpeicbertrieb -elle Auch hier h < intieii bcliebi;
viele Schwung räder einzeln oder --emeinsain durch eine oder mehrere Hilfsantriebmaschinen (Abgastur binen, Hilfsdampfmaschinen oder -dampf turbinen, elektrische Nebenmotoren oder irgendwelche Kombinationen derselben) ange trieben werden, wobei bei Hilfsantriebs- Maschinen, die durch Rohrleitungen mit ihrer Energiequelle verbunden sind, diese Rohr leitungen Gelenkrohrleitungen sein können.
Fig. 4 zeigt eine Dampflokomotive, deren Hauptantriebmaschine in üblicher Weise mit beliebig vielen unmittelbar auf die Trieb räder wirkenden Dampfzylindern ausgerüstet ist. Das Schwungrad kann dabei durch eine unmittelbar oder mittelbar aus dem Haup t kessel gespeiste schnellaufende Hilfsdampf maschine mit Zahnradübersetzung ins Schnelle oder, wie dargestellt, durch eine entspre chende, gegebenenfalls direkt am Schwung rad 8 ausgebildete Hilfsturbine 25 mit Ein trittsdüse 26 angetrieben.
Diese Hilfsmaschine oder Hilfsmaschinen samt der Speichereinrichtung sitzen entweder zum Beispiel bei Tenderlokomotiven auf der Maschine selbst oder bei Lokomotiven mit getrenntem Tender gegebenenfalls auf dem letzteren. Die Energieübertragung vom Hauptfahrzeug auf das beweglich angekup pelte Nebenfahrzeug lässt sich in allen Fäl len leicht durchführen, weil entweder nur verhältnismässig dünne Dampfleitungen oder dünne hochtourige Wellen als Kraftleitungs- glieder in Frage kommen.
Der Durchmesser und die Drehzahl der Hilfsantriebsräderkönnen dabei beliebig sein. das heisst, sie brauchen nicht mit .den ent sprechenden Grössen der Haupttriebräder übereinzustimmen-, bei der Anordnung ge mäss der Erfindung wird es also beispiels weise möglich, die Laufräder der Lokomotive für die Entwicklung der Anfahrkraft heran zuziehen, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Bei voneinander getrennten Gruppen von Hilfsantriebsrädern können diese Gruppen gegebenenfalls durch Kupplungswellen mit einander verbunden sein, in welchem Fall es geniigt, eine Welle dieser Gruppen durch Zahnräder von der Hilfsmaschine bezw. den Hilfsmaschinen aus anzutreiben. Wird der Antrieb durch eine einzige Längswelle un mittelbar den verschiedenen Wellen der Hilfs räder zugeleitet, so empfiehlt es sich unter Umständen, Kupplungen 27' und 27" (Fig. .1) vorzusehen, um die Wellen einzeln ab- und zuschalten zu können.
Für den Rückwärtsgang der Lokomotive kann, es zweckmässig sein, die Hilfsdampf turbine umsteuerbar auszubilden anstatt ein besonderes Wendegetriebe in den Hilfsantrieb einzuschalten. Am einfachsten wird dann das Turbinenrad so ausgebildet, dass es zwei gleichartige Schaufelkränze mit entgegenge setzt gerichteten Schaufeln und den ein zelnen Kränzen zugeordnete Düsen, .die wech selweise angeschaltet werden können, enthält.
Fig. 5 veranschaulicht das Schema eines Antriebes für ein elektrisches Schienenfahr zeug, der ähnlich dem nach Fig. 1 ausge bildet ist. Der %Totor 1' treibt, zweckmässig unter Einschaltung einer Kupplung 301. die Haupttriebwelle 5 mittels des 2', 3' an, während das über 6, 1 und 9 angetriebene Schwungrad 8 über ein doppeltes Stirnrädergetriebe 13, 1.1 und 31, 32 auf die zusätzliche Antriebswelle arbeitet.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist der 3lotür 1' nicht unmittelbar mit der Welle des Ritzels \?' gekuppelt, vielmehr wird auch der Hauptantrieb über die Schwungrad elle geleitet, die die @@7'elle des Ritzels 2' mit tels der zugefügten Räderübersetzung 31', 32' in Drehung versetzt.. An Stelle der Kupp- lung 30 der Fig. 5, welche eine hydrau lische Kupplung sein kann,
ist hier die Kupp lung 30' auf der verlängerten Schtvungrad- welle vor dem Getriebe 31', 32' vorgesehen. Die Anordnung hat den Vorteil, da ss diese Kupplung, was für schwere Fahrzeuge in Betracht kommt, wesentlich kleiner als im vorhergehenden Falle ausgebildet werden kann.
Fig. 7 zeigt anhand einer schematischen Darstellung, wie der Antrieb nach Fig. - bei einem mittels Tatzenlagermotors angetrie benen Schienenfahrzeug baulich zu gutalten ist. Verschiedene Teile der Antriebsvorrich tung sind in einem Gehäuse 33 untergebracht, das schwingbar auf der Hauptantriebswelle 5 gelagert und bei 34 am Wagenrahmen ab gestützt ist. Das Räderpaar 31, 32 ist für sich in einem Gehäuse 35 angeordnet. das auf der zusätzlichen Antriebswelle 5' drehbar und bei 36 abgestützt ist. Die Zahnräder 1.1 und 31 sind durch eine Welle mit den Ge lenken 11 gekuppelt.
Der ganze Antrieb lässt sich, wie ersichtlich, bequem innerhalb des geringen Zwischenraumes zwischen den bei den Fahrzeug ,vollen unterbringen.
Die Fig. 8a bis 8e beziehen sich auf den Fall eines elektrisch angetriebenen Fahr zeuges. Bei diesem Fahrzeug ist neben dem Hauptmotor 1", der gemäss Fig. 8a wieder über ein Stirnräderpaar 2', 3' auf die Haupt triebwelle 5 wirkt. ein besonderer Hilfsmotor 1"' zum Laden des Sch#vv-ungrades 8 vor gesehen.
Die Fig. 8b bis 8d zeigen verschiedene Schaltungsmöglichkeiten dieses Hilfsmotors in '#'rerbindung mit dem Speicher und der zu sätzlichen Triebwelle 5'.
Bei der Anordnung nach Fig. 8b kann der Hilfsmotor 1"' entweder elektrisch ein geschaltet oder ab2:eschaltet sein. Im ersteren Falle arbeiten Hilfsmotor 1"' und Schwung rad 8 gemeinsam auf die zusätzliche Trieb welle 5', während bei elektrisch abgeschal tetem Motor nur die Energie des Schwung rades 8 auf die Triebwelle 5' übertra;Zen wird.
Bei .der Anordnung nach Fig. 8e besteht zusätzlich die 11Zögliehlzeit, mittels der Kupp lung 9 das Schwungrad 8 abzuschalten. Es können infolgedessen entweder nur der Hilfs motor 1"' oder nur das Schwungrad 8 oder beide gemeinsam Energie an die Triebwelle abgeben.
Bei der Anordnung nach Fig. 8d liegt die lösbare Kupplung 9' nicht zRvischen Zahn radgetriebe 6, 7 und Sch@rungrad 8, sondern zwischen dem ersteren und dem Hilfsmotor 1"'. Auf die#e 'Weise kann der Hilfsmotor 1"' nicht nur elektrisch, sondern auch mecha nisch abgeschaltet werden. Fig. 8e deutet .die Anordnung einer Manö- vrierpumpe 3 7 an, die von einem zusätzlichen kleinen Hilfsmotor 38 angetrieben wird und die Aufgabe hat, die Betriebsflüssigkeit für die vorgesehenen hydraulischen Kupplungen 9, 10 zu liefern.
Im Falle des getrennten Antriebes durch Hilfsmotoren können die letzteren mit dem Hauptmotor in ähnlicher Weise, wie dies bei elektrischen Fahrzeugen mit mehreren Haupt motoren bekannt ist, der Reihe nach hinter einander und parallel geschaltet .werden. So können zum Beispiel beim Anfahren der Hauptmotor und der Hilfsmotor in Serie, bei höherer Geschwindigkeit dagegen parallel arbeiten.
Insbesondere gilt dies für den Fall der elektrischen Fahrzeuge, was natürlich nicht ausschliesst, dass die fragliche Schal tung auch bei Fahrzeugen anderer Art, bei denen zum Beispiel Verbrennungs- oder Dampfmotoren als Hilfsmotoren benutzt wer den, mit gleichem Vorteil anwendbar ist.