DE10321621B4

DE10321621B4 - Zweiwegefahrzeug mit einer Antriebseinrichtung für den Schienenbetrieb

Info

Publication number: DE10321621B4
Application number: DE2003121621
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Zappel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: DE10321621A1

Abstract

Zweiwegefahrzeug (1), insbesondere Zweiwege-Lastkraftwagen, mit einer Antriebseinrichtung (4) für den Schienenbetrieb, welche ein erstes und zweites über eine Schienenachse (6) verbundenes Schienen-Antriebsrad (8, 10) sowie eine erste und zweite, mit den Schienen-Antriebsrädern (8, 10) über ein Getriebe gekoppelte und an die Umfangsoberfläche eines zugeordneten Straßen-Antriebsrades (18, 20) anstellbare Reibtrommel (12, 14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein durch die erste Reibtrommel (12) antreibbares erstes Zahnrad (22) aufweist, welches zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder (8, 10) in einer ersten Richtung in ein Innenhohlzahnrad (25) des ersten Schienen-Antriebsrades (8) eingreift; dass das Getriebe weiterhin ein zweites Zahnrad (28) umfasst, welches zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder (8, 10) in einer zweiten Richtung in ein koaxial zur Schienenachse (6) angeordnetes zentrales Zahnrad (34) eingreift, und dass eine Kupplungseinrichtung (26, 32, 36, 38) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von der gewünschten Drehrichtung der Schienen-Antriebsräder (8, 10) die erste Reibtrommel (12) über das erste Zahnrad (22) oder...

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweiwegefahrzeug, insbesondere einen Zweiwege-Lastkraftwagen, mit einer Antriebseinrichtung für den Schienenbetrieb, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Zweiwegefahrzeuge werden auf privaten oder öffentlichen Schienennetzen für Rangierarbeiten von Eisenbahnwaggons, Gleisarbeiten, Bauarbeiten an Bahndämmen etc. eingesetzt, und weisen zusätzlich zu ihrer Gummibereifung für herkömmliche Straßen ein Fahrgestell mit vier an die Breite des jeweiligen Schienennetzes angepassten Schienenrädern auf, welche sie dazu in die Lage versetzen, dass sich die Fahrzeuge nach dem Ausfahren der Schienenräder entlang der Gleise des Schienennetzes fortbewegen können.
Bei Fahrzeugen, wie LKW's, die eine andere Spurweite als die Schienen besitzen, erfolgt die Umstellung auf den Schienenbetrieb dadurch, dass das Fahrgestell mit den Schienenrädern über Betätigungseinrichtungen in Form von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern ausgefahren, und das Fahrzeug hierdurch über die Schienen angehoben wird, so dass sich die Straßen-Antriebsräder des Fahrzeugs in der Luft befinden.
Der Antrieb des Fahrzeugs beim Schienenbetrieb erfolgt mit Hilfe einer Antriebseinrichtung, welche eine Reibtrommel umfasst, die beim Anheben des Fahrzeuges in die Stellung für den Schienebetrieb gegen eines der Straßen-Antriebsräder des Fahrzeugs angestellt wird, und die die über die Straßen-Antriebsräder abgegebene Antriebsleistung über ein Getriebe auf das Schienen-Antriebsrad überträgt. Hierdurch lässt sich das Zweiwegefahrzeug durch Kuppeln und Schalten in der vom Straßenbetrieb her gewohnten Weise entlang der Schienen bewegen.
In diesem Zusammenhang ergibt sich insbesondere bei LKW's das Problem, dass in mehreren Kilometern Entfernung liegende Orte, z.B. Baustellen am Schienenkörper, vom Standort des LKW aus nur in Vorwärtsrichtung angefahren werden können, und beim Fehlen einer Wendemöglichkeit in Rückwärtsrichtung wieder verlassen werden müssen.
Aufgrund der geringen Geschwindigkeit, die mit einem LKW infolge des vorgegebenen Untersetzungsverhältnisses des Fahrgetriebes bei der Rückwärtsfahrt auf der Straße lediglich erzielt werden kann, ergibt sich das Problem, dass der Rückweg von einer Schienenbaustelle zurück zum Ausgangspunkt eine erheblich größere Zeitdauer in Anspruch nimmt, als der Weg dorthin.
Zudem entsteht dadurch, dass der Motor des LKW bei der Rückwärtsfahrt zur Erzielung einer möglichst hohen Geschwindigkeit mit hoher Drehzahl betrieben wird, eine erhebliche Lärm- und Schadstoffbelastung, sowie ein erhöhter Materialverschleiß.
Aus der DE 202 14 353 U1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, die Antriebseinrichtung mit einem Reversiergetriebe auszustatten, welches in einem Gehäuse untergebracht ist, das zusammen mit der zugehörigen Reibtrommel an eines der Schienen-Antriebsräder anstellbar ist. Die beschriebene Antriebseinrichtung weist eine vergleichsweise aufwendige Konstruktion auf.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiwegefahrzeug zu schaffen, welches eine Antriebseinheit mit einem alternativen und vereinfachten Aufbau besitzt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Zweiwegefahrzeug, insbesondere ein Zweiwege-Lastkraftwagen, eine Antriebseinrichtung für den Schienenbetrieb, welche ein erstes und zweites über eine Schienenachse verbundenes Schienen-Antriebsrad sowie eine erste und zweite, mit den Schienen-Antriebsrädern über ein Getriebe gekoppelte und an die Umfangsoberfläche eines zugeordneten Straßen-Antriebsrades des Zweiwegefahrzeugs anstellbare Reibtrommel aufweist.
Das Zweiwegefahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe ein durch die erste Reibtrommel antreibbares erstes Zahnrad umfasst, welches zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder in einer ersten Richtung in ein Innenhohlzahnrad des ersten Schienen-Antriebsrades eingreift.
Das Getriebe enthält in erfindungsgemäßer Weise weiterhin ein zweites Zahnrad, welches in ein koaxial zur Schienenachse angeordnetes und antriebsmäßig mit dem ersten Schienen-Antriebsrad oder mit dem zweiten Schienenantriebsrad verbundenes Zentralzahnrad eingreift.
Durch eine Kupplungseinrichtung, die vorzugsweise eine erste und zweite Klauenkupplung umfasst, lässt sich die Antriebsverbindung zwischen dem ersten Zahnrad und der ersten Reibtrommel sowie zwischen dem zweiten Zahnrad und der zweiten Reibtrommel in erfindungsgemäßer Weise wechselweise unterbrechen und schließen, so dass je nach gewünschter Drehrichtung der Schienen-Antriebsräder diese über die erste Reibtrommel und das erste Zahnrad oder aber über die zweite Reibtrommel und das zweite Zahnrad angetrieben werden.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass neben einem sehr einfachen Aufbau der Antriebseinrichtung bei einer entsprechenden Auslegung der Zahnräder in der Vorwärtsfahrtrichtung und in der Rückwärtsfahrtrichtung im Wesentlichen dieselben Geschwindigkeiten erzielt werden können, wobei sämtliche lang übersetzten Fahrstufen oder Gänge des Fahrtgetriebes des Zweiwegefahrzeugs auch bei der Rückwärtsfahrt zur Verfügung stehen, was zu einer signifikanten Verminderung der Drehzahl des Antriebsmotors führt.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen
1 eine schematische Seitenansicht des Hecks eines Zweiwege-Lastkraftwagens mit Blick auf die erste Reibtrommel,
2 eine schematische Ansicht der gegenüberliegenden Seite des Hecks des Zweiwege-Lastkraftwagens von 1 mit Blick auf die zweite Reibtrommel und das zweite Zahnrad, und
3 eine schematische Darstellung der Schienenachse mit erstem und zweitem Schienen-Antriebsrad, Reibtrommeln sowie Straßen-Antriebsrädern zur Verdeutlichung der Lage der erfindungsgemäßen Getriebekomponenten.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst ein erfindungsgemäßes Zweiwegefahrzeug 1 in Form eines Zweiwege-LKW's einen Rahmen 2, an dessen in Fahrtrichtung betrachtet hinterem Ende eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung 4 zum Antrieb des Fahrzeugs 1 beim Schienenbetrieb angeordnet ist.
Die Antriebseinrichtung 4 besitzt ein erstes und zweites über eine Schienenachse 6 vorzugsweise drehfest miteinander verbundenes Schienen-Antriebsrad 8, 10, sowie eine erste und zweite Reibtrommel 12, 14, die mit den Schienen-Antriebsrädern 8, 10 über ein nachfolgend noch näher beschriebenes Getriebe antriebsmäßig gekoppelt sind.
Die erste und zweite Reibtrommel 12, 14 sind bezüglich der Mitte der Schienenachse 6 vorzugsweise axial außenliegend und exzentrisch zur Schienenachse 6 angeordnet, und werden mittels einer in den 1 und 2 schematisch angedeuteten Betätigungseinrichtung 16 an die zugehörigen Straßen-Antriebsräder 18 und 20 des Zweiwegefahrzeugs 1 angestellt.
Das Getriebe umfasst ein erstes Zahnrad 22, welches über eine Welle 24 und eine erste Kupplung 26 zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder 8, 10 in einer ersten Richtung in ein Innenhohlzahnrad 25 eingreift, das am ersten Schienen-Antriebsrade 8 befestigt ist. Das Innenhohlzahnrad 25 ist bei der bevorzugten Ausführungsform in vorteilhafter Weise unmittelbar als Zahnring z.B. durch Verschrauben am ersten Schienen-Antriebsrad 8 befestigt, kann jedoch auch integral mit dem ersten Schienen-Antriebsrad 8 ausgebildet sein.
Das Getriebe weist weiterhin ein zweites Zahnrad 28 auf, welches über eine zugehörige Antriebswelle 30 sowie eine zweite Kupplung 32 antriebsmäßig mit der zweiten Reibtrommel 14 gekoppelt ist, und zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder in der umgekehrten Richtung in ein koaxial zur Schienenachse 6 angeordnetes zentrales Zahnrad 34 eingreift.
Das koaxial zur Schienenachse 6 angeordnete zentrale Zahnrad 34 ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise direkt am zweiten Schienen-Antriebsrad 10 befestigt, kann jedoch auch drehfest mit der Schienenachse 6 verbunden sein, wenn das zweite Schienen-Antriebsrad 10 keine drehfeste Verbindung mit der Schienenachse 6 besitzt.
Die erste Kupplung 26 sowie auch die zweite Kupplung 32 bilden zusammen eine Kupplungseinrichtung, die in Abhängigkeit von der gewünschten Fahrtrichtung des Zweiwegefahrzeugs 1 die Schienen-Antriebsräder 8, 10 entweder über die erste Reibtrommel 12, die Antriebswelle 24, das erste Zahnrad 22 und das Innenhohzahnlrad 25, oder aber über die zweite Reibtrommel 14, die Antriebswelle 30, das zweite Zahnrad 28 und das koaxiale Zahnrad 34 mit den Schienen-Antriebsrädern koppelt.
Die erste Kupplung 26 und die zweite Kupplung 32 sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Klauenkupplungen aufgebaut, welche jeweils eine entlang der Drehachse der zugehörigen Reibtrommel 12, 14 verschiebbar angeordnete Klaue 36 und 38 umfassen, welche in der eingekuppelten Stellung in ein drehfest mit der Reibtrommel verbundenes, in den Zeichnungen nicht näher bezeichnetes Eingriffselement eingreifen. Das wechselseitige Verschieben der Klauen 36 und 38 zur Umschaltung zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt kann hierbei in vorteilhafter Weise durch bekannte pneumatische oder hydraulische Stellelemente, insbesondere Pneumatikzylinder, erfolgen, die z.B. durch Umlegen eines nicht dargestellten Schalters im Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs geschaltet werden.
Durch die Erfindung ergibt sich hierbei insgesamt der Vorteil, dass lediglich durch ein einfaches Verschieben der Klaue 36 aus der in 3 gezeigten Freigabeposition in die Eingriffsposition sowie dem gleichzeitigen Verschieben der Klaue 38 aus der in 3 gezeigten Eingriffsposition in die Freigabeposition zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt umgeschaltet werden kann, ohne dass hierzu das Hauptfahrgetriebe des Zweiwegefahrzeugs umgeschaltet werden muss. Somit stehen sowohl für die Vorwärtsfahrt, als auch für die Rückwärtsfahrt alle Vorwärtsgänge des Hauptfahrgetriebes zur Verfügung, so dass die Rückwärtsfahrt mit einer im Vergleich zum reinen Straßenbetrieb erheblich höheren Geschwindigkeit erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es hierbei vorgesehen sein, dass die erste Reibtrommel 12 einen größeren Durchmesser als die zweite Reibtrommel aufweist, um die sich aus den unterschiedlichen Durchmessern und Anordnungen von erstem Zahnrad 22 und Innenhohlzahnrad 25 sowie zweitem Zahnrad 28 und dem zentralen Zahnrad 34 ergebenden Untersetzungsverhältnisse zu kompensieren oder zumindest anzugleichen, so dass bei der Vorwärtsfahrt und bei der Rückwärtsfahrt im Wesentlichen die selben Geschwindigkeiten erzielt werden.
Die Schienen-Antriebsräder 8 und 10 weisen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen gegenüber ihren Laufflächen jeweils zurückversetzten Hohlraum 40, 42 auf, innerhalb von welchem die Zahnräder 22, 24 sowie 28 und 34 gegebenenfalls zusammen mit nicht näher dargestellten Lagern etc. aufgenommen sind.
Hierbei kann der jeweilige Hohlraum 40, 42 im ersten und/oder zweiten Schienen-Antriebsrad 8, 10 in vorteilhafter Weise durch eine nicht näher gezeigte Abdeckkappe gegen das Eindringen von Verschmutzungen geschützt sein.

Claims

Zweiwegefahrzeug (1), insbesondere Zweiwege-Lastkraftwagen, mit einer Antriebseinrichtung (4) für den Schienenbetrieb, welche ein erstes und zweites über eine Schienenachse (6) verbundenes Schienen-Antriebsrad (8, 10) sowie eine erste und zweite, mit den Schienen-Antriebsrädern (8, 10) über ein Getriebe gekoppelte und an die Umfangsoberfläche eines zugeordneten Straßen-Antriebsrades (18, 20) anstellbare Reibtrommel (12, 14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein durch die erste Reibtrommel (12) antreibbares erstes Zahnrad (22) aufweist, welches zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder (8, 10) in einer ersten Richtung in ein Innenhohlzahnrad (25) des ersten Schienen-Antriebsrades (8) eingreift; dass das Getriebe weiterhin ein zweites Zahnrad (28) umfasst, welches zum Antrieb der Schienen-Antriebsräder (8, 10) in einer zweiten Richtung in ein koaxial zur Schienenachse (6) angeordnetes zentrales Zahnrad (34) eingreift, und dass eine Kupplungseinrichtung (26, 32, 36, 38) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von der gewünschten Drehrichtung der Schienen-Antriebsräder (8, 10) die erste Reibtrommel (12) über das erste Zahnrad (22) oder die zweite Reibtrommel (14) über das zweite Zahnrad (28) mit den Schienen-Antriebsrädern (8, 10) koppelt.
Zweiwegefahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (26, 32, 36, 38) eine zwischen der ersten Reibtrommel (12) und dem ersten Schienen-Antriebsrad (8) wirkende erste Kupplung (26) sowie eine zwischen der zweiten Reibtrommel (14) und dem zweiten Schienen-Antriebsrad (10) wirkende zweite Kupplung (32) umfasst, die zur Umkehrung der Drehrichtung der Schienen-Antriebsräder (8, 10) wechselweise ein- und ausgekuppelt werden.
Zweiwegefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (26) und/oder die zweite Kupplung (32) eine Klauenkupplung ist, die jeweils eine entlang der Drehachse der zugehörigen Reibtrommel (12, 14) verschiebbar angeordnete Klaue (36, 38) umfasst, welche in der eingekuppelten Stellung in ein drehfest mit der zugeordneten Reibtrommel (12, 14) gekoppeltes Eingriffselement eingreift.
Zweiwegefahrzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Kupplung (26, 38) durch pneumatische Stellelemente betätigt werden.
Zweiwegefahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (26) und/oder die zweite Kupplung (32) innerhalb der zugeordneten Reibtrommel (12, 14) angeordnet sind.
Zweiwegefahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibtrommel (12) und die zweite Reibtrommel (14) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Zweiwegefahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser von erster und zweiter Reibtrommel (12, 14) in der Weise gewählt sind, dass die Drehzahlen der Schienen-Antriebsräder (8, 10) in der ersten und zweiten Drehrichtung bei gleicher Eingangsdrehzahl der ersten und zweiten Reibtrommel (12, 14) im Wesentlichen den selben Wert aufweist.
Zweiwegefahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Schienen-Antriebsräder (8, 10) einen Hohlraum (40, 42) aufweisen, innerhalb von welchem das erste Zahnrad (22) und/oder das zweite Zahnrad (28) angeordnet sind.
Zweiwegefahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (40, 42) des ersten und/oder zweiten Schienen-Antriebsrades (8, 10) durch eine Abdeckkappe gegen das Eindringen von Verschmutzungen geschützt ist.