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Zahnräderwechselgetriebe Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Wechselrädergetriebe
nach Zusatzpatent 613408, bei dem die beiden willkürlich ein-und ausrückbaren Kupplungen,
durch die die treibende Hauptwelle auch unabhängig von dem Kupplungsschluß zwischen
den beiden Hälften der nachgiebig während des Betriebes einrückbaren Hauptkupplung
wechselweise über je ein einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe . entsprechendes
Zahnräderpaar mit der getriebenen Hauptwelle in zwangsläufige Verbindung gebracht
werden kann, zwischen der Hauptkupplung und den Zahnrädern angeordnet sind. Diese
Ausführungsform eignet sich besonders für den Fall, daß zwischen der Hauptkupplung
und den Zahnrädern federnd verdrehbare Kupplungsglieder zur Herabsetzung der Eigenschwingungszahlen
des Getriebes angeordnet sind. Wären nämlich die beiden willkürlich ein-und ausrückbaren
Kupplungen, wie bei der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform, vor der Hauptkupplung
angeordnet, so wären sie allen Schwankungen des periodisch veränderlichen Drehmoments
der Antriebsmaschine ausgesetzt, so daß eine rasche Abnutzung an den Eingriffsflächen
eintreten würde und ein stoßfreier Lauf ausgeschlossen wäre. Dieser Übelstand läßt
sich dadurch vermeiden, daß die beiden willkürlich ein- und ausrückbaren Kupplungen
der Erfindung gemäß hinter der Hauptkupplung angeordnet werden.
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Auf der Zeichnung ist ein ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
bildendes, insbesondere für Diesellokomotiven bestimmtes Zahnräderwechselgetriebein
einem Längsschnitt dargestellt.
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Es bezeichnet ebenso wie im Hauptpatent A die treibende Welle; C die
getriebene Welle und B eine Zwischenwelle. Auf der Welle C sind in derselben Weise,
wie im Hauptpatent beschrieben, in Verbindung mit Freilaufkupplungen hl, il sowie
Schaltkupplungen K, hl, c2, i= und c3, L die den einzelnen Geschwindigkeitsstufen
entsprechenden getriebenen Zahnräder cl, H und J angeordnet. Ebenso sind in Übereinstimmung
mit dem Hauptpatent auf der Zwischenwelle B in Verbindung mit Freilaufkupplungen
G, g1 und f l die mit den Zahnrädern cl und J in Eingriff stehenden Zahnräder F
und E angeordnet. Das mit dem Zahnrad H in Eingriff stehende Zahnrad dl sitzt hier
an einer Hohlwelle D3, die auf einer mit der einen Kupplungshälfte N der Hauptkupplung
starr verbundenen, gegenüber der Welle B drehbaren Hohlwelle NI frei drehbar ist.
Die andere Kupplungshälfte A3 der Hauptkupplung steht mit der treibenden Hauptwelle
A dauernd in starrer Verbindung und trägt zu beiden Seiten
der
Kupplungshälfte N Reibscheiben c24, die zwecks Herstellung des Kupplungsschlusses
in der Achsenrichtung verschiebbar sind. Gleichachsig zur Welle b ist auf beiden
Seiten der Reibscheiben a4 je ein Kupplungsglied b4 und P angeordnet, das mit der
Kupplungshälfte As durch Federn Q verbunden ist und gegenüber dieser entgegen der
Wirkung der Federn Q verdrehbar ist. Das Kupplungsglied b4 steht mit der Welle
Bin starrer Verbindung, und das Kupplungsglied P ist frei drehbar auf der
Hohlwelle 1Y angeordnet. Das Kupplungsglied P bildet zugleich die eine Hälfte einer
Klattenkupplung, die der einen im Hauptpatent. mit dl, d°
bezeichneten willkürlich
ein- und ausrückbaren Kupplung entspricht. Die zugehörige andere Kupplungshälfte,
die mit d4 bezeichnet ist,.ist verschiebbar, aber undrehbar auf der Hohlwelle D3
angeordnet. Der anderen im Hauptpatent mit a2, b2 bezeichneten willkürlich ein-
und ausrückbaren Kupplung entspricht eine Klauenkupplung, die aus einer verschiebbar,
aber undrehbar auf der Welle B angeordneten Hälfte b5 und der mit entsprechenden
Kupplungsklauen versehenen, dem Zahnrad E vorgeschalteten Hälfte 'G der Freilaufkupplung
G, g1 besteht. Das Zahnrad dl ist mit der Hohlwelle NI- durch eine Klauenkupplung
mit einer verschiebbar, aber undrehbar auf der Welle NI gelagerten Kupplungshälfte
112 koppelbar. Neben dieser ist auf der Hohlwelle N1 noch eine zweite Kupplungshälfte
n3 verschiebbar, aber undrehbar gelagert, durch die die Kupplungshälfte G unter
Vermittelung 'der Hohlwelle NI mit der Kupplungshälfte N der Hauptkupplung verbunden
werden kann. Die Kupplung n3, G entspricht der im Hauptpatent mit b3, G bezeichneten
Schaltkupplung, durch die bei der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung die Kupplungshälfte
G mit der einen Kupplungshälfte B1 der Hauptkupplung verbunden werden kann.
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Bei der Schilderung der Wirkungsweise des Getriebes soll von dem auf
der Zeichnung dargestellten Zustand ausgegangen werden, in dem alle Klauenkupplungen
und die Hauptkupplung ausgerückt sind, so daß, wenn der Motor angelassen wird, sich
zunächst nur die Teile A A3 a4, P, b4 B b5 drehen.
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Für die Fahrt mit der dem Zahnrädergetriebe F, cl entsprechenden ersten
Geschwindigkeitsstufe werden die Kupplungshälften z23, G miteinander verbunden.
Wird nun die Hauptkupplung N, a4 A3 eingeschaltet, so erfolgt der Antrieb
der Welle C von der Welle A aus über die Getriebeteile A#3 a4, N, NI-
n3, G, je, E, f1, F, cl. Sobald die Kupplungshälften N und
As ä4 die gleiche Drehzahl erreicht haben, werden . die Kupplung b5,
.G eingerückt und die Kupplung n3 G sowie die Ilauptkupplung N, a4
A3 ausgerückt, so daß die Kraftübertragung jetzt auf dem Wege As, Q, b4,
B, b5, G, g1, E, f', F, cl erfolgt. Die Kupplungshälfte
N, deren Verbindung mit den getriebenen Teilen bei n3 gelöst ist, gelangt dann,
falls sie nicht etwa durch Lagerreibung mitgenommen wird, zur Ruhe; das Zahnrad
J dreht sich unbelastet gegenüber der Welle C`.
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Zum Übergang auf die nächsthöhere, dem Zahnräderpaar dl, H entsprechende
zweite Geschwindigkeitsstufe wird die Kupplung k1, c2 eingerückt, so daß die Kupplungshälfte
K jetzt mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle C umläuft, desgleichen die
Kupplung n2, dl, so daß das Zahnrad H auf dem Wege dl, z22, N1 mit der (noch stillstehenden)
Kupplungshälfte N in Verbindung gebracht ist. Wird nun die Hauptkupplung N, a4 A3
wieder eingeschaltet, so wird das Zahnrad H auf dem Wege A3 a4, N NI n2,
dl zunächst bis auf die Geschwindigkeit der mit der Drehzahl der Welle C umlaufenden
Kupplungshälfte K beschleunigt. Bei weiterer Beschleunigung rückt sich die Freilaufkupplung
lal selbsttätig ein. Das Drehmoment der Antriebswelle A wird nunmehr durch die Teile
A3 a4, N N1 n2, dl, H,
hl, K, k1, c2 auf die Welle C übertragen, während
die bei der ersten Geschwindigkeitsstufe wirksame Kraftübertragung durch selbsttätiges
Lösen der Freiläufkupplung f l unterbrochen wird. Die Welle.C ist also ohne Unterbrechung
der Leistungsübertragung von der ersten auf die zweite Geschwindigkeitsstufe 'übergegangen.
Das mit der Welle B durch die Klauenkupplung b5, G und die Freilaufkuppiung g1 verbundene
Zahnrad E läuft hierbei unbelastet mit, desgleichen das auf der Welle C frei drehbare
Zahnrad T. Sobald die Kupplungshälften N
und a4 A3 gleiche Drehzahl
erreicht haben, wird die Kupplung P, d4 eingerückt. Die Kupplung bs, G sowie
die Hauptkupplung N, ,
a4 A3 werden darauf wieder ausgerückt, so daß die Kraftübertragung
jetzt auf dem Wege A3, Q, P, d4, D3 dl, H, hl, k1, c2, C
erfolgt.
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Für die Fahrt mit der höchsten, dem Zahnräderpaar E, T entsprechenden
dritten Geschwindigkeitsstufe werden die Kupplungen c3, L und n3, G eingerückt.
Wird nun die Hauptkupplung N, a4 A3 wieder eingeschaltet, so wird unter Vermittlung
der Teile N, NI', n3, G, gl, E das Zahnrad T zunächst bis auf die Geschwindigkeit
der mit der Drehzahl der Welle C umlaufenden Kupplungshälfte L beschleunigt. Bei
weiterer Beschleunigung rückt sich die Freilaufkupp-
Jung il selbsttätig
ein. Das Drehmoment der Antriebswelle A wird nunmehr durch die Teile A3 a4,
N N1 n3, G, g1, E, J, il, L
und c3 auf die getriebene Welle
C übertragen, während die bei der zweiten Geschwindigkeitsstufe wirksame Kraftübertragung
durch selbsttätiges Lösen der Freilaufkupplung hl unterbrochen wird. Die Welle C
ist also ohne Unterbrechung der Leistungsübertragung von der zweiten auf die dritte
Geschwindigkeitsstufe übergegangen. Sobald die Kupplungshälften N und A3 a4 die
gleiche Drehzahl erreicht haben, wird die Kupplung b5, G eingerückt. Die
Kupplung P, d4 sowie die Hauptkupplung N, a4 As
werden darauf wieder
ausgerückt, so daß die Kraftübertragung jetzt auf dem Wege A3, Q, b4
B b5, G, g1, E, J, il, L, c3 erfolgt.
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Der Übergang von einer höheren Geschwindigkeitsstufe auf eine niedere
erfolgt in entsprechender Weise und bedarf im einzelnen keiner näheren Erläuterung.
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Ebenso wie bei dem im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsbeispiel
lassen sich auch die den drei Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Zahnräderpaare
hintereinanderschalten, wodurch sich eine vierte, ganz niedrige Geschwindigkeitsstufe
ergibt, deren Verwendung z. B. beim Anfahren schwer belasteter Züge oder auf starker
Steigung erforderlich ist. Soll beispielsweise mit der vierten Geschwindigkeitsstufe
angefahren werden, so werden die Kupplungen n2, dl und k1, i2 eingeschaltet und
die übrigen Kupplungen, falls erforderlich, ausgerückt. Es ist jetzt die Kupplungshälfte
N der Hauptkupplung auf dem Wege NI, n2, dl H, hl, K, k1, i2,
J, E, f1, F, cl mit der getriebenen Welle C verbunden. Wird nun die
Hauptkupplung As a4, N eingeschaltet, so erfolgt auf diesem Wege der
Antrieb der Welle C unter Hintereinanderschaltung der Zahnräderpaare dl H,
J
E und F cl mit dem kleinsten Übersetzungsverhältnis. Wenn nach Beendigung des Schaltvorganges
die Kupplungshälften As a4 und N gleiche Geschwindigkeit erreicht haben, wird die
Kupplung P, d4 eingerückt und die Kupplung n2, dl sowie die Hauptkupplung As, a4,
N wieder ausgeschaltet, so daß die Kraftübertragung jetzt auf dem Wege
A As, Q, P, d4 D3 dl, H, hl, K, k1, i2, T, E, f1,
F, c1 C erfolgt. Die Kupplungshälfte N gelangt dann, falls sie nicht
etwa durch Lagerreibung mitgenommen wird, zur Ruhe.
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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, stehen die beiden willkürlich
ein- und ausrückbaren Kupplungen P, d4 und b5, G, die wechselweise bei den einzelnen
Geschwindigkeitsstufen die Bewegung von der Antriebswelle auf die entsprechenden
Zahnräderpaare übertragen, mit der treibenden Welle A ständig unter Vermittlung
der federnd verdrehbaren Kupplungsglieder P und b4 in Verbindung, woraus sich, wie
eingangs näher erläutert ist, der Vorteil ergibt, daß die Kraftübertragung an .
den Eingriffsflächen der Kupplungen gleichförmig erfolgt und damit einer raschen,
Stoßwirkungen verursachenden Abnutzung vorgebeugt ist.