DE1000846B

DE1000846B - Drive transmission for bogie locomotives, especially diesel locomotives

Info

Publication number: DE1000846B
Application number: DEK19211A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Thomas Wirth; Dipl-Ing Peter Schwarzweber
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1953-08-17
Filing date: 1953-08-17
Publication date: 1957-01-17

Description

Antriebsübertragung für Drehgestellokomotiven, insbesondere Diesellokomotiven Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsübertragung für Drehgestellokomotiven, insbesondere Diesellokomotiven, mit einem in der Lokomotivbrücce gelagerten Dieselmotor, der über zwei beiderseits an ihm über Gelenkwellen angekuppelte hydraulische oder hydraulisch-mechanische, jeweils zwischen den Radsätzen der Drehgestelle angeordnete Wechselgetriebe unter Zwischenschaltung weiterer Gelenkwellen mit den Achsgetrieben der Radsätze verbunden ist.Drive transmission for bogie locomotives, especially diesel locomotives The invention relates to a drive transmission for bogie locomotives, in particular diesel locomotives with a diesel engine stored in the locomotive bridge, the hydraulic or hydraulic system coupled to it on both sides via cardan shafts hydraulic-mechanical, each arranged between the wheel sets of the bogies Change gear with the interposition of further cardan shafts with the axle drives the wheel sets is connected.

Bei diesen bekannten Drehgestellokomotiven mit dieselhydraulischem Antrieb sind die hydraulischen Wechselgetriebe sowohl in Fahrzeuglängs- als auch in Fahrzeugquerrichtung auf Mitte Drehgestell angeordnet. Hierbei sind die Gelenkwellen zwischen dem Motor und den Wechselgetrieben auf der einen Seite und die Gelenkwellen zwischen den Wechselgetrieben und den Achsgetrieben auf der anderen Seite der lotrechten Längsmittelebene der Lokomotivbrücke vorgesehen. Die Einbaulage ist zwar bei Gelenkwellen, die lediglich die Montageungenauigkeiten zwischen zwei an einem Fahrzeugteil angebrachten Teilen der Antriebsanlage ausgleichen, weniger von Bedeutung; aber bei den die Relativbewegung zwischen Fahrzeug- und Drehgestellrahmen ausgleichenden Gelenkwellen rufen derart außerhalb der lotrechten Längsmittelebene angeordnete Gelenkwellen bei Auslenkung aus ihrer Normallage Ungleichmäßigkeiten in der Übertragung der Drehbewegung hervor, die Schwingungen zur Folge haben, welche unter Umständen zum Bruch der Gelenkwellen führen können, auf jeden Fall aber die Laufruhe der Lokomotive stören. Außerdem ist es insbesondere bei Verwendung der bisher bekannten hydraulischen Wechselgetriebe und bei Anordnung derselben auf Mitte Drehgestell infolge des unregelmäßigen Aufbaues derselben nicht möglich, die Gelenkwellen zwischen den Wechselgetrieben und den Achsgetrieben unter sich gleich auszubilden, was eine weitere Verstärkung der bereits genannten Mängel zur Folge hat.In these known bogie locomotives with diesel-hydraulic The drive is the hydraulic change gears in both the longitudinal and the vehicle Arranged in the transverse direction of the vehicle on the center of the bogie. Here are the cardan shafts between the engine and the gearboxes on one side and the cardan shafts between the change gears and the axle drives on the other side of the vertical Longitudinal median plane of the locomotive bridge provided. The installation position is for cardan shafts, which are merely the assembly inaccuracies between two attached to a vehicle part Compensate for parts of the propulsion system, less important; but with the relative movement between the vehicle and bogie frame balancing cardan shafts call such Cardan shafts arranged outside the vertical longitudinal center plane in the event of deflection irregularities in the transmission of the rotary motion emerge from their normal position, which result in vibrations, which under certain circumstances can lead to breakage of the cardan shafts can lead, but in any case disturb the smoothness of the locomotive. aside from that it is especially when using the previously known hydraulic change gearbox and if they are arranged in the middle of the bogie due to the irregular structure same not possible, the cardan shafts between the gearboxes and the Axle drives to train under the same, which is a further reinforcement of the already mentioned defects.

Es ist zwar bei Diesellokomotiven mit zwei in Längsrichtung nebeneinander angeordneten und einseitig entgegengesetzt abtreibenden Dieselmotoren und Einzelachsantrieb bekannt, die Wechselgetriebe über ein am Dieselmotor angeordnetes Getriebe, eine am Hauptrahmen gelagerte Übertragungswelle und eine mit ihren Gelenken symmetrisch zum Drehzapfen des jeweils zugehörigen Drehgestells angeordnete Gelenkwelle anzutreiben. Jedes Wechselgetriebe ist dann über eine oder zwei Gelenkwellen mit Zwischengetriebe mit den Achsgetrieben der Radsätze gekuppelt. Dabei ergibt sich jedoch, daß derartige Lokomotiven einen hohen Aufwand an Motoren, Getrieben und Gelenkwellen erfordern, ohne die Vorteile eines Gruppenantriebes, wie hohe Schleudersicherheit und hohen ausnutzbaren Reibungswert zwischen Rad und Schiene, zu gewährleisten. Außerdem sind die Gelenkwellen verhältnismäßig lang und daher auch der Gefahr von Schwingungen ausgesetzt.It is true for diesel locomotives with two side by side in the longitudinal direction arranged and unilaterally oppositely driven diesel engines and single-axle drive known, the change gear via a gear arranged on the diesel engine, a Transmission shaft mounted on the main frame and one with its joints symmetrical to drive the pivot shaft arranged in each case on the associated bogie. Each change gear is then via one or two cardan shafts with an intermediate gear coupled with the axle drives of the wheel sets. It turns out, however, that such Locomotives require a lot of motors, gearboxes and cardan shafts, without the advantages of a group drive, such as high spin safety and high to ensure exploitable coefficient of friction between wheel and rail. Also are the cardan shafts are relatively long and therefore there is also a risk of vibrations exposed.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Antriebsübertragung für Drehgestellokomotiven der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß für diese eine möglichst schwingungsfreie Übertragung des Drehmomentes durch die Gelenkwellen gewährleistet ist.In contrast, the object of the invention is the drive transmission for bogie locomotives of the type mentioned to improve so that for this a vibration-free transmission of the torque through the cardan shafts is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die An- und Abtriebsflansche, -zapfen od. dgl. des Dieselmotors, der Wechselgetriebe und der Achsgetriebe derart angeordnet, daß die zwischen dem Dieselmotor und den Wechselgetrieben bzw. zwischen den Wechselgetrieben und den Achsgetrieben vorgesehenen Gelenkwellen jeweils gleich lang sind und daß zumindest die die Relativbewegung zwischen Drehgestellrahmen und Lokomotivbrücke aufnehmenden Gelenkwellen, wie bekannt, in der lotrechten Längsmittelebene der Lokomotive liegen.The input and output flanges and journals are used to solve this problem or the like of the diesel engine, the change gearbox and the axle drive arranged in such a way that between the diesel engine and the gearboxes or between the gearboxes and the axle drives provided propeller shafts are each of the same length and that at least the relative movement between the bogie frame and the locomotive bridge receiving cardan shafts, as known, in the vertical longitudinal center plane of the locomotive lie.

Durch diese Maßnahmen wird neben der Lösung der Aufgabe vor allem der Vorteil erzielt, daß in einer Lokomotive zumindest nur zwei und gegebenenfalls sogar nur eine Bauart von Gelenkwellen verwendet werden muß. Außerdem ist die Beanspruchung der Kreuzgelenke der Gelenkwellen vollkommen gleichmäßig, da die Auslenkungen bei Rechts- und Linksbogen nach entgegengesetzten Seiten aus der lotrechten Längsmittelebene erfolgen. Ferner halten sich die Knickwinkel der Gelenkwellen dabei in den kleinstmöglichen Grenzen, so daß auch die Übertragung der Drehbewegung die kleinstmöglichen Schwankungen erfährt. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Drehgestellokomotive mit in der Lokomotivbrücke gelagertem Dieselmotor und in den Drehgestellrahmen gelagerten Wechselgetrieben in der Draufsicht, Abb. 2 eine Drehgestellokomotive mit in der Lokomotivbrücke gelagertem Dieselmotor und Wechselgetrieben in der Draufsicht, Abb. 3 eine Drehgestellokomotive, bei der sämtliche Gelenkwellen in der lotrechten Längsmittelebene angeordnet sind, in der Draufsicht, Abb. 4 die Drehgestellokomotive nach Abb. 3 in der Ansicht.Through these measures, in addition to solving the task, above all the advantage achieved that in a locomotive at least only two and possibly even only one type of cardan shaft has to be used. In addition, the stress of the universal joints of the cardan shafts perfectly evenly, since the deflections at Right and left bends on opposite sides from the vertical longitudinal center plane take place. In addition, the articulation angles of the cardan shafts are kept as small as possible Limits, so that the transmission of the rotary motion also has the smallest possible fluctuations learns. In the drawing are three embodiments of the invention shown schematically. Fig. 1 shows a bogie locomotive with in the locomotive bridge mounted diesel engine and gearboxes mounted in the bogie frame in plan view, Fig. 2, a bogie locomotive with stored in the locomotive bridge A top view of the diesel engine and change gearbox, Fig. 3 shows a bogie locomotive, in which all cardan shafts are arranged in the vertical longitudinal center plane, in the plan view, Fig. 4 the bogie locomotive according to Fig. 3 in the view.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist der Dieselmotorl in Längsrichtung der nicht dargestellten Lokomotivbrücke fest in dieser gelagert, derart, daß seine Abtriebsflansche, -zapfen 2 od. dgl. in der lotrechten Längsmittelebene x der Lokomotivbrücke symmetrisch zu deren Quermittelebene y liegen. Die hydraulischen oder mechanisch-hydraulischen Wechselgetriebe 3 und 4 sind zwischen den beiden Radsätzen 5 und 6 des jeweiligen Drehgestells mit dessen Drehgestellrahmen 7 verbunden, wobei ihr jeweiliger Antriebsflansch, -zapfen 8 od. dgl. ebenfalls in der lotrechten Längsmittelebene x symmetrisch zur Quermittelebene y des Fahrzeugs liegt, so daß die beiden zwischen dem Dieselmotor 1 und den Wechselgetrieben 3 und 4 angeordneten Gelenkwellen 9 in der lotrechten Längsmittelebene x der Lokomotivbrücke verlaufen und gleiche Länge besitzen. Die Gelenkwellen 9 bestehen in bekannter Weise aus zwei Teilen, die teleskopartig und undrehbar ineinandergreifen, um die infolge der Drehbewegungen der Drehgestelle beim Bogenlauf und wegen des lotrechten Federspieles ; zwischen Drehgestellrahmen 7 und Lokomotivbrücke auftretenden Längenänderungen auszugleichen. Die beiden Abtriebsflansche 10 und 11 jedes Wechselgetriebes 3 oder 4 für die zu den Achsgetrieben führenden Gelenkwellen 12 sind in bekannter Weise seitlich an einem Fortsatz 13 des Getriebegehäuses vorgesehen und liegen symmetrisch zur lotrechten Querrnittelebene z des Drehgestellrahmens 7. Dadurch ist es möglich, die zwischen dem jeweiligen Wechselgetriebe 3 oder 4 und den Achsgetrieben 14 der beiden angetriebenen Radsätze 5 und 6 vorgesehenen Gelenkwellen 12 gleich lang und gleichartig auszubilden. Zum Ausgleich der Längenänderungen beim Durchfedern der Drehgestelle sind diese Gelenkwellen 12 ebenfalls wie die Gelenkwellen 9 zwischen dem Dieselmotor 1 und den Wechselgetrieben 3 und 4 teleskopartig ausgeführt. Die Achsgetriebe 14 mit ihren Antriebsflanschen 15 sind dabei vorzugsweise so weit aus der lotrechten Längsmittelebene x herausgerückt, daß die Gelenkwellen 12 in einer zur lotrechten Längsmittelebene x parallelen Ebene liegen. Damit ist es möglich, die kleinsten Knickwinkel der Gelenkwellen 12 zu erzielen. Werden bei dieser Ausbildung noch sämtliche Gelenkwelleng und 12 Z-förmig oder waagerecht angeordnet, d. h., werden die sämtlichen Antriebs- und Abtriebswellen bzw. -flansche 2, 8, 10, 11 und 15 von Dieselmotor 1, Wechselgetrieben 3 und 4 und Achsgetrieben 14 waagerecht angeordnet, so ist bei Geradeausfahrt eine völlig gleichmäßige Übertragung der Drehbewegung gegeben.In the embodiment of Fig. 1, the diesel engine is in the longitudinal direction the locomotive bridge, not shown, is fixedly mounted in this, such that its Output flanges, pins 2 or the like in the vertical longitudinal center plane x of the locomotive bridge are symmetrical to the transverse center plane y. The hydraulic or mechanical-hydraulic Change gears 3 and 4 are between the two gear sets 5 and 6 of the respective Bogie connected to its bogie frame 7, with their respective drive flange, -zapfen 8 od. The like. Also in the vertical longitudinal center plane x symmetrically to Transverse center plane y of the vehicle lies so that the two between the diesel engine 1 and the change gears 3 and 4 arranged propeller shafts 9 in the vertical The longitudinal center plane x of the locomotive bridge run and have the same length. the Propeller shafts 9 consist in a known manner of two parts, which are telescopic and non-rotatably intermesh, around which as a result of the rotational movements of the bogies in the course of the bow and because of the vertical play of the springs; between bogie frames 7 and the locomotive bridge to compensate for any changes in length. The two output flanges 10 and 11 of each change gear 3 or 4 for those leading to the axle drives Cardan shafts 12 are in a known manner on the side of an extension 13 of the transmission housing provided and are symmetrical to the perpendicular cross-sectional plane z of the bogie frame 7. This makes it possible to switch between the respective change gears 3 or 4 and the axle drives 14 of the two driven wheel sets 5 and 6 are provided To train cardan shafts 12 of the same length and of the same type. To compensate for changes in length When the bogies deflect, these cardan shafts 12 are also like the cardan shafts 9 executed telescopically between the diesel engine 1 and the gearboxes 3 and 4. The axle drives 14 with their drive flanges 15 are preferably so far moved out of the vertical longitudinal center plane x that the cardan shafts 12 in a plane parallel to the perpendicular longitudinal center plane x. This makes it possible to achieve the smallest bending angle of the cardan shafts 12. Will be involved in this training still all joint shafts and 12 arranged in a Z-shape or horizontally, d. H., all drive and output shafts or flanges 2, 8, 10, 11 and 15 of diesel engine 1, gearboxes 3 and 4 and axle drives 14 arranged horizontally, so when driving straight ahead there is a completely uniform transmission of the rotary motion given.

Die Anlenkung der Drehgestelle an der Lokomotivbrücke erfolgt, wenn möglich, durch einen Drehzapfen und, wenn für diesen kein Platz vorhanden ist, durch eine der bekannten drehzapfenlosen Drehgestellführungen. Die Wechselgetriebe 3 und 4 werden außerdem vorteilhaft so in den Drehgestellrahmen 7 angeordnet, daß die Drehgestelle unter sich austauschbar sind und somit nur eine Bauart von Drehgestellen erforderlich ist.The articulation of the bogies on the locomotive bridge takes place when possible, through a pivot and, if there is no space for this, through one of the known pivot-less bogie guides. The change gear 3 and 4 are also advantageously arranged in the bogie frame 7 that the Bogies are interchangeable and thus only one type of bogie is required.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 ist das Wechselgetriebe 3 und 4 jedes Drehgestells ebenfalls wieder zwischen den Radsätzen 5 und 6 desselben vorgesehen. Es ist jedoch im Gegensatz zu dem vorgehenden Beispiel nicht im Drehgestellrahmen 7, sondern in der Lokomotivbrücke gelagert. Um dabei wieder das mögliche Minimum an Ungleichförmigkeit in der Übertragung der Drehbewegung zu erreichen, sind hierbei die Gelenkwellen 12 zwischen den Wechselgetrieben 3 und 4 und den Achsgetrieben 14 in der lotrechten Längsmittelebene x angeordnet. Die Antriebsflansche S jedes Wechselgetriebes 3 oder 4 und die Abtriebsflansche 2 des Dieselmotors 1 müssen hierbei nicht in der lotrechten Längsmittelebene x liegen. Aus Gründen der Gewichtsverteilung wird der Dieselmotor 1 jedoch meist mit in der lotrechten Längsmittelebene x und symmetrisch zur Quermittelebene y liegenden Abtriebsflansche 2 angeordnet werden, so daß die sie mit den Wechselgetrieben 3 oder 4 verbindenden Gelenkwellen 9 schräg verlaufen und gleiche Länge besitzen.In the embodiment according to Fig.2, the change gear 3 and 4 of each bogie is also provided again between the wheelsets 5 and 6 of the same. However, in contrast to the previous example, it is not in the bogie frame 7, but stored in the locomotive bridge. To do this again the possible minimum to achieve irregularity in the transmission of the rotary motion, are here the cardan shafts 12 between the change gears 3 and 4 and the axle drives 14 arranged in the vertical longitudinal center plane x. The drive flanges S each Gearbox 3 or 4 and the output flange 2 of the diesel engine 1 must here do not lie in the vertical longitudinal center plane x. For weight distribution reasons However, the diesel engine 1 is usually with x and in the vertical longitudinal center plane output flanges 2 lying symmetrically to the transverse center plane y are arranged, so that the cardan shafts 9 connecting them to the change gears 3 or 4 are inclined run and have the same length.

Falls jedoch die Abtriebsflansche 2 des Dieselmotors 1 und die Antriebsflansche 8 der Wechselgetriebe 3 und 4 parallel liegen, tritt auch hierbei keine Ungleichförmigkeit in der Übertragung der Drehbewegung auf.If, however, the output flanges 2 of the diesel engine 1 and the drive flanges 8 of the change gears 3 and 4 are parallel, no irregularity occurs here either in the transmission of the rotary motion.

Das Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3 und 4 gleicht grundsätzlich wieder den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Ein Unterschied ist jedoch darin zu sehen, daß sämtliche An- und Abtriebsflansche, -zapfen 2, 8, 10, 11 und 15 od. dgl. des Dieselmotors 1, der Wechselgetriebe 3 und 4 und der Achsgetriebe 14 in der lotrechten Längsmittelebene x symmetrisch zur lotrechten Quermittelebene y des Fahrzeuges vorgesehen sind. Dabei spielt es nun keine Rolle mehr, ob die Wechselgetriebe 3 oder 4 in der Lokomotivbrücke oder im Drehgestellrahmen 7 gelagert sind. Vorteilhaft ist es jedoch, bei Lagerung der Wechselgetriebe 3 und 4 in den Drehgestellrahmen 7 die Anlenkstellen 2 und 8 jeder Gelenkwelle 9 zwischen Dieselmotor 1 und Wechselgetrieben 3 oder 4 im gleichen Abstand von der lotrechten Quermittelebene z des Drehgestellrahmens 7 vorzusehen, da dann bei einer Drehung um die reelle oder ideelle Drehachse an beiden Gelenken der jeweiligen Gelenkwelle 9 gleiche Knickwinkel auftreten und damit die Gewähr einer völlig gleichmäßigen Übertragung der Drehbewegung gegeben ist.The embodiment according to Figs. 3 and 4 is basically the same again the previous embodiments. However, there is one difference in this to see that all input and output flanges, pins 2, 8, 10, 11 and 15 od. Like. The diesel engine 1, the change gear 3 and 4 and the axle drive 14 in the perpendicular longitudinal center plane x symmetrical to the perpendicular transverse center plane y des Vehicle are provided. It no longer matters whether the change gears 3 or 4 are stored in the locomotive bridge or in the bogie frame 7. Advantageous It is, however, when the change gears 3 and 4 are stored in the bogie frame 7 the articulation points 2 and 8 of each cardan shaft 9 between diesel engine 1 and gearbox 3 or 4 at the same distance from the vertical transverse center plane z of the bogie frame 7 to be provided, since then with a rotation around the real or ideal axis of rotation both joints of the respective cardan shaft 9 occur the same articulation angle and thus the guarantee of a completely uniform transmission of the rotary movement is given.

Bei dieser Anordnung der Antriebsanlage und bei Z-förmiger oder waagerechter Anlenkung der Gelenkwellen 9 und 12 erfolgt sowohl bei Geradeausfahrt als auch beim Bogenlauf der Lokomotive eine völlig gleichmäßige Übertragung der Drehbewegung vom Dieselmotor 1 auf die Radsätze 5 und 6.With this arrangement of the drive system and with a Z-shaped or horizontal one The articulated shafts 9 and 12 are articulated both when driving straight ahead and when The arc of the locomotive ensures a completely uniform transfer of the rotary motion from the Diesel engine 1 on wheelsets 5 and 6.

Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die Ansprüche 2 bis 4 sind reine Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.Claim 1 only protects the overall combination of all of its Characteristics. Claims 2 to 4 are pure subclaims and only apply in conjunction with claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Drive transmission for bogie locomotives, especially diesel locomotives, with group drive of the individual bogie wheel sets and with a diesel engine mounted in the locomotive bridge, which has two on both sides hydraulic or hydraulic-mechanical coupled to it via cardan shafts, each between the wheelsets change gears arranged on the bogies with the interposition of further cardan shafts with the axle drives of the wheel sets is connected, characterized in that the input and output flanges, pins (2, 8, 10, 11 and 15) or the like of the diesel engine (1), the gearbox (3, 4) and the axle drive (14) are arranged such that the between the diesel engine and the change gears or between the change gears and the axle drives provided cardan shafts (9, 12) are each the same .lang and that at least the absorbing the relative movement between the bogie frame (7) and the locomotive bridge Cardan shafts, as is known, in the vertical longitudinal center plane (x) of the locomotive lie.

2. Drive transmission according to claim 1, characterized in that at change gears (3, 4) mounted in the locomotive bridge, the output flanges, pin (2) or the like of the diesel engine (1) in and the drive flanges, pins (8) or the like of the two change gears outside the vertical longitudinal center plane (x) the locomotive are arranged and connected by inclined cardan shafts (9).

3. Drive transmission according to claim 1, characterized in that all cardan shafts (9, 12) lie in the vertical longitudinal center plane (x) of the locomotive.

4. Drive transmission according to claims 1 and 2, characterized in that when the change gear (3, 4) is stored in the bogie frame, each cardan shaft (9) between the change gear and diesel engine (1) with its articulation points from the perpendicular transverse center plane (z) of the associated Bogie is arranged the same distance away. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 414528, 898600, 898 761; USA. Patent Publication No. 1867 678th; German patent application K66II / 20b; "Eisenbahntechnische Rundschau", June / July 1953, p.277; Report "Motive Power Equipment" by the "International Railway Congress", Paper No. 703 "Diesel Hydraulic Power Units", p. 490.