DE414528C - Bahnwagen mit Antrieb durch einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. JUNI1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 414528 KLASSE 20 b GRUPPE 5

(C 33765 Hj'20 b)

Compagnie J. G. Brill in Paris.

Bahnwagen mit Antrieb durch einen Verbrennungsmotor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juli 1923 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 14. Juli 1922 beansprucht.

Die Erfindung· betrifft Bahnwagen mit der Erfindung besteht darin, daß das dem

Drehgestellen und Antrieb durch einen in

Motor entgegengesetzte Ende der Kardanwelle

dem Wagenkasten angeordneten Verbren- i mir seinem Kardangelenk an eine Hilfswelle

nungsmotor, der · durch Kardanwellen die I angeschlossen ist, die in der Längsrichtung Räder der Drehgestelle antreibt. Das Wesen auf dem Drehgestell, und zwar in der Längs-

achse desselben, angeordnet ist, während auf dieser Hilfswelle Stirnräder von verschiedenem Durchmesser lose drehbar angeordnet sind und ständig im Eingriff mit entsprechenden Rädern stehen die auf eine zweite zur ersten parallele Kardanwelle aufgekeilt sind, wobei Übertragungswellen rechts und links vom Radgestell einerseits mit den Enden dieser Welle und anderseits mit Antrieben. ίο für die *\chse durch andere Kardangelenke verbunden sind, während Gleitgelenke ebenfalls auf diesen Übertragungswellen vorgesehen sind.

Diese Ausbildung des Wagens hat den Vorteil, bei gleicher Geschwindigkeit und Laufrichtung des Motors verschiedene Geschwindigkeiten der Treibachse und auch verschiedene Drehrichtungen derselben zu erreichen. Auf den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

Abb. ι ist eine schaubildliche Darstellung eines Motorbahnwagens, der diejenigen Einrichtungen enthält, welche die Erfindung kennzeichnen. Der Wagenoberteil ist in punktierten Linien dargestellt, da seine Form nach Belieben sich ändern kann.

Abb. 2 ist ein teilweiser senkrechter Längsschnitt des vorderen Wagenendes und des vorderen Drehgestelles, woraus der Antrieb der gesamten Übertragungsvorrichtung zu erkennen ist.

Abb. 3 ist eine schaubildliche Ansicht des vorderen Drehgestells allein. Abb. 4 ist ein Grundriß des vorderen Drehgestells beim Durchlaufen einer Kurve; in diesem Fall bildet die Achse des Drehgestells einen gewissen Winkel mit der Achse des Wagens und mit derjenigen des Motors. Abb. 5 ist eine Vorderansicht des vorderen Drehgestells, wobei einige Teile weggelassen sind.

Abb. 6 ist ein senkrechter mittlerer Längsschnitt, der durch die Mitte des vorderen Drehgestells hindurchgeht und einen Teil des Rahmens des darüber befindlichen Wagenkastens erkennen läßt; diese Abbildung zeigt die Vorrichtungen zur HilfsÜbertragung auf das Radgestell, wobei die beiden Enden des Radgestells Verzahnungen 'besitzen.

Abb. 7 ist ein wagerechter Teilschnitt nach Linie 7-7 in Abb. 5; er zeigt 'die Anordnung der Einstellstange für die Zahnräder der¹ HilfsÜbertragung.

Abb. 8 ist ein Schnitt nach Linie 8-8 in Abb. 7 und stellt eine Vorrichtung zur Umkehrung der Fahrtrichtung dar.

Abb. 9 ist eine schaubildliche Ansicht der I Stangen zur Einstellung der Gänge des Hilfsmechanismus.

Der Wagen besitzt einen Rahmen 10, auf ' dem ein Oberteil 11 beliebiger Gestalt ange- ; ordnet ist. Der in dem gewählten Ausführungsbeispiel dargestellte Oberteil betrifft einen Personenwagen. Dieser Rahmen wird von dem vorderen Drehgestell 12 und dem ί hinteren Drehgestell 13 getragen, wobei jedes der Drehgestelle mit einer bestimmten Anzahl von Achsen 14 und 15 bzw. 16 und 17 versehen ist. Jede der Achsen besitzt an jedem Ende ein geeignetes Rad 18. Die beiden Achsen 14 und 15 des vorderen Drehgestells werden durch einen Motor 19 angetrieben, der am Vorderende des Rahmens 10 angeordnet j ist. Dieser Motor ist mit einem gewohnlichen Kühler 20 versehen, der ebenfalls auf dem Rahmen 10 angeordnet ist. Hinter dem Motor 19 befindet sich ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 21. Der j Motor 19 und das Wechselgetriebe 21 können von beliebiger bekannter Bauart sein; eine Kupplung 22 ist zwischen beiden angeordnet. Die Erfindung bezieht sich nicht auf diese Konstruktionseinzelheiten. Es ist zweckmäßig, das Wechselgetriebe 21 für mehrere, beispielsweise vier Geschwindigkeiten in einer Richtung einzurichten, d.h. ohne Rückwärtsgang; der Rückwärtsgang wird auf dem vorderen Drehgestell vorgesehen. Das Wechselgetriebe 21, der Motor 19 und die Kupplung 22 sind zweckmäßig derart ausgebildet, daß sie ein abnehmbares Ganzes bilden, das man geschlossen vom Vorderende des Wagenrahmens 10 abnehmen kann, nachdem man den Kühler 20 abgebaut hat, ohne daß es nötig ist, in irgendeiner Weise an dem Drehgestell oder an dem von dem vorderen Drehgestell getragenen Mechanismus zu rühren.

Bei der dargestellten Anordnung bildet das vordere Drehgestell das treibende Drehgestell; es hat zwei Triebachsen 14 und 15. Das hintere Drehgestell ist einfach ein Traggestell, wie 'dies dargestellt ist. Es besteht indessen kein Grund, dieses Drehgestell ebenfalls als Triebgestell auszubilden, wenn dies wünschenswert erscheint. Jedes Drehgestell kann leicht abgebaut werden, denn es bildet eine in sich geschlossene völlige Einheit. Es genügt, mit Hilfe einer Winde das entsprechende Ende des Wagenrahmens 10 anzuheben.

Das vordere oder treibende Drehgestell be-■ sitzt ein Hilfsgetriebe für den Wagenantrieb, welches zwischen dem Hauptgetriebe 21 und den beiden Achsen 14 und 15 angeordnet ist. Dieses Hilfsgetriebe umfaßt zwei Geschwindigkeiten für 'die Vorwärtsfahrt und eine für die Rückwärtsfahrt. Jede dieser Geschwindigkeiten kann mit jeder beliebigen Geschwindigkeit des Getriebes 21 zusammen verwendet werden.

Dieses Hilfsgetriebe in dem vorderen Dreh-

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gestell 12 besitzt, wie dargestellt, drei Wellen, die in der Längsrichtung auf dem Drehgestell angeordnet sind: eine Triebwelle 60, die ihre Bewegung von außen her erhält, eine getriebene Welle 61 und eine Welle 62 zum Wechsel der Fahrtrichtung; alle drei Wellen sind in geeigneten Lagern der Traverse 45 angeordnet. Die Welle 60 ist unmittelbar oberhalb der Welle 61 gelagert, während die Welle 62 für die Umkehr der Bewegungsrichtung sich, auf der einen Seite befindet. Das Vorderende der Welle 60 ist mit der Treibwelle 63 des Hauptgetriebes 21 durch eine Zwischenwelle 64 verbunden, die zwei Kardangelenke 65 und ein Gleitgelenk 66 besitzt (Abb. 4 und 6). Die Welle kann daher ihre Länge ändern und sich, unter einem gewissen Winkel einstellen, wenn, dies nötig ist. Jedes Ende der Welle 61 des Hilfsgetriebes ist mit einer der benachbarten Achsen 14 und 15 durch eine Zwischenwelle 67 verbunden, die ebenfalls zwei Universalgelenke 68 besitzt. Es ist zweckmäßig, daß mindestens das eine der beiden Universalgelenke jeder Welle 67 als Universalgelenk mit Biegeplatte ausgebildet ist, und zwar am besten dasjenige, welches sich der Achse am nächsten befindet, wie dargestellt, um Änderungen der Länge der Zwischenwe'.le zu gestatten. Aber trotzdem ist es gut, ein Gleitgelenk 68 an der Zwischenwelle vorzusehen. Dasjenige Ende jeder Triebwella 67, welches an dem entgegengesetzten Ende von dem Universalgelenk mit Biegeplatte liegt, ist in geeigneten Lagern angeordnet, die in einer mittleren Erweiterung 69 des Mantels 30 der zusammengehörigen Achsen 14 und 15 angeordnet sind. Diese Enden könnten Wellenteile sein, die von dem Mantel getragen werden, um den.

Zusammenbau und das Auseinandernehmen zu erleichtern. Die Bewegungsübertragung auf die Achsen erfolgt durch Kegelräder 70.

In dem Hilfsgetriebe des Drehgestells sind zwei Zahnräder 71 und 72 von verschiedenen.

Durchmessern auf der Welle 61 befestigt; sie stehen in Eingriff mit-den Zahnrädern 73 bzw. 74, deren Abmessungen den Abmessungen der zuerst genannten Zahnräder umgekehrt proportional sind. Die Räder 73 und 74 sitzen lose drehbar auf der Welle 60. Zwischen den beiden Rädern 73 und 74 ist ein Rad 75 auf der Welle 60 angeordnet. Dieses Rad kann auf der Welle gle'-.en, während es von der Welle mitgenommen wird. Die dem Rad 75 benachbarten Flächen der Räder 73 und 74 sowie die beiden Seitenflächen des Rades 75 selbst sind mit Kupplungszähnen. 76 versehen, so daß durch eine Längsverschiebung des Rades 75 in dem einen oder anderen Sinne auf der Welle 60 die Zahnräder 73 oder 74 mit den genannten Wellen durch Eingriff der Zahnkupplung 76 gekuppelt werden können. Wenn eine der Zahngruppen 76 im Eingriff steht und eins der Räder 73 oder 74 mit dem Rad 75 gekuppelt ist, so kann die Welle 60 wirken, denn es besteht alsdann eine Verbindung durch Zahnräder zwischen der Welle 60 und der Welle 61. Aber diese Verbindung durch Zahnräder weist für die beiden Radsätze 71, 73 und 72, 74 verschiedene Übersetzungen gemäß den verschiedenen Abmessungen der Räder auf. Diese beiden Radsätze sind immer im Eingriff, und die einzige bestehende Übertragung zwischen der Welle 60 und der Welle 61 ist eine Übertragung durch Zahnräder. Die beiden Radsätze Ji, J3 ^UIK1 7²) 74 erzeugen zwei Vorwärtsgeschwindigkeiten des Hilfsgetriebes.

Das in der Längsrichtung verschiebbare Zahnrad 75 kann natürlich eine mittlere Stellung einnehmen, bei welcher die beiden Zahngruppen 76 außer Eingriff sind. Wenn das Zahnrad 75 sich in dieser Mittelstellung befindet, so kann ein verschiebbares Zahnrad Jj, welches auf der Welle 62 zur Umkehrung der Fahrtrichtung angeordnet ist, längs dieser Welle verschoben werden. und mit dem Rad 7 5 zum Eingriff kommen (Abb. 7). Diese Welle 62 zur Umkehr der Fahrtrichtung trägt auch ein Rad 78, das ständig im Eingriff mit einem der Räder 71 oder 72 steht. Das Rad Ji ist im Eingriff in Abb. 7 dargestellt. ! So hat die Verkupplung der Zahnräder 75, 77 _# : zur Folge, daß der Wechsel der Umlaufrichtung der Welle 61 gesichert wird; die Bewegungsübertragung erfolgt durch die Welle 60 und die Zahnräder 75, JJ, 78 und durch das. Rad Ji auf die Welle 62 zur Umkehr der Fahrtrichtung.

j Die Zahnräder 75 und Jj werden mittels j Gabeln 80 und 81 verschoben, die an Einstellstangen 82 bzw. 83 befestigt sind. Diese beiden Stangen sind gesperrt, wie dies bei solchen Vorrichtungen üblich ist, d. h. mit Hilfe eines in der Querrichtung verschiebbaren Keiles 84, der mit Einschnitten 87 und 88 zusammenwirkt, die in den Stangen vorgesehen sind, so daß diese Einschnitte vor den Keil gelangen, wenn das Rad 75 sich in seiner Mittelstellung befindet und das Rad 77 achsial verschoben wird, so daß es vollständig außer Eingriff mit, dem Rad 75 kommt. Das Rad Jj kann alsdann nicht zum Eingriff mit dem Rad 75 gebracht werden, um einen Wechsel in der Bewegungsrichtung hervorzurufen, da das Rad 75 außer Eingriff mit den beiden Zahnrädern 73 und 74 ist und das Rad 75 nur dann verschoben werden kann, um mit einer der Zahngruppen 76 zum Eingriff zu kommen, wenn es sich nicht im Eingriff mit dem Rad JJ befindet. Hierdurch werden Irrtümer beim Einstellen un-

möglich gemacht; man kann immer nur eine einzige vollständige Zahnräderreihe einschalten.

Die Stangen 82 und 83 besitzen auch! zweckmäßig Federbolzen 87, die mit geeigneten Einschnitten an den Stangen 82, 83 zusammenwirken, um diese in ihren Stellungen zu erhalten. Dies gestattet dem Wagenführer, festzustellen, daß die gewünschte Stellung' der Zahnräder erreicht ist. Dies ist besonders wünschenswert mit Rücksicht auf dasjenige, was weiter unten ausgeführt ist; die Einstellhebel, die sich neben dem Führersitz befinden, haben nämlich nicht, wie weiter unten gezeigt werden wird, eine bestimmte Stellung, die einer bestimmten Stellung der Stangen 82 und 83 entspricht.

Die Einstellstangen 82 und 83, ebenso die Wellen 60, 61 und 62 sind in der Zapfentraverse 45 des Drehgestells angeordnet. Sie sind in geeigneter Weise auf den Seiten der Längsachse des Drehgestells untergebracht, wie dies aus den Abb. 5 und 7 deutlich hervorgeht, damit sie leicht mit den Wellen 60 und 62 in Verbindung gebracht werden kön- ' nen, auf denen die Zahnräder sitzen, welche ; sie antreiben. Diese Stangen sind über die | Zapfentraverse des Drehgestells hinaus ver- j längert, wie 'dies deutlich aus Abb. 4 hervor- ^! geht. Sie sind mittels eines geeigneten Me- \ chanismus mit den Einstellhebeln 89 ver- i . einigt, die von dem Wagenführer benutzt wer- j den. Dieser zwischengeschaltete Mechanismus umfaßt in jedem Fall eine vordere und ; eine hintere Üfoertragungs stange 90, die an I der Stange 82 und an der Stange 83 an ihrem. vorderen Ende angeordnet sind, sowie einen j ' Arm 91, der an einer Querwelle 92 befestigt · ist, die auf den Rahmen 10 !des Wagens am Vorderende angeordnet ist. Diese Querwelle ist durch eine Stange 93 und geeignete Arme mit dem Führerhebel 89 verbunden. Die Ein- ι Stellstange 90 bildet eine ausdehnbare Ver- ; bindung zwischen den Teilen, welche sie ; miteinander vereinigt, und sie kann nach allen j Richtungen hin bewegt werden. Wie in j Abb. 9 dargestellt ist, ist ein Schlitz 94 an , dem einen Ende der Stange vorgesehen. In i diesem Schlitz gleitet mit Reibung ein senkrechter Bolzen 95, der an der Stange 82 oder 83 befestigt ist. Die Stange 90 ist frei bei 96 ί mit ihrem anderen Ende an dem Arm 91 ian- : gelenkt. Dies ist nötig infolge der Relativbewegung zwischen dem Drehgestell und dem Rahmen 10 des Wagens und im Hinblick ι darauf, daß die Einstellstangen 82 und 83 j sich nicht in der Längsachse des Drehge- i stells befinden, sondern im Gegenteil seitlich ! davon angeordnet sind. Hieraus folgt, daß ; der 'zwischengeschaltete Mechanismus derart i beschaffen 'sein muß, daß er eine gewisse ^:

Nachgiebigkeit bei der Bewegung der Stangen sichert, und dieses Nachgeben muß natür-¹ lieh wieder ausgeglichen werden, bevor die ' Gabelstangen mitgenommen werden können. Der Hebel 89 kann infolgedessen keine genau bestimmte Stellung gegenüber den Stangen 82 und 83 einnehmen; wenn, der Wagenführer die Hebel einstellt, so muß er zunächst die ; verlorene Hublänge ausgleichen und infolgedessen die Stange oder die Stangen so weit verschieben, bis er fühlt, daß die von ihm ί gewünschte Stellung von dem Mechanismus : tatsächlich erreicht worden ist.

Zweckmäßig sind die beiden Drehgestelle 12 und 13 mit geeigneten Bremsen 97 versehen (Abb. 3), welche in irgendeiner geeigneten Weise bewegt werden können. Diese Bremsen sowie der Antrieb bilden kerne Teile j der vorliegenden Erfindung, man kann sie also nach Belieben ändern.

Während der Fahrt läßt der Wagenführer den Wagen mit Hilfe des in gewöhnlicher ■ Weise arbeitenden Motors 19 laufen; er beherrscht den Wagen mittels der Kupplung 22 und indem er sich der Räderreihe des Hauptgetriebes 21 sowie desjenigen der HilfsÜbertragung des Radgestells bedient. Er kann auch eine Änderung der Geschwindigkeit des Motors hervorbringen, indem er auf die Gaszufuhr wie gewöhnlich 'einwirkt. Beim Anfahren bedient sich der Wagenführer des Hauptgetriebes 21, aber mit Ausnahme dieses Falles erfolgt die Regelung allgemein, indem er auf das Hilfsgetriebe einwirkt und ■das Hauptgetriebe beiseite läßt. Das Hilfsgetriebe ist ebenfalls zur Regelung geeignet,' indem man -die eine der Räderreihen wirken läßt. Für 'die Vorwärtsfahrt bei leichter Last badient sich der Wagenführer der Räderreihen ,74, 72 für große Geschwindigkeit des Hilfsgetriebes, auch für die durch öfteres Anhalten unterbrochene Fahrt. Aber bei schweren ,Lasten und wenn der Wagen eine Steigung ,zu überwinden hat, so benutzt der Wagenführer die Räderreihe 7 3, 71 des Hilfsgetriebes ifür geringere Geschwindigkeit. Um die ,Fahrtrichtung zu ändern, wirkt er auf das Rad ,75 ein, indem er es in die Mittelstellungf bringt; alsdann setzt er es in Eingriff mit dem Rad Jj. Für die beiden Vorwärtsgeschwindigkeiten und den Fahirtrichtungswechsel kann der Führer die Stufenfolge der Anfahrgesichwindigkeiten erreichen, die in dem Hauptgetriebe 21 vorgesehen sind. Die drei Vorrichtungen des Hilfsgetriebes haben praktisch¹ einen gleichen Wirkungsgrad, wie dies bereits oben gesagt wurde, denn der Antrieb erfolgt stets durch Räder, die auf zwei parallelen Wellen angeordnet sind. Infolgedessen wird der Führer nicht in Versuchung kommen, zwecks besseren Laufs, der

bei Anwendung der unmittelbaren Mitnahme ' zu erreichen ist, die große Geschwindigkeit des Hilfsgetriebes zu benutzen, wodurch der Motor überanstrengt werden würde, wenn die gegebenen Bedingungen die Benutzung der kleinen Geschwindigkeit erfordern.

Mit Hilfe des soeben beschriebenen Mechanismus kann die Zwischenwelle 60 entweder mit dem Motor 19 oder mit der Welle 61 und den Triebrädern 18 gekuppelt werden; man kann sie auch von dem einen oder anderen. Teil oder von beiden Teilen abkuppeln, je nachdem man die Hebel 89 bedient, welche auf die Hauptübertragung 21 und auf die

¹S Kupplung 22 einwirken. Mit anderen Worten: Es besteht eine Verbindung zwischen dem Motor 19 'und der Welle 60, welche unterbrochen werden kann; ebenso besteht eine solche Verbindung zwischen der Welle 60 und den Rädern 18. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß man die Welle 60, die in den Tat eine Zwischenwelle ist, dazu benutzen kann, um einen Luftverdichter oder irgendeine andere Hilfsvorrichtung je nach Wunsch

^a5 anzutreiben.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bahnwagen mit Drehgestellen und Antrieb durch einen in dem Wagenkasten angeordneten Verbrennungsmotor, der durch Kardanwellen die Räder der Drehgestelle antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Motor (19) entgegengesetzte Ende der Kardanwelle (64) mit seinem Kardangelenk (65) an eine Hilfswelle (60) angeschlossen ist, 'die in der Längsrichtung auf dem Drehgestell (12), und zwar in der Längsachse desselben, angeordnet ist, während auf dieser Hilfswelle Stirnräder {73> 74) ^von verschiedenem Druchmesser lose drehbar angeordnet sind und ständig im Eingriff mit entsprechenden Rädern (71, 72) stehen, die auf eine zweite zur ersten parallele Kardanwelle (61) aufgekeilt sind, wobei Übertragungswellen (67) rechts und links vom Drehgestell (12)

   einerseits mit den Enden dieser Welle (61) und anderseits mit Antrieben für die Achse durch andere Kardangelenke verbunden sind, während Gleitgelenke (68') ebenfalls auf diesen Übertragungswellen (67) vorgesehen sind.
2. 2. Bahnwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von dem Motor angetriebenen Hilfswelle (60) zwisehen den beiden lose angeordneten Zahnrädern (73, 74) ein Zahnrad (75) gleiten kann, welches mit je einiem der Zahnräder (73> 74) kuppelbar ist.
3. 3. Bahnwagen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, ' daß das verschiebbare Zahnrad '(75) in seiner Mittelstellung ohne Wirkung auf die lose auf der Hilfswelle (60) 'sitzenden Zahnräder (73> 74) is*, während man bei seiner Kupplung mit einem Getriebe (77), das auf einer dritten zu den ersten beiden Wellen (60, 61) parallelen Welle (62) angeordnet ist, 'eine Änderung der Fahrtrichtung herbeiführen kann.
4. 4. Bahnwagen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Kupplungen (22, 76) durch eine Einstellvorrichtung (89) beherrscht werden, welche durch die Relativbewegungen zwischen dem Wagennahmen und dem Drehgestell nicht beeinflußt werden.
5. 5. Bahnwagen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einstell- und Regelungsvomchtungen (89) dem Wagenführer zur Verfugung stehen, die ihm gestatten: i. 'das Wechselgetriebe (21) der Hauptübertragung oder 'die beiden Geschwindigkeiten der HilfsÜbertragung (73, 74, 71, 72) zu benutzen, 2. die Fahrtrichtung zu ändern, 3. die Hauptübertragung von den Achsen (14, 15) abzukuppeln und dabei die Übertragung zu den Hilfsvorrichtungen (z. B. Druckluftverdichter) aufrechtzuerhalten, 4. bei stillstehendem Motor'den Lauf der Hilfsvorrichtungen aufrechtzuerhalten.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.