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Kombinierter Zahnrad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen kombinierten Zahnrad-und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges,
dessen auf die Zahnstange arbeitendes Triebzahnrad auf einer Adhäsionsantriebsachse
drehbar gelagert und von einem beiden Antrieben gemeinsamen Motor über ein zwischen
dem Triebzahnrad und einem Adhäsionsrad angeordnetes Vorgelege angetrieben wird,
wobei der Adhäsionsantrieb durch eine Reibungskupplung im Adhäsionsvorgelegeteil
ein- und auskuppelbar ist.
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Zahnrad- und Adhäsionsantriebe dieser Art sind im allgemeinen unter
der Voraussetzung brauchbar, daß die für eine bestimmte Motordrehzahl vorgeschriebenen
Fahrgeschwindigkeiten im Zahnstangen-und im Adhäsionsbetrieb nicht stark voneinander
abweichen. Größere Teile des von dem gemeinsamen Motor angetriebenen Getriebes werden
für beide Antriebe benutzt; die »Spaltung« der Leistungsübertragung erfolgt meist
unmittelbar vor dem Triebzahnrad bzw. dem Antriebsrad des Adhäsionsradsatzes. Diese
Art der Getriebeausbildung bringt größere konstruktive Schwierigkeiten mit sich,
wenn die Fahrgeschwindigkeiten in Zahnrad- und Adhäsionsbetrieb sehr unterschiedlich
sein müssen. Dies ist oft erwünscht, um eine bessere betriebliche Anpassung des.
Fahrzeuges an die Steigungsverhältnisse der zu befahrenden Strecke zu erzielen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Zahnrad-
und Adhäsionsantrieb der oben beschriebenen Art so zu gestalten, daß man eine übersichtliche
Anordnung erhält, die Fahrgeschwindigkeit auf den Adhäsionsstrecken beliebig wählen
kann und den vorhandenen Einbauraum in günstiger Weise .ausnutzt.
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Der die Lösung dieser Aufgabe bringende kombinierte Zahnrad- und Adhäsionsantrieb
eines Schienenfahrzeuges, dessen auf die Zahnstange arbeitendes Triebzahnrad auf
einer Adhäsionsantriebsachse drehbar gelagert und von einem beiden Antrieben gemeinsamen
Motor über ein zwischen dem Triebzahnrad und einem Adhäsionsrad angeordnetes Vorgelege
angetrieben wird, wobei der Adhäsionsantrieb durch eine Reibungskupplung im Adhäsionsvorgelegeteil
ein- und auskuppelbar ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der mit
seiner Reibungskupplung in an sich bekannter Weise an der vom Triebzahnradantrieb
abgekehrten Seite des Triebzahnrades angeordnete Adhäsionsvorgelegeteil dem gesamten
Triebzahnradvorgelegeteil nachgeschaltet und sein Eingangselement mit dem Triebzahnrad
gekuppelt ist.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung des Antriebes
wird der zum Antrieb des auf die Zahnstange arbeitenden Triebzahnrades erforderliche
Vorgelegeteil mit relativ hoher Untersetzung auch voll für denAdhäsionsantrieb ausgenutzt
und der Adhäsionsvorgelegeteil, der dann eine Übersetzung, d. h. eine Erhöhung der
Drehzahl ergibt, hinter den gesamten Triebzahnradvorgelegeteil geschaltet, wobei
die Kupplung beider, durch das Triebzahnrad räumlich voneinander getrennter Vorgelegeteile
über das Triebzahnrad bzw. einen drehfest mit diesem Zahnrad verbundenen Träger,
z. B. eine Hohlwelle, erfolgt. Der gesamte Aufbau des. Antriebs wird dadurch wesentlich
günstiger als bei einer »Spaltung« der Kraftübertragung vor dem Triebzahnrad, da
entsprechende Getriebekonstruktionen nicht in urmittelbarem Bereich der Adhäsionsantriebsachse
konzentriert werden können, wie dies beim erfindungsgemäßen Antrieb jedoch möglich
ist.
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Während bei den bekannten kombinierten Zahnrad- und Adhäsionsantrieben
für stark voneinander abweichende Fahrgeschwindigkeiten auf den Adhäsions- und Zahnradstrecken
der Triebzahnradantrieb meist eine Untersetzungsstufe mehr aufweist, als der Adhäsionsantrieb,
ist es bei dem erfindungsgemäßen Antrieb gerade umgekehrt; hier weist der Adhäsionsantrieb
zumindest eine Stufe mehr auf als der Zahnradantrieb.
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Bei einer speziellen Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebes, bei
der das Triebzahnrad durch eine auf der Adhäsionsantriebsachse drehbar gelagerte
Hohlwelle mit dem letzten Zahnrad des Triebzahnradvorgelegeteiles drehfest verbunden
ist, erweist es sich als vorteilhaft, die Hohlwelle auf der dem
letzten
Zahnrad des Triebzahnradvorgelegeteiles gegenüberliegenden Seite des Triebzahnrades
mit dem Eingangselement des Adhäsionsvorgelegeteiles drehfest zu verbinden.
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Weitere Merkmale und Vorteile des Antriebes gemäß der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt
sind; es zeigt Fig. 1 einen horizontalen Mittelschnitt durch den Antriebsradsatz
des ersten Ausführungsbeispieles und Fig.2 einen entsprechenden Schnitt des zweiten
Ausführungsbeispieles.
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Im ersten Ausführungsbeispiel ist das auf die Zahnstange arbeitende
Triebzahnrad 1 mit der Hohlwelle 2 verkeilt und mittels dieser lose drehbar auf
der Achse 3 eines Adhäsionsradsatzes eines Schienenfahrzeuges gelagert. Mit dem
Triebzahnrad 1 sind zwei Bremstrommeln 4 verschraubt, .auf welche z. B. zwei Bandbremsen
wirken.
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Für den Antrieb des Triebzahnrades 1 ist ein in der Zeichnung nicht
dargestellter, im Fahrzeug untergebrachter Motor, z. B. ein Elektromotor vorgesehen.
Abtriebsseitig weist er eine Kardanwelle 5 auf, die das Triebzahnrad 1 über die
im Gehäuse 6 gelagerten Kegel- und Stirnräder 7, 8 und 9, 10 des Triebzahn_ radvorgelegeteiles
antreibt. Das Gehäuse 6 liegt in dem Raum zwischen dem Triebzahnrad 1 und dem rechtsseitigen
Adhäsionsrad 3a. Es ist außenseitig auf der Achse 3, innenseitig auf der Hohlwelle
2 gelagert und durch eine Stütze 11 mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.
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Der Adhäsionsvorgelegeteil befindet sich zwischen dem Triebzahnradl
und dem linksseitigenAdhäsionsrad 3 b. Das Gehäuse 13 dieses Vorgelegeteiles ist
ebenfalls außenseitig auf der Achse 3, innenseitig auf der Hohlwelle 2 gelagert
und durch eine Stütze 14 am Fahrzeugrahmen aufgehängt. Mit der Vorgelegewelle 15
sind die Ritzel 16 und 17 der beiden Stirnradpaare verkeilt: Das Abtriebsrad 19
des zweiten Stirnradpaares ist mit der Achse 3 verkeilt, während das große Zahnrad
18 des ersten Stirnradp.aares mit einer Reibungskupplung versehen ist. Hierzu ist
das Zahnrad 18 hohl ausgebildet. Seine Seitenwände bilden die äußeren, gerillten
Kupplungsscheiben und sind auf den Naben der inneren, axial verschieblichen Kupplungsscheiben
20 und 21 gelagert. Diese Naben sind mittels Keilnutenprofile mit dem in diesen
Vorgelegeteil hineinragenden einen Ende der Hohlwelle 2 drehfest verbunden.
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Zum Betätigen der Kupplung läßt der Fahrzeugführer durch einen nicht
gezeichneten Steuerhahn Druckflüssigkeit in die Kanäle 22, 23 und 24 und in den
Druckzylinderraum 25 eintreten, worauf die inneren Kupplungsscheiben 20 und 21 gegen
die Seitenwände des Zahnrades 18 gedrückt werden und deren Mitnahme bewirken. Auf
diese Weise wird auf Adhäsionsstrecken die Achse 3 von dem beiden Antriebsarten
gemeinsamen Antriebsmotor .angetrieben. Dabei ist der Triebzahnradvorgelegeteil7-10
dem Adhäsionsvorgelegeteil16-19 vorgeschaltet und die Hohlwelle 2 des Triebzahnrades
1 dient als Verbindungsglied der beiden Vorgelegeteile. In diesem Betriebszustand
kann die Triebzahnradbandbremse (Bremstromme14) auch zur Bremsung der Adhäsionsräder
benutzt werden. Das an den Bremstrommeln 4 auftretende Drehmoment wird dann durch
die Hohlwelle 2 in den Adhäsionsvorgelegeteil und von diesem auf die Adhäsionsräder
3 a und 3 b geleitet. Besonders vorteilhaft wirkt sich die gute Raumausnutzung aus,
die durch Verteilung der Vorgelegeteile über die ganze Breite des Radsatzes erzielt
wird. Die der Kraftübertragung dienenden Teile können damit reichlich bemessen werden,
ohne jedoch ihre Zugänglichkeit zu erschweren. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft
besteht darin, daß dank des Einbaues von zwei Zahnradpaaren im Adhäsionsvorgelegeteil
sehr große Untersetzungsunterschiede zwischen Zahnstangen- und Adhäsionsbetrieb
möglich werden. Dies ist z. B. für Bahnverhältnisse erwünscht, bei denen verhältnismäßig
flache Adhäsionsstrecken mit sehr steilen Zahnstangenstrecken abwechseln.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind das
Triebzahnrad 1 und der Triebzahnradvorgelegetei17-10 wie im ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet, während derAdhäsionsvorgelegeteil als Umlauf rädergetriebe ausgebildet
ist. Dieses hat ein als Planetenradträger dienendes Gehäuse 27, das linksseitig
auf der Achse 3, rechtsseitig .auf der Hohlwelle 2 frei drehbar gelagert und mit
einer Bandbremstrommel28 versehen ist. Das primäre Sonnenrad 29 ist auf der Achse
3 gelagert und mittels Klauen 30 mit dem linksseitigen Ende der Hohlwelle 2 drehfest
verbunden. In Eingriff mit dem Sonnenrad 29 sind die Planetenritzel31 der drei in
gleichen Abständen auf dem Umfang verteilten, im Gehäuse 27 gelagerten Wellen
32. Die ebenfalls mit den Wellen 32
verkeilten Sekundärritzel 33 sind
im Eingriff mit dem Sekundärsonnenrad 34, das mit der Achse 3 verkeilt ist.
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Zum Kuppeln des Umlaufrädergetriebes zieht der Fahrzeugführer die
auf die Bandbremstrommel 28
wirkende Bandbremse 35 an und setzt damit das
Gehäuse 27 still. Die Adhäsionsachse 3 ist dann wieder über den Triebzahnradvorgelegeteil
und die Hohlwelle 2, sowie über das den Adhäsionsvorgelegeteil bildende Umlaufrädergetriebe
mit dem gemeinsamen Antriebsmotor gekuppelt. Zum Anziehen der Bandbremse 35 kann
ein von Hand zu betätigendes Gestänge vorgesehen sein oder es können Verstärkerorgane,
wie z. B. die Bremsluftdruckanlage des Fahrzeuges oder auch von der Fahrzeugbatterie
gespeiste Elektromagnete, zu Hilfe gezogen werden. Die Bandbremse 35 des Umlaufrädergetriebes
stellt gleichzeitig eine Reibungskupplung dar, die ein längeres Schleifen der Kupplung
ohne unzulässige Erwärmungen zuläßt, was für die Einfahrt des von Adhäsionsstrecken
kommenden Fahrzeuges in Zahnstangenabschnitte von Vorteil ist. Dank der Verwendung
eines zweistufigen Planetenrades sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel große
Untersetzungsverhältnisse möglich.
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An Stelle des dargestellten Triehzahnvorgelegeteiles, der für den
Antrieb durch einen in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Motor bestimmt ist, könnte
z. B. auch ein Vorgelege für einen Quermotorantrieb verwendet werden, sowie ein
Vorgelege mit einem Transportrad zwischen dem Motorritzel und dem auf der Achse
befindlichen Zahnrad.
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Ferner könnte der Ahäsionsvorgelegeteil mit mehr als nur einer kuppelbaren
Zahnradstufe ausgerüstet sein, z. B. für den Fall der Verwendung einer Brennkraftmaschine
als Antriebsmotor.