DD275367A3

DD275367A3 - Stroemungswendegetriebe fuer lokomotiven, insbesondere fuer rangier-diesellokomotiven

Info

Publication number: DD275367A3
Application number: DD31225688A
Authority: DD
Inventors: Udo Spiegel; Olaf Herfen; Manfred Hollang
Original assignee: Stroemungsmaschinen Sonnenstei
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1990-01-24
Also published as: DE3836995A1; DE3836995C2

Abstract

Die Erfindung betrifft Stroemungswendegetriebe fuer Lokomotiven, insbesondere fuer Rangier-Diesellokomotiven, das das Zugkraftangebot eines Mehr-Kreislauf-Getriebes fuer jede Fahrtrichtung besitzt. Jeder Abtriebsdrehrichtung ist ein Anfahrwandler zugeordnet, dessen Turbinenrad staendig mit dem Abtrieb verbunden ist. Fuer Geschwindigkeiten oberhalb des Anfahrbereiches ist eine von der Fahrtrichtung unabhaengige Marschfahrgruppe angeordnet, die aus einem oder mehreren hydrodynamischen Kreislaeufen besteht, und der Marschfahrgruppe ist eine mechanische Wendeschaltung nachgeschaltet. Die mechanische Wendeschaltung der Marschfahrgruppe wird derart betaetigt, dass sie lastfrei auf die Drehrichtung des jeweils aktivierten Anfahrwandlers geschaltet wird. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Strömungswendegetriebe für Lokomotiven, insbesondere für Rangier-Diesellokomotiven, bestehend aus zv/ei hydrodynamischen Drehmomentwandlern als Anfahrwandler, einem oder mehreren hydrodynamischen Kreisläufen für den Marschfahrbereich, einer Zahnräder und formschlüssige Schaltelemente sowie Steuer- und Betätigungseinrichtungen enthaltenden mechanischen Wendeschaltung und weiteren Wellen und Zahnrädern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Strömungswendegetriebe sind mit je einem oder zwei Strömungswandlern für jede Abtriebsdrehrichtung des Getriebes bzw. Fahrtrichtung der Lokomotive ausgerüstet (DRP 641 289). Für anspruchsvolle Einsatzfälle ist es wünschenswert, das Zugkraftangebot im Fahrbereich zu verbessern. Strömungswendegetriebe, die im Abtriebsteil eine formschlüssige Stufenschaltung enthalten, mit der je nach Einsatzbedingungen ein Langsam- oder Schnellgang eingelegt werden kann, sind bekannt (DRP 661783). Das Betätigen der den Strömungswandlern nacligeschalteten Gangstufe ist mittels formschlüssiger Schaltelemente möglich. Die Nachteile derartiger Strömungsgetriebe bestehen darin, daß während des Umschaltens der mechanischen Gangstufe die Zugkraft unterbrochen ist und der Schaltvorgang selbst einen erheblichen Synchronisier-, Steuerungs· und Überwachungsaufwand erfordert.

Es sind weiterhin Strömungsgetriebe bekannt, die eine Traktionsgruppe, bestehend aus einem Anfahrwandler, und eine gegenläufige Traktionsgruppe, bestehend aus einem Anfahrwandler und einem oder mehreren Marschwandlern, aufweisen (DE-AS 11 78101 und DE-OS 1580950). Diesen Hydrodynamikbaugruppen ist eine im Stillstand ohne Last schaltbare mechanische Wendeschaltung nachgeordnet. Mittels dieser Wendeschaltung können die Traktionsgruppen der einen oder anderen Fahrtrichtung zugeordnet werden. Dieses Strömungsgetriebe kann entweder als Strömungswendegetriebe mit je einem Anfahrwandler für (ede Fahrtrichtung im Rangierbetrieb oder als Mehr-Kreislauf-Getriobe mit im Stillstand betätigbarer mechanischer Wenc*eschaltung im Streckenbetrieb genutzt weiden. Das jeweilige Batriebsregi.tie wird vor Fahrbeginn mittels Schaltmuffen eingestellt.

Im Rangierbetrieb steht folglich nur der Geschwindigkeitsboreich des Anfahrwandlers zur Verfügung, und zur Nutzung des gesamten Geschwindigkeitsbereiches muß vor Fahrtbeginn die Wendeschaltung in die entsprechende Fahrtrichtung eingelegt weiden

Außerdem nuß die mechanische Schalteinrichtung die hohen Anfahr- und Bremsdrehmomente der Anfahrwandler übertragen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Erhöhung des Zugkraftangebotos bzw. die Verminderung des Kraftstoffvorbrauches von Diesellokomotiven mit Strömungswendegetrieben ohne Erhöhung des Aufwandes an Strömungskreisläufen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Strömungswendegetriebes, das das Zugkraftangebot eines Mehr-Kreislauf-Getriebes für jede Fahrtrichtung bietet, ohne jedoch für beide Fahrtrichtungen die entsprechende Anzahl an hydrodynamischen Kreisläufen separat vorsehen zu müssen und das beim O-Durchgang von Bremsen zu Fahren kein Entleeren des eingeschalteten Wandlers erfordert

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

- für jede Abtriebsdrehrichtung je ein Anfahrwandler vorhanden ist, deren Turbinenräder ständig mit dem Abtrieb verbunden sind,

- für Geschwindigkeiten oberhalb des Anfahrbereiches eine von der Fahrtrichtung unabhängige Marschfahrgruppe angeordnet ist, die aus einem oder mehreren hydrodynamischen Kreisläufen besteht,

- nur der Marschfchrgruppe eine mechanische WendeschaUung nachgeschaltet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist der mechanischen Wendeschaltung eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet und eine Steuereinrichtung vorhanden, die eine automatische Betätigung der mechanischen Wendeschaltung der Marschfahrgruppe dergestalt ermöglicht, daß diese lastfrei auf die Drehrichtung des jeweils aktivierten Anfahrwandlers geschaltet wird. In noch weiterer Ausbildung der Erfindung erfolgt die Umschaltung der mechanischen Wendeschaltung der Marschfahrgruppe bei dynamischem Stillstand der Abtriebsseite.

Das erfindungsgemäße Strömungswendegetriebe hat den Vorteil, daß im Vergleich zu bekannten Strömungswendegetrieben für anspruchsvolle Einsatzzwecke mit zwei Strömungswandlern für jede Fahrtrichtung der Fahrbereich um den Bereich eines dritten hydrodynamischen Kreislaufs erweitert wird, d. h., bei Traktion steht das wesentlich höhere Zugkraftangebot eines Wandler-Wandler-Wandler-oder Wandler-Wandler-Kupplungs-Getriebes gegenüber dem eines Wandler-Wandler-Getriebes zur Verfügung.

Der Übergang von einem Kreislauf zum anderen folgt in der bei Strömungsgetrieben üblichen Art durch Füllen bzw. Entleeren ohno Unterbrechung der Zugkraft.

Die der Marschfahrgruppe nachgeordnete mech mische Wendeschalt'jng kann in die Fahrtrichtung des eingeschalteten Anfahrwandlers zu einem beliebigen Zeitpunkt c er Brems- sowie Anfahrphase eingelegt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die mechanische Wendeschaltung beim Null-Durchgang (Übergang vom Brems- in den Traktionsbetrieb) des Anfahrwandlers betätigt, also bei dynamischem Lokstillstand, Dies ist der für diesen Vorgang ungefährlichste Zustand. Er erfordert zu dem auch einen minimalen Aufwand an Synchronisierarbeit, so daß - wenn notwendig - kleinbauende Synchronisiereinrichtungen vorgesehen werden können.

Ein weiterer Vortoil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, daß die kraftübertragenden mechanischen Schaltelemente nicht mit den hohen Drehmomenten der Anfahrwandler belastet werden.

Ausführungsbolspiol

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: das Schema eines 2 x 3-Gang-Strömungswendegetriebes mit Anordnung der hydrodynamischen Kreisläufe der

Marschfahrgruppe in einer Achslinie, Fig. 2: das Schema eines 2 x 3-Gancj-Strömungswendegetriebes mit Anordnung je eines hydrodynamischen Kreislaufes der Marschfahrgtuppe in den Achslinien der beiden Anfahrwandler.

In" Fig. 1 ist ein Strömungswendegetriebe mit folgendem Aufbau dargestellt:

Eine Antriebswelle 1 ist über Hochtriebszahnräder 2 und 3 einer gemeinsamen Pumpenwelle 4 eines Anfahrwandlers AW) und einer aus eihjr Wandler-Wandler-Kombination MWI; MWII bestehenden Marschfahrgruppe verbunden. Die MarschwandJer MWI und MWII sind hydrodynamisch so ausgelegt, daß mit ihnen angrenzende Bereiche gefahren werden können. Die Antriebswelle 1 ist weiterhin über die Hochtriebszahnräder 2 und 5 mit einer Pumpenwelie 6 eines Anfahrwandlers AW₂ verbunden. Ein Turbinenrad 7 des Anfahrwandlers AWi ist über ein Zahnrad 8 und ein Turbinenrad 9 des Anfahrwandlers AW₂ ist über ein Zahnrad 10 und ein Zwischenrad 11 mit einem Zahnrad 12 einer Sammelwelle 13 verbunden. Die Samrnel·. alle 13 und eine Vorgelegewelle 14 sind mit Vielkeilprofiien versehen, auf denen Wendemuffen 15 und 16 über einen Hebel 1 / und eine nicht dargestellte Stelleinrichtung formschlüssig bewegt und mit Zahnrädern 18 bzw. 19 alternativ gekuppelt werden können. An den Zahnrädern 18 und 19 sind Synchronisiereinrichtungen 20; 21 bekannter Bauart vorhanden. Die Turbinenräder 22; 23 der Marschwandler MWI und MW Il der Marschfahrgruppe sind mit dem Zahnrad 24 verbunden. In dieses greift das Zahnrad 19 ein. Mit der Sammelwelle 13 ist ein Zahnrad 25 und mit der Vorgelegewelle 14 ist ein Zahnrad 26 fest verbunden. Als Abtriebswelle des Getriebes können die Sammelwelle 13 oder die Vorgelegewel'e 14 direkt genutzt werden. Weiterhin sind die Wellen nicht dargestellter Zahnräder, die mit den Zahnradketten 8/10/11/12 oder 25/26 in Eingriff sind, in bekannter Weise als Abtriebswelle gestaltbar.

, Das in Fig.2 dargestellte Schema unterscheidet sich von dem der Fig.1 dadurch, daß die beid -:i Strömungswandler MWI und MWII der Marschfahrgruppe parallel angeordnet und ihre Turbinenräder 22; 23 mit einem Zwischenrad 27 verbunden sind. Ein Pumpenrad 28 des Marschwandlers MWII wird von der Pumpenwelle 6 angetrieben. Das Turbinenrad 23 dieses Marschwandlers MWII ist mit einem Zahnrad 29 verbunden, das seinerseits in das Zwischenrad 27 eingreift, so daß über ein Zahnrad 30 des Warschwandlers MWI eine ständige abgestufte kinematische Verbindung zwischen den Turbinenrädern 22; 23 beider

Marschwandler MWI; MWII besteht. Die Marschwandler MWI; MWII sind gleich ausgebildet. Dio Welle des Zahnrades 8 ist mit einem Vielkeilprofil versehen, auf dem eine Wendemuffe 31 verschiebbar angeordnet ist, so daß ihre Kuppelvorzahnung in das Zahnrad 30 eingreifen kann. Zwischen den Wellen beider Zahnräder 8; 30 ist eine Synchronisiereinrichtung 32 vorhanden. Die Wirkungsweise soll zunächst am Beispiel des Strömungswendegetriebes nach Fig. 1 erläutert werden. Anfangs wird das Fahren in der dem Anfahrwandler AWi zugeordneten Fahrtrichtung beschrieben. Bei laufendem Motor wird der Anfahrwandler AWi über eine nicht dargestellte Steuervorrichtung mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Füllpumpe gefüllt. Gleichzeitig wird die Synchronisiereinrichtung 20 betätigt, so daß bei Gleichlauf des Zahnrades 18 und der Sammelwelle 13 die Wendemuffe 15 eingerückt werden kann. Das Turbinenmoment des Anfahrwandlers AWι wird über die Zahnrädor 8 und 12 auf die Sammelwelle 13 übet tragen. Dieser rotiert gleichsinnig zur Antriebswelle 1. Bei weiterer Beschleunigung über den Anfahrwandlerbereich hinaus wird mit Erreichen des Schaltpunktes in bekannter Weise durch Entleerer· des Anfahrwandlers AW₁ und Füllen des Marschwandlers MWI ohne Unterbrechung der Zugkraft in den nächst höheren Gang geschaltet. Bei Erreichen des zweiten Schaltpunktes wiederholt sich der Vorgang sinngemäß. Das Turbinsndrehmoment der Marschwandler MWI; MWII wird über die Zahnräder 24 und 18 auf die Sammelwelle 13 gleichsinnig zur Drehrichtung der Antriebswelle 1 übertragen.

Beim Vermindern der Fahrgeschwindigkeit vollziehen sich die Gangschaltvorgänge in umgekehrter Reihenfolge. Zur Änderung der Fahrtrichtung wird durch einen entsprechenden Steuerbefehl der gerade im Traktionsbetrieb befindliche Ötrömungswandler entleert und der Anfahrwandler AW₂ der Gegenrichtung gefüllt. Dieser wird somit in den Bremsbetrieb versetzt. Gleichzeitig mit dem Wendebefehl wird der Mechanismus zum Umschalten der Wendemuffen 15; 16 der Marschfahrgruppe rV.'WI; MWII angesteuert. Dieser Steuerbefehl wird durch eine geeignete Einrichtung so lange nicht wirksam, bis der bremsende Strömungswandler das Fahrzeug zum Stillstand gebracht hat und unmittelbar danach in den Traktionsbetrieb übergeht, d. h. das Fahrzeug beschleunigt. Die Wendemuffen 15; 16 werden also in dor Nähe des Null-Durchganges der Abtriebsdrehzahl, d.h. bei dynamischem Fahrzeugstillstand, betätigt. Dabei wird über den Hebel 17 die Wendemuffe 15 ausgekuppelt und die Wendemuffe 16 kann einkuppeln, wenn mittels der Synchronisiereinrichtung 21 Gleichlauf zwischen dem Zahnrad 19 und der Vorgelegewelle 14 erreicht worden ist. Da die mechanische Wendeschaltung der Marschfahrgruppe MWI; MWII bei fast stehendem Fahrzeug betätigt wird, ist die Synchronisation minimal, im günstigsten Fall gleich Null.

Das Turbinenmoment dos Anfahrwandlers AW₂ wird über die Zahnräder 10; 11; 12 auf die Sammelwelle 13 übertragen, die bei Traktionsbetrieb gegensinnig zur Antriebswelle 1 rotiert. Die Marschwandler MWI und MWII sind über die Zahnräder 2a; 19; 26; 25 mit der Sammelwelle 13 gleichfalls in zur Antriebswelle 1 entgegengesetzter Drehrichtung verbunden. Das Schalten der Gänge erfolgt in oben beschriebener Weise.

Die Funktion des in Fig. 2 schematisch dargestellten Strömungswendegetriebes ist analog der oben beschriebenen. Bei eingeschaltetem AWi ist die Wendemuffe 31 eingerückt, so daß bsi eingeschaltetem Marschwandler MWI, der hydrodynamisch passend zum Anfangswandler AWi ausgelegt ist, die Kraftübertragung über den Zahntrieb 8; 12 des Anfahrwandlers AW₁ au^f die Sammelwelle 13 orfolgt. Der Marschwandler MWII ist mit dem Marschwandler MWI übereinstimmend ausgeführt und zu diesem mechanisch über die Verzahnung 29; 30 abgestuft. Der Kraftfluß geht über die Zahnräder 29; 27; 30; 8; 12 zur Sammelwelle 13.

Beim hydrodynamischen Wenden wird nach dem Einschalten des Anfahrwandlers AW₂ der Gegenrichtung bei Null-Durchgang die mechanische Wendeschaltung der Marschfahrgruppe MWI; MWII betätigt, so daß die Wendemuffe 31 ausgerückt und die Wendemuffe 15 eingerückt wird. Der Anfahrwandler AW₂ treibt die Sammelwelle 13 über die Zahnräder 10; 11; 12 gegensinnig zur Antriebswelle 1 an. Die Marschwandler MWI; MWII treiben die Sammelwelle 13 über die Zahnräder 30; 27; 18 bzw. 29; 27; 18 ebenfalls gegensinnig zur Antriebswelle 1 on.

In Betracht gezogene Druckschriften

DR-PS 641289,661783 (20 b, 5/02) DE-AS 1178101 (20 b, 5/02) DE-OS 1580950 (20 b, 5/02)

Claims

1. Strömungswendegetriebe für Lokomotiven, insbesondere für Rangier-Diesellokomotiven, bestehend aus zwei hydrodynamischen Drehmomentwandlern als Anfahrwandler, einem oder mehreren hydrodynamischen Kreisläufen für den Marschfahrbereich, einer Zahnräder und formschlüssige Schaltelemente sowie Betätigungs- und Steuereinrichtungen enthaltenden Wendeschaltung sowie weiteren Wellen und Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abtriebsdrehrichtung ein Anfahrwandler (AWi; AW2) zugeordnet ist, deren Turbinenräder (7; 9) ständig mit dem Abtrieb verbunden sind, für Geschwindigkeiten oberhalb des Anfahrbereiches eine von der Fahrtrichtung unabhängige Marschfahrgruppe angeordnet ist, die aus einem oder mehreren hydrodynamischen Kreisläufen besteht und nur der Marschfahrgruppe eine mechanische Wendeschaltung (15; 16; 17 bzw. 15; 17; 31) nachgeschaltst ist.

2. Strömungswendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanischen Wendeschaltung (15; 16; 17 bzw. 15; 17; 31) eine Synchronisiereinrichtung (20; 21 bzw. 20; 32) zugeordnet ist.

3. Strömungswenclegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsgetriebe eine Steuereinrichtung zur automatischen lastfreien Betätigung der mechanischen Wendeschaltung (15; 16; 17 bzw. 15; 17; 31) der Marschfahrgruppe in die Drehrichtung des jeweils aktivierten Anfahrwandlers (AW₁ bzw. AW₂) aufweist.

4. Strömungswendegetriebe nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegen der mechanischen Wendeschaltung (15; 16; 17 bzw. 15; 17; 31) der Marschfahrgruppe bei eingeschaltetem Anfahrwandler (AW₁ bzw. AW2) erfolgt.

5. Strömungswendegetriebe nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der mechanischen Wendeschaltung (15; 16; 17 bzw. 15; 17; 31) der Marschfahrgruppe bei dynamischem Stillstand der Abtriebsseite erfolgt.