DE619460C - Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
2. OKTOBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 619460 KLASSE 20 b GRUPPE 5os

Fried. Krupp Akt.-Ges. in Essen*) Zahnräderwechselgetriebe nach Patent 613408

Zusatz zum Zusatzpatent 613 408**)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. April 1928 ab Das Hauptpatent 606 540 hat angefangen am 23. Juni 1927.

Die Erfindung bezieht sich auf Zahnräderwechselgetriebe nach Patent 613 408 und bezweckt, eine Bauart zu schaffen, die in einfacher und übersichtlicher Weise die Anordnung von beliebig vielen Räderpaaren für verschiedene Geschwindigkeitsstufen gestattet.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an je einem für Diesellokomotiven bestimmten Zahnräderwechselgetriebe erläutert, und zwar zeigt:

Abb. ι einen Längsschnitt durch das das erste Ausführungsbeispiel bildende Zahnräderwechselgetriebe und

Abb. 2 in entsprechender Darstellung das zweite Ausführungsbeispiel.

Es soll zunächst das in Abb. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

A bezeichnet die mit dem Dieselmotor verbundene Antriebswelle des Getriebes, B die zur Bewegungsübertragung auf die Lokomotivräder dienende angetriebene WeIIe des Getriebes und C eine gleichachsig zur Welle .A gelagerte Zwischenwelle. Die Wellen A und C sind durch eine beispielsweise als Flüssigkeitskupplung ausgebildete Hauptkupplung verbunden. Diese besteht in bekannter Weise aus einem mit der Welle Ä starr verbundenen Pumpengehäuse A¹ mit zwei einander gegenüberliegenden Zylindern a², je einem in den Zylindern α² geführten Kolben D und einer an der Welle C angeordneten gekröpften Kurbel c}, mit der die Kolben durch Kolbenstangen d¹, z. B. nach Art einer Kurbelschleife, verbunden sind. Die Zylinder a² sind durch eine Umlaufleitung a^s verbunden, die mittels eines willkürlich einstellbaren Drosselschieber E entweder ganz oder teilweise abgeschlossen oder vollständig geöffnet werden kann. Ist die Leitung Φ vollständig abgeschlossen, so besteht zwischen den beiden durch das Pumpengehäuse A¹ und die Kurbel c¹ gebildeten Hälften der Flüssigkeitskupplung eine starre Verbindung; ist die Leitung a³ vollständig geöffnet, so erfolgt keine Kraftübertragung von der Welle A auf die Welle C; ist die Leitung«³ teilweise abgeschlossen, so

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Heinrich Herrmann in Essen. **) Früheres Zusatzpatent 619130

erfolgt eine Kraftübertragung bei einer Relativdrehüng der Kupplungshälften A^x und c¹, die Kupplung bildet also ebenso wie die im Hauptpatent beschriebene Hauptkupplüng eine Schlupfkupplung. Das Pumpengehäuse Ά* jst auf der der Welle A gegenüberliegenden Seite auf der Welle C mit einer langen Nabe a^l gelagert, vor der eine ebenso wie das Pumpen gehäuse auf der WelleC drehbare Muffe/¹ ίο angeordnet ist; diese ist mif der Nabe a⁴ durch eine Federkupplung/¹ yerbunden:

Das Zahnräderwechselgetriebe ist mit vier je einer anderen Geschwindigkeitsstufe !entsprechenden Stirnräderpaaren versehen/ Die· mit G, H, J und K. bezeichneten treibenden Zahnräder sind nebeneinander' frei* drehbar auf der Welle C angeordnet. Die mit elen- Zahm ädern. G, M,/ upd .K,- in. vEingriff.. stehen;-.' den, entsprechend mit Μ,-Ν, P und Q bezeichneten angetriebenen Zahnräder sind nebeneinander auf der Welle B angeordnet. Das der Hauptkupplung A¹, c¹ .. zunäehstliegende Zahnräderpaar G M ist für die niedrigste Geschwindigkeitsstufe bemessen;' während die folgenden Zahnräderpaare H N,~ JP und Ίζ Q je einer Geschwindigkeitsstufe entsprechen, die höher ist als die des vorausgehenden Zahnräderpaares. Das angetriebene Zahnrad Q des der höchsten Geschwindigkeitsstufe entsprechenden Zahnräderpaares K. Q ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel starr auf der Welle B befestigt, während die angetriebenen Zahnräder/³, N und M der den vorausgehenden Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Zahnräderpaare; mit der Welle B durch je eine Freilaufkupplung p¹,. ::«}■_ undi m¹ ..verbunden sind; es könnte: jedoch auch das Stirnrad Q durch, eine Freilaufkupplung mit der Welle B verbunden" sein!

r:rAuf .'der Zwischenwelle C ist zwischen der ,f Muffe/.und dem Stirnrad Q eine mit Klauen versehene' Kupplungshälfte c² starr befestigt. Dieser■..ist an der Nabe.des rechts von ihr liegenden. Stirnrades G .eine entsprechend ausgebildete.;.Kupplung.shälf te 'gl· und "an. der links vön;:ihr liegenden.Muffe/' eine ebenso ausgebildete Kupplungshälfte/² zugeordnet. Ferner ist eine:, gegenüber' den drei Kupplungshälften C%'g^x und /² willkürlich /verschiebbare, äußere Kupplungsmuffe R vorgesehen, die in !,ihrer in Abb. 1 dargestellten Mittellage nur die- Kupplungshälften c² und g¹ und in einer linksseitigen.'Grenzstellung nur. die Kupplungshälften g¹ und/:/²; verbindet, während sie in einer! rechtsseitigen Grenzstellung überhaupt ■_.. keiruä Kupplung herstellt. - jLs_: kann also das Stirnrad G. einerseits ; durch eine Schaltkupp-' lung g^xRc² mit der getriebenen Hälfte c¹ der Schlupfkupplung A¹, c¹ und andererseits durch eine Schaltkupplungg¹Rf² über die Muffe/¹ und die Federkupplung f¹ mit der treibenden Hälfte./!¹ der Schlupfkupplung verbunden werden. Eine der Kupplungseinrichtung c², g¹, f², R genau entsprechende Kupplungseinrichtung ist zwischen den Zahnrädern GH, HJ und / K. vorgesehen, und zwar entspricht der Kupp-Ijingshälfte c² je eine ebenso wie diese starr an^'der Welle C angeordnete Kupplungshälfte c³, c⁴ und c⁵, der Kupplungshälfte g¹ je eine Kupplungshälfte h¹, i¹ und k¹, der Kupplungshalf te/² je eine Kupplungshälfte g², h², i² und der Muffe R je eine · Muffe R¹, R², R³.

Bei der¹ Schilderung der Wirkungsweise soll von dem durch Abb. r veranschaulichten JZustand ausgegangen werden. Die Hauptkupplung A^x,_tc\ ist ausgeschaltet, so daß sich aas Pumpengehäuse A¹ gegenüber der Welle C ohne Kraftübertragung drehen kann; die Kupp-'.lungsmuffeT?, ist.so eingestellt, daß die Kupplungshälften gi -und- - c² verbunden sind; die Kupplungsmuffen R¹, R² und R³ befinden sich in ihrer rechtsseitigen Grenzstellung, bei der die betreffenden '.Kupplungen ausgeschaltet sind." Zum Anfahren wird die Hauptkupplung durch entsprechende Verstellung des Drossel-Schiebers E geschlossen, wobei zunächst eine Schlupf bewegung, der Kupplungshälften A¹ und c¹ eintritt und sodann, nachdem die Umlauf leitung α³ vollständig abgesperrt ist, eine starre Kupplung der Wellend und C erfolgt, go Die Welle Z? wird jetzt auf dem Wege A, A¹, c¹ C c², R, g¹0,.Μ,ηι¹ angetrieben. Nunmehr wird die Muffe/? in ihre linksseitige Grenzstellung verschoben, wodurch das Stirnrad G mit der Muffe/¹ gekuppelt wird. Dies kann ohne Gefährdung ' der-· Triebwerksteile ' geschehen, da die durch die Federkupplung Z¹ mit der Küpplungshälfte ^..-.der Häupjtkupplung verbundene'. Muffe F sich mit derselben. Winkelgeschwindigkeit, dreht·"wie die während: des Schaltvorganges auf . dem Wege c² C c\. ebenfalls mit' der Küpplungshälfte^¹ verbundene Muffe /Jv'LNach- der: Verschiebung; cler^r Muffe R wird die Hauptkupplung wieder ausgeschaltet. Eine Unterbrechung der Leistungsübertragung,ka.|HnM.erbei nicht erfolgenj da' das Stirnrad O stjhöii vor: Beginn des Ausschaltevorganges auf dem Wege g¹' R, f² F f¹, a⁴ unabhängig von der Kupplungswirkung .'der Hauptkupplung mit der' treibenden Hälfte.A¹ dieser Kupplung;'verbunden war. Die Kraftübertragungauf die Welle B erfolgt jetzt nur. auf dem Wege A A^ a^ Z¹ Ff², R, g^G, M, m¹. Die ZwischenwelleC samt der Kurbele¹ wird' jetzt nur durgh die. im_;.Triebwerk der Haupfc· u₅ kupplung auftretende'-Reibung mitgenommen, und läuft hierbei mit; derselben Winkel:, geschwindigkeit yiie die „. Kupplungshälfte .4¹^ Soll der Antrieb auf der nächsthöheren^ dem Zahnräderpaar HN entsprechenden Geichwindigkeitsstufe erfolgen, so wird durch Verschiebung ,der Kupplungsmuffe R¹ das

Stirnrad H mit der! Kupplungshälfte c^s und damit auch mit' der Welle C gekuppelt. Gefährliche Stöße können hierbei nicht auftreten, da die Welle C nur durch Reibung mitgenommen wird. Nach, erfolgter Kupplung kann sich die Welle C nur mit einer Winkelgeschwindigkeit drehen, die kleiner ist als die Winkelgeschwindigkeit der. Kupplungshälfte A¹, da die Winkelgeschwindigkeit, des: Zahnrades N

ίο höchstens gleich der Winkelgeschwindigkeit der über das Zahnräderpaar G M von der Kupplungshälfte A¹ "angetiiebenenrWelle B sein kann und daher die Winkelgeschwindigkeit der Welle C der kleineren. Übersetzung des Zahnräderpaares HN entsprechend kleiner sein muß. Der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten der Welle C und der Kupplungshälfte A¹ wird jetzt durch Wiedereinschalten der Hauptkupplung allmählich beseitigt, so daß die Welle C "schließlich mit derselben Geschwindigkeit, wie die, Kupplungshälfte A¹ umläuft, nachdem die". Leitung a³ durch den Schieber E vollständig abgeschlossen ist. Hierbei ist es zur Verringerung von Drosselverlusten in der Hauptkupplung zweckmäßig, gleichzeitig die Drehzahl des Dieselmotors durch Verringerung der Brennstoffzufuhr vorübergehend zu verkleinern,·! Die, Welle B wird jetzt auf dem Wege A¹, c¹C c³, R¹, fr H, N, fr durch das Zahnräderpaar H N schneller angetrieben, als dies durch das' Zahnräderpaar GM möglich wäre, so daß sich die Freilaufkupplung rfr des Zahnräderpaares GM selbsttätig ausrückt und dieses Zahnräderpaar daher aus der Kraftübertragung ausgeschaltet wird. Nunmehr wird die Muffe Z?¹ in ihre linksseitige Grenzstellung verschoben, wodurch das Stirnrad// mit dem StirnradG gekuppelt wird. Dies kann ohne Gefährdung der Triebwerksteile geschehen, da das auf - dem Wege g¹, R, f² F f¹, a⁴= mit der Kupplungshälfte A¹ der Hauptkupplung verbundene Stirnrad Q sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit dreht wie die während des Schalt-Vorganges auf dem Wege c³ C c¹ ebenfalls mit der KupplungshälfteA¹ verbundene Muffe/?¹. Nach der Verschiebung der Muffe R¹ wird die Hauptkupplung wieder ausgeschaltet. Eine Unterbrechung der Leistungsübertragung kann hierbei nicht erfolgen, da das Stirnrad H schon vor Beginn des Äusschaltevorganges auf dem Wege fr, R\ g² G g¹, R, f² F f¹, al· unabhängig von der Kupplungswirkung der Hauptkupplung mit der treibenden Hälfte dieser Kupplung verbunden war. Die Kraftübertragung auf die Welle B erfolgt jetzt nur auf dem Wege A Ai al·, /* F f², R, g^l G g², Z?¹, fr H₁N, fr. Das Umschalten auf die den Zahnräderpaaren / P und K. Q entsprechenden höheren Geschwindigkeitsstufen sowie das Zurückschalten auf eine niedere Geschwindigkeitsstufe ."erfolgt in einer den beschriebenen S ehalt vorgängen entsprechenden Weise und betlarf daher keiner besonderen Erläuterung.

Bei dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hauptkupplung als elektromagnetische - Reibungskupplung ausgebildet. Die mit A⁵ bezeichnete treibende Hälfte dieser Kupplung ist ebenso wie die entsprechende Hälfte^.¹ der in Abb. 1 dargestellten Hauptkupplung mit der treibenden Welle A starr verbunden. Die mit S bezeichnete angetriebene Hälfte der . Reibungskupplung, die zwischen zwei an der Kupplungshälfte A⁵ undrehbär befestigten Reibscheiben a⁶ angeordnet ist, ist auf der Welle C drehbar gelagert und mit der Muffe/⁷ durch eine-der Federkupplung Z¹ entsprechende Federkupplung- /³ verbunden. Durch eine weitere Federkupplung T ist die WelleC mit der Kupplungshälfteil⁵ verbunden. Im .übrigen stimmt die Anordnung in allem Wesentlichen: mit der Anordnung nach Abb. ι überein.. Ein Unterschied besteht nur insofern, als die Muffe/? in ihrer rechtsseitigen Grenzstellung die Kupplungshälfte c² und in ihrer Mittelstellung die Muffe/⁷ mit dem Stirnrad G kuppelt, während bei der in Abb. 2 dargestellten linksseitigen Grenzstellung der .,Muffe.-/? das Stirnrad G entkuppelt ist. Dieser "Unterschied ist jedoch für die Wirkungsweise ohne Bedeutung.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, unterscheidet sich die Ausführungsform nach Abb. 2 von der ersten Ausführungsform insofern, als bei jhr die Zahnräder G, H, J und K. durch die Schaltkupplungen g¹ R c², h¹ R¹ c^s, I¹R²el· und£!/?3c⁵ mit der treibenden Hälfte^⁵ der Hauptkupplung und durch die Schaltkupplungen gi R f², h¹ Z?¹ g², i¹ R² h? und fr R^s i~ mit der angetriebenen Hälfte S, der Hauptkupplung kuppelbar sind, die beiden Gruppen von Schaltkupplungen also ihre Aufgabe vertauscht haben. In grundsätzlicher Beziehung, insbesondere hinsichtlich der Möglichkeit, ohne Unterbrechung der Leistungsübertragung von einer Geschwindigkeitsstufe auf eine andere überzugehen, wird hierdurch, an der Wirkungsweise nichts geändert.

Durch die Anordnung der Federkupplungen/¹ (Abb. 1) und T (Abb. 2) wird der Vorteil erreicht, daß im Beharrungszustand, wo die Kraftübertragung unabhängig von der Kupplungswirkung der Hauptkupplung erfolgt, die starken Schwankungen des periodisch veränderlichen Drehmoments des Dieselmotors im Getriebe ausgeglichen werden, die insbesondere zu einer raschen Abnutzung der Klauen der im Beharrungszustand wirksamen Schaltkupplungen führen würden. Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist durch die Anordnung der Federkupplung /³ außerdem ,auch noch- einer Abnutzung der Klauen der-

Claims (3)

1. jenigen Schaltkupplungen vorgebeugt, die nur bei eingeschalteter Hauptkupplung benutzt werden.

   Pateettan Sprüche:

   i. Zahnräderwechselgetriebe nach Patent 613 408 mit mindestens zwei Zahnräderpaaren, deren treibende Zahnräder gleichachsig zur Schlupfkupplung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß . jedes dieser Zahnräder (G, H, J, K) unabhängig von den übrigen durch eine Schaltkupplung (z. B. g¹ R '&, hl· R¹ c³, i¹ R² c⁴ oder ^R³C⁵) mit der einen Hälfte (c¹) der Schlupfkupplung (A¹, c¹) verbunden werden kann und durch je eine weitere Schaltkupplung (S¹Rft, hl·Rig*, P*R*hl· oder /1¹R³P) einerseits die andere Hälfte (^¹) der Schlupfkupplung (A¹, c¹) mit dem ihr zunächstliegenden Zahnrad (G) und andererseits jedes folgende Zahnrad (H, J, K) mit dem vorausgehenden (G, H, J) kuppelbar ist.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die treibenden Hälften (c²., c³, C⁴, c^h) der Schaltkupplungen (c² R g¹, c³ R¹ hl·, c*> R² i¹, c⁶ R³ kl·), durch die jedes der einzelnen Zahnräder (G, H, J, K) unabhängig von den übrigen mit der einen Hälfte (c¹ oder A⁵ a⁶) der Schlupfkupplung (A¹, c¹ oder A^h a⁶, S) kuppelbar ist, auf einer gemeinsamen mit der zugehörigen Hälfte (c¹ oder A⁵ ß⁶) der Schlupfkupplung verbundenen WeUe(C) sitzen.
3. 3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch ι oder. 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hälfte (A⁵ a^e und 5) der Schlupfkupplung (A⁵ a^e, S) gegenüber der treibenden Hälfte (c², c³, <£,<* oder f²,g²,h²,ß) der zugehörigen Schaltkupplungen (c² R g¹, Φ R¹ hl·, c⁴ R² V-, c'= R³ kl· und f² Rg¹, g² R¹^₁ hß R² i\ P R³ kl·) -federnd verdrehbar ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen