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Getriebe für Schienenfahrzeuge mit Verbrennungsmotor Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrodynamisches Getriebe für Schienenfahrzeuge
mit Verbrennungsmotor zu schaffen, das bei kleinem Bauaufwand sowohl im Streckendienst
als auch im Rangierdienst verwendet werden kann und bei dem im Rangierdienst zur
Fahrtrichtungsumkehr nicht - wie bereits bekannt - eine einem einzelnen oder allen
Strömungskreisläufen nachgeschaltete mechanische Wendeschaltung betätigt zu werden
braucht. Die Betätigung der mechanischen Wendeschaltung ist nämlich bei Übertragung
von großen Drehmomenten, wie sie beim Antrieb von Schienenfahrzeugen erforderlich
ist, nur im Stillstand des Fahrzeugs möglich.
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Man hat bereits außer den für Vorwärtsfahrt bestimmten Strömungskreisläufen
noch einen besonderen, nur für Rückwärtsfahrt bestimmten Strömungskreislauf oder
sogar für alle Gänge jeder Fahrtrichtung gesonderte Strömungskreisläufe auf verschiedenen
Treibachsen vorgesehen. Hierbei werden bei Rangierbetrieb die beiden Kreisläufe
für die untersten Gänge wahlweise gefüllt oder entleert. Diese Getriebe sind aber
im Hinblick auf einen wirtschaftlichen kombinierten Strecken- und Rangierdienst
nicht befriedigend und auch dadurch sehr aufwendig, daß für beispielsweise zwei
Gänge in beiden Fahrtrichtungen vier Strömungskreisläufe vorhanden sein müssen.
Bei größerer Gangzahl fällt der Bauaufwand noch stärker ins Gewicht.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Dabei ,wird von einem Getriebe
für Schienenfahrzeuge mit Verbrennungsmotor ausgegangen, das mindestens zwei gleichsinnig
übersetzende Gänge, von denen wenigstens der unterste Gang einen Strömungskreislauf
aufweist, und ein diesen Gängen nachgeschaltetes mechanisches, schaltbares Wendegetriebe
besitzt. Erfindungsgemäß wird in an sich bekannter Weise ein weiterer, für den untersten
Geschwindigkeitsbereich ausgelegter hydrodynamischer Gang vorgesehen, der bei gleicher
Schaltstellung des Wendegetriebes das Fahrzeug in der zu den gleichsinnig übersetzenden
Gängen entgegengesetzten Fahrtrichtung antreibt, derart, daß für den Rangierdienst
unabhängig von der Schaltstellung des Wendegetriebes für beide Fahrtrichtungen je
ein hydrodynamischer, während der Fahrt schaltbarer unterster Gang vorhanden ist,
nämlich dieser weitere Gang und der unterste der gleichsinnig übersetzenden Gänge.
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Damit wird mit einem relativ geringen Aufwand an Gangschaltmitteln
ein Getriebe geschaffen, das für den Streckendienst und den Rangierdienst gleichermaßen
gut geeignet ist: Im Rangierbetrieb kommt man nämlich im allgemeinen mit einer einzigen
niedrigen Geschwindigkeit in beiden Fahrtrichtungen aus. Für den Rangierdienst steht
also gemäß der Erfindung für beide Fahrtrichtungen je ein Strömungskreislauf zur
Verfügung; der wahlweise mit bekannten Mitteln ein- oder ausgeschaltet wird (z.
B,. mittels Füllen und Entleeren, mittels eines Ringschiebers oder mittels eines
verschiebbaren Turbinenrades). Beim Umsteuern = der Fahrtrichtung im Rangierdienst
entstehen bei solcher Getriebeausbildung keine Stöße. Das Umsteuern in die andere
Richtung kann sogar bereits während der Fahrt erfolgen, so dafj ein rasches Bremsen
und Wiederanfahren erzielt werden. Wegen der erwünschten großen Zugkräfte und der
damit erforderlichen Drehmomentwandlung beim Anfahren bzw. beim Rangieren werden
diese Kreisläufe zweckmäßigerweise als Strömungswandler ausgebildet. Der Strömungswandler
für den dem untersten Streckengang entgegengesetzten Rangiergang braucht nicht unbedingt
über ein übliches zusätzliches Umkehrrad mit dem übrigen Getriebe verbunden zu sein.
Vielmehr kann auch ein Umkehrwandler benutzt werden, bei dem durch entsprechende
Ausbildung der Beschaufelung der Sekundärteil entgegengesetzt zum Primärteil angetrieben
wird.
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Für den Streckendienst brauchen nur so viele Gangschaltmittel vorgesehen
zu werden, wie Streckengänge vorhanden sind. Auf Grund des nachgeschalteten mechanischen
Wendegetriebes können nämlich diese Streckengänge in beiden Fahrtrichtungen benutzt
werden. Sind beispielsweise drei Gänge für den Streckendienst in beiden Fahrtrichtungen
gefordert, so werden neben dem für den untersten Geschwindigkeitsbereich .ausgelegten
Strömungskreislauf, der
eine den gleichsinnig übersetzenden Gängen
entgegengesetzte Fahrtrichtung bewirkt, lediglich drei weitere Strömungskreisläufe
angeordnet, die auf einer gemeinsamen Weile angeordnet werden können. Von diesen
drei Kreisläufen weist dann der für den untersten Gang zweckmäßiger weise eine fast
gleiche Übersetzung wie der Kreislauf für die entgegengesetzte Fahrtrichtung auf,
so daß beim Rangierbetrieb Vorwärts- und Rückwärtsfahrt mit etwa gleicher Geschwindigkeit
erfolgt. Der Bauaufwand bei diesem Getriebe für einen Dreigang-Streckenbetrieb in
beiden Fahrtrichtungen und einen während der Fahrt schaltbaren Rangiergang ist mit
vier Kreisläufen sehr niedrig. Als Gangschaltmittel für den 2. Gang bzw. für die
oberen Gänge bei Streckendienst können hierbei Strömungskupplungen oder während
der Fahrt schaltbare mechanische Kupplungen vorgesehen werden.
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Das nur im Stillstand schaltbare mechanische Wendegetriebe wirkt sich
nicht störend auf den Fahrbetrieb aus. Es wird nämlich nur dann betätigt, wenn vom
Rangier- auf den Streckendienst übergegangen wird, sofern nicht schon vorher beim
Rangieren die Schaltstellung des Wendegetriebes mit der gewünschten Fahrtrichtung
für die Streckenfahrt übereinstimmt, oder wenn während des Streckendienstes, z.
B. am Zielbahnhof, eine Fahrtrichtungsänderung vorgenommen werden soll. Hierbei
ist aber Zeit und Gelegenheit vorhanden, das Wendegetriebe im Stillstand zu schalten.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß parallel
geschaltet zum rein mechanischen, hinter dem Strömungskreislauf für den weiteren
Gang befindlichen Kraftweg ein zusätzlicher rein mechanischer, ebenfalls von diesem
Kreislauf ausgehender Kraftweg angeordnet wird, der unabhängig von der Schaltstellg
des mechanischen Wendegetriebes einen weiteren oberen Gang derselben Fahrtrichtung
bewirkt wie die gleichsinnig übersetzenden Gänge, wobei eine vorzugsweise nur im
Stillstand schaltbare mechanische Kupplung vorgesehen wird, die die beiden mechanischen
Kraftwege wechselweise mit dem nachgeschalteten Wechselgetriebe in Triebverbindung
bringt und in deren einer Schaltstellung der unterste Gang in zu den gleichsinnig
übersetzenden Gängen entgegengesetzter Fahrtrichtung und in deren anderer Schaltstellung
der weitere obere Gang schaltbar ist. Durch diese Getriebeausbildung ist es möglich
geworden, den Strömungskreislauf für den unteren Gang, der zu den gleichsinnig übersetzenden
Gängen eine entgegengesetzte Fahrtrichtung bewirkt und der nach dem bisher Gesagten
nur während des Rangierdienstes benutzt wird, auch noch zum Streckendienst heranzuziehen.
Es wird dadurch ein weiterer Kreislauf eingespart, so daß beispielsweise für ein
Getriebe, das für beide Fahrtrichtungen einen Rangiergang und drei Streckengänge
besitzt, lediglich drei Kreisläufe oder zwei Kreisläufe und eine mechanische Gangkupplung
notwendig sind. Dabei bleiben alle erwähnten Vorteile auch bei dieser Getriebeausbildung
erhalten, auch der eines stoßfreien Rangierbetriebes mit »Gegendampfwirkung« durch
Füllen des Kreislaufes für die entgegengesetzte Fahrtrichtung bereits während der
Fahrt. Die mechanische Schaltkupplung braucht ebenso wie die Wendegetriebekupplung
nur im St;llstand geschaltet zu werden, und zwar dann, wenn von Rangier- auf den
Streckenbetrieb oder umgekehrt übergegangen werden soll. Sie kann also einfach ausgebildet
sein, z. B. als nichtsynchronisierte Klauenkupplung.
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In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 ein Zweiganggetriebe mit zwei
Strömungswandlern und einer Strömungskupplung, F i g. 2 ein Zweiganggetriebe mit
einem Strömungswandler, einem Umkehrströmungswandler und einer mechanischen Schaltkupplung
und F i g. 3 ein Dreiganggetriebe mit drei Strömungswandlern, wobei sämtliche Getriebe
für Rangier- und Streckendienst bestimmt sind.
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Gemäß F i g. 1 treibt ein Verbrennungsmotor 1 über eine Welle 2 die
Primärteile zweier Strömungswandler 3 und 4 und einer Strömungskupplung
5 an. Der Sekundärteil des Wandlers 3 steht über Stirnräder 6, 8 und 7 mit
einer Welle 9 in Triebverbindung, während die Sekundärteile des Wandlers
4 und der Strömungskupplung 5 mit einem Stirnrad 10 verbunden
sind, das über ein Stirnrad 11 ebenfalls die Welle 9 antreiben kann. Auf
der Welle 9 sind zwei weitere, zu einem nachgeschalteten Wendegetriebe gehörige
Stirnräder 12 und 13 aufgebracht, von denen das eine Stirnrad 12 mit einem
Stirnrad 14
und das andere Stirnrad 13 über ein Zwischenrad 15 mit einem Stirnrad
16 im Eingriff steht. Die Stirnräder 14 und 16 sitzen lose drehbar
auf einer die Ausgangswelle des gesamten Getriebes darstellenden Welle 17 und können
mittels einer Klauenschaltkupplung 18, die durch einen Hebel 19 betätigt
wird, wahlweise mit der Ausgangswelle 17 gekuppelt werden.
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Bei dieser Getriebeanordnung wird der Rangierbetrieb dadurch bewerkstelligt,
daß in einer beliebigen Stellung der Klauenschaltkupplung 18 entweder der
Wandler 3 oder der Wandler 4 gefüllt bzw. entleert wird. Wenn beispielsweise
der Wandler 4 Vorwärtsfahrt bewirkt, fährt das Fahrzeug bei gefülltem Wandler
3 rückwärts. Das Andern der Fahrtrichtung erfolgt stoßfrei und kann bereits während
der Fahrt eingeleitet werden. Soll auf Streckendienst übergegangen werden, so wird
im Stillstand des Fahrzeuges die Klauenschaltkupplung 18 auf die vorgesehene
Fahrtrichtung geschaltet und daraufhin mit dem Wandler 4 angefahren. Bei
höherer Geschwindigkeit wird auf die Strömungskupplung 5 umgeschaltet. Bei Änderung
der Fahrtrichtung im Streckendienst wird die Klauenschaltkupplung 18
umgelegt.
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Bei der weiteren Getriebeausführung gemäß F i g. 2 treibt ein Verbrennungsmotor
25 eine Welle 26 an, auf der die Primärteile eines Umkehrwandlers 27 und eines normalen
Wandlers 28 sowie die eine Hälfte einer Kegel-Reibungskupplung 29 befestigt sind:
Die Sekundärteile der Strömungswandler 27 und 28 sind miteinander verbunden unt
tragen ein Stirnrad 30, das über ein Stirnrad 31 eine Welle 32 antreibt. Die andere
Hälfte der Kegel-Reibungskupplung 29, an der ein Stirnrad 34 befestigt ist, sitzt
lose drehbar auf der Welle 26 und kann durch Betätigen eines Hebels 33 mit der einen
Hälfte der Kegel-Reibungskupplung 29 und somit mit der Welle 26 verbunden werden.
Das Stirnrad 34 kämmt mit einem auf der Welle 32 sitzenden Stirnrad 35. Auf der
Welle 32 ist ferner ein Kegelrad 36 aufgebracht, das mit zwei weiteren Kegelrädern
37 und 38 im Eingriff
steht, von d; nen jedes lo3e auf einer
Welle 39 sitzt und mittels einer Klauenschaltkupplung 40 über einen Hebel 41 mit
dieser Welle 39 wahlweise fest verbunden werden kann. Die Welle 39 ist die Getriebe-Ausgangswelle.
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Der Rangierbetrieb läuft wie beim Getriebe nach F i g. 1 mit Hilfe
der beiden Wandler 27 und 28 ab. Dadurch, daß der Wandler 27 ein Umkehrwandler ist,
dessen Sekundärteil als in umgekehrter Drehrichtung zum Primärteil umläuft, ist
gegenüber der Anordnung gemäß F i g. 1 kein Umkehrstirnrad erforderlich. Im Streckendienst
wird ebenso wie beim Getriebe nach F i g. 1 gefahren, allerdings mit dem geringfügigen
Unterschied, daß statt der dort gezei, ten Strömungskupplung 5 hier die Kegel-Reibungskupplung
29 zum Einlegen des zweiten Ganges während der Streckenfahrt betätigt wird.
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In F i g. 3 ist ein Getriebe gezeigt, das bei einem Aufwand von nur
drei Strömungswandlern für beide Fahrtrichtungen einen Rangiergang und drei Streckengänge
aufweist. Bei dieser Anordnung ist ein Verbrennungsmotor 45 mit einer Welle 46 gekuppelt,
auf der die, Primärteile dreier Strömungswandler 47, 48 und 49 fest aufgekeilt sind.
Der Sekundärteil des Wandlers 47 ist mit zwei mechanischen Kraftwegen verbunden,
die aus Stirnrädeni 50, 51 und 52 einerseits und 53 und 54 andererseits bestehen.
Die Stirnräder 52 und 54 sitzen hierbei lose drehbar auf einer Welle 55 und können
wechselweise mittels einer durch einen Hebel 56 betätigbaren Klauenkupplung
57 mit dieser Welle 55 gekuppelt werden. Die Sekundärteile der übrigen Wandler 48
und 49 stehen über Stirnräder 58 und 59 in dauernder Triebverbindung :nit der Welle
55. Die Welle 55 ist die Eingangswelle eines Wendegetriebes 60, das mittels eines
Hebels 61 geschaltet wird. Das Wendegetriebe ist wie das in F i g. 1 gezeigte ausgebildet.
Die Strömungswandler 47 und 49 sind im übrigen so ausgelegt, daß über die Stirnradübersetzungen
50, 51, 52 und 58, 59 etwa die gleiche Drehzahl der Welle 55 erzielt wird (jedoch
in entgegengesetzten Drehrichtungen), wogegen der Strömungswandler 48 die Welle
55 schneller antreibt als die Strömungswandler 49 und 47 (letzterer über das Stirnradpaar
53, 54).
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Für den Betrieb dieses Getriebes ergeben sich folgende Möglichkeiten:
| Strömungswandler Hebel |
| 47 48 49 |
| 56 I 61 |
| Rangierdienst |
| I |
| vorwärts ....... x - - r r |
| rückwärts ...... - - x (r) r |
| oder |
| vorwärts ....... - - x (r) 1 |
| rückwärts ...... x - - r 1 |
| Streckendienst |
| vorwärts |
| 1. Gang ...... - i - x (1) 1 |
| 2. Gang ...... x i - - 1 j 1 |
| 3. Gang ...... - x - (1) 1 |
| rückwärts |
| 1. Gang ...... - - x (1) r |
| 2. Gang ...... x - - 1 r |
| 3. Gang ...... - x - (1) r |
| Dabei bedeutet: |
| x = gefüllt; - = entleert; r = rechte Stellung; 1 = linke Stellung. |
| Die Klammer bedeutet, daß die Stellung des Hebels 56 beliebig
sein kann. |
Die Ansprüche 2 bis 4 sind reine Unteransprüche und sollen nur im Zusammenhang mit
Anspruch 1 gelten.