DE1225221B - Einrichtung zum Steuern und Betaetigen eines Wechselgetriebes, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Steuern und Betätigen eines Wechselgetriebes, insbesondere fär Schienenfahrzeuge Im Patent 1137 754 ist ein Wechselgetriebe, insbesondere für über Brennkraftmaschinen angetriebene Schienenfahrzeuge, unter Schutz gestellt worden, bei dem zwischen der Getriebeantriebswelle und der Getriebeabtriebswelle mindestens zwei wahlweise der Drehmomentübertragung dienende Kraftübertragungswege vorgesehen sind, von denen mindestens einer einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und mindestens ein weiterer eine mechanische Schaltkupplung enthält, wobei die durch die mechanische Schaltkupplung im weiteren Kraftübertragungsweg Jimilittelbar zu verbindenden Getriebeteile mit Hilfe einer großen Schlupf aufweisenden Flüssigkeitskupplung parallel zur mechanischen Schaltkupplung verbindbar sind.
• Die Erfindung bildet das Wechselgetriebe nach dem Hauptpatent insofern weiter aus, als mit ihr eine Einrichtung zum Steuern und Betätigen eines solchen Wechselgetriebes geschaffen wurde.
• Erfindungsgemäß sind bei dem Getriebe nach dem Hauptpatent der Antriebswelle und der Abtriebswelle je eine ölpumpe zugeordnet, deren Druckseiten über je ein Einwegventil an eine ihnen gemeinsame Förderleitung angeschlossen sind, welche mit dem einen, dem Lösen der mechanischen Schaltkupplung (Scheibenkupplung) dienenden ringförmigen Arbeitsraum eines doppeltwirkenden Kolbens sowie mit den Schmierstellen des Wechselgetriebes verbunden ist.
• Es ist bereits eine Steuereinrichtung für ein Wechselgetriebe bekannt, bei dem zwei je von der Antriebswelle und von der Abtriebswelle getriebene Pumpen über ein Einwegventil in eine gemeinsame Förderleitung arbeiten, die einerseits eine mechanische Schaltkupplung, andererseits einen Strömungswandler und über diesen die Schmierstellen des Getriebes mit Schmiermittel versorgt. Mit Rücksicht auf diesen Stand der Technik richtet sich das Schutzbegehren des Anspruchs 1 nur auf die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die Ansprüche 5 und 6 sind reine Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Wechselgetriebe einer Lokomotive mit Brennkraftmaschinenantrieb, das mit einer Einrichtung nach der Erfindung versehen werden soll; F i g. 2 ist ein Gesamtschema des Wechselgetriebes einschließlich der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei einige Steuerorgane im Schnitt wiedergegeben sind. Gemäß F i g. 1 ist eine Antriebswelle 1 mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. Diese Antriebswelle 1 trägt ein Zahnrad 2, das mit einem an der Primärseite 4a eines hydraulischen Drehmomentwandlers 4 befestigten Zahnrad 3 in ständigem Eingriff steht. Das Zahnrad 3 ist mit einem Zahnrad 3 a verschraubt, das mit einem Zahnkranz 5b kämmt, der an einem Kupplungsgehäuse5a befestigt ist. Die Sekundärseite 4 b des Drehmomentwandlers 4 ist durch ständig miteinander kämmende Zahnräder 7 und 8 mit der Abtriebswelle 6 verbunden. Primär- und Sekundärseite 4 a und 4 b des mit einem Strömungsmittel, z. B. Drucköl, zu speisenden Drehmomentwandlers 4 sind auf einer feststehenden Tragachse 9 drehbar gelagert. Der Drehmomentwandler 4 ist durch einen axial verlaufenden Kanal 10 in der Tragachse 9 mit einem Öleinlaß 12 und durch einen weiteren, in die Tragachse 9 eingearbeiteten, ebenfalls axial verlaufenden Kanal 11 mit einem ölauslaß 13 verbunden.
• Das Kupplungsgehäuse 5a umschließt eine mechanische Kupplung, beispielsweise eine Scheibenkupplung 16, die im eingerückten Zustand das Kupplungsgehäuse 5 a zwangläufig mit der Antriebswelle.6 verbindet. An das Kupplungsgehäuse 5a ist die Primärseite 14 einer mit großem Schlupf arbeitenden hy- draulischen Kupplung 5 angeflanscht. Die Sekundärseite 15 dieser Kupplung 5 ist auf der Antriebswelle 6 befestigt. Die hydraulische Kupplung S steht mit einem öleinlaßkanal 1-7 in Verbindung und weist einen kleinen Auslaß 18 für überschüssiges öl auf.
• Die Scheibenkupplung 16 ist durch einen ebenfalls in dem Gehäuse 5 a untergebrachten doppeltwirkenden Kolben 5c betätigbar. Beiderseits dieses Kolbens 5 c sind ringförmige Arbeitsräume 19 b bzw. 20 b vorgesehen, die über Kanäle 19 a bzw. 20 a in der Abtriebswelle 6 mit ölzuführungen 19 bzw. 20 Verbindung haben. Von dem Kanal 20 a zweigt ein zusätzlicher radialer'Kanal - 20 c ab, der am inneren Umfang der Scheibenkupplung 16 mündet und dazu bestimmt ist, den Raum zwischen'den Kupplungsscheiben zur Schmierung mit öl zu versorgen.-In F i Z. 2 ist eine auch in F i g. 1 gezeigte als Kreiselpumpe wirkende ölpumpe 91 angedeutet, die über die Zahnräder 2, 3, 3 a und 5 b ständig mit der Antriebswelle 1 verbunden ist und somit immer dann in Betrieb ist, wenn die Brennkraftmaschine läuft. F i g. 2 zeigt ferner- eine ständig mit der Abtriebswelle 6 verbundene als Zahnradpumpe arbeitende ölpumpe 22, die jedoch in F i g. 1 nicht dargestellt ist.
• Die Saugseiten dieser beiden ölpumpen 21 und 22 haben mit einem Ölvorratsbehälter Verbindung. Die Druckseiten beider ölpumpen 21 und 22 sind über einstellbare Druckminderventile 28 bzw. 29 und je ein Einwegventil 27 an eine gemeinsame Förderleitung 27a angeschlossen. Diese Förderleitung 27a mündet in die dem Arbeitsraum 20 b des doppeltwirkenden Kolbens 5c zugeordnete Ölzuführung 20. Von der Förderleitung 27 a zweigen in F i g. 2 durch Pfeile angedeutete, als Schmierölzuführungen dienende Leitungen zu den verschiedenen Lagern des Getriebes ab.
• Die Druckseite der ölpumpe 21 ist ferner mit einer Rohrleitung 21 a an ein in seiner Ruhestellung 'den ölfluß sperrendes Hauptsteuerungsventil 23. an-' geschlossen. Eine von diesem Ventil ausgehende Leitung 23 a ist über ein Verteilerventil 24 in dessen Ruhestellung mit einer Leitung 24 a verbunden, die in den öleinlaß 12 des Drehmomentwandlers 4 mündet. In seiner Arbeitsstellung verbindet das Verteilerventil 24 die Leitung 23 a mit einer Leitung 24 b, die in den öleinlaßkanal 17 der hydraulischen Kupplung 5 mündet.
• Die Drückseite der ölpumpe 22 ist zusätzlich mit einer Leitung 26 a an ein weiteres Verteilerventil 25 angeschlossen , .' Eine von diesem Ventil ausgehende Leitung 26-b mündet in den Arbeitsraum 19 b des doppeltwirk6nden Kolbens 5c zum Einrücken der Scheibenkupplüng 16. In seiner RuhesteRung sperrt das Verteilerventil 25 die Leitung 26 a und verbindet die Leitung 26 b mit emier Entleerungsleitung 26 c, in seiner Arbeitsstellung stellt es eine Verbindung der Leitungen 26 a und 26 b her.
• Schließlich ist -die Druckseite der Zahnradpumpe 22 noch über eine Leitung 22a mit verschiedenen Sicherheits- und überwachungseinrichtungen 22b verbunden.
• - Die Ventile 23, 24 und 25 weisen je eine pneumatische Betätigungsvorrichtung auf, die über Druckluftleitungen 30 a bzw. 30 b bzw. 30 c und nicht dargestellte Druckluftventile mit einer ebenfalls nicht gezeigten Druckluftquelle verbunden sind. Die Druckluftventile sind mit einem im Führefraum der Lokomotive angeordneten einzigen Steuerhebel 30 zu betätigen, der zweckmäßig in bekannter Weise in zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Ebenen schwenkbar ist.
• Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung wirkt in folgender Weise.
• Wird der Steuerhebel 30 aus seiner Ruhestellung in eine erste Fahrstellung gebracht, so wird dem Hauptsteuerventil 23 Druckluft zugeführt, worauf sich dieses Ventil öffnet und das von der ölpumpe 21 in die Ldifiibg-21a-gdfötd6ftCöl durch-:die E;eitung-23a zu dem Verteilerventil 24 strömen läßt. Da dieses zunächst nicht mit Druckluft beaufschlagt ist, steht es in seiner Ruhestellung und läßt das öl über die Röhrleitung 24 a zu dem Drehmomentwan'dIer 4 weiterfließen. Daraufhin beginnt der Drehmomentwandler 4 zu arbeiten, so daß die Drehung der Antriebswelle 1 im Kraftübertragungsweg mit -dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 4 und den Zahnrädern 7 und 8 auf die Abtriebswelle 6 übertragen wird.
• Sobald die Lokomotive eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht hat, betätigt der Lokomotivführerden Steuerhebel 30 weiter, worauf das Verteilerventil 24 durch Druckluft in seine Arbeitsstellung gebracht wird, so daß die Zufuhr des öls zu dem Drehmomentwandler 4 aufhört und das Öl statt dessen durch die Leitung 24b in die hydraulische Kupplung 5 einströmt. Während diese zur Wirkung kommt, entleert sich der Drehmomentwandler4 in bekannter Weise. Die Drehzahlen von Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 6 gleichen sich allmählich so weit an, daß diese beiden Wellen 1 und 6 gefahrlos durch die Scheibenkupplung 16 miteinander gekuppelt werden können.
• In diesem Fahrzustand bringt der Lokomotivführer den Steuerhebel 30 in eine Stellung, bei der die Druckluft auch das weitere Verteilerventil 25 in seine Arbeitsstellung führt, so daß das von der nunmehr von der Abtriebswelle 6 angetriebenen ölpumpe 22 in die Leitung 26 a geförderte Drucköl durch die Leitung 26 b dem Arbeitsraum 19 b des Kolbens 5 c zuströmt und somit die Scheibenkupplung 16 einrückt. Da die ölpumpe 22 mit der Abtriebswelle 6 verbunden ist, kann das zum Einrücken nötige Drucköl der Scheibenkupplung 16 nur dann zugeführt werden, wenn die Lokomotive in Fahrt ist. Da außerdem der Arbeitsraum 20 b des doppeltwirkenden Kolbens 5 c durch die gemeinsame Förderleitung 27a und den Kanal 20 a ständig von der Förderpumpe 21 oder 22 mit öl versorgt wird, ist auf einfachste Weise sichergestellt, daß die Scheibenkupplung 16 ausgerückt bleibt, solange die Lokomotive stillsteht. Darin liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung.
• Die einstellbaren Druckminderventile 28 und 29 halten den Druck in der Leitung 27 a, im Kanal 20 a und somit auch im Arbeitsraum 20 b des Kolbens 5 c so niedrig, daß er das gesteuerte Einrücken der Scheibenkupplung 16 bei einem dazu geeigneten Fahrzustand nicht verhindern kann.
• Die Sicherheits- und überwachungseinrichtungen 22b arbeiteh folgendermaßen: Da die ölpumpe 22 mit der Abtriebswelle 6 verbunden ist, die ihrerseits in Verbindung mit den Rädern der Lokomotive steht, ist die Drehzahl der Ölpumpe 22 der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive direkt proportional. Somit steht auch der in der Leitung 22 a herrschende Druck, der von der Drehzahl der ölpumpe 22 abhängt, in einem bestimmten Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit. Die Einrichtungen 22b sind so ausgelegt, daß sie jeweils bei einem bestimmten Öldruck, der bei einer festgelegten Fahrgeschwindigkeit auftritt, ansprechen. So ist an die Leitung 22a beispielsweise ein durch Öldruck zu betätigendes elektromagnetisches Relais angeschlossen, das den Zustrom von Druckluft zum weiteren Verteilerventil 25 so lange verhindert, bis die Lokomotive eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit erreicht hat. Ein weiteres an die Leitung 22 a angeschlossenes Relais ist so eingestellt, daß es bei einem der höchstzulässigen Geschwindigkeit der Lokomotive entsprechenden Öldruck anspricht und die Zufuhr von Druckluft zu sämtlichen Ventilen 23 bis 25 unterbricht, so daß diese in ihre Ruhestellung zurückkehren und das Getriebe ausschalten. Das gleiche Relais betätigt auch die Bremsen der Lokomotive.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Steuern und Betätigen eines Wechselgetriebes, insbesondere für durch Brennkraftmaschinen angetriebene Schienenfahrzeuge, bei dem zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle mindestens zwei, wahlweise der Drehmomentübertragung dienende Kraftübertragungswege vorgesehen sind, von denen mindestens einer einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und mindestens ein weiterer eine die unmittelbar zu kuppelnden Getriebeteile verbindende mechanische Schaltkupplung enthält, der eine mit großem Schlupf arbeitende hydraulische Kupplung parallel geschaltet ist, nach Patent 1137754, dadurch gekennzeichn e t, daß der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (6) je eine ölpumpe (21 bzw. 22) zugeordnet ist, deren Druckseiten über je ein Einwegventil (27) an eine ihnen gemeinsame Förderleitung (27a) angeschlossen sind, welche mit dem einen, dem Lösen der mechanischen Schaltkupplung (Scheibenkupplung 16) dienenden ringförmigen Arbeitsraum (20b) eines doppeltwirkenden Kolbens (5c) sowie mit den Schmierstellen des Wechselgetriebes verbunden ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der von der Antriebswelle (6) angetriebenen ölpumpe (22) über eine absperrbare Leitung (26a, 26b) mit dem dem Einrücken der mechanischen Schaltkupplung (Scheibenkupplung 16) dienenden Arbeitsraum (19b) des doppeltwirkenden Kolbens (5c) verbunden ist und daß die Anscl-düsse der beiden ölpumpen (21 und 22) an die gemeinsame Förderleitung (27a) jeweils ein Druckminderventil (28 bzw. 29) aufweisen. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der von der Abtriebswelle (6) angetriebenen ölpumpe (22) durch eine Förderleitung (22 a) mit Sicherheits- und überwachungseinrichtungen (22 b) verbunden ist, die bei einem bestimmten, einer festgelegten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Öldruck ansprechen. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der von der Antriebswelle (1) angetriebenen ölpumpe (21) über ein in seiner Ruhestellung den ölfluß sperrendes Hauptsteuerventil (23) an ein Verteilerventil (24) angeschlossen ist, das in seiner Ruhestellung mit dem Drehmomentwandler (4) und in seiner Arbeitsstellung mit der hydraulischen Kupplung (5) verbunden ist, während der dem Einrücken der mechanischen Schaltkupplung (Scheibenkupplung 16) dienende Arbeitsraum (19 b) des doppeltwirkenden Kolbens (5 c) über ein weiteres Verteilerventil (25), bei dessen Ruhestellung, mit einer Entleerungsleitung (26c), bei dessen Arbeitsstellung mit der Druckseite der anderen Ölpumpe (22) verbunden ist, wobei sämtliche Ventile (23 bis 25) über Druckluftleitungen (30a bzw. 30b bzw. 30c) von einem im Führerraum des Fahrzeugs angeordneten einzigen Steuerhebel (30) aus für sich betätigbar sind. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentwandler (4) auf einer Tragachse (9) angeordnet ist, die einen axial verlaufenden Kanal (10) für den Ölzufluß und einen ebenfalls axial verlaufenden Kanal (11) für den Ölabfluß des Drehmomentwandlers -aufweist. 6. Einrichtung nach einem der * Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (6) dem ölzu- bzw. -abfluß dienende Kanäle (19 a und 20 a) aufweist, die mit den entsprechenden Arbeitsräumen (19 b bzw. 20 b) des doppeltwirkenden Kolbens (5 c) verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 958 568, 937 447, 881049, 873 937, 844 712, 765 490, 719 548; USA.-Patentschrift Nr. 2 761276.