DE10339299A1

DE10339299A1 - Hydrodynamisches Doppelgetriebe mit erweitertem Betriebsbereich für Diesellokomotiven

Info

Publication number: DE10339299A1
Application number: DE2003139299
Authority: DE
Inventors: Rolf Keller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-04-07

Abstract

Die ständige Leistungssteigerung der Dieselmotoren stellt die entsprechenden hydrodynamischen Getriebe vor eine neue Aufgabe, entweder eine noch größere Getriebetype als die derzeit stärkste von etwa 2 MW oder Rückgriff auf eine alte Bauart von Doppelgetriebe, damals für Triebwagen, aber schon mit allen Merkmalen zur Lösung dieser Aufgabe. DOLLAR A Ein Doppelgetriebe gibt es auch schon seit Jahrzehnten als Turbowendegetriebe mit zwei parallelen Läufern, wobei jeder die volle Motorleistung, aber nur in einer Fahrtrichtung überträgt. Bei dem zitierten Getriebe übertrug jeder im Anfahrwandler nur die halbe Leistung. Nach dem Vorschlag für ein neues Getriebe sollen nun beide Läufer die Hälfte der Gesamt-Leistung übertragen und dazu die derzeitig stärkste Type eingesetzt werden, womit dann bis zu 4 MW erzielbar wären. Zur Zeit liegt die Leistung bei 3 MW. DOLLAR A Dieser hydraulische Teil ist dann in einem mechanischen Teil mit den Wendeschaltgetrieben zu vervollständigen. Der Erfindungsvorschlag sieht vor, sämtliche sekundären Zahnräder in diesem mechanischen Teil zusammenzufassen, wobei aber die Antriebe nach zwei Richtungen die beiden Drehgestelle antreiben. Dadurch werden Verspannungen vermieden und eine Unabhängigkeit vom Zustand der Drehgestelle, das heißt Radreifendurchmesser, erreicht. DOLLAR A Zusätzlich wird vorgeschlagen, zur Erweiterung des Betriebsbereiches und Verbesserung des Wirkungsgrades bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zwischen dem Anfahrwandler und dem Marschwandler eine ...

Description

Stand der Technik
Hydrodynamische Getriebe für Dieseltriebfahrzeuge der Eisenbahn mit zwei Läufern bestehend aus einem Anfahrwandler/(AW) und einem Marschwandler (MW) wurden schon im ersten Jahrzehnt vor dem Kriege gebaut.
Dem großen Unterschied in der spezifischen Leistung wurde dadurch Rechnung getragen, daß zweiAW gemeinsam die Gesamtleistung übertrugen. Die Profildurchmesser entsprachen dem der MW. Die beiden MW konnten einzeln die Gesamtleistung übertragen, waren aber auf der Sekundärseite über eine feste Zahnradübersezung verbunden wodurch sich zwei Betriebsbereiche, insgesamt also ein Dreiganggetriebe ergaben.
So enstand ein kompaktes würfelförmiges Getriebe, welches im Drehgestell untergebracht werden konnte. Für ein Wendeschaltgetriebe war aber kein Platz, deshalb mußten diese mechanischen Elemente auf die beiden Achstriebe verteilt werden. Die Abtriebsflansche zu den Gelenkwellen nach beiden Seiten lagen an den beiden Enden des Getriebes, wozu die Abtriebswelle des einen Läufers verlängert war.
Diese Lösung wurde nach dem Kriege nie mehr aufgegriffen, sondern die Aw wurden im Profil soweit vergrößert (20–25%),daß sie die volle Leistung übertragen konnten. In dieser Form entstanden viele Modelle aller Leistungsklassen, darunter die stärkste mit einer Grenzleistung von 2000 KW. Für künftige noch stärkere einmotorige Lokomotiven ist die Planung noch stärkerer Getriebe unumgänglich.
Hier bietet sich der Rückgriff auf das erste Doppelgetriebe an, wenn parallel zwei Läufer (AW/MW) gemeinsam die Gesamtleistung übertragen. Die Lösung von zweiAW wird jetzt auch auf die MW angewendet. Mit dieser bis zum Doppelten reichenden Kapazität unter Verwendung des vorhandenen Materials, ist die Aufgabe für alle Zeiten gelöst.
Die Bauart mit zwei Läufern zu je zwei Wandlern wird schon lange in verschiedenen Leistungs Klassen als sogen. Turbowendegetriebe eingesetzt, so daß Erfahrungen vorliegen.
Beschreibung 1, 2 u. 3
Da der Aufbau des hydraulischen Teils hinlänglich bekannt ist, beginnt die Beschreibung mit Kennziffern erst mit dem mechanischen Teil.
Bis zu den 8 Kuppelrädern der WSG (4 Festräder und 4 Losräder) liegt volle Symmetrie vor.
Der Kraftstrom geht im ersten Gang (AW)von 1-2-3-7 bis 8 und im zweiten Gang (MW) von 4-5-6-3-7 bis 8. Und weiter je nach Wahl der Fahrtrichtung zu 10 oder 11.
Jetzt beginnt die Unterscheidung zwischen Seite A, dem Motor zugewendet und Seite B entgegengesetzt über eine Verlängerungswelle bis zum anderen Getriebeende. Hierzu müssen die koaxial, hintereinander liegenden Abtriebsräder soweit Abstand haben, daß jedes für sich im Gehäuse gelagert werden kann.
Das bedeutet, daß die mit den Losrädern im Eingriff stehenden Gegenräder 12A und 12B noch gleich, die Ritzel 13A und 13B aber an verschiedenen Stellen der Wellen aufgeschrumpftsind, damit sie mit den Abschlußrädern 14A und 14B die Abtriebe A und B antreiben können.
Erklärung zur schematischen Darstellung in 1
Der konstruktive Aufbau des mechanischen Teils (der hydraulische ist bekannt) läßt sich nur über drei Fig. erklären.1 Der in eine Ebenegeklappte Längsschnitt.2 Draufsicht auf die Stirnräder der inneren Reihe und 3 auf die der äußeren Reihe.
Die Stirnräder 13/14 der letzten Abtriebsübersetzung lassen sich nicht genau zuordnen und sind nur projiziert dargestellt. Die Wendeschaltvorrichtung ist aus historischen Gründen als Klauenkupplung dargestellt und besteht heute aus einem verschiebbaren Keilwellenaußenprofil, das in beiden Endlagen Formschluß mit dem Keilwelleninnenprofil herstellt, Patentvorschlag (konstruktiv)
Gestützt auf den Stand der Technik bezieht sich der Patentvorschlag nur auf das mechanische Ergänzungsgetriebe, wie es bei dem sog. Turbowendegetriebe (auch ein Doppelturbogetriebe) erforderlich war, um mit mir einem zusätzlichen Stirnrad eine Fahrtrichtungsumkehr ohne mechenisches Wendeschaltgetriebe zu erzielen. Außerdem war ein wesentlicher Beitrag zur Überbrückung des Höhenabstandes zwischen Motorkurbelwelle und Abtriebswellen zu den Treibachsen zu leisten.
Im vorliegenden Fall muß dieses Ergänzungsgetriebe die mechanischen Wendeschaltgetriebe Für die beiden Läufer enthalten. Dies ist in einem kompakten Gehäuse in symmetrischer Anordnung auch möglich. Da die Leistung jeden Läufers von 2MW nicht weiter erhöht wird, können diese mechanischen Teile unverändert übernommen werden.
Diese doppelte Anordnung bietet weiter den Vorteil einer völligen Entkoppelung des Antriebs der beiden Drehgestelle, wie es früher immer der Fall war, weil solche Loks zweimotorig mit zugehörigen Getrieben waren. Die dem Motor zugewandte Seite sei mit A die Gegenseite mit B bezeichnet, was für alle Teile einschließlich der Läufer gelten soll.
Ein weiterer Gedanke wird aber auf dieses neue Getriebe vorgetragen und konstruktiv gelöst. Das erste Doppelturbogetriebe war ja ein Dreiganggetriebe, bei welchem die Betriebsbereiche der beiden MW durch einen mech. Stufensprung auseinander gezogen waren. Auf Grund der stetigen verbesserung der Wandler könnte aber eine mech. Stufe zwischen den AW und den MW gelegt werDen, siehe 4. Der Einschnitt der Wirkungsgrade im Umschaltbereich wäre unwesentlich und statistisch unwirksam auf den Brennstoffverbrauch., der Zugewinn an Betriebsbereich, gerade bei hoher Fahrgeschwindigkeit äußerst nützlich. Die Übersetzung wird zu 1,2 bis 1,3 vorgeschlagen Für diesen Stufensprung wird ein Vorgelege zwischen der Sekundärwelle des AW und derjenigen des MW angeordnet, Dessen Ritzel für den AW das erste Kuppelrad des Wendeschaltgetriebes antreibt. Ein mit diesem im Eingriff stehendes zweites Kuppelrad bedient die Gegenfahrtrichtung. Hierzu gehören noch zwei lose Kuppelräder, welche je nach gewählter Fahrtrichtung eingekuppelt werden und auf ein gemeinsames Zwischenrad treiben.
Jetzt muß zwischen A und B unterschieden werden. Wegen der beiden hintereinander liegenden unabhängigen Abtriebe muß auf der Zwischenwelle A das Ritzel für die endgültige Abtriebsübersetzung mehr auf der A-Seite und umgekehrt auch der Zwischenwelle B soweit nach Innen verschoben montiert werden, daß für die Rollenlager der folgenden Stirnräder genügend Raum ist. Das ist etwa in der Ebene der AW im Vorgelege oben 1. Das Vorgelege ist hier horizontal angeordnet, um für die 4 Kuppelräder des Wendeschalt Getriebes genügend Breite zu gewinnen.

Claims

Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß unter Anwendung der Merkmale des bekannten ersten Doppelturbogetriebes (2 AW, 2 MW, gemeinsamer Hochgang aber getrennte Abtriebe) ein Doppelturbogetriebe vorgeschlagen wird.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß hierfür das stärkste Zweigang-Seriengetriebe mit WSG verwendet wird, um die Entwicklungskosten für eine noch stärkere Type zu sparen, aber viele Gleichteile verwenden zu können.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß der hydraulische Teil, wie bei den TWG, die beiden Läufer, den gemeinsamen Hochgang, die Füllpumpe (n?) und Steuerung umfaßt.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß die beiden Läufer durch eine angeflanschte hydrodynamische Bremse ergänzt werden.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß die beiden WSG nebeneinander symmetrisch, sowie alle sekundären Stirnräder in einem einteiligen Mechanteil zusammengefaßt sind
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß diese beiden Teile analog zum TWG zentriert zusammengeschraubt sind
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß zur Erweiterng des Betriebsbereichs guten Wirkungsgrades, vor Allem bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, eine mechanische Stufe von 1,2 bis 1,3 zwischen die Turbinenwellen von AW und Mw gelegt wird.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß diese Stufe als Vorgelege ausgebildet ist
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß für besondere Einsätze durch Weglassen des Vorgeleges eine Sparlösung möglich ist, wenn die betreffenden Stirnräder in direkten Eingriff gebracht werden.
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß die Stirnräder der letzten Übersetzung zu den Abtrieben parallel und unabhängig gelagert angeordnet werden
Hydrodynamisches Getriebe für Dieslllokomotiven höchster Leistung dadurch gekennzeichnet daß der Ölsumpf für die erhöhte Gesamtleistung vertieft und die verlängerte Abtriebswelle in einem halbkreisförmigen Tunnel bis zur Lagerung am anderen Getriebeende geführt wird.