DE2049375C3 - Hydrodynamisches Fahrzeuggetriebe mit drei Traktions- und einem Brems-Arbeitskreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Fahrzeuggetriebe, insbesondere für Sehienentriebfahrzclige, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein bekanntes Getriebe dieser Bauart (DE-ÖS

1812606) umfaßt zusätzlich zu den drei Traktions-Arbeitskreisläufen und der hydrodynamischen Bremse einen vierten Traktionskreislauf. Dieser ist gleichachsig zum zweiten Marschwandler angeordnet und besitzt eine mit diesem gemeinsame Sekundärwelle, jedoch eine ihm eigene Primärwelle; er hat nämlich die Funktion eines sogenannten Einspeiswandlers. Der erste Marschwandler ist dort gleichachsig zum Anfahrwandler angeordnet und mit dessen

ίο Primär- und dessen Sekundärwelle direkt verbunden. In einem ebenfalls bekannten Getriebe mit 3 Traktions- und einem Brems-Arbeitskreislauf (»Der Eisenbahn-Ingenieur« 1964, Heft 11, Seite 309, Fig. 20) sind alle vier Arbeitskreisläufe gleichachsig

π hintereinander angeordnet, wodurch man zwar mit nur einer Hauptachse für die Arbeitskreisläufe auskommt und daher relativ wenig Zahnräder benötigt. Durch die gleichachsige Anordnung von drei hydrodynamischen Drehmomentwandlern mit je einer ge-

meinsamen Primär- und Sekundärwelle, die koaxial ineinanderliegend angeordnet sind, muß jedoch wenigstens einer der Wandler als ein zweistufiger Wandler ausgeführt werden. Hierdurch wird das Getriebe verteuert. Auch die konstruktive Ausgestaltung und

2^ri Lagerung der sehr langen und komplizierten koaxialen Primär- und insbesondere der Sekundärwelle verteuert das Getriebe Ein weiterer Nachteil ist, daß das Getriebe sehr lang wird. Dieser Nachteil wird manchmal besonders störend empfunden, da die Baulänge

ίο des Getriebes die Raumverhältnisse auf der Lokomotive beeinflußt und bei der Projektierung von Neuan lagen die Gestaltungsfreiheit bei vorgegebener oder angestrebter Lokomotiv-Baulänge empfindlich einengt.

JS Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ge triebe mit drei Traktions-Arbeitskreisläufen und mit einem Brems-Arbeitskreislauf anzugeben, dessen Baulänge möglichst kurz und bei dem die Konstruktion insbesondere der Wellen möglichst einfach ist; dabei soll mit dem Brems-Arbeitskreislauf eine höchstmögliche Bremswirkung erzielt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmalskombination.

Es werden somit, ausgehend von dem aus der DE-OS bekannten Getriebe, die folgenden Maßnahmen getroffen: Der erste Marschwandler wird an die Stelle des zweiten Marschwandlers und dieser an die Stelle des entfallenden Einspeiswandlers gesetzt. Ferner wird der erste Marschwandler, der bei dem bekannten Getriebe gegenüber dem Anfahrwandler hydraulisch abgestuft ist, nunmehr hydraulisch gleich dem Anfuhrwandler ausgebildet. Dementsprechend wird die , Zahnradübersetzung zwischen den Sekundärwellen, die bei dem bekannten Getriebe verhältnismäßig klein, nämlich gleich dem Stufensprung vom ersten zum zweiten Marschgang ist, nunmehr größer, nämlich gleich dem Stufensprung vom Anfahr- zum ersten Marschgang ausgebildet. Während also bei dem be-

bO kannten Getriebe die drei Traktions-Arbeitskreisläufe nur einen einzigen hydraulisch _a|s Anfahrwand lcr und aber zwei hydraulisch als Marschwandler ,ausgebildete Wandler Umfassen, setzen sich bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die drei Traktions-Ar-

beitskreisläufe zusammen aus zwei hydraulisch als Anfahrwandler ausgebildeten Wandlern und nur aus einem hydraulisch als Marschwandlcr ausgebildeten Wandler. Da nun die über der Abtriebs-Drehzahl auf-

getragene Wirkungsgrad kurve bei einem hydraulisch als Anfahrwandler ausgebildeten Wandler stets eine breitere Kuppe aufweist als bei einem hydraulisch als Marschwandler ausgebildeten Wandler, können zwei hydraulisch als Anfahrwandler ausgebildete Wandler mechanisch höher abgestuft werden als zwei hydraulisch als Marschwandler ausgebildete Wandler. Hiervon macht die Erfindung Gebrauch, indem, wie oben schon erwähnt, die Zahnradübersetzung in dem die Sekundärwellen verbindenden Stirnräderzug höher als bei dem bekannten Getriebe gewählt wird. Dies hat zur Folge, daß bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die Wirkungsgradkurve nicht einfach nur im ersten Marschgang einen günstigeren Verlauf aufweist; vielmehr liegt der Hauptvorteil der Erfindung darin, daß im Bereich beider Marschgänge der Wirkungsgradverlauf verbessert werden konnte. Dies wirkt sich praktisch entweder dahingehend aus, daß der Abtriebsdrehzahlbereich des Getriebes erhöht wird (höhere maximale Fahrgeschwindigkeit) oder daß wenn man zwischen dem Getriebeabtrieb und der Fahrzeugachse eine höhere Untersetzung wählt die Zugkraft, insbesondere im Anfahrpunkt, erhöht wird. Vorzugsweise wird man von der zuletzt genannten Möglichkeit Gebrauch machen; denn dadurch gewinnt man den weiteren Vorteil, daß die hydrodynamische Bremse trotz gleicher Anordnung wie bei dem bekannten Getriebe mit höherer Rotordrehzahl betrieben werden kann und daher ein höheres Bremsmoment erzeugt. Schließlich besteht noch ein Vortc-il des erfindungsgemäßen Getriebes darin, daß nur das Turbinenrad eines einzigen Wandlers, nämlich des Anfahrwandlers, mit der relativ hohen Drehzahl der ersten Sekundärwelle umläuft, beim bekannten Getriebe dagegen zwei Turbinenräder, nämlich diejenigen des Anfahrwandlers und des ersten Marschwandlers. Daher sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die im entleerten Zustand der Wandler auftretenden Ventilationsverluste geringer als bei dem bekannten Getriebe.

Durch das Beibehalten der Anordnung von Anfahrwandler und Bremse auf ein und derselben Sekundärwelle wird sichergestellt, daß die höchsten im Getriebe auftretenden Drehmomente nur in einer der beiden nebeneinander angeordneten Einheiten auftreten, nämlich in der Anfahr- und Brems-Einheit. Dadurch kann die andere Einheit mit den beiden Marschwandlern schwächer dimensioniert werden; d. h. es wird festigkeitsmäßig und gewichtsmäßig eine optimale Werkstoffausnutzung ermöglicht.

Gegenüber dem bekannten Getriebe gemäß der obengenannten Zeitschrift »Der Eisenbahn-Ingenieur« werden die folgenden Vorteile erzielt: Verkürzung der Getriebebaulänge, Vereinfachung der koaxialen Wellen und deren Lagerung, Verkürzung der Biegelängen der Wellen und der Gehäuseschale des hydrodynamischen Teiles, weshalb diese leichter konstruiert werden können. Zwar weist das Getriebe nun zwei Hauptachsen auf, wodurch eine größere Anzahl von Zahnrädern notwendig ist. Dieser Nachteil ist jedoch nicht so gravierend, da viele der Zahnrader, Wellen und Lager gleich oder wenigstens spiegelsymmeirisch zueinander ausgebildet sind. Daher wird die Form vieler Einzelteile vereinfacht, und vor allem treten viele Teile in gleicher Form wiederholt auf. Es werden also insgesamt gesehen fertigungsmäßige Vorteile erzielt.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Jas Schema eines Getriebes mit drei Traktionskreisläufen und einer aus zwei Arbeitsräumen

ι bestehenden Strömungsbremse in erfindungsgemäßer Anordnung und

Fig. 2 das Räderschema dieses Getriebes in der Ansicht von links.

Das Getriebe weist drei hydrodynamische Dreh-

in momentenwandler I, II und III mit ihren Pumpen 1, 2, 3, ihren Turbinen 4, 5, 6 und ihren Leiträdern 7, 8 und 9 auf. Der Wandler I dient als Anfahrwandler; Wandler II, der in allen Abmessungen und in der Beschaufelung mit Wandler I übereinstimmt, dient als

υ erster Marschfahrtwandler und Wandler III als zweiter Marschfahrtwandler. Die beiden Wandler II und III sind gleichachsig in einer Marscbfahrteinheit angeordnet. Gleichachsig zum Anfahrwandler I ist eine aus zwei Arbeitsräumen 10 und 11 bestehende Strö-

.Ί) mungsbrcinse IV angeordnet. Wandler I und Bremse IV bilden zusammen die /u.fahr- und Brems einheit. Die beiden Einheiten Anfahrv/andler I/Stromungsbremse IV bzw. Wandler II/Wandler III weisen jeweils eine beiden Arbeitskreisläufen geme'nsame

_>5 zentral angeordnete Sekundärwelle 12 bzw. 13 und die M; ischfahrt-Einheit Wandler II/Wandler III eine beiden Wandlern II und III gemeinsame hohle Pri märwelle 14 auf; die Anfahr- und Bremseinheit Anfahrwandler I Strömungsbremse ¹V weist eine nur

hi zum Wandler I gehörige ebenfalls hohle Primärwelle 15 auf. Jede Primärwelle 14bzw. 15 tragt ein zwischen den Arbeitskreisläufen angeordnetes Primärwellenritzel 16 bzw. 17. Über das auf der Getnebeeingangswelle 18 angeordnete mit beiden Primärwellenritzeln

π kämmende Groß-Zahnra<i 19 sind die beiden Primärwellen 14 und 15 über einen dreirädrigen Stirnzahnräderzug miteinander verbunden und werden vom nicht dargestellten Motor in der gleichen Drehrichtung angetrieben.

Die Sekundärwellen 12 und 13 der beiden Einheiten weisen ebenfalls je ein Zahnrad 20 bzw. 21 auf, dit. über ein Zwischenrad 22 miteinander kämmen; die Sekundärwellen stehen demnach ebenfalls über einen dreirädrigen Stirnzahnräderzug in Verbindung.

Die Übersetzung zwischen den Zahnrädern 20 und 22 ist um den erforderlichen Stufensprung zwischen dem Anfahrwandler I und dem ersten Marschwandler II kleiner als die Übersetzung zwischen den beiden Zahnrädern 21 und 22. Durch diese Maßnahme ist eine mechanische Abstufung der beiden Wandler I und II vorgenommen, so daß diese beiden Wandler völlig gleich ausgebildet werden können, wohingegen die Abstufung der beiden Wandler II und III auss^hli,ii:ich durch hydraulische Maßnahmen zu erfol-

-,5 gen hat.

Gleichachsig n.it dem Sekundärwellen;itzel bzw. Zahnrad 20 und mit dem Zwischenrad 22 ist jeweils ein Loszahnrad 23 bzw. 24 angeordnet, welches durch Klauenkupplungen 25 bzw. 26 wechselweise an das

Mi zugehörige Zahnrad angekuppelt werden können. Die Luäzahnräder, die untereinander nicht, sondern jeweils nur mit einem weiteren größen Zwischeilrad 27, welches der Distanzüberbrückung nach unten dient, kämmen, bewirken je nach Einschaltung eine Ab-

fn triebsdrehrichtungnimkehr. Tief nach unten im Getriebe gelegen ist das mit dem Zwischcnrad 27 kämmende, auf der Getriebe-Abtriebswelle 28 befestigte Abtriebsritzel 29 angeordnet.

I lier/.u I LJIaIt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydradynamisches Fahrzeuggetriebe, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, mit drei Traktions-Arbeitskreisläufen für drei verschiedene Geschwindigkeitsbereiche, nämlich einem Anfahrwandler und einem ersten und einem zweiten Marschwandler sowie mit einem Brems-Arbeitskreislauf (hydrodynamische Bremse), worin dem Anfahrwandler und der Bremse eine erste Sekundärwelle zugeordnet ist, zu der gleichachsig eine erste Primärwelle angeordnet ist, und worin dem zweiten Marschwandler eine zweite, zur ersten Sekundärwelle parallele Sekundärwelle und eine zu dieser gleichachsige zweite Primärwelle zugeordnet sind, wobei die beiden Sekundärwellen und die beiden Primärwellen durch je einen dreirädrigen Stirnräderzug miteinander verbunden sind und wobei ferner in dem die beiden Sekundärwellfn verbindenden Stirnräderzug die Zahnradübe/setzung von der ersten Sekundärwelle zum Zwischenrad kleiner ist als die Übersetzung von der zweiten Sekundärwelle zum Zwischenrad, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der erste Marschwandler (Drehmomentwandler II) in an sich bekannter Weise gleichachsig zu dem zwe.ten Marschwandler (Drehmomentwandler III) angeordnet ist, wobei die zweite Sekundärwelle (13) und die zweite Primärwelle (14) den beiden Marschwandlern wie an sich ebenfalls bekannt gemeinsam zugeordnet sind, wodurch die vier Arbeitskrei-.laufe Drehmomentwandler I, II, III und S'römungsbremse IV) - in der den Primär- und S> ^undärwellen gemeinsamen Ebene gesehen - in den Ecken eines Vierecks angeordnet sind;

b) daß der erste Marschwandler (Drehmomentwandler II) und der Anfahrwandler (Drehmomentwandler I) auf zwei benachbarten Ecken des genannten Vierecks angeordnet sind;

c) daß der erste Marschwandler (Drehmoment wandler II) und der Anfahrwandler (Drehmomentwandler I) hydraulisch gleich ausgebildet sind, wobei die Zahnradübersetzung in dem die Sekundärwellen (12 und 13) verbindenden Stirnräderzug (Zahnrad 20, Zwischenrad 22, Zahnrad 21) von der ersten zur zweiten Sekundärwelle für einen rein mechanischen Stufensprung vom Anfahrwandler (Drehmomentwandler I) zum ersten Marschwandler (Drehmomentwandler II) ausgelegt ist.

2. Hydrodynamisches Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrwandler (Drehmomentwandler I) und der erste Marschwandler (Drehmomentwandler II) zwischen den beiden Stirnräderzügen (Großzahnrad 19. Pnmärwellenritzel 16 und 17 und Zahnrad 20, Zwisthenrad 22, Zahnrad 21) angeordnet sind.