DE102014213015B4 - Schaltgetriebe - Google Patents

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Abstract

Schaltgetriebe zum Schalten zumindest zweier Vorwärtsgänge für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für einen elektrisch antreibbaren Triebwagen, wobei das Schaltgetriebe (1) eine Antriebswelle (2) und eine Abtriebswelle (4) aufweist, wobei ein verdrehfest auf einer Zwischenwelle (3) des Schaltgetriebes (1) angeordnetes erstes Zwischenwellenzahnrad (6) mit einem auf der Antriebswelle (2) angeordneten, als Losrad ausgebildeten, ersten Antriebswellenzahnrad (5) und mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle (4) angeordneten Abtriebszahnrad (7) im Eingriff steht,dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (4) eine Radsatzwelle des Schienenfahrzeugs ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe zum Schalten zumindest zweier Vorwärtsgänge in einem Schienenfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art und einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Triebwagens mit einem solchen Schaltgetriebe.
  • Insbesondere in sogenannten Electrical Multiple Units, im Folgenden EMU genannt, werden bisher meist ein- oder zweistufige Stirnradgetriebe zur Übertragung der Antriebsleistung von einer elektrischen Antriebsmaschine auf die Antriebsräder verwendet. EMUs werden u.a. als Metro, U-Bahn oder Untergrundbahn in öffentlichen Verkehrssystemen eingesetzt. Als Metro bezeichnet man hierbei ein kreuzungsfreies System, welches unabhängig von anderen Verkehrssystemen und dem motorisierten Individualverkehr ist. Metro-Fahrzeuge sind fast ausschließlich elektrisch angetrieben. Ein als Triebwagen ausgebildetes Metro-Fahrzeug weist dabei zumindest eine mit einer elektrischen Antriebsmaschine gekoppelte angetriebene Achse auf, die auch Treibradsatz genannt wird. Daneben kann ein solcher Triebwagen auch eine oder mehrere nicht mit einer Antriebsmaschine gekoppelte Laufachsen aufweisen.
  • Aufgrund unterschiedlicher maximaler Betriebsgeschwindigkeiten, die bei Metrofahrzeugen in der Regel zwischen 60 km/h und 130 km/h betragen, und verschiedener Motorkonzepte variieren die Getriebeübersetzungen herkömmlich meist zwischen 6 und 12. In der Praxis verwendete Antriebsstränge von derartigen Schienenfahrzeugen weisen jedoch meist kein Schaltgetriebe bzw. Gangwechselgetriebe auf, d.h. der Antriebsstrang weist nur ein nicht veränderbares Übersetzungsverhältnis auf. Dies führt bisher zu der Notwendigkeit, dass je nach geforderter Übersetzung, die entsprechend der vorgesehenen maximalen Betriebsgeschwindigkeit gewählt wird, ein Getriebe aus einer Vielzahl von bevorrateten oder angebotenen Getrieben verschiedener Größen ausgewählt und in das Schienenfahrzeug eingebaut wird. Die Hersteller solcher Schienenfahrzeuggetriebe bieten daher Getriebe unterschiedlicher Größen an, bei welchen die Verwendung von Gleichteilen für die verschiedenen Getriebegrößen äußerst begrenzt ist. Dies erhöht die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten sowohl für neue Getriebe als auch für Ersatzteile.
  • Die erforderlichen Geschwindigkeitsanpassungen des Schienenfahrzeugs und die Drehrichtungsumkehr zur Realisierung der Fahrtrichtungsumkehr werden durch die Drehzahlregelung und durch die Wahl der gewünschten Drehrichtung der elektrischen Antriebsmaschine vorgenommen. Da elektrische Antriebsmaschinen im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren zwei gleichwertige Drehrichtungen aufweisen, ist die Anordnung eines Wendegetriebes bei der Verwendung einer elektrischen Antriebsmaschine nicht erforderlich.
  • Eine Verbesserung der oben beschriebenen Nachteile wird durch die Verwendung von Schaltgetrieben angestrebt, wodurch mehrere Übersetzungsstufen, d.h. mehrere Vorwärtsgänge realisierbar sind.
  • Ein solches Schaltgetriebe ist beispielsweise aus der DE 11 77 671 B bekannt. Darin ist ein Schaltgetriebe zum Schalten zweier Vorwärtsgänge für ein Schienenfahrzeug beschrieben. Ein Elektroantriebsmotor ist dabei antriebswirksam mit einer Antriebswelle des zweigängigen Schaltgetriebes verbunden. Das Schaltgetriebe weist zwei Stirnradpaare mit unterschiedlichen Übersetzungen auf. Die Stirnradpaare bestehen jeweils aus einem auf der Antriebswelle angeordneten Losrad und aus einem verdrehfest mit der Abtriebswelle verbundenen Festrad. Die beiden Losräder auf der Antriebswelle sind wahlweise mittels eines Schaltglieds mit der Antriebswelle koppelbar, sodass der Kraftfluss über das erste oder über das zweite Stirnradpaar geleitet wird und der Antriebsstrang mit der ersten oder der zweiten Übersetzung betreibbar ist. Die Abtriebswelle des Schaltgetriebes ist über Zahnräder, Gelenkwellen und Achsgetriebe oder dergleichen mit einem Treibradsatz bzw. mit einer Radsatzwelle verbunden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein derartiges Schaltgetriebe für Schienenfahrzeug im Hinblick auf eine möglichst einfache und leichte Bauweise des Antriebsstranges weiterzubilden, sowie einen entsprechenden Antriebsstrang anzugeben.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch Schaltgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen sowie aus den Zeichnungen und deren Beschreibung.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Schaltgetriebe zum Schalten zumindest zweier Vorwärtsgänge für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für einen elektrisch antreibbaren Triebwagen, vorgeschlagen. Das Schaltgetriebe weist eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle auf. Ein verdrehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes erstes Zwischenwellenzahnrad steht mit einem auf der Antriebswelle angeordneten, als Losrad ausgebildeten, ersten Antriebswellenzahnrad und mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle angeordneten Abtriebszahnrad im Eingriff.
  • Das vorgeschlagene Schaltgetriebe hat den Vorteil, dass das Zwischenwellenzahnrad auch als Abtriebselement genutzt wird. Dadurch ist kein weiteres Zahnrad als Abtriebselement auf der Zwischenwelle notwendig. Folglich kann der Antriebsstrang mit weniger Bauteilen und geringerem Gewicht gebaut werden. Gewichtseinsparungen am Schienenfahrzeug sind grundsätzlich vorteilhaft, weil dadurch die Nutzlast erhöht wird. Das Gewichtseinsparpotential setzt sich dadurch fort, dass durch das zweistufige Schaltgetriebe ein Gang als Anfahrgang nutzbar ist, wodurch eine Antriebsmaschine mit geringerer Zugkraft eingesetzt werden kann, die wiederum weniger Gewicht, d.h. Masse aufweist als eine Antriebsmaschine eines herkömmlichen Antriebsstrangs. Gewichtseinsparungen sind weiter vorteilhaft, wenn sie, wie vorliegend, im Bereich der ungefederten oder teilgefederten Massen des Antriebsstrangs verwirklicht werden können, weil dies zu geringeren Stoßbelastungen und zu einem höheren Fahrkomfort beiträgt.
  • Unter dem Begriff Schaltgetriebe sind hier insbesondere Mehrganggetriebe mit zwei verschiedenen Gangstufen zu verstehen, es sind jedoch auch Anordnungen mit mehr als zwei Gangstufen denkbar. Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe ist demnach geeignet um mehrere Vorwärtsgänge zu schalten und grenzt sich dadurch von Wendegetrieben ab, die in Schienenfahrzeugen häufig zur Umkehrung der Fahrtrichtung verwendet werden. Daher dienen die Zwischenwellenzahnräder bei dem Schaltgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung der Übertragung des Antriebsdrehmoments und der Antriebsdrehbewegung in den Vorwärtsgängen und nicht der Drehrichtungsumkehr zur Bereitstellung eines Rückwärtsganges.
  • Ein Losrad ist auf einer ihm zugeordneten Getriebewelle verdrehbar gegenüber der Getriebewelle angeordnet. D.h. das Losrad kann gegenüber der Getriebewelle rotieren. Zum Schalten bestimmter Übersetzungsstufen kann ein Losrad jedoch mittels eines Schaltelementes verdrehfest mit der zugeordneten Getriebewelle verbunden werden, sodass eine Antriebsleistung bzw. ein Kraftfluss vom Losrad auf die ihm zugeordnete Getriebewelle übertragbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist die Abtriebswelle eine Radsatzwelle des Schienenfahrzeugs, sodass das Schaltgetriebe als schaltbares Radsatzgetriebe ausgebildet ist. Mit der Radsatzwelle sind in bekannter Weise die Radscheiben des Radsatzes verdrehfest verbunden.
  • Ein solches zweistufiges und zweigängiges Radsatzgetriebe ist insbesondere im Hinblick auf den geringen Bauraum im Unterbau eines Schienenfahrzeuges vorteilhaft, weil so alle Getriebeelemente zwischen der Antriebsmaschine und der Radsatzwelle in einem gemeinsamen Getriebegehäuse auf engem Raum untergebracht werden können. Zudem sind mit einem solchen Schaltgetriebe die Vorteile eines zweistufigen Radsatzgetriebes, nämlich eine hohe Gesamtübersetzung und die Vorteile eines zweigängigen Schaltgetriebes, beispielsweise das Betreiben der Antriebsmaschine in einem günstigen Wirkungsgradbereich über einen breiten Fahrgeschwindigkeitsbereich gleichzeitig erreichbar.
  • Vorzugsweise weist das Schaltgetriebe ein erstes und ein zweites Stirnradpaar auf, wobei das erste Antriebswellenzahnrad und das erste Zwischenwellenzahnrad das erste Stirnradpaar bilden.
  • Eine bevorzugte erste Ausführungsform sieht vor, dass das zweite Stirnradpaar durch ein auf der Antriebswelle angeordnetes, als Losrad ausgebildetes zweites Antriebswellenzahnrad und ein verdrehfest auf der Zwischenwelle angeordnetes zweites Zwischenwellenzahnrad gebildet wird. Die beiden Stirnradpaare weisen betragsmäßig unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf, sodass mit dem Schaltgetriebe zwei Vorwärtsgänge schaltbar sind. Der erste Vorwärtsgang kann dabei beispielsweise als Anfahrgang benutzt werden während der zweite Vorwärtsgang oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit eingeschaltet wird, wodurch eine Antriebsmaschine im Antriebsstrang des Schienenfahrzeuges in einem optimaleren Wirkungsgradbereich betrieben werden kann.
  • Zum Schalten der beiden Vorwärtsgänge bzw. der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse kann bei dieser ersten Ausführungsform ein zweiseitig schaltbares Schaltelement auf der Antriebswelle derart angeordnet sein, dass mit dem Schaltelement wahlweise das erste Antriebswellenzahnrad oder das zweite Antriebswellenzahnrad verdrehfest mit der Antriebswelle verbindbar ist, sodass der Kraftfluss über das jeweils verbundene erste oder zweite Antriebswellenzahnrad geleitet wird. Dadurch kann mittels des zweiseitig schaltbaren Schaltelementes das jeweils gewünschte Übersetzungsverhältnis eingeschaltet werden.
  • Geeignete zweiseitig schaltbare Schaltelemente sind dem Fachmann bekannt. Sie weisen beispielsweise eine verdrehfest aber axial verschiebbar auf der Antriebswelle gelagerte Schiebemuffe auf, die in zwei entgegengesetzten Richtungen axial verschiebbar ist. In den beiden axial verschobenen Endstellungen der Schiebemuffe ist jeweils eines der beiden Losräder über die Schiebemuffe verdrehfest mit der Antriebswelle verbunden, sodass der Kraftfluss bzw. die Antriebsleistung über das jeweilige Stirnradpaar geleitet wird.
  • Vorteilhaft ist bei dieser ersten Ausführungsform auch eine mittlere Neutralstellung des zweiseitig schaltbaren Schaltelementes vorgesehen, in der der Kraftfluss im Antriebsstrang unterbrochen ist.
  • Zum Schalten der beiden Vorwärtsgänge bzw. der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse können bei der ersten Ausführungsform anstatt eines zweiseitig schaltbaren Schaltelements auch zwei jeweils einseitig schaltbare Schaltelemente auf der Antriebswelle angeordnet sein. Die beiden einseitig schaltbaren Schaltelemente sind dabei so ansteuerbar, dass beide Schaltelemente entweder nacheinander oder auch gleichzeitig betätigt werden können, wodurch in bestimmten Fällen ein schnelleres Umschalten von einem Vorwärtsgang in den anderen Vorwärtsgang realisierbar ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schaltelemente als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind, sodass ein überschneidendes Umschalten der Schaltelemente ohne bzw. mit sehr kurzer Zugkraftunterbrechung während der Fahrt möglich ist.
  • Grundsätzlich können die genannten Schaltelemente als formschlüssige oder als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sein. Formschlüssige Schaltelemente können mit oder ohne Synchronisiereinrichtung vorgesehen werden.
  • Die Anordnung des Schaltelementes auf der Antriebswelle hat den Vorteil, dass Stoßbelastungen, die im Fahrbetrieb über die Radscheiben und die Radsatzwelle auf den Antriebsstrang einwirken, die Funktion des Schaltelementes weniger stark belasten, weil das Schaltelement auf der Antriebswelle weiter in Richtung der gefederten Massen verschoben ist. In der Regel ist die Antriebsmaschine in einem Drehgestell oder im Fahrzeugrahmen des Schienenfahrzeuges gefedert aufgehängt, wogegen die Radscheiben und die Radsatzwelle als ungefederte Massen bezeichnet werden, weil Stoßbelastungen von der Schiene direkt auf die Radscheiben und auf die Radsatzwelle übertragen werden. Im Antriebsstrang eines Schienenfahrzeuges nehmen die Stoßbelastungen daher von den Radscheiben und der Radsatzwelle zur Antriebsmaschine hin ab.
  • Gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zweite Stirnradpaar durch ein zweites, verdrehfest auf der Antriebswelle angeordnetes Antriebswellenzahnrad und ein auf der Zwischenwelle angeordnetes, als Losrad ausgebildetes zweites Zwischenwellenrad gebildet wird.
  • Zum Schalten der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse kann bei dieser zweiten Ausführungsform ein erstes einseitig schaltbares Schaltelement auf der Antriebswelle derart angeordnet sein, dass mit dem ersten einseitigen Schaltelement das erste Antriebswellenzahnrad verdrehfest mit der Antriebswelle verbindbar ist, und ein zweites einseitig schaltbares Schaltelement kann auf der Zwischenwelle derart angeordnet sein, dass mit dem zweiten einseitig schaltbaren Schaltelement das zweite Zwischenwellenrad verdrehfest mit der Zwischenwelle verbindbar ist.
  • Diese zweite Ausführungsform hat ebenfalls den Vorteil, dass gleichzeitig beide Schaltelemente betätigt werden können, wodurch in bestimmten Fällen ein schnelleres Umschalten realisierbar ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schaltelemente als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind, sodass ein überschneidendes Umschalten der Schaltelemente ohne bzw. mit sehr kurzer Zugkraftunterbrechung während der Fahrt möglich ist.
  • Schließlich umfasst die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Triebwagens mit einem oben beschriebenen Schaltgetriebe bzw. mit einem beschriebenen zweistufigen, zweigängigen Radsatzgetriebe.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung
    • 1 einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Schienenfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
    • 2 ein erfindungsgemäßes Schaltgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltgetriebe 1 weist eine Antriebswelle 2, eine Abtriebswelle 4 und eine zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnete Zwischenwelle 3 auf. Alle drei genannten Wellen 2, 3 und 4 sind jeweils in Lagerstellen 15 in einem Gehäuse 14 des Schaltgetriebes 1 gelagert. Die Lagerstellen können beispielsweise als Wälzlager ausgebildet sein.
  • Die Antriebswelle 2 ist mit einer elektrischen Antriebsmaschine 13, beispielsweise eine asynchrone Drehstrommaschine antriebswirksam verbunden. Zwischen der Antriebsmaschine 13 und der Antriebswelle 4 des Schaltgetriebes 1 kann auch eine hier nicht dargestellte flexible oder kardanische Wellen-Kupplung angeordnet werden, um einen Ausgleich bei axialem, radialem und winkeligen Versatz zwischen der Abtriebswelle der Antriebsmaschine 13 und der Antriebswelle 4 des Schaltgetriebes 1 auszugleichen.
  • Die Antriebsmaschine 13 kann an einem gefederten Drehgestell eines Schienenfahrzeuges aufgehängt sein, während das im Kraftfluss nachfolgende Schaltgetriebe 1 als achsreitendes Getriebe ausgeführt ist. Das achsreitende Schaltgetriebe stützt sich dabei beispielsweise einerseits über die Lagerstellen 15 auf der zugeordneten Radsatzwelle und andererseits über eine Drehmomentstütze an dem Drehgestell ab. Ein solcher Antriebsstrang wird auch als teilabgefederter Antriebsstrang bezeichnet.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Abtriebswelle 4 die Radsatzwelle, mit der die beiden Radscheiben 16 und 17 starr verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Schaltgetriebe 1 somit als Radsatzgetriebe ausgeführt. 1 zeigt somit einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Schienenfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die im Folgenden erwähnten Zahnräder sind im Innenraum eines Gehäuses 14 des Schaltgetriebes 1 angeordnet.
  • Auf der Antriebswelle 2 ist ein erstes Antriebswellenzahnrad 5 angeordnet. Das erste Antriebswellenzahnrad 5 ist als Losrad ausgebildet. Auf der Zwischenwelle 3 ist ein erstes Zwischenwellenzahnrad 6 angeordnet, das mit dem ersten Antriebswellenzahnrad 5 im Eingriff steht, d.h. die Verzahnungen der beiden Zahnräder stehen in gegenseitigem Eingriff. Gleichzeitig steht das erste Zwischenwellenzahnrad 6 mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle 4 angeordneten Abtriebszahnrad 7 im Eingriff. D.h. die drei Zahnräder 5, 6 und 7 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die orthogonal zur Rotationsachse der Antriebswelle 2 angeordnet ist.
  • Das erste Antriebswellenzahnrad 5 und das erste Zwischenwellenzahnrad 6 bilden zusammen ein erstes Stirnradpaar. Ein zweites Stirnradpaar wird durch ein auf der Antriebswelle 2 angeordnetes, als Losrad ausgebildetes zweites Antriebswellenzahnrad 8 und ein verdrehfest auf der Zwischenwelle 3 angeordnetes zweites Zwischenwellenzahnrad 9 gebildet.
  • Zwischen dem ersten und dem zweiten Antriebswellenzahnrad 5 und 8 ist auf der Antriebswelle 2 ein zweiseitig schaltbares Schaltelement 10 derart angeordnet, dass mit dem zweiseitig schaltbaren Schaltelement 10 wahlweise das erste Antriebswellenzahnrad 5 oder das zweite Antriebswellenzahnrad 8 verdrehfest mit der Antriebswelle 2 verbindbar ist, sodass der Kraftfluss über das jeweils verbundene erste oder zweite Antriebswellenzahnrad 5 bzw. 8 geleitet wird.
  • Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist ähnlich aufgebaut wie die oben beschriebene erste Ausführungsform. Daher werden gleiche Teile mit der gleichen Funktion in beiden Ausführungsbeispielen bzw. in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen und hier nicht näher erläutert.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist die Anordnung des Losrads des zweiten Stirnradpaares. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist das zweite Zwischenwellenzahnrad 19 als Losrad ausgeführt. Dementsprechend ist das mit dem zweiten Zwischenwellenzahnrad 19 kämmende zweite Antriebswellenzahnrad 18 als Festrad ausgeführt, d.h. es ist ständig verdrehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist das erste Antriebswellenzahnrad 5 wie bei der ersten Ausführungsform als Losrad und das erste Zwischenwellenzahnrad 6 als Festrad ausgebildet. Dagegen ist das zweite Antriebswellenzahnrad 18 gemäß der zweiten Ausführungsform als Festrad und das zweite Zwischenwellenzahnrad 19 als Losrad ausgebildet.
  • Da bei der zweiten Ausführungsform ein Losrad auf der Antriebswelle 2 und das andere Losrad auf der Zwischenwelle 3 angeordnet ist, ist es notwendig, dass jedem Losrad ein separates Schaltelement auf der jeweiligen Welle zugeordnet wird. Dementsprechend ist jeweils ein einseitig schaltbares Schaltelement 11 bzw. 12 auf der Antriebswelle 2 und auf der Zwischenwelle 3 vorgesehen. Das erste einseitig schaltbare Schaltelement 11 wird verwendet zum Schalten des als Losrad ausgebildeten ersten Antriebswellenzahnrades 5, wodurch das erste Stirnradpaar 5, 6 in den Kraftfluss geschaltet werden kann. Das zweite einseitig schaltbare Schaltelement 12 wird zum Schalten des ebenfalls als Losrad ausgebildeten zweiten Zwischenwellenzahnrades 19 verwendet, wodurch das zweite Stirnradpaar 18, 19 in den Kraftfluss geschaltet werden kann. Mit dem Wort „Schalten“ wird hier das kraft- oder formschlüssige Verbinden des Losrads mit der jeweils zugeordneten Getriebewelle verstanden bzw. das Lösen einer solchen Verbindung.
  • Mit den beiden separaten einseitig schaltbaren Schaltelementen 11 und 12 ist es möglich die beiden Losräder unabhängig voneinander zu schalten. Dadurch können bestimmte Schaltvorgänge schneller bewerkstelligt werden, als bspw. bei der ersten Ausführungsform mit einem beidseitig schaltbaren Schaltelement. Im Zusammenhang mit reibschlüssigen Schaltelementen sind beispielsweise überschneidende Schaltvorgänge der beiden einseitig schaltbaren Schaltelemente denkbar, um so Zugkraftunterbrechungen beim Umschalten der beiden Vorwärtsgänge während der Fahrt zu minimieren.
  • Bei beiden genannten Ausführungsformen wird die Abtriebswelle 4 in beiden Übersetzungsstufen in derselben Drehrichtung angetrieben wie die Antriebswelle 2. D.h. es handelt sich bei dem Schaltgetriebe nicht um ein Wendegetriebe. Die beiden Übersetzungsstufen und entsprechend die beiden Stirnradpaare weisen jedoch betragsmäßig unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf, sodass mit dem Schaltgetriebe zwei Vorwärtsgänge schaltbar sind. Der erste Vorwärtsgang kann dabei beispielsweise als Anfahrgang benutzt werden, während der zweite Vorwärtsgang oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit eingeschaltet wird, wodurch die elektrische Antriebsmaschine in einem günstigeren Wirkungsgradbereich betrieben werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schaltgetriebe
    2
    Antriebswelle
    3
    Zwischenwelle
    4
    Abtriebswelle
    5
    Antriebswellenzahnrad
    6
    Zwischenwellenzahnrad
    7
    Abtriebszahnrad
    8
    Antriebswellenzahnrad
    9
    Zwischenwellenzahnrad
    10
    zweiseitig schaltbares Schaltelement
    11
    einseitig schaltbares Schaltelement
    12
    einseitig schaltbares Schaltelement
    13
    Antriebsmaschine
    14
    Gehäuse
    15
    Wellenlager
    16
    Radscheibe
    17
    Radscheibe
    18
    Antriebswellenzahnrad
    19
    Zwischenwellenzahnrad

Claims (7)

  1. Schaltgetriebe zum Schalten zumindest zweier Vorwärtsgänge für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für einen elektrisch antreibbaren Triebwagen, wobei das Schaltgetriebe (1) eine Antriebswelle (2) und eine Abtriebswelle (4) aufweist, wobei ein verdrehfest auf einer Zwischenwelle (3) des Schaltgetriebes (1) angeordnetes erstes Zwischenwellenzahnrad (6) mit einem auf der Antriebswelle (2) angeordneten, als Losrad ausgebildeten, ersten Antriebswellenzahnrad (5) und mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle (4) angeordneten Abtriebszahnrad (7) im Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (4) eine Radsatzwelle des Schienenfahrzeugs ist.
  2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) ein erstes und ein zweites Stirnradpaar aufweist, wobei das erste Antriebswellenzahnrad (5) und das erste Zwischenwellenzahnrad (6) das erste Stirnradpaar bilden.
  3. Schaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnradpaar durch ein auf der Antriebswelle (2) angeordnetes, als Losrad ausgebildetes zweites Antriebswellenzahnrad (8) und ein verdrehfest auf der Zwischenwelle (3) angeordnetes zweites Zwischenwellenzahnrad (9) gebildet wird.
  4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiseitig schaltbares Schaltelement (10) auf der Antriebswelle (2) derart angeordnet ist, dass mit dem Schaltelement (10) wahlweise das erste Antriebswellenzahnrad (5) oder das zweite Antriebswellenzahnrad (8) verdrehfest mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist, sodass der Kraftfluss über das jeweils verbundene erste oder zweite Antriebswellenzahnrad (5, 8) geleitet wird.
  5. Schaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stirnradpaar durch ein zweites, verdrehfest auf der Antriebswelle (2) angeordnetes Antriebswellenzahnrad (18) und ein auf der Zwischenwelle (3) angeordnetes, als Losrad ausgebildetes zweites Zwischenwellenrad (19) gebildet wird.
  6. Schaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes einseitig schaltbares Schaltelement (11) auf der Antriebswelle (2) derart angeordnet ist, dass mit dem ersten einseitigen Schaltelement (11) das erste Antriebswellenzahnrad (5) verdrehfest mit der Antriebswelle (2) verbindbar ist, und dass ein zweites einseitig schaltbares Schaltelement (12) auf der Zwischenwelle (3) derart angeordnet ist, dass mit dem zweiten einseitig schaltbaren Schaltelement (12) das zweite Zwischenwellenrad (19) verdrehfest mit der Zwischenwelle (3) verbindbar ist.
  7. Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Triebwagens gekennzeichnet durch ein Schaltgetriebe (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.
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