DE541082C - Vielgangschaltgetriebe, insbesondere fuer Motorlokomotiven - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vielgangschaltgetriebe, insbesondere für Motorlokomotiven, mit dauernd in Eingriff stehenden Wechselrädern, welche durch je eine Druckmittelkupplung mit der zugehörigen Getriebewelle kuppelbar sind, wobei die Steuerungsteile der Druckmittelkanäle einen gemeinsamen Antrieb besitzen.
Es sind Getriebe dieser Art, und zwar unter Anordnung sämtlicher Wechselräder auf einer gemeinsamen Welle bekannt, bei denen sämtliche Getriebekupplungen durch Betätigung je eines Ventils beaufschlagt werden, wobei in die Zuleitung zwischen jedem Ventil und dem Kupplungszylinder je ein besonderes Druckminderventil eingeschaltet ist, welches auf einen beliebigen Druck regelbar ist. Bei der Betätigung jeder Kupplung stellt dieses Druckminderventil den durch die jeweilige Einstellung bedingten Druck ein, so daß der Kupplungszylinder sofort und konstant mit dem entsprechenden vollen Druck beaufschlagtwird. Trotz der Möglichkeit, das Druckminderventil beliebig einstellen zu können, findet daher das Kuppeln ruckweise statt. Außerdem muß jedem Kupplungszylinder ein besonderes Druckminderventil zugeordnet werden.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die Kanäle der als Rutschkupplungen ausgebildeten Hauptkupplungen bei jedem Gang wechsel durch Ventile mit dem Ventilhub selbsttätig entsprechender Druckregelung gesteuert werden, während die Kanäle der übrigen Kupplungen an einem gemeinsamen Verteiler angeschlossen sind.

Bei dieser Anordnung ist das Ansteigen des Druckes in den Hauptkupplungen in direkte Abhängigkeit gebracht von der Bewegung des Schaltantriebs. Da die Druckregelung selbsttätig erfolgt, kann der Bedienende auch bei verhältnismäßig schneller Bewegung des Steuerantriebs ein sanftes Kuppeln erreichen, weil die Zeit, welche zur Handhabung des Gangwechsels verbraucht wird, selbsttätig und stetig zur allmählichen Drucksteigerung ausgenutzt wird. Er braucht daher dem Kupplungsvorgang keine besondere Aufmerksamkeit zuzuwenden und steht für die vielfachen anderen Anforderungen des Betriebes voll zur Verfügung.

Zur Erreichung dieser Wirkung genügt es offenbar, wenn bei jedem Gangwechsel eine einzige, einzuschaltende Kupplung diesen Anforderungen gerecht wird, während die übrigen Kupplungen ohne Druckregelung gesteuert werden können. Der aus dieser Erkenntnis hervorgehende Unterschied zwischen selbsttätig geregelten Hauptkupplungen und unmittelbaren Nebenkupplungen ermöglicht es, die Anzahl der Hauptkupplungen auf das unbedingt erforderliche Mindestmaß zu beschränken, was, da Druckregelventile an sich eine Verteuerung der Bauart bedeuten, wirtschaftlich ist. Bei dieser Unterteilung ergibt es sich durch die selbsttätige Druckregelung bei entsprechender An-Ordnung, daß die so geregelte Hauptkupplung

zum Einschalten eine längere Zeit braucht als die Nebenkupplungen, so daß ohne besondere Aufmerksamkeit die sanft schaltende Kupplung in ordnungsgemäßer Weise zuletzt voll beaufschlagt wird. Daher können gemäß der Erfindung beliebige Kupplungen, die wenigstens eine druckgeregelte Hauptkupplung mit einschließen, gruppenweise geschaltet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt in Anwendung auf ein Vierganggetriebe mit Druckölsteuerung.

Abb. ι ist eine schematische Darstellung der allgemeinen Anordnung.

Die Abb. 2 bis 4 enthalten Einzelheiten der Steuerung.

Es bezeichnen I die antreibende Welle bzw. die Motorwelle, II, III Vorgelegewellen und IV die angetriebene Welle. Auf der Welle I sind zwei Kegelräder A, B lose drehbar gelagert, welche wahlweise durch die Kupplungen R¹, R² mit der Motorwelle in Eingriff gebracht werden können, wodurch die jeweilige Drehrichtung der Welle II bestimmt wird, welche mit den Rädern A, B durch ein Kegelrad C in Eingriff steht.

Auf der Welle II sind die Wechselräder D, E

lose drehbar gelagert, welche mit ihr vermittels der Rutschkupplungen K¹, K² kuppelbar sind.

Die Wechselräder D, E stehen im dauernden Eingriff mit den Getrieberädern F, G, welche fest auf der Vorgelegewelle III befestigt sind.

Die Vorgelegewelle III trägt ferner die lose

drehbaren Wechselräder H, J und ist mit diesen vermöge der Rutschkupphingen K^s, i?⁴ kuppelbar.

Von den Wechselrädern /, H erfolgt die weitere Übertragung durch die Getrieberäder K, L auf die Welle IV.

Die Kupplungen K¹ bis ii⁴ werden durch Druckmittel betätigt, so daß die Kupplung jeweils eintritt, wenn die Druckmittelkanäle 1 bis 4 mit der Druckquelle in Verbindung stehen.

Die Steuerung der Kanäle 1 und 2 erfolgt durch Ventile a¹ und a², welche die Verbindungskanäle 5 zwischen der Hochdruckleitung 6 und den Kammern 7 regeln.

Die Steuerung der Ventile a¹ und a² erfolgt durch Ventilstößel b¹, b², welche durch Nockenräder c¹, c² bewegt werden. In die Kammern 7 münden die Kanäle 1 und 2.

Zur Regelung des Druckes der Kammern 7 findet die Verbindung der Ventile a¹, a² mit den Stößeln &¹, b² durch Zwischenschalten von Federzylindern d statt, welche in Zylindermantelführungen e gleiten und mit gegeneinander verschiebbaren Deckeln f versehen sind, zwischen welche'je eine Feder g gespannt ist. Die Zylinderdeckel f sind mit Öffnungen 8 bzw. 9 versehen. Die Öffnungen 8 arbeiten mit Ventuen Jt¹, Ji- zusammen, welche zwangsläufig mit den Ventilen a¹, a² verbunden sind. Die Öffnungen 9 stehen ständig mit der Ölrückleitung in Verbindung.

Die Nocken der Räder c¹, c² sind abwechselnd gegeneinander versetzt, wie aus Abb. 4 hervorgeht, und zwar besitzt das Rad c¹ die Nocken P- und i" und das Rad c² die Nocken k¹, k². Beide Nockenräder sind fest auf der Steuerantriebswelle V befestigt, welche durch das Handrad m gedreht werden kann und gleichzeitig zur Feststellung dient. Mit der Welle V ist ferner ein Verteiler η fest verbunden, der die Kupplungskanäle 3 und 4 und den Rückleitungskanal 10 steuert. Die Stellung des Verteilers bei ausgerückten Kupplungen ist in Abb. 1 dargestellt. Die Betriebsstellungen bei eingerückter Kupplung K^z bzw. K¹ ist in Abb. 2 bzw. Abb. 3 dargestellt. Eine dieser Stellungen kann auch an Stelle der Nullstellung der Abb. 1 treten, da es nicht notwendig ist, daß beide Kupplungen gleichzeitig ausgerückt sind. Die Zuführung des Drucköles erfolgt durch den Kanal 11.

Mit dem Kanal 1 bzw. dem entsprechenden Beaufschlagungsraum der Kupplung K¹ ist der Kanal 12 verbunden, der in einen Zylinder 0 mündet, in welchem ein Kolben p gleitet, der unter dem Gegendruck einer Feder q steht. Mit dem Kolben f ist die Kolbenstange r verbunden, die beispielsweise auf das nicht dargestellte Motorreglergestänge einwirkt, und zwar in dem Sinne, daß bei nach unten bewegter Kolbenstange r der Motor gedrosselt, d. h. die Tourenzahl vermindert wird. Die Kolbenstange besitzt einen einseitig wirkenden Anschlag s, der mit einem Anschlag t eines um den Punkt 11 drehbaren Hebels ν zusammenarbeitet, derart, daß die Kolbenstange r in ihrer tiefsten Lage vermöge der Anschläge s und t selbsttätig festgehalten wird, bis _ durch Schwenken des Hebels ν in der Pfeilrichtung w die Auslösung erfolgt. In ähnlicher Weise steht der Kanal 13 mit der Leitung 2 bzw. der Kupplung K- in Verbindung. Dieser Kanal 13 mündet ebenfalls in einen Zylinder, dessen Kolben auf dieselbe Kolbenstanger einwirkt wie der Kolben^*. Die Anordnung ist in der Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen.
Die Wirkungsweise ist die folgende: In der in Abb. 1 und 4 dargestellten Lage der Steuerwelle V sind sämtliche Kupplungen K¹ bis K* ausgerückt. Durch Drehen des Handrades in Richtung des Pfeiles χ (Abb. 4) gelangt der Nocken i¹ des Nockenrades c¹ mit dem Ventilstößel &¹ in Eingriff und hebt diesen an, wo- durch der Zylinder d vermöge der zwischen den Deckeln f gespannten Feder g angehoben wird, bis das Ventil h¹ die Öffnung 8 im oberen Deckel f schließt. Beim weiteren Anheben des Stößels b¹ wird die Feder g zusammengepreßt, bis der Öldruck auf das Ventil a¹ überwunden ist. Letzteres hebt sich an, wodurch das Drucköl durch den Kanal 5 in die Kammer 7 überströmt

und durch den Kanal ι zur Kupplung K¹ gelangt, was die Einleitung des Kuppeins des Wechselrades D mit der Welle II zur Folge hat. Vermöge der besonderen Konstruktion des Federzylinders d nimmt der Öldruck in der Kammer 7 nur langsam zu, weil der sich einstellende Druck gleichzeitig auf den oberen Deckel f einwirkt und dadurch die Feder g zusammenpreßt, was einer relativen Senkung des Ventiles a¹ und evtl. vorübergehender Freigabe der Öffnung 8 durch das Ventil h¹ entspricht. Die Federkraft g ist so bemessen, daß bei großem Hub des Stößels b¹ entsprechend einer Achteldrehung der Welle V (Abb. 4) sich in der Kammer 7 der volle Druck der Hochdruckleitung 6 einstellt.

In dieser Stellung der Steuerwelle V ist der Verteiler η von der in Abb. 1 dargestellten Nullstellung in die in Abb. 2 gezeichnete Stellung gelangt, bei der der Kanal 3 mit der Ölriickleitung 10 und der Hochdruckkanal 11 mit dem Kanal 4 verbunden sind, was zur Folge hat, daß die Kupplung 4 beaufschlagt wird und das Wechselrad / mit der Vorgelegewelle III gekuppelt wird. Bei der in Abb. 1 gezeichneten Anordnung erfolgt der Druckanstieg der Kupplung A⁴ ohne Regelung, d. h. es wird sofort der Höchstdruck erreicht. Die Anordnung kann selbstverständlich auch so getroffen werden, daß der Kanal 11 nicht mit der Hochdruckleitung 6, sondern beispielsweise mit dem Kanal 1 verbunden ist. In diesem Falle ist, um eine gegenseitige Störung mit dem Kanal 2, der die gleiche prinzipielle Anordnung aufweisen kann, zu vermeiden, der Druckmittelzuführungskanal durch ein Rückschlagventil zu sichern oder durch entsprechend andere Ausführung des Verteilers η durch letzteren direkt zu steuern.

Sobald der Kanal 1 bzw. die Kupplung A¹ unter Druck gesetzt werden, erhält gleichzeitig der Kanal 12 Drucköl zugeführt, wodurch der Zylinder 0 beaufschlagt und der Anschlag s gegen den Anschlag t gepreßt wird. Der Motor läuft dabei noch mit verminderter Tourenzahl. Nach vollständiger Kupplung A¹, A⁴ wird der Hebel ν in der Pfeilrichtung w geschwenkt, wodurch der Anschlag s freigegeben und der Kolben f unter dem Öldruck hochgehoben wird, wobei die Kolbenstange r das Reglergestänge in seine Normallage überführt, so daß der Regler selbsttätig die normale Tourenzahl des Motors einstellt. Das Auslösen des Hebels ν in der Pfeilrichtung w kann auch in Abhängigkeit mit dem Druckanstieg im Zylinder 0 erfolgen, indem das im letzteren enthaltene Druckmittel unter Zuhilfenahme eines Höchstdruckventiles oder eines Ölkataraktes, der den Durchfluß drosselt, direkt auf den Hebel ν einwirkt, derart, daß bei einem bestimmten Höchstdruck der Leitung 12 bzw. eine bestimmte Zeit nach Beaufschlagung des Zylinders 0 der Hebel ν durch Einwirkung des Druckmittels selbsttätig in der" Pfeilrichtimg z» ausgeschwenkt wird.

Zum Übergang vom ersten auf den zweiten Gang wird die Steuerwelle V in der Pfeilrichtung χ vorerst um eine Achteldrehung gedreht, wodurch der Ventilstößel b¹ freigegeben und wieder die in Abb. 1 dargestellte Lage einnimmt, wodurch das Ventil a¹ geschlossen und die Öffnungen 8 freigegeben werden, so daß das Öl der Kupplung Ji¹ durch die Öffnungen 8 und 9 zurückfließen kann, was die selbsttätige Entkupplung des Wechselrades D zur Folge hat. Dabei wird auch der Kanal 12 entlastet und der Kolben ft unter Einwirkung der Feder g in seine untere Lage überführt und in dieser durch Einschnappen des Anschlages t gesichert.

Bei Drehung der Steuerwelle: V um eine weitere Achteldrehung in Richtung χ tritt der Nocken /e¹ des Nockenrades c- in Tätigkeit und hebt den Ventilstößel δ² an,- wodurch der Kanal 2 und die Kupplung A² mit Druckregelung, wie für die Kupplung A¹ vorstehend beschrieben, beaufschlagt wird, was die Kupplung des Wechselrades E mit der Welle II zur Folge hat. Gleichzeitig wird durch den Kanal 13 der Anschlag s der Kolbenstange r gegen den Anschlag t gepreßt. Durch Schwenken des Hebels ν erfolgt nachher die Freigabe des Motors. Bei dieser Drehung der Steuerwelle V behält der Verteiler η die in Abb. 2 dargestellte prinzipielle Lage, so daß sowohl für den ersten als auch für den zweiten Gang und die dazwischenliegende Nullstellung die Kupplung Iv⁴ dauernd eingerückt bleibt, während die Kupplung A³ ausgerückt ist.

Zum Übergang auf den dritten Gang wird die Steuerwelle V um eine weitere Vierteldrehung in Richtung χ gedreht, wobei vorerst der Nokken k¹ außer Eingriff mit dem Stößel b² gelangt, so daß nach einer Achteldrehung wieder beide Kupplungen A¹ und A'² ausgerückt sind, worauf durch Ineingrifftreten des Nockens i~ mit dem Stößel b¹ die Kupplung A'¹ eingerückt wird. Gleichzeitig geht der Verteiler η von der in Abb. 2 dargestellten Lage in die in Abb. 3 gezeichnete über, so daß also bei der zwischen dem zweiten und dritten Gang liegenden Nullstellung ein Wechsel der Kupplungen A³ und A⁴ stattfindet, indem der Kanal 3 mit dem Hochdruckkanal 11 und der Kanal 4 mit der Rückleitung 10 verbunden werden. Beim dritten Gang sind somit die Kupplungen A'¹ und A³ eingerückt.

Der Übergang zum vierten Gang erfolgt in derselben Weise durch Weiterdrehen der Steuerwelle V um eine Viertelumdrehung, wobei vorerst der Nocken i² ausgerückt und später der Nocken k~ mit dem Stößel b² in Eingriff tritt, so daß die Kupplung A¹ ausgerückt und daraufhin die Kupplung A² eingerückt wird, während die Kupplung A³ dauernd beaufschlagt bleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es, wie aus vorstehendem hervorgeht, vollkommen gleichgültig, in welcher Reihenfolge die Kupplungen hintereinandergeschaltet werden, denn zum Einrücken eines bestimmten Ganges genügt es, daß die Steuerwelle V in diejenige Stellung gebracht wird, welche dem betreffenden Gang entspricht, denn durch die dadurch bedingte Lage der Nockenräder c¹, c² und des

to Verteilers η erfolgt selbsttätig die Steuerung der Kupplungen in dem dem betreffenden Gang entsprechenden Sinne. Zum Einschalten eines beliebigen Ganges ist daher lediglich erforderlich, die Steuerwelle V möglichst schnell in die dadurch gegebene Lage zu bringen, worauf der Gangwechsel vollständig vor sich geht. Zur Erreichung eines sanften Kuppeins ist lediglich erforderlich, daß der Schlußweg, der dem Einrücken der gewählten Kupplung ent-

»o spricht, entsprechend langsam zurückgelegt wird.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit empfiehlt es sich, auf einer Getriebewelle nicht mehr als zwei Kupplungen anzuordnen und diese zu einer gegenläufigen, bekannten Doppelkupplung zusammenzufassen. Dadurch wird vermieden, daß evtl. bei Störungen eine Welle gleichzeitig mit zwei verschiedenen Gängen entsprechenden Wechselrädern gekuppelt wird.

Claims (1)

1. 30 Patentanspruch:

   Vielgangschaltgetriebe, insbesondere für Motorlokomotiven, mit dauernd in Eingriff stehenden Wechselrädern, welche durch je eine Druckmittelkupplung mit der zugehörigen Getriebewelle kuppelbar sind, wobei die Steuerungsteile der Druckmittelkanäle einen gemeinsamen Antrieb besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (1, 2) der als Rutschkupplungen ausgebildeten Hauptkupplungen (K¹, K²) bei jedem Gangwechsel gesteuerte Ventile (a¹, a²) mit dem Ventilhub selbsttätig entsprechender Druckregelung vorgesehen sind, während die Kanäle (3, 4) der übrigen Kupplungen (K³, K⁴) an einem gemeinsamen Verteiler (n) angeschlossen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen