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Lokomotivantrieb. Bekanntlich werden zur Überwindung der Anfahrschwerigkeiten
beinrar Antrieb. von Fahrzeugen., insbesondere von Lokomotiven, durch Verb:ren@nungskraftmas.chinen
zwischen Motor und Triebrädern ausrückbare Kupp-Jungen b@zw. Flüs,i@gkeitsgetriebe
verwendet.
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Bei den bisher bekannt gewordenen; Antriebsordnungen von Lokomotiven
mit Flüssigkeitsgetrieben waren folgende Gesichtspunkte vor allen Dingen für die
Anwendung von Flüssigkeitsgetrieben maßgebend. - Das Flüssigkeitsgetriebe sollte
beim Anfahren eine Steigerung des Drehmomentes, insbesondere eine Übersetzung desselben,
ermöglichen so@ wie eine Geschwindigkeitsänderung bei möglichst gleichbleibendem
hohen. Wirkungsgrad des Getriebes. In zweiter Linie sollte die Urnsteuerbarkeit
in das Flüssigkeitsgetriebe gelegt und die Ölmaschine davon entlastet werden.
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Diese Gesichtspunkte führten zu komplizierten Getrieben, welche -in
bezug auf Wirkungsgradl mit demjenigen der vorliegenden Erfindung sich nicht messen
können.
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Die aufgeführten Gesichtspunkte schlossen aber auch von vornherein
die Verwendung des der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Flüss.igkeitsgetrieb.es
für Lokomotiven aus, da dieses die Umsteuerbarkeit der Ülmaschine nicht ersetzt
und auch keine Übersetzung des Drehmomentes der Antriebsmaschine ermöglicht. Dabei
ist der Wirkungsgrad des Getriebes nur bei Volleistung hoch und beim Anfahren sogar
gleich Null' und steigt von diesem Werte während des Anfahrens allmählich auf den
Normalwert an. Diese Eigenschaften sprachen nicht für die Verwendung dieser Getriebe
für die Lokomotive, und andere für den Lokomotivantrieb günstigeren Eigenschaften
sind nicht bekannt geworden.
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Die Verwendung anderer Flüssigkeitsgetriebe zurr Antrieb von Lokomotiven
bringen aber wieder andere Nachteile und Komplikationen mit, welche bisher wesentliche
Erfolge nicht aufkommen ließen.
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Die dein Bau von Ölmotorlokomotiven entgegenstehenden Schwierigkeiten
beim Anfab:-ren unter Last können mit dem Flüssigkeitsgetriebe, wie es vorliegender
Erfindung zugrunde liegt, ebemsogut überwunden werden wie mit irgendeinem an-deren
bekannten Flüssigkeitsgetriebe,
wobei die hiermit gegebenen neuen
Entleerungs- und Füllvorrichtungen noch besondere Vorteile bringen.
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Von größter Wichtigkeit für den Lokomotivbetrieb ist die Höhe des
Wirsungsgrades des Flüssigkeitsgetriebes bei Vollfahrt.
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Es sind mehrere ähnliche Flüssigkeitsgetriebe wie das vorliegende
für den Antrieb von Fahrzeugen vorgeschlagen worden, welche aber alle nicht so hohe
Wirkungsgrade wie das vorliegende ergaben. Dabei ist das hier verwendete Getriebe
von einfachster Bauart mit Wirkungsmöglichkeit in beiderlei Drehsilin, weshalb sich
das Getriebe besonders für umsteuerbare Ölmaschinen eignet.
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Die vorliegende Erfindung besteht in der Verwendung des Flüssigkeitsgetriebes
mit in folgendem genau abgegrenzten Kennzeichen für Lokomotiven, angetrieben durch
Verbrennungsmaschinen, bestehend aus nur zwei umlaufenden Teilen ohne feststehende
Bestandteile und Füllü@ngs- und Entleerungsvorrichtungen, wobei der eine Teil desselben
von dem als Hohl-Welle ausgebildeten anderen Teile eingeschlossen ist, und wobei
der als Primärteil ausgebildete Teil des Getriebes ein Zentrifugalpumpenrad und
der Sekundärteil ein Turbinenrad darstellt, deren Profile sich zu einem geschlossenen
Kreislaufkanal ergänzen.
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Der hohe Wirkungsgrad des Getriebes ist dadurch bedingt, daß nur zwei
umlaufende und keine feststehenden Teile vorhanden sind, während bei anderen Getrieben
meistens feststehende Gehäuse oder Leitapparate vorgesehen sind, durch welche der
Wirkungsgrad insbesondere infolge Wandreibung ganz wesentlich verkleinert wird.
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Eine Übersetzung des Drehmomentes beim Anfahren ist in den. meisten
Fällen nicht notwendig, das Volldrehmoment der Antriebsmaschine kann bei vorliegendem
Flüssigkeitsgetriebe aber voll ausgenutzt werden, und ein schlechter Wirkungsgrad
des Getriebes kann während der kurzen Anfahrzeit in Kauf genommen werden. Durch
andere Hilfsmittel, insbesondere Zahnradgetriebe, deren Verwendungs- und Schaltmöglich
keit durch das Flüssigkeitgetriebe begünstigt wird, sowie Verwendung mehrerer solcher
Flüssigkeitsgetriebe können in an sich bekannter Weise aber Übersetzungen eingeschaltet
sowie Umkehrung der Fahrrichtung erreicht werden.
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Die besonderen Eigenschaften des der Erfindung zugrunde liegenden
Flüssigkeitsgetriebes, welche gegenüber anderen Getrieben für Lokomotivantrieb besondere
Vorteile darstellen, bestehen zusammengefaßt darin: r. daß die Größenverhältnisse
des Getriebes bei gegebenen: Maschinen- und Lokomotivdrehzahlen bei so hohen Wirkungsgraden,
wie sie durch andere bekannte Flüssigkeitsgetriebe nie erreichbar, für Lokomotiven
ausführbar sind, 2. daß die Getriebegrößen bei Voll- und Teilfüllung des Getriebes
günstige Anfahrverhältnisse ergeben, 3. daß die Verwendung dieses Flüssigkeitsgetriebes
einen einfachen, betriebssicheren Gang der Lokomotive ergibt und insbesondere die
Verwendung von Zahnradgetrieben zur Übertragung der Leistungen ermöglicht, während
ohne oder mit verschiedenen anderen Flüssigkeitsgetrieben die Verzahnungen: unter
dem variablen Drehmoment der ölmaschine leiden und sich bald abnutzen und auch sämtliche
andern Übertragungsmittel sowie der Unterbau dadurch geschont werden, a. daß dasFlüssi.gkeitsgetriebe
bei einfacher radialer Beschauflung in beiderlei Drehrichtung gleichwertig arbeitet
und ohne Abnutzung auch leer mitlaufen kann, 5. daß die Unterbringung größterölniaschinenleistungen
bei beliebigen Drehzahlen dadurch ermöglicht wird.
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Da bei Lokomotiven die Anordnung und Unterbringung der Verbrennungsmaschine
und der Flüssigkeitsgetriebe bei großen Leistungen und hohen Wirkungsgraden den
notwendigen Umdrehungszahlen und des zulässigen Gewichts sowie die Kraftübertragung
von Motor auf das Getriebe und von diesem. auf die Triebachsen große Schwierigkeiten
bietet, sind, in der vorliegenden Erfindung als Hauptausführungsbeispiel dargestellt,
die Flüssigkeitsgetriebe direkt auf den Triebachsen angeordnet, woraus sich besonders
günstige Antriebsverhältnisse ergeben.
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Tni der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Die Motorwelle überträgt die Arbeit des Motors durch (nicht gezeichnete)
Mittel, z. B. Kupplungsstangen, Zahnräder usw., auf die im Rahmen R, R' festgeliagerten
Primärachsen a, a, auf dienen der Primärteil b, b des Flüssigkeitsgetriebes sitzt.
Auf den die Primärachse a, a umschließenden., als Hohlwellen ausgebildeten.
Sekundärwellen c,c finit Triebrädern e, e sitzen die Sekundärteile d, d des
Flüssigkeitsgetriebes. Die Sekundärwellen sind im Rahmen federnd gelagert. Bewegliche
Stopfbüchsen zwischen Primär- und Sekundärwelle verhindern. das Austreten der Flüssigkeit.
Letztere wird durch die Primär- und Sekundärwelle zu- und abgeführt.
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Das Getriebe kann, wie an sich bekannt, z. B. -bei Abwärtsfahrt als
Bremse benutzt werden, wobei der Motor abgestellt oder die Bremsleistung zum, Auffüllen
der Druckluft- 1 behälter benutzt wird.
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Um kleine Getriebedurchmesser und einfachste
svmmetrische
Konstruktion zu erhalten, sind- zwei Kreisläufe vorgesehen,wodurch gleichzeitig
der Schub ausgeglichen wird. Ein Kreislauf besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele
aus zwei Schaufelrädern. Der Primärteil arbeitet als Pumpe, der Sekundärteil als
Turbine. Achsiale und radiale Spielräume zwischen den beiden Getriebewellen, können
innerhalb der Grenzen, die durch eine Seitenverschiebung und Durchfederung der Sekundärwelle
bedingt sind, sich ändern, ohne daß der Wirkungsgrad merklich beeinfiußt wird.
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Wenn mehrere voneinander unabhängige Motoren mitFlüssigkeitsgetrieben
angeordnet w erdon, so kann jeder Motor wie auch jedes Getriebe für sich zu- und
abgeschaltet werden, so daß jeder Motor mit den zugehörigen Getrieben allein arbeiten
kann und die andern Motoren bei leeren Getrieben stillstehen.
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Das Getriebe erlaubt Umsteuer und Rückwärtsgang bei vorwärts fahrendem
Zug.
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Die vorliegende Erfindung kann auch nur für das Anfahren ausgenutzt
werden, indem das Flüssigkeitsgetriebe nur während des Anfahrens arbeitet, und Primär-
und Sekundärteildes Getriebes, sobald eine gewisse Zuggeschwindigkeit erreicht ist,
durch irgendwelche Mittel gekuppelt werden.
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Selbstredend können die Getriebeteile auf irgendeine Art mit dien
Triebrädern oder Radkränzen zusammengebaut sein.
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Die Gebrauchsweise des beschriebenen Fahrzeuges ist folgende: Das
Anlassen des Motors, z. B. einer Ölmaschine, erfolgt bei stillstehendem Züge wie
bei :einem stationären Motor. Geschieht das bei leerem Getriebe, so wird, nachdem
der Motor eine bestimmte Umdrehungszahl erreicht hat, das Getriebe gefühlt. Die
Getriebe können, während des Anfahrens aber auch teilweise oder ganz gefüllt sein..
Der Motor wird auf größte Brennstoffüllung gebracht, und der Zug setzt sich, sobald
das Anfahrmoment erreicht ist, in Bewegung. Die Höchstfüllung wird so lange beibehalten,
bis die Normalgeschwindigkeit erreicht ist. Auf Zwischenstationen kann der Motor
bei stillstehendem Zuge, bei. gefülltem oder ganz oder teilweise entleertem Getriebe
weiterlaufen und braucht nicht jedesmal angelassen zu «erden. Dadurch wird der Anlaßluftverbrauch
auf das äußerste reduziert.
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Der Betrieb und die Konstruktion der durch Verbrennungsmaschinen betriebenen
Lokomotiven wird' durch die Ano'rd'nung von Flüssigkeitsgetrieben nach vorliegender
Erfindung äußerst einfach, ,da bei stillstehendem Zuge und entleerten Getrieben
der Hauptmotor die Druckluftbehälter auffüllen kann, so daß der bei direktem Antrieb
notwendige große Hilfskompressor und die großen Druckluftbehälter vermieden, werden.
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Es wird mit einfachen Mitteln eine große Beweglichkeit der Triebachsen
erhalten, während bisher bei Dampf- und besonders bei elektrischen Lokomotiven sehr
teuere und kömplizierte Konstruktionen angewendet werden mußten, Durch die vorliegende
beispielsweiseAnordnung des Flüssigkeitgetriebes wird überdies der ganze Raum über
der Plattform für die Verbrennun:gskraftmaschinen, Hilfseinrichtungen und, Bedienung
frei. Durch die feste Lagerung der Primärachsen entsteht ein starres Antriebssystem
zwischen Rahmen, Motor
und Primärachse, und da nur elastische Verbindung zwischen
Triebrädern und Motor und Rahmen besteht, so werden die Radstöße auf den Motor nicht
übertragen und Motorstöße nicht auf die Räder. Diese Eigenschaft ist besonders für
schnelle Lokomotiven von, großer Wichtigkeit, sie erhöht die Lebensdauer der Lokomotiven
und d'es Unterbaues wesentlich und ermöglicht eine Erhöhung der Zuggeschwindigkeit.