DE1209835B - Umlaufraederwechselgetriebe fuer einen Doppelantrieb - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F06h

Deutsche Kl.: 47 h-13

Nummer: 1209 835

Aktenzeichen: R 28023 XII/47 h

Anmeldetag: 23. Mai 1960

Auslegetag: 27. Januar 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufräderwechselgetriebe für einen Doppelantrieb mit zwei Zentralrädern, von denen das erste über eine erste Antriebswelle antreibbar ist und von denen das zweite über eine zweite Antriebswelle unter Zwischenschaltung einer Kupplung antreibbar ist, während der Umlaufräderträger mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. Derartige Umlaufräderwechselgetriebe sind insbesondere für Diesellokomotiven und andere schwere Fahrzeuge geeignet, bei denen zwei Motoren auf einen gemeinsamen Antrieb arbeiten. Bei einem bekannten Getriebe der genannten Art, bei dem eine Änderung der Abtriebsdrehzahl dadurch ermöglicht wird, daß beim Abschalten oder Ausfall eines der beiden Antriebsmotoren jeweils der andere allein den Antrieb weiter durchführt, sind die beiden Antriebswellen parallel zu der die beiden Zentralrädern lagernden Abtriebswelle angeordnet und besitzen je zwei Stirnräder, von denen das eine unmittelbar mit je einem der Zentralräder kämmt, während das andere Stirnrad über eine Kupplung und ein Umkehrrad wahlweise jeweils mit dem anderen Zentralrad in Antriebsverbindung gebracht werden kann. Beim Antrieb mit voller Leistung durch beide Motoren ist das Übersetzungsverhältnis sowohl für Vorwärtsantrieb als auch für Rückwärtsantrieb fest. Demgegenüber besteht die der Erfindung speziell zugrunde liegende Aufgabe darin, bei voller Leistung beider Antriebsmotoren wahlweise ein hohes oder niedriges Übersetzungsverhältnis bei Vorwärtsantrieb zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung bei einem Umlaufräderwechselgetriebe der vorstehend erwähnten Bauart durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Das erste Zentralrad ist mit der ersten Antriebswelle fest verbunden;

b) das erste Zentralrad ist von der zweiten Antriebswelle über eine zweite Kupplung antreibbar, so daß es gleichzeitig mit beiden Antriebswellen in Antriebs verbindung stehen kann;

c) das zweite Zentralrad wird über eine selbsttätige Verriegelung am Gehäuse abgestützt, wenn es nicht von der zweiten Antriebswelle angetrieben wird.

Hierdurch wird es möglich, auf einfache Weise eine Übersetzungsänderung für den Vorwärtsantrieb zu erzielen.

Da hierbei das erste Zentralrad mit der ersten Antriebswelle fest verbunden ist, wird außerdem durch die Erfindung der bauliche Vorteil erreicht,

Umlaufräderwechselgetriebe für einen
Doppelantrieb

Anmelder:

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,

München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Louis Frederick Rudston Fell,

Littleover, Derby, Derbyshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 1. Juni 1959 (18 706)

daß das Getriebe als zweiachsiges Getriebe ausgeführt werden kann, wobei die erste Antriebswelle mit der Abtriebswelle fluchtet, während bei dem bekannten Getriebe eine dreiachsige Bauart erforderlich war. Diese Zweiachsigkeit ergibt eine raumsparende Anordnung, die insbesondere bei Diesellokomotiven vorteilhaft ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Umlaufräderwechselgetriebe in der Weise ausgestaltet und ausgelegt, daß bei ausgerückter erster Kupplung zwischen zweiter Antriebswelle und zweitem Zentralrad und angetriebener zweiter Antriebswelle die zweite Kupplung zwischen zweiter Antriebswelle und erstem Zentralrad automatisch die beiden Antriebswellen miteinander kuppelt, so daß beide Wellen das erste Zentralrad antreiben, während bei eingerückter erster Kupplung und angetriebener zweiter Antriebswelle die zweite Kupplung die beiden Antriebswellen antriebsmäßig voneinander trennt, so daß die beiden Antriebswellen das erste bzw. das zweite Zentralrad antreiben. Die zweite Kupplung ist dabei zweckmäßigerweise als Überholkupplung ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Umschaltung der Getriebegänge und von Doppelmotorantrieb auf Einfachmotorantrieb.
Jede der Antriebswellen kann von dem Antriebsmotor über einen Drehmomentenwandler angetrieben werden, wodurch die Geschwindigkeitsanpassung bei optimaler Drehzahl erreicht werden kann.

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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel Axialverschiebung des Kupplungsteiles 32 nach links

der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrie- und in eine Stellung, in welcher der Eingriff mit dem

ben wird. In den Zeichnungen zeigt Stirnrad 30 gelöst ist.

F i g. 1 das erfindungsgemäße Getriebe im Schnitt, Die Welle 24 ist mittels eines Rollenlagers 45 und

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer mit dem 5 eines Kugellagers 46 gelagert. Ein auf einem Rollen-Getriebe gemäß F i g. 1 ausgestatteten Dieselloko- lager 33 koaxial zu der Welle 24 gelagertes Stirnrad motive, 34 kämmt mit einem Stirnrad 35. Auf die Welle 24

F i g. 3 eine Draufsicht der in F i g. 2 dargestell- ist eine Klauenkupplung 36 derart durch Keilverzah-

ten Diesellokomotive. nung aufgesetzt, daß sie durch in der Zeichnung

In der nachstehenden Beschreibung sind die Aus- io nicht dargestellte Einrichtungen in und außer Eindrücke »links« und »rechts« so zu verstehen, daß griff mit dem Stirnrad 34 gebracht werden kann,
sie die linke bzw. rechte Seite der F i g. 1 bezeichnen, Ein Stirnrad 35 ist mittels Keilverzahnung auf während die Ausdrücke »im Uhrzeigersinn« und einer Hülse 37 befestigt, die drehbar um die Aus- »im Gegenuhrzeigersinn« den Richtungssinn in gangswelle 16 gelagert ist. Die Hülse 37 trägt ein Blickrichtung gemäß F i g. 1 von rechts angeben. 15 zweites Zentralrad 38, welches ebenfalls einen Teil

Gemäß F i g. 2 und 3 weist eine Diesellokomotive des Differentialgetriebes 26 bildet. Die Welle 16 ist

zwei im Abstand zueinander angeordnete Diesel- mit dem Umlaufräderträger 39 verbunden, der meh-

motoren 10 und 11 auf. Der Dieselmotor 10 ist un- rere Umlaufräder 40 trägt, die mit den Zentralrädern

mittelbar mittels eines Drehmomentenwandlers 13 25 und 38 kämmen.

mit einem Getriebe 12 verbunden. Der Dieselmotor 20 Auf die Hülse 37 ist mittels schraubenlinienförmi-

11 ist jedoch mit dem Getriebe 12 mittels eines Dreh- ger Nuten 37 a ein Kupplungsteil 43 aufgesetzt. Die

momentenwandlers 14 und einer Antriebswelle 15 Arbeitsweise des Kupplungsteiles 43 ist die gleiche

verbunden. wie diejenige des Kupplungsteiles 32. Die Anord-

Das Getriebe 12 weist eine Abtriebswelle 16 auf, nung ist dabei so getroffen, daß bei Drehung des

die mittels einer Kardanwelle 17 mit einem Unter- 25 Zentralrades 25 im Uhrzeigersinn die Hülse 37 im

setzungs- und Umkehrgetriebe 18 verbunden ist. Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, weil der Antrieb

Die Diesellokomotive ist mit vier Radpaaren 19 über das Differentialgetriebe 26 erfolgt. Die schrau-

ausgestattet, und das Getriebe 18 ist auf der Achse benlinienförrnigen Nuten 37 α sind derart angeordnet,

20 eines mittleren Radpaares der Lokomotive mon- daß bei Drehung der Hülse 37 im Gegenuhrzeiger-

tiert. Der Antrieb der übrigen drei Radpaare er- 30 sinn die Nuten 37 a bewirken, daß der Kupplungsteil

folgt über seitliche Kupplungsstangen 21. 43 sich in Axialrichtung von rechts nach links be-

F i g. 1 zeigt im einzelnen die Konstruktion des Ge- wegen kann. Der Kupplungsteil 43 trägt durch Fetriebesl2. Das Getriebe 12 weist zwei Antriebs- dem vorgespannte Klinken 43 α, die bei der anfängwellen, nämlich die Wellen 23 und 24, auf. Die Welle liehen Drehung der Hülse 37 im Gegenuhrzeigersinn

23 wird von dem Drehmomentenwandler 13 ange- 35 und der Axialbewegung des Kupplungsteiles 34 nach trieben und die Welle 24 von der Antriebswelle 15. links mit einem von dem Getriebegehäuse 28 getra-

Auf der Welle 23 ist durch Keilverzahnung eine genen innenverzahnten Ring 44 gleitend und rat-

Hülse 23'befestigt, die ein erstes Zentralrad 25 trägt, sehend zusammenwirken. Die Klinken 43 α wirken

das einen Teil des Differentialgetriebes 26 bildet. Auf dann als Führung für den Eingriff der Zähne 43 b,

der Hülse 23', die mittels Rollenlagern 27 in einem 40 die außen auf dem Kupplungsteil 43 angeordnet sind,

Getriebegehäuse 28 gelagert ist, ist ein Stirnrad 29 mit den Zähnen des innenverzahnten Ringes 44. So-

durch Keilverzahnung befestigt. Das Stirnrad 29 steht bald die Zähne voll im Eingriff stehen, wird die

ständig im Eingriff mit einem Stirnrad 30, das mit- Hülse 37 gehäusefest gehalten und hält dadurch die

tels Rollenlagern 31 auf der Eingangswelle 24 dreh- eine Seite des Differentialgetriebes 26 in einer festen

bar gelagert ist. Das Stirnrad 30 weist einen sich in 45 Stellung.

Achsrichtung erstreckenden Ansatz auf, dessen in- Wenn jedoch die Welle 24 im Gegenuhrzeigernere Oberfläche mit Zähnen 30 a ausgestattet ist. sinn gedreht wird und eine Einkupplung der Klauen-Auf der Antriebswelle 24 ist ein Kupplungsteil 32 kupplung 36 bewirkt wird, wird die Hülse 37 im Uhrmittels schraubenlinienförmiger Nuten 32 a angeord- zeigersinn gedreht, und dies bewirkt wiederum, daß net. Der Kupplungsteil 32 ist mit Zähnen 32 b aus- 50 der Kupplungsteil 43 mit dem Ring 44 außer Eingriff gestattet und trägt federbelastete Klinken 32 c. Die kommt.

Klinken 32 c wirken auf die Zähne 30 a sowohl dann Die Klinken 43 a können im hinteren Teil gewichtsein, wenn die Welle 24 stillsteht, als auch dann, wenn mäßig derart ausgebildet sein, daß bei Drehung der die Welle 24 und der Kupplungsteil 32 sich zusam- Hülse 37 im Uhrzeigersinn ein Zurückziehen der men drehen. Die schraubenlinienförmigen Nuten 55 Klinken 43 α durch Zentrifugalkraft bewirkt wird, 32 a sind derart angeordnet, daß, wenn die Welle wodurch das Ratschen der Klinken vermieden wird.

24 im Gegenuhrzeigersinn mit einer die Drehzahl des Die auf den Klinken 43 a lastende Federvorspannung Stirnrades 30 überschreitenden Drehzahl gedreht müßte derart gewählt werden, daß sie die auf die wird, der Kupplungsteil 32 sich axial nach rechts be- Klinken bei einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl wegt, so daß die Zähne 326 mit den Zähnen 30 a 60 der Hülse 37 einwirkende Zentrifugalkraft übertrifft, des Stirnrades 30 in Eingriff kommen. Diese den Verschleiß verringernde Ausbildung kann

Wenn die Drehzahl der Welle 24 genügend groß jedoch nicht für die Klinken 32 c des Kupplungsteiles

ist, um eine Axialverschiebung des Teiles 32 nach 32 benutzt werden, da der letztere bei Drehung in

rechts zu bewirken, führen die Klinken 32 c die Eingriff kommen soll.
Zähne 32 b in Eingriff mit den Zähnen 30 a über. 65 Bei Entkupplung der Klauenkupplung 36 und

Wenn jedoch die Welle 24 stillsteht oder ihre wenn beide Wellen 23 und 24 dieselbe Seite des Dif-

Drehzahl unter jener des Stirnrades 30 liegt, bewir- ferentialgetriebes 26 antreiben, wird ein niedriges

ken die schraubenlinienförmigen Nuten 32a eine Übersetzungsverhältnis geschaffen, während bei Ein-

kupplung der Klauenkupplung 36 und wenn die Wellen 23 und 24 entgegengesetzte Seiten des Differentialgetriebes 26 antreiben, ein hohes Übersetzungsverhältnis geschaffen wird.

Ein niedriges Übersetzungsverhältnis kann dadurch geschaffen werden, daß nur die Welle 23 im Uhrzeigersinn angetrieben wird. In diesem Fall wird der Antrieb über das erste Zentralrad 25 und die Umlaufräder 40 auf die Abtriebswelle 16 übertragen.

Das zweite Zentralrad 38 wirkt als Abstützung, da die Hülse 37 stationär gehalten wird. Es ist klar, daß die Hülse 37 stationär gehalten wird, weil ihre anfängliche Drehung im Gegenuhrzeigersinn, welche durch die Drehung des Zentralrades 25 im Uhrzeigersinn bewirkt wird, einen Eingriff zwischen dem Kupplungsteil 43 und dem innenverzahnten Ring 44 zur Folge hat. Das niedrige Übersetzungsverhältnis kann z. B. 2 :1 betragen.

Bei Entkupplung der Kupplung 36 und Drehung der Welle 24 durch den Motor 11 im Gegenuhrzeigersinn kommt der Kupplungsteil 32 mit dem Stirnrad 30 in Eingriff, was zur Folge hat, daß ein Antrieb über das Stirnrad 29 auf das erste Zentralrad 25 übertragen wird. Von der Welle 24 wird jedoch ein Antrieb auf das zweite Zentralrad 38 nicht übertragen. Wenn deshalb der Motor 10 zu dieser Zeit die Welle 23 antreibt, wird das Gesamtdrehmoment der beiden Motoren 10 und 11 der gleichen Seite des Differentialgetriebes 26 zugeführt und schafft so das erwähnte niedrige Übersetzungsverhältnis. Wenn jedoch der Motor 10 die Welle 23 nicht antreibt, wird diese Welle 23 von der Welle 24 angetrieben, was zur Folge hat, daß ein Schlupf in dem Drehmomentenwandler 13 auftritt. Demnach kann diese niedrige Übersetzung sogar dann erhalten werden, wenn einer der Motoren 10 oder 11 ausfallen sollte.

Das hohe Übersetzungsverhältnis wird erlangt (z. B. wenn die Lokomotive 30 % der vollen Fahrgeschwindigkeit erreicht hat), indem beide Wellen 23 und 24 nach Einkupplung der Kupplung 36 angetrieben werden. Die Kupplung 36 kann eingekuppelt werden, während sich die Lokomotive in Bewegung befindet. Es ist jedoch zuerst notwendig, den Motor 11 abzuschalten und zu entkuppeln. Nachdem die Welle 24 zum Stillstand gekommen ist und nachdem der Kupplungsteil 32 von dem Stirnrad 30 ausgekuppelt ist, kann die Klauenkupplung 36 eingekuppelt werden. Eine solche Einkupplung kann, falls erwünscht, automatisch mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Relais durchgeführt werden.

Wenn die Klauenkupplung 36 eingekuppelt ist, kann ein Antrieb von der Welle 24 über die Stirnräder 34 und 35 auf die Hülse 37 und demgemäß auf das zweite Zentralrad 38 bewirkt werden. Der Kupplungsteil 43 ist, wie vorstehend beschrieben, mit dem Ring 44 außer Eingriff gebracht. Die Drehzahl der Welle 24 überschreitet jedoch nicht die Drehzahl des Stirnrades 30 um den erwähnten vorbestimmten Betrag, und der Kupplungsteil 32 wird deshalb von dem Stirnrad 30 entkuppelt, wodurch bewirkt wird, daß keine Antriebskraft von der Welle 24 zum ersten Zentralrad 25 übertragen wird. Die Wellen 23, 24 treiben deshalb entgegengesetzte Seiten des Differentialgetriebes 26 an, wodurch ein hohes Übersetzungsverhältnis erhalten wird.

Wenn während des Betriebes mit hohem Über- >etzungsverhältnis der Motor 10 ausfallen sollte, sinkt iie Drehzahl des Stirnrades 30 ab. Durch diese Verminderung der Drehzahl des Rades 30 gegenüber der Drehzahl der Welle 24 wird der Kupplungsteil 32 in Eingriff mit dem Rad 30 gebracht. Dadurch wird der Antrieb nach beiden Seiten des Differentialgetriebes 26 zugeführt und gibt so ein höheres Übersetzungsverhältnis. Infolge der ansteigenden Belastung des Motors 11 wird die Drehzahl der Welle 24 vermindert. In dem Augenblick, in dem die Drehzahl der Welle 24 unter die vorbestimmte Drehzahl abfällt,

ίο tritt eine automatische Einrichtung in Tätigkeit und schaltet den Motor 11 ab und entkuppelt die Klauenkupplung 36. Der Antrieb erfolgt dann wieder von der Welle 24 aus über den Kupplungsteil 32, die Räder 30 und 29 und das erste Zentralrad 25. Das zweite Zentralrad 38 wird durch die Kupplung 43 stationär gehalten und gibt so das niedrige Übersetzungsverhältnis.

Wenn jedoch der Motor 11 ausfällt, bleibt die Welle 24 stehen, und die Abtriebwelle 16 wird weiterhin infolge der Antriebsübertragung über die Welle 23 und das erste Zentralrad 25 angetrieben. Das zweite Zentralrad 38 wird durch die Kupplung 43 stationär gehalten.

Auf diese Weise wird erreicht, daß, wenn eine der beiden Motoren ausfällt, und das Getriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis arbeitet, der Antrieb automatisch auf das niedrige Übersetzungsverhältnis umgeschaltet wird.

Ein Vorteil des in der Zeichnung dargestellten Getriebes besteht darin, daß die Drehmomentenwandler 13 und 14 mit hohem Wirkungsgrad über einen weiten Drehzahlbereich arbeiten können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Umlaufräderwechselgetriebe für einen Doppelantrieb mit zwei Zentralrädern, von denen das erste über eine erste Antriebswelle antreibbar ist und von denen das zweite über eine zweite Antriebswelle unter Zwischenschaltung einer Kupplung antreibbar ist, während der Umlaufräderträger mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Das erste Zentralrad (25) ist mit der ersten Antriebswelle (23) fest verbunden;

b) das erste Zentralrad (25) ist von der zweiten Antriebswelle (24) über eine zweite Kupplung (30 a, 32, 32 a bis 32 c) antreibbar, so daß es gleichzeitig mit beiden Antriebswellen (23, 24) in Antriebsverbindung stehen kann;

c) das zweite Zentralrad (38) wird über eine selbsttätige Verriegelung (43, 43 a, 43 b, 44) am Gehäuse abgestützt, wenn es nicht von der zweiten Antriebswelle (24) angetrieben wird.

2. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgerückter erster Kupplung (36) zwischen zweiter Antriebswelle (24) und zweitem Zentralrad (38) und angetriebener zweiter Antriebswelle die zweite Kupplung (30 a, 32, 32 a bis 32 c) zwischen zweiter Antriebswelle und erstem Zentralrad (25) automatisch die beiden Antriebswellen (24,23) miteinander kuppelt, so daß beide Wellen das erste Zentralrad antreiben, während bei eingerückter erster Kupplung und angetriebener zweiter Antriebswelle die zweite Kupplung die beiden An-

triebswellen antriebsmäßig voneinander trennt, so daß die beiden Antriebswellen (23 bzw. 24) das erste bzw. zweite Zentralrad (25 bzw. 38) antreiben.

3. Urnlaufräderwechselgetriebe nach An-Spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (30 a, 32, 32 a bis 32 c) als Überholkupplung ausgebildet ist.

4. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (30 a, 32, 32 a bis 32 c) einen Kupplungsteil (32) aufweist, der auf schraubenlinienförmigen Nuten (32 a) der zweiten Antriebswelle (24) sitzt und in eine Stellung gedrückt wird, in welcher er von einem mit der ersten Antriebswelle (23) in Antriebsverbindung stehenden Stirnrad (30) entkuppelt ist, wobei die Drehung der zweiten

Antriebswelle in einer gegebenen Richtung und mit vorbestimmter Mindestdrehzahl bewirkt, daß der Kupplungsteil (32) auf den schraubenlinienförmigen Nuten abläuft und in Antriebsverbindung mit dem Stirnrad gelangt, das mit der ersten Antriebswelle in Antriebsverbindung steht.

5. Umlaufräderwechselgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Antriebswellen (23,24) von einem Motor (10, 11) über einen Drehmomentenwandler (13,14) angetrieben wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 711982;
französische Patentschrift Nr. 1044 302;
britische Patentschrift Nr. 559 677;
USA.-Patentschrift Nr. 2 833 160.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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