DE534340C - Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

14 HQ^ 1931

Die Erfindung bezieht sich auf Zahnräderwechselgetriebe mit mindestens zwei Schaltkupplungen zur stufenförmigen Änderung der Geschwindigkeit und· je einer elektrischen Stellvorrichtung zum Einrücken der Kupplungen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Wechselgetrieben dieser Art die Kupplungen mit einer Einrichtung zu versehen, die ermöglicht, die beiden Kupplungshälften vor

ίο dem Einrücken auf gleiche Geschwindigkeit zu bringen, um beim Einrücken der Kupplung, sofern es sich um eine Klauenkupplung handelt, das Auftreten von Stößen und, sofern es sich um eine Reibungskupplung handelt, ein Gleiten 'zu verhindern. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Wechselgetriebe mit Kupplungen dieser Art, die, sobald die beiden Kupplungshälften mindestens angenähert gleiche Geschwindigkeiten haben, selbsttätig eingerückt werden.

Dies wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß jede Stellvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie nur dann in Wirksamkeit treten kann, wenn in an sich bekannter Weise in einem ihr zugeordneten Stromkreis die Stromstärke gleich Null ist, und daß für die Speisung jedes Stromkreises zwei einander entgegenwirkende Generatoren vorgesehen sind, von denen der eine mit sämtlichen auf der einen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälften und der andere mit der auf der anderen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälfte der zu dem betreffenden Stromkreise gehörigen Schaltkupplung in zwangsläufiger Verbindung steht, wobei die Verhältnisse so gewählt sind, daß die durch die Generatoren in dem Stromkreis erzeugten Spannungen sich aufheben, wenn beide Kupplungshälften der zugehörigen Kupplung mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. ,

Auf der Zeichnung zeigt

Abb. ι in abgekürzter Darstellungsweise ein ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bildendes zweistufiges Wechselgetriebe und —

Abb. 2 in gleicher Darstellung eine vereinfachte Ausführungsform,

Es soll zunächst das Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 beschrieben werden.

Auf der angetriebenen Welle A des Wechselgetriebes sind zwei Stirnräder A¹ und A² von verschiedenen Durchmessern starr befestigt. Mit den Stirnrädern A¹ und A² steht je ein kleineres Stirnrad B bzw. C in Eingriff, die auf einer Vorgelegewelle D drehbar, aber unverschiebbar gelagert sind. Das mit dem Stirnrad A¹ in Eingriff stehende Stirnrad B, das einen kleineren Durchmesser als das Stirnrad C hat, ist mit der einen Hälfte δ¹ einer ein- und ausrückbaren Klauenkupplung starr verbunden, deren andere Hälfte E verschiebbar, aber undrehbar auf · der Vorgelegewelle D

'*) Von dem Patentsiicher sind als die Erfinder angegeben worden:

Werner Jacobs und Johann Fischer in Essen.

gelagert ist. In entsprechender Weise ist das mit dem Stirnrade A² in Eingriff stehende Stirnrad C mit der einen Hälfte c¹ einer Klauenkupplung starr verbunden, deren andere Hälfte E¹ auf der Welle D verschiebbar, aber undrehbar gelagert ist. Gleichachsig zu der Vorgelegewelle D₁ für die eine nicht dargestellte Bremse vorgesehen ist, ist die treibende WeIIeF des Wechselgetriebes gelagert, die mit der

ίο Welle D durch eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung mit einer starr auf der Welle D befestigten Kupplungshälfte d¹ und einer verschiebbar, aber undrehbar auf der Welle F gelagerten Kupplungshälfte G verbunden werden kann.

Die beiden Kupplungsliälften E und E¹ der Klauenkupplungen E, b¹ und E¹, c¹ sind unter Vermittlung von Lenkern if durch je einen mit Steuerhebeln i² und i^a versehenen Druckluftzylinder / und J^x verstellbar. Der Steuerhebel i² des zur Verstellung der Kupplungshälfte E dienenden Druckluftzylinders / steht unter der Wirkung eines Elektromagneten mit zwei Erregerwicklungen K und K¹. In entsprechender Weise ist für den Steuerhebel i³ des zur Verstellung der Kupplungshälfte Zs¹ dienenden Druckluftzylinders J¹ ein Elektromagnet mit zwei Erregerwicklungen K² und K³ vorgesehen. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß sich die Kupplungshälften E und Zs¹, wie auf der Zeichnung dargestellt, in der Ausrückstellung befinden, wenn die Wicklungen K¹ und K³ von Strom durchflossen werden und die Wicklungen K und J?² stromlos sind, und umgekehrt sich in der Kupplungsstellung befinden, wenn die Wicklungen K und K² Strom führen und die Wicklungen K^x und K³ stromlos sind. Zur Speisung der Erregerwicklungen K, K\ K^z und K^s ist eine Stromquelle L vorgesehen.

Auf der Vorgelegewelle D ist ein auf der Zeichnung der Einfachheit halber mit der Kupplüngshälfte A ^x der dem Wechselgetriebe D, B, C, A¹, A², A vorgeschalteten Hauptkupplung d¹', G als aus einem Stück bestehend dargestelltes Stirnrad^² starr befestigt, das mit einem auf der Antriebswelle M eines Gleichstromgenerators M¹ angeordneten Ritzel w² in Eingriff steht. Außer dem Gleichstromgenerator M¹ sind noch zwei weitere Gleichstromgeneratoren N und P vorgesehen, deren Antriebswellen je ein Ritzel«¹ und p¹ tragen. Beide Ritzel w¹ und f¹ stehen mit einem Stirnrad a³ in Eingriff, das auf der getriebenen

Welle A starr befestigt ist. Die Übersetzungsverhältnisse der Getriebe a³, n¹ und a³, ^¹ sind so gewählt, daß sich, wenn das Stirnrad mit der Welle D gekuppelt ist, der Generator N und, wenn das Stirnrad C mit der Welle D gekuppelt ist, der Generator P mit derselben Umlaufszahl dreht wie der Generator M¹.

.Sämtliche Generatoren sind gleich ausgebildet und liefern daher bei gleicher Umlaufszahl die gleiche Spannung.

Für die Einstellung der einzelnen Geschwindigkeitsstufen des Wechselgetriebes ist ein Schalter ζ? vorgesehen, der mit einer nicht dargestellten Schaltkurbel versehen ist. Diese tragt drei voneinander isolierte Stromschlußstücke, die ständig mit je einem von drei an dem feststehenden Teil des Schalters angeordneten Schleifringen q¹, q² und q³ in leitender Verbindung stehen. Für die Schaltkurbel sind zwei auf der Zeichnung durch strichpunktierte Linien veranschaulichte, mit I und II bezeichnete Schaltstellungen vorgesehen, in die sie aus ihrer Nullstellung in der Reihenfolge I, II beispielsweise durch Drehen im Sinne des Pfeiles χ gelangen kann. In der Schaltstellung I stehen die drei Stromschlußstücke der Schaltkurbel mit je einem Stromschlußstück §⁴, q⁵ und q⁶ des feststehenden Teils des Schalters in Berührung, und zwar ist hierbei das Stromschlußstück ^* mit dem Schleifring q¹, das Stromschlußstück q^s mit dem Schleifring q² und das Stromschlußstück g⁶ mit dem Schleifring q³ verbunden. Die Umfangslängen der Stromschlußstücke 5* und q^s sind so gewählt, daß bei einer Drehung der Schaltkurbel zuerst immer das Stromschlußstück q^l mit dem entsprechenden Stromschlußstück der Schaltkurbel . in Berührung kommt. Die Umfangslängen der Stromschlußstücke q* und q^s sind dagegen so bemessen, daß beide gleichzeitig mit den entsprechenden. Stromschlußstücken der Kurbel in Berührung kommen. In der Schaltstellung II stehen die Stromschlußstücke der Schaltkurbel mit je einem von drei weiteren Stromschlußstücken q¹, q⁸ und q⁹ in Berührung, die in derselben Weise angeordnet und ausgebildet sind wie die Stromschlußstücke g⁴, q^s und q⁶. In der Mitte zwischen den beiden Gruppen der Stromschlußstücke qⁱ, q⁵, q⁶ und q¹, q⁸, q⁹ ist noch ein weiteres Schaltstück #¹⁰ vorgesehen, ■· mit dem nur das mit dem Schleifring q² verbundene Stromschlußstüclc der Kurbel in Verbindung treten kann. Die Stellung der Kurbel, bei der diese Verbindung hergestellt ist, ist auf der Zeichnung gleichfalls strichpunktiert veranschaulicht und mit III bezeichnet.

Dem Generator N ist ein Schaltschütz zugeordnet, das mit einer Erregerwicklung R und einem Anker versehen ist, der, wenn die Wicklung R stromlos ist, unter der Wirkung einer Feder r¹ zwei Stromschlußstücke r² überbrückt und, wenn die Wicklung R Strom führt, äußer Berührung "mit diesen Stromschlußstücken gehalten wird. Ein entsprechendes Schaltschütz mit einer Erregerwicklung J?³ und zwei zu überbrückenden Stromschlußstücken r* ist auch 120' für den Generator P vorgesehen. Die Erregerwicklungen R und R³ sind an ihrem einen Ende

durch je eine Leitung ι bzw. i° mit den einander entsprechenden Stromschlußstücken ^⁴ und q¹ des Schalters Q verbunden. An ihrem anderen Ende sind die beiden Erregerwicklungen einerseits durch Leitungen 2 und z^a an die einander entsprechenden Stromschlußstücke q^e und q⁹ des Schalters Q und anderseits durch Leitungen 3 und 3^a an zwei gleichnamige Pole der Generatoren A^r und P angeschlossen. -Die beiden anderen Pole der Generatoren N und P stehen durch Leitungen 4 und 4" mit dem gleichnamigen Pol des Generators M¹ in Verbindung, dessen anderer Pol durch eine Leitung 5 an den Schleifring q¹ des -Schalters Q angeschlossen ist. Von den beiden Stromschlußstücken r² des Schaltschützes R r² ist das eine durch eine Leitung 6 mit dem Stromschlußstück q^s und das andere durch eine Leitung 7 über die Erregerwicklung K an ■ eine mit dem einen Pol der Stromquelle L in Verbindung stehende Leitung 8 angeschlossen. . In entsprechender Weise sind die Stromschlußstücke r⁴ des Schaltschützes R³ r⁴ einerseits durch eine Leitung 6° an das Stromschlußstück q⁸ und anderseits durch eine Leitung 7° über die Erregerwicklung K² an die zu dem einen Pol der Stromquelle L führende Leitung 8 angeschlossen. Der andere Pol der Stromquelle!, steht durch eine Leitung 9 mit dem Schleifring q² des Schalters Q in Verbindung. Die Erregerwicklungen K¹ und K³ sind einerseits durch Leitungen 10 und io^a an die Leitung 8 und anderseits durch, -Leitungen 11 und u^a an eine mit dem Stromschlußstück q¹⁰ des Schalters Q in Verbindung stehende Leitung 12 angeschlossen. An die Schleifringe ^³ und q¹ ist schließlich noch unter Vermittlung von Leitungen 13 und 13° ein Voltmeter S angeschlossen.

Bei der Schilderung der Wirkungsweise des beschriebenen Wechselgetriebes, dessen getriebene Welle A beispielsweise mit dem Triebwerk einer Diesellokomotive in Verbindung stehen möge, soll von der Annahme ausgegangen werden, daß die Welle. 4 stillsteht und die Hauptkupplung G, d¹ zwischen der von dem Dieselmotor angetriebenen Welle F und der Vorgelegewelle D ausgerückt ist. Außer der Welle A stehen dann auch die mit ihr zwangs-

läufig verbundenen Generatoren N und P sowie die Vorgelegewelle D nebst dem mit ihr in zwangsläufiger Verbindung stehenden Generator M¹ still. Ferner sei angenommen, daß sich die Kurbel des Schalters Q in ihrer NuIl-

stellung befindet und hierbei die Klauenkupplung E, l·¹ des Stirnrädergetriebes B, A¹ eingerückt und die Klauenkupplung E¹, c¹ des Stirnrädergetriebes C₁A² ausgerückt ist.
SoE mit der dem Übersetzungsverhältnis des Stirnrädergetriebes B, Α^χ entsprechenden niedrigsten Geschwindigkeit gefahren werden, so wird die Schaltkurbel des Schalters Q in die Schaltstellung I gedreht. Die Erregerwicklung R des Schaltschützes R r² liegt jetzt in dem geschlossenen Stromkreis N, 4, M¹, 5, q¹, qⁱ, i, R, 3, es ist aber in diesem Stromkreise, da die Generatoren N und M¹ stillstehen, keine elektromotorische Kraft wirksam, so daß die Erregerwicklung\R stromlos ist. Ebenso ist .auch die Erregerwicklung R³ des Schalt-Schutzes R³ r^l stromlos, da sie in einem Stromkreise liegt, der an dem Stromschlußstück q⁷, mit dem die Wicklung R³ durch die Leitung i° in Verbindung steht, bei der Schaltstellung I unterbrochen ist. Da also beide Erregerwicklungen R und R³ stromlos sind, werden die Stromschlußstücke r^z und r⁴ der beiden Schaltschütze durch die zugehörigen Anker überbrückt. Infolge der Überbrückung der Stromschlußstücke r² ist der Stromkreis L, 9, q^z, q⁵, 6, r^z, 7, K, 8 geschlossen, und die Stromquelle L entsendet durch ihn einen Strom, der in der Wicklung K den zugehörigen Elektromagneten erregt. Die andere Wicklung K¹ dieses Elektromagneten ist stromlos, da sie durch die Leitung 12 mit dem Stromschlußstück q¹⁰ des Schalters Q in Verbindung steht, an dem der Stromkreis bei der Schaltstellung I unterbrochen ist. Der Elektromagnet steht daher lediglich unter der Wirkung der Erreger- go wicklung K. Da der Elektromagnet in diesem Falle auf den Steuerhebel i² des Druckluftzylinders / im Sinne des Einrückens der Kupplung E, b¹ wirkt, so wird diese, von der vorausgesetzt wurde, daß sie sich bereits in der Kupplungsstellung befindet, in ihrer Lage gesichert. Die andere Klauenkupplung E¹, c¹ bleibt, obwohl die Stromschlußstücke r⁴ überbrückt sind, ausgerückt, da die im Sinne des Einrückens wirkende Erregerwicklung K² auf dem Wege 7^a, r⁴, 6^a mit dem Stromschlußstück q^s in Verbindung steht, an dem der Stromkreis bei der Schaltstellung I unterbrochen ist, und mithin stromlos ist. Das Wechselgetriebe ist also bei der Schaltstellung I für die Fahrt mit "der dem Getriebe B, A¹ entsprechenden niedrigsten Geschwindigkeitsstufe eingestellt. Sobald nunmehr die als Reibungskupplung ausgebildete Hauptkupplung G, iü¹ eingerückt ist, wird die Welle A mit der dem Getriebe B, A¹ entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben. Obwohl jetzt die bisher in Ruhe gewesenen GeneratorenM¹,N und P in Bewegung kommen, ändert sich an der Einstellung der Klauenkupplungen E, b¹ und E¹, c¹ nichts. Da nämlich der GeneratoriV, wenn das Stirnrad B mit der Welle D gekuppelt ist, mit der gleichen Drehzahl wie der . Generator M¹ läuft und beide Generatoren in dem die Erregerwicklung R enthaltenden Stromkreis N, 4, M¹, 5, q¹, q*, 1, R, 3 gegeneinandergeschaltet sind, so bleibt der Stromkreis ebenso

wie vorher stromlos. Paß durch die Erregerwicklung R kein Strom fließt, wird durch das VoltmeterS angezeigt, das einerseits auf dem Wege 13, q³, q^e, 2 und anderseits auf dem Wege 13°, q¹, qⁱ, ι an die Erregerwicklung angeschlossen ist. Auch durch den Antrieb des Generators P, der infolge der Verschiedenheit der Übersetzungsverhältnisse der Getriebe a³, -p¹ und et³, n¹ langsamer läuft als die Generatoren N und M¹, kann keine Änderung der Einstellung der Kupplungen bewirkt werden, da der Generator P auf den Wegen 3°, 2° und 3^a, R³, x" mit den Stromschlußstücken q⁹ und q³ verbunden ist, an denen der Stromkreis unterbrochen ist.

Beim Übergang auf die dem Getriebe C, A^z entsprechende höhere Geschwindigkeitsstufe wird zunächst die Hauptkupplung G, d¹ ausgerückt und sodann die Kurbel des Schalters Q über die Zwischenstellung III in die Schaltstellung II gedreht. Während der Drehung der Kurbel wird infolge der verschiedenen ümfangslänge der Stromschlußstücke q^B und q^A zunächst an dem Stromschlußstück q⁵ der Stromkreis q⁵, 6, r², 7, K, 8 der Erregerwicklung K geöffnet, wodurch der Elektromagnet für den Steuerhebel i^z der Kupplung E, b¹ freigegeben wird. Sodann wird an dem Stromschlußstück #⁴ der die Generatoren M¹ und N nebst der Erregerwicklung R enthaltende Stromkreis q*, i, R, 3, N, 4, M\ 5, q^x geöffnet. Gleichzeitig wird auch infolge der Unterbrechung des Stromkreises an dem Stromschlußstück q⁶ das Voltmeter S abgeschaltet. Hierauf wird, wenn sich die Kurbel des Schalters Q in der Zwischenstellung III befindet, der Stromkreis L, 9, q^z, q¹⁰, XZ, 11, K¹, 10, 8 geschlossen, Wodurch die Erregerwicklung K¹ des zu dem Steuerhebel i² gehörigen Elektromagneten unter Strom gesetzt und demgemäß die Kupplung E, l·¹ ausgerückt wird., Gleichzeitig wird auch die (in der Leitung ii", K³, Xo") parallel zur Wicklung K¹ geschaltete Wicklung K³ des zu dem Steuerhebel i³ gehörigen Elektromagneten unter Strom gesetzt, wodurch aber, da sich die zugehörige Kupplung E¹, c¹ in der Ausrückstellung befindet, keine Änderung dieses Zustandes bewirkt wird. Bei der weiteren Drehung der Kurbel wird der Stromkreis an dem Stromschlußstück q^w wieder unterbrochen; an dem Zustande, daß beide Kupplungen E, 5¹ und E¹, c¹ ausgerückt sind, wird jedoch hierdurch nichts geändert. Wenn die Kurbel in die Nähe der Schaltstellung II gelangt ist, wird infolge der verschiedenen Umfangslängen der Stromschlußstücke q¹ und q^a zunächst an dem Stromschlußstück q¹ der die Generatoren M¹, P und die Erregerwicklung R³ des zweiten Schaltschützes enthaltende Stromkreis P, 4⁰, JIi¹,- 5, gelegewelle D und der mit ihr zwangsläufig verbundene Generator M¹ infolge ihrer Trägheit mit nahezu unverminderter Geschwindigkeit weiterlaufen und ebenso der mit der Welle A zwangsläufig verbundene Generator P nahezu seine ursprüngliche Geschwindigkeit beibehalten hat, so besteht, da die Geschwindigkeit des Generators P, wie oben festgestellt, kleiner ist, zwischen den gegeneinander geschalteten Generatoren P und M¹ ein Spannungsunterschied. Die Erregerwicklung J?³ des Schaltschützes R³, rⁱ wird daher jetzt von einem Strom durchflossen, der bewirkt, daß der zugehörige Anker von den Stromschlußstücken r* abgehoben wird. Gleichzeitig erfolgt an dem Stromschlußstück q⁹ ein Stromschluß, wodurch das Voltmeter S auf den Wegen 13, q^Zi q⁹, 2° und 13⁰, q¹, q⁹, x" an die Erregerwicklung R³ angeschlossen wird ,-das Voltmeter zeigt hierbei einen der Spannung an den Enden der Wicklung R³ entsprechenden Ausschlag. Sobald die Kurbel des Schalters Q schließlich die Schaltstellung II erreicht hat, ist auch das Stromschlußstück q⁸ eingeschaltet. Es kann aber hierdurch vorläufig in dem Stromkreise ^L> 9» ?²> f· ⁶"> ^fi> T' ^K*> ⁸> ^er die Erregerwicklung K² für das Einrücken der Kupplung E¹, c¹ enthält, kein Strom entstehen, da der Stromkreis, wie soeben geschildert, kurz vorher bei r⁴ unterbrochen worden ist. Es kann daher der über die Stromschlußstücke r⁴ führende Erregerstromkreis der die Einrückung der Kupplung E¹, c¹ vermittelnden Erregerwicklung K² nicht etwa vorzeitig geschlossen werden, d. h. solange die beiden Kupplungshälften E¹ und c¹ noch verschiedene Winkelgeschwindigkeiten haben. Solange dies der Fall ist, laufen die Generatoren M¹ und P mit verschiedenen Geschwindigkeiten, und die Erregerwicklung R³ wird demgemäß von Strom durchflossen, was durch einen Ausschlag des Voltmeters S angezeigt wird. Um zu erreichen, daß die beiden Generatoren gleich schneE laufen und demgemäß der Strom in der Erregerwicklung J?³ verschwindet, wird die Drehzähl des schneller laufenden Generators M¹ durch die für die Vorgelegewelle D vorgesehene Bremse so lange vermindert, bis kein Geschwindigkeitsunterschied mehr besteht und demgemäß auch die Kupplungshälften E¹ und c¹ sich gleich schneE drehen, was daran zu erkennen ist, daß das Voltmeter 5 keinen Ausschlag mehr zeigt. Sobald dieser Zustand eingetreten ist, überbrückt der Anker des Schaltschützes R³ r^l, dessen Erregerwicklung J?³ jetzt stromlos geworden ist, die Stromschlußstücke r⁴, so daß der Stromkreis L, 9, q², q⁸, 6°, r\ 7°, K^z, 8 für die das Einrücken der Kupplung E¹, c¹ vermittelnde Erregerwicklungi£² geschlossen wird. Es wird daher

mehr wird die Hauptkupplung G, d¹ wiedereingerückt, wodurch die Vorgelegewelle D wieder ihre ursprüngliche Geschwindigkeit erreicht. Die getriebene Welle A läuft jetzt aber, da die Bewegungsübertragung durch das der höheren Geschwindigkeitsstufe entsprechende Getriebe C, A ² erfolgt, entsprechend schneller. Der Generator JV läuft hierbei leer mit, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die ίο größer ist als die des Generators P oder JI

Anstatt, wie bisher angenommen, beim Umschalten, des Wechselgetriebes die Hauptkupplung G, d¹ auszurücken und die Geschwindigkeit der Vorgelegewelle D durch Bremsen zu vermindern, kann man auch die Hauptkupplung eingerückt lassen und die Drehzahl der Antriebswelle F vermindern. Nachdem die Klauenkupplung Ji¹, c¹ eingerückt ist, wird die Antriebswelle F wieder auf ihre ursprüngliehe Geschwindigkeit gebracht.

Soll von der dem Getriebe C, A^z entsprechenden höheren Geschwindigkeitsstufe wieder auf die dem Getriebe B, A * entsprechende niedere Geschwindigkeitsstufe zurückgegangen werden, so wird die Kurbel des Schalters Q aus der Schaltstellung II in die Schaltstellung I zurückgedreht. Beim Drehen der Kurbel werden zunächst die Stromkreise q^a, 6°, r\ y^a, JT², 8, L, 9, <? und f, 1«, R³, 3«, P, 4°, JIi¹, 5, ^ unterbrochen, wodurch die Erregerwicklungen JT² und R³ und die Generatoren P und JIi¹ stromlos werden und der zu der Wicklung K² gehörige Elektromagnet außer Wirkung kommt, so daß er den Schalthebel i³ der Kupplung E¹, c¹ freigibt. Gleichzeitig wird das Voltmeter S abgeschaltet. Wenn die Kurbel in die Zwischenstellung III gelangt ist, wird der Stromkreis q¹⁰, 12, ii^a, K³, xo^a, 8, L, 9, q* geschlossen, so daß die Erregerwicklung K³ Strom erhält und demgemäß die Kupplung Ji¹, c¹ ausgerückt wird. Gleichzeitig erhält auch die (in der Leitung ir, JT¹, 10) zu der Wicklung K³ parallel geschaltete Wicklung K¹ Strom, wodurch aber, da sich die zugehörige Kupplung E, b¹ in der Ausrückstellung befindet, keine Änderung dieses Zustandes bewirkt wird. Beide Kupplungen bleiben auch ausgerückt, nachdem beim weiteren Drehen der Kurbel der Stromkreis an dem Stromschlußstück q¹⁰ 'wieder unterbrochen ist. Wenn die Kurbel schließlich-wieder in die Nähe der Schaltstellung I gelangt ist, wird zunächst der Stromkreis qⁱ, 1, R, 3, JV, 4, -JIi¹, 5, q¹ geschlossen, in dem wieder die beiden Generatoren JV und JIi¹ gegeneinandergeschaltet sind. Der mit der Antriebswelle F durch die Hauptkupplung G, d¹ verbundene Generator M¹ läuft mit seiner ursprünglichen Geschwindigkeit. Der Generator JV lief, solange die Kupplung E¹, c¹ eingerückt war, wie oben festgestellt, mit einer höheren Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit hat er auch nach Ausrücken der Kupplung E¹, c¹ unter der Wirkung der Massenträgheit im wesentlichen bei-' behalten.· Die beiden Generatoren liefern also verschieden große Spannungen, so" daß die Erregerwicklung R des Schaltschützes R r^z von Strom durchflossen und der zugehörige· Anker von den Stromschlußstücken r² abgehoben wird. Gleichzeitig mit dem Einschalten der Erregerwicklung R erfolgt auch auf den Wegen 2, q^s, q³, 13 und i, g⁴, q\ 13° der Anschluß des Volt* meters S, das dann einen der Spannung an den Enden der Erregerwicklung entsprechenden Ausschlag zeigt. Sobald schließlich die Kurbel des Schalters Q die Schaltstellung I erreicht hat, wird auch das Stromschlußstück q^s eingeschaltet, das dem Stromkreise q⁵, 6, r², 7, K, 8, L, 9, q* angehört. Da aber dieser Stromkreis durch das kurz vorher erfolgte Abheben -des Ankers des Schaltschützes R, r² von den Stromschlußstücken r² an dieser Stelle noch . geöffnet ist, kann vorläufig die Erregerwicklung K, die das Einrücken der Kupplung E, l·¹ vermittelt, noch kernen Strom erhalten, so daß die Kupplung ausgerückt bleibt. Um zu erreichen, daß die Kupplung eingerückt wird, muß jetzt die Drehzahl der Antriebswelle F so erhöht werden, daß der mit ihr gekuppelte Generator JIi¹ die gleiche Geschwindigkeit erhält wie der bis dahin schneller laufende Gene- go rator JV und demgemäß auch die Kupplungshälfte Ji die gleiche Geschwindigkeit erhält wie die Kupplungshälfte δ¹. Sobald dieser Zustand erreicht ist, was daran erkannt werden kann, daß das Voltmeter 5 keinen Ausschlag mehr ,95 ■ zeigt, wird die Wicklung J? des Schaltschützes R, r² stromlos, und der zugehörige Anker überbrückt die Stromschlußstücke r². Es wird also jetzt der die Erregerwicklung K enthaltende Stromkreis q⁵, 6, r\ 7, K, 8, L, 9, g* geschlossen und demgemäß die Kupplung E,b^x eingerückt, wobei, da zu Beginn der Einrückbewegung beide Kupplungshälften gleiche Geschwindigkeiten haben, jeder nennenswerte Stoß vermieden wird. Das Wechselgetriebe ist dann wieder auf die dem Getriebe B, A¹ entsprechende niedrige Geschwindigkeitsstufe eingestellt. ' ■■-.··

Wenn schließlich die Kurbel des Schalters Q in die Nullstellung zurückgedreht wird, so werden die die Erregerwicklungen K und 22 enthaltenden Stromkreise geöffnet. An der Einstellung der Kupplungen E, 5¹ und E¹, c¹ sowie des Schaltschützes R r² wird jedoch hierbei nichts geändert. Es ist also, nachdem die Hauptkupplung G, d¹ ausgerückt und die Vorlegewelle D samt den Generatoren JIi¹, JV und P nebst der anzutreibenden Welle A zum. Stillstand gekommen ist, wieder der Zustand erreicht, von dem bei der Schilderung der Wirkungsweise ausgegangen wurde.

Bei dem beschriebenen zweistufigen Wechsel-

getriebe ist außer dem mit der Vorgelegewelle D in unveränderlicher zwangsläufiger Verbindung stehenden Generator JIi¹ je ein mit der getriebenen Welle A in unveränderlicher zwangsläufiger Verbindung stehender Generator JV oder P für die einzelnen Geschwindigkeitsstufen vorgesehen. Es ist ohne weiteres möglich, das Getriebe auch für mehr als zwei Geschwindigkeitsstufen auszubilden, indem man jeder ίο .weiteren Geschwindigkeitsstufe einen weiteren, den Generatoren JV oder P entsprechenden Generator zuordnet. Man kann aber auch bei beliebig vielen Geschwindigkeitsstufen mit im ganzen nur zwei Generatoren auskommen, nämlich einem Generator, der, wie der Generator. JIi¹, mit der Vorgelegewelle D, und einem weiteren Generator, der, wie die Generatoren JV und P, mit der angetriebenen Welle A in unveränderlicher zwangsläufiger Verbindung steht. Ein Ausführungsbeispiel eines Wechselgetriebes dieser Art mit beispielsweise zwei Geschwindigkeitsstufen ist in Abb. 2 veranschaulicht.

In dieser bezeichnet T den beiden Geschwindigkeitsstufen zugeordneten, gemeinsamen Generator, der unter Vermittlung eines mit dem Stirnrad a³ in Eingriff stehenden Ritzels t¹ mit der getriebenen Welle A in unveränderlicher zwangsläufiger Verbindung steht. Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 die Erregerwicklungen R und R³ der beiden . Schaltschütze R r² und i?³r⁴ dadurch stromlos werden, daß · die Spannungen der hierbei mit gleicher Geschwindigkeit ■ wie der Generator JIi¹ laufenden Generatoren JV oder P stets der vollen Spannung des Generators JIi¹ entgegengeschaltet werden, wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2, bei dem der gemeinsame Generator T bei den einzelnen Geschwindigkeitsstufen mit verschiedenen Geschwindigkeiten läuft und daher verschiedene Spannungen erzeugt, die gleiche Wirkung dadurch erreicht, daß seine der betreffenden Geschwindigkeit entsprechende Spannung, sofern sie niedriger ist als die Spannung des Generators JIi¹, einem gleich großen Bruchteil der Spannung des Generators M¹ entgegengeschaltet wird. Zu diesem Zweck ist an den Generator JIi¹ ein eine Spannungsteilung ermöglichender Regelwiderstand U angeschlossen, der mit einer der Anzahl der Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Anzahl von Stromschlußstücken für die Abnahme der verschiedenen Spannungen versehen ist. Im vorliegenden Falle, in dem ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 nur zwei Geschwindigkeitsstufen angenommen sind, sind dementsprechend zwei solcher Stromschlußstücke vorgesehen, die mit u¹ und u^z bezeichnet sind. Das Stromschlußstück u² befindet sich an dem einen Ende des Regelwiderstandes U, dessen anderes Ende in einem mit. u^s bezeichneten Punkte durch eine der Leitung 5 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechende und daher ebenfalls mit 5 bezeichnete Leitung mit dem Schleifring q¹ des Schalters Q verbunden ist. Zwischen dem Stromschlußstück ji² und dem Punkte u³ besteht die volle Spannung des Generators JIi¹.. Die Lage des anderen Gleitstückes u¹ ist so gewählt, daß die Spannung, die zwischen ihm und dem Punkte %³ besteht, zu der Spannung zwischen w² und u³ oder der vollen Spannung des Generators JIi¹ in demselben Verhältnis steht wie die der getriebenen Welle .4 durch das Getriebe B, A¹ erteilte Geschwindigkeit zu der Geschwindigkeit, die der Welle .4 durch das Getriebe C, A ² erteilt wird. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes i\ a³ ist hierbei so gewählt, daß der Generator T beim Antrieb durch das Getriebe C, .4²"die gleiche Geschwindigkeit erhält wie der Generator JIi¹, beide Generatoren also gleiche Spannung liefern. Beim Antrieb durch das Getriebe B, A¹ ist daher die Spannung des Generators T gleich der Spannung zwischen' ic¹ und u³. Durch eine den Leitungen 4 und 4° des ersten Ausführungsbeispiels entsprechende Leitung 4* kann der eine Pol des Generators T entweder über das Stromschlußstück u¹ oder über das Stromschlußstück u² mit dem gleichnamigen Pol des Generators JIi¹ verbunden werden. Für die Umschaltung der Leitung 4* ist am Schalter Q eine entsprechende (nicht dargestellte) Einrichtung vorgesehen, die so beschaffen ist, daß diese Leitung bei der Schaltstellung I an das Stromschlußstück u^x und bei der Schaltstellung II an das Stromschlußstück w² angeschlossen ist. Der andere Pol des Generators Jܹ ist mit dem Punkte M³ verbunden und steht daher ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. ι über der Leitung 5 mit dem Schleifring q¹ des Schalters Q in Verbindung. An den entsprechenden Pol des Generators T ist eine den Leitungen 3 und 3° des ersten Ausführungsbeispiels entsprechende Leitung 3? angeschlossen, die einerseits mit dem einen Ende der Erregerwicklungen R und R³ der den beiden Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Schaltschütze J? r² und J?³ r* und anderseits durch Leitungen 2 und 2^a mit den Stromschlußstücken q^e und q⁹ iw des Schalters Q in Verbindung steht. Die anderen Enden der Erregerwicklungen R und R³ sind ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. χ durch Leitungen χ und i* an die Stromschlußstücke ?* und q¹ angeschlossen. Im übrigen stimmt die Schaltung vollständig mit der nach Abb. 1 überein.

Wenn die Lokomotive mit der dem Getriebe B, A¹ entsprechenden niedrigen Geschwindigkeit fährt, befindet sich der Schalthebel des Schalters Q in der Schaltstellung I; die vom Generator T zum Regelwiderstand TJ führende

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Leitung 4^δ ist an das Stromschlußstück u¹ angeschlossen; die die Antriebswelle F und die Vorgelegewelle D verbindende Hauptkupplung G, d¹ und die Kupplung E, b¹ sind eingerückt, und die Kupplung E¹, c¹ ist ausgerückt. Da der Generator T jetzt eine Spannung liefert, die gleich der Spannung zwischen u¹ und u³ ist und beide Spannungen gegeneinandergeschaltet sind, kann in dem jetzt geschlossenen Stromkreis T, 4⁶, u¹ U u³, 5, q\ q\ 1, R, 3^δ kein Strom entstehen; die Erregerwicklung R des Schaltschützes R r² ist also stromlos, und der zugehörige Anker überbrückt die Stromschlußstücke r². Es ist daher der Stromkreis r², 7, K, 8, L, 9, q², q⁵, 6 geschlossen, und die Erregerwicklung K wird von Strom durchflossen, so daß die Kupplung E, b¹ in der Einrückstellung gesichert ist. Die Erregerwicklung R³ des zweiten Schaltschützes ist ebenso wie -beim ersten Ausführungsbeispiel stromlos, da an dem Stromschlußstück q¹, mit dem sie durch die Leitung τ^α in Verbindung steht, der Stromkreis unterbrochen ist; auch im übrigen ist der Zustand derselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Zum Übergang auf die dem Getriebe C, A² entsprechende höhere Geschwindigkeitsstufe wird die Kurbel des Schalters Q in die Schaltstellung II gedreht und die Hauptkupplung G, d¹ ausgerückt. Der Spannung des Generators T ist jetzt, da die Leitung 4* in diesem Falle an das Stromschlußstück u² angeschlossen ist, die volle zwischen Ji² und w³ bestehende Spannung des Generators M¹ entgegengeschaltet. Beim Drehen der Kurbel werden zunächst ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Stromkreise der Erregerwicklungen If und R an den Stromschlußstücken q^s und g⁴ unterbrochen, und sodann wird in der Zwischenstellung III durch Schließen des die Wicklung Ji¹ enthaltenden Stromkreises q¹⁰,12, K¹, 8, L, 9, q² die Kupplung E, l·¹ ausgerückt. Hierauf wird, sobald die Kurbel in die Nähe der Schaltstellung II gelangt ist, zunächst der die Erregerwicklung R³ des zweiten Schaltschützes: enthaltende Stromkreis q¹, i°, R³, 3*, T, 4*, w² U xi³, 5, q^x geschlossen. Da die Generatoren T und M¹ infolge der Massenträgheit mit im wesentlichen ungeändert gebliebener Geschwindigkeit weitergelaufen sind und daher die Spannung des Generators T erheblich kleiner ist als die zwischen u¹ und u³ bestehende volle Spannung des Generators M¹, so entsteht in der Erregerwicklung R³ -ein Strom, der die Abhebung des zugehörigen Ankers von den Stromschlußstücken r⁴ bewirkt. Es kann daher vorläufig in dem Stromkreise r^l, 7°, K², S, L, 9, q², q⁸, 6^a, der die Erregerwicklung K² für das Einrücken der zu dem Getriebe C-, A² gehörigen Kupplung E¹-, c¹ enthält, kein Strom entstehen, und zwar auch dann noch nicht, -wenn die Kurbel· die Schaltstellung II erreicht hat und demgemäß das Stromschlußstück q⁸ mit dem Schleifring q² verbunden ist. Nachdem die Kurbel -in die Schaltstellung II gelangt ist, muß vielmehr, ebenso wie bei dem ersten Aüsführungsbeispiel, erst die Vorgelegewelle D abgebremst werden, und zwar so lange, bis die Drehzahl des Generators M¹ auf die Drehzahl des Generators T gesunken ist. Jetzt wird die Erregerwicklung R³ stromlos, der zugehörige Anker schließt bei r^l den Stromkreis der Er-.regerwicklung K², und die Kupplung E¹, c¹ für das dem schnelleren Gang entsprechende Getriebe C, A^z wird eingerückt, so daß die Welle A jetzt, nachdem die Hauptkupplung G, d¹-wiedereingerückt ist, mit der höheren Geschwindigkeit angetrieben wird.

Die Vorgänge beim Rückschalten des Wechselgetriebes von der höheren Geschwindigkeitsstufe (Stellung II) auf niedere (Stellung I) sowie beim Aus- und Wiedereinschalten entsprechen'vollkommen den Vorgängen bei dem ersten Ausführungsbeispiel und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.

An Stelle der bei beiden Ausführungsbeispielen vorgesehenen Gleichstromgeneratoren M¹, N, P, T und Gleichstromschaltschütze 22 r² und Α³ r* könnten auch Wechselstromgeneratoren und Wechselstromschaltschütze be-.nutzt werden, wodurch der Vorteil erreicht werden kann, daß das Einrücken der Kupplungen E, b¹ oder E¹, c¹ nicht nur bei gleichen Winkelgeschwindigkeiten beider Kupplungshälften, sondern' auch bei gleichen Winkel- Stellungen erfolgt, so daß die Klauen der einen Kupplungshälfte stets den entsprechenden Lücken der anderen Kupplungshälfte gegenüberstehen. Die Schaltschütze wurden hierbei so auszubilden sein, daß sie den zugehörigen Anker angezogen halten, solange die Spannungen der Generatoren erheblich verschieden sind, und ihn freigeben, sobald die Schlupffrequenz hinreichend klein geworden ist. An Stelle der Voltmeter S würden hierbei zur Beobachtung des Synchronismus Phasenlampen oder sonstige Synchronanzeiger zu benutzen sein.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Zahnräderwechselgetriebe mit mindestens zwei Schaltkupplungen zur stufenförmigen Änderung der Geschwindigkeit und je einer elektrischen Stellvorrichtung zum Einrücken der Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stellvorrichtung in an sich bekannter Weise so ausgebildet ist, daß sie nur dann in Wirksamkeit treten kann, wenn in einem ihr zugeordneten Stromkreis die Stromstärke gleich Null ist, und daß für die Speisung jedes Stromkreises zwei einander entgegenwirkende Ge-

   neratoren vorgesehen sind, von denen der eine mit sämtlichen auf der einen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälften, und der andere mit der auf der anderen Getriebe-5. seite befindlichen Kupplungshälfte der zu dem betreffenden Stromkreise gehörigen' Schaltkupplung in zwangsläufiger Verbindung steht, wobei die Verhältnisse so gewählt sind, daß die durch die Generatoren in dem ίο Stromkreis erzeugten Spannungen sich aufheben, wenn beide Kupplungshälften der zugehörigen Kupplung mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Ansprach x, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem mit sämtlichen auf der einen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälften (E, E¹) in zwangsläufiger Verbindung stehenden Generator (M¹) für jede Schaltkupplung (E, b¹ oder E¹, c¹) ein besonderer Generator (N oder P) vorgesehen ist, der mit der auf der anderen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälfte 'derart in zwangsläufiger Verbindung steht, daß er die gleiche Spannung wie der erste Generator (M¹) liefert, wenn beide Kupplungshälften (E und b¹ oder E¹ und c¹) der zugehörigen Kupplung mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen, wobei in jedem der zu den einzelnen Schaltkupplungen (E, δ¹ und E\ c¹) gehörigen Stromkreise (N, 4, M¹, 5, q\ qi, I, R, 3 oder P, 4⁰, M\ 5, q\ q¹, 1°, R³, 3⁰) der erste Generator (M¹) mit dem der betreffenden Schältkupplung (E, b¹ oder E¹, c¹) zugeordneten besonderen Generator (N oder P) in Reihe geschaltet ist. '
3. 3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl sämtliche auf der einen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälften (E, E¹) als auch sämtliche auf der anderen Getriebeseite befindlichen Kupplungshälften (b¹, c¹) mit je einem gemeinsamen Generator (M¹ bzw.r) in zwangsläufiger Verbindung stehen und für den einen Generator (M¹) ein Spannungsregler (U, u¹, u², u³) vorgesehen ist, mit dem je eine den einzelnen Geschwindigkeitsstufen entsprechende Spannung einstellbar ist, deren Größe gleich der Spannung ist, die der andere Generator (T) liefert, wenn die Kupplungshälften der der betreffenden Geschwindigkeitsstufe entsprechenden Kupplung mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen.
4. 4. Zahnräderwechselgetriebe nach An-Spruch i, bei dem für die elektrischen Stellvorrichtungen zum Einrücken der Kupplungen ein gemeinsamer Schalter vorgesehen ist, an dem zwischen zwei benachbarten, je einer Geschwindigkeitsstufe entsprechenden Schaltstellungen eine Zwischenstellung vorgesehen ist, bei der die Stromkreise zum Einrücken der Kupplungen geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser Zwischenstellung (III) zugleich Stromkreise (L, 9, qz, _q™, 12, 11, K\ 10, 8 und L, 9, q², q¹⁰, 12, ii^a, K³, io^a, 8) zum elektrischen Ausrücken der Kupplungen geschlossen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen