DE7037155U

DE7037155U - Hydrodynamic three-circuit transmission with flow brake

Info

Publication number: DE7037155U
Application number: DE7037155U
Authority: DE
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Publication date: 1971-01-07

Description

Hydrodynamisches Drei-Kreislauf-Getriebe mit S t_r ömungs b rems e _,__„_Hydrodynamic three-circuit transmission with S t_r ömun gs b rems e _, __ "_

Die Erfindung betriff ein hydrodynamisches Fahrzeuggetriebc, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge mit drei Traktions-Arbeitskreisläufen und einer hydrodynamischen mit wenigestens einem Arbeitsraum ausgerüsteten Bremse.The invention relates to a hydrodynamic vehicle transmission, in particular for rail locomotives with three traction working circuits and a hydrodynamic one with at least one working area equipped brake.

Bisher hat man bsi derartigen Getrieben die Arbeit* .reisläufe alle gleichachsig hintereinander angeordnet, wodurch man mit nur einer Hauptachse für die Arbeitskreisläufe auskam und daher relativ wenig Zahnräder benötigte. Durch die gleichachsige Anordnung von drei hydrodynamischen Drehmomentwandlern mit gemeinsamen koaxial lneinanderliegend angeordneten Primärwelle'i ».u.d Sekundärwellen 'nur bei dieser Anc inung werden Zahnräu.;~ gespart) muß jedoch wenigstens einer der Wandler als zweistufiger Wandler ausgeführt werden. HJ rdurch wird das Getriebe verteuert. Auch die konstruktive Ausgestaltung und Lagerung der sehr langen und komplizierten koaxialen Primär- und insbesondere der Sekundärwelle verteuert das Getriebe. Ein weiterer Nachteil ist, daß das Getriebe SBhr lang wird. Dieser Nachteil wird manchmal besonders störend empfunden, da die Baulänge des Getriebes die Raumverhä^tniss^ auf der Lokomotive mit beeinflußt und bei der Projektierung von Neuanlagen die Gestaltungsfreiheit bei vorgegebener oder angestrebter Lokomotiv-Baulänge empfindlich einengt.Up to now, with such gears, the work circuits have all been arranged on the same axis one behind the other, so that only one main axis for the work circuits has been made and therefore relatively few gears are required. Due to the coaxial arrangement of three hydrodynamic torque converters with common primary shafts arranged coaxially one behind the other, only with this arrangement, tooth roughness is saved), however, at least one of the converters must be designed as a two-stage converter. This makes the transmission more expensive. The structural design and mounting of the very long and complicated coaxial primary shaft, and in particular the secondary shaft, also makes the transmission more expensive. Another disadvantage is that the transmission SBhr becomes long. This disadvantage is sometimes felt to be particularly annoying, since the overall length of the gearbox influences the space ratio on the locomotive and, when planning new systems, severely restricts the freedom of design for a given or desired overall length of the locomotive.

Die Aufgabe der Erfindung ist, die Getriebekonstruktion, insbesondere der Wellen zu vereinfachen und die Baulänge des Getriebes zu verkürzen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei der Arbeitskreisläufe gleichachsig zueinander angeordnet sind mit gemeinsamer Primär- und gemeinsamer Sekundärzelle, von welchen die eine die andere koaxial umschließt und daß die beiden so gebildeten Einheiten parallelachsig nebeneinander liegend angeordnet sind und daß ferner die Primärwellen und Sekundärwellen der beiden Einheiten jeweils über einen dreirädrigen Stirnräderzug miteinanderThe object of the invention is to simplify the construction of the transmission, in particular of the shafts, and to shorten the overall length of the transmission. This object is achieved according to the invention in that two of the working circuits are arranged coaxially to one another with a common primary and common secondary cell, one of which surrounds the other coaxially and that the two units thus formed are arranged parallel to one another and that the primary shafts and Secondary shafts of the two units each with one another via a three-wheel spur gear train

in Verbindung stehen.stay in contact.

Durch diese Maßnahme werden die Arbeitskreisläufe im Viereck
angeordnet, wodurch die Baulänge des Getriebes wesentlich verkürzt
wird. Dadurch, daß nur noch zwei Arbeitskreisläufe gleichachsig zueinander angeordnet sind, wird die Ausbildung der koaxialen Wellen
und deren Lagerung wesentlich einfacher. Die Biegelängen der Wellen und der Gehäuseschale des hydrodynamischen Teils werden kürzer, weshalb diese leichter konstruiert werden können. Durch die · mit der Verkürzung des Getriebes einhergehende konstruktive Vereinfachung der Getriebeeinzelteile werden fertigungstechnische
Vorteile erzielt. Da nun zwar die Anzahl der Hauptachsen größer
ist als bei den vorbekannten Dreiwenaldergetrieben, wird eine
größere Anzahl von Zahnrädern notwendig. Dieser Nachteil ist Jedoch nicht so gravierend, da viele der Zahnräder und ihrer Wellen
und Lager gleich oder wenigstens spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Insgesamt wird die Zahl der Einzelteile durch die
erfindungsgemäße Maßnahme nicht erhöht, Jedoch wird deren Form ver- >■ einfacht und vor allem treten viele Teile in gleicher Form wieder- '■ holt auf. Es werden also insgesamt gesehen wiederum fertigungs- _A mäßige Vorteile erzielt.Through this measure, the working cycles are in a square
arranged, whereby the length of the transmission is significantly reduced
will. The fact that only two working circuits are arranged coaxially to one another results in the formation of the coaxial waves
and their storage is much easier. The bending lengths of the shafts and the housing shell of the hydrodynamic part become shorter, which is why they can be constructed more easily. Due to the structural simplification of the individual transmission parts associated with the shortening of the transmission, production engineering becomes more important
Benefits achieved. Since now the number of main axes is greater
is than with the previously known Dreiwenalder drives, becomes one
larger number of gears required. However, this disadvantage is not as serious as there are many of the gears and their shafts
and bearings are designed to be the same or at least mirror-symmetrical to one another. Overall, the number of items is determined by the
inventive measure does not increase, however, is comparable whose form> ■ simplified and especially many parts occur in the same form re '■ catching up. There are thus, overall, again achieved production- _A regular benefits.

Um die höchsten im Getriebe auftretenden Drehmomente lediglich in \- einer koaxialen Einheit zu haben und diesem Umstand durch ent- \ sprechende starke Bemessung einerseits und durch zulässige schwäche- \ re Dimensionierung andererseits eine festig.<eitsmäßig und gewichtsmäßig optimale Werkstoffausnutzung zu ermöglichen, wird in weite- U The highest torques generated in the transmission only in. \ - a coaxial unit to have and to allow this situation by appropriate \ speaking strong Rated one hand and permissible weaker \ re sizing other hand festig <eitsmäßig and weight, optimal material utilization is in further- U

rer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der zum Anfah- Q ren dienende Traktions-Arbeitskreisl&uf mit der hydrodynamischen fj Bremse koaxial angeordnet ist (Anfahr- und Brems-Einheit). ^!Ά rer embodiment of the invention proposed that the ren to Anfah- Q serving traction Arbeitskreisl & uf is disposed coaxially with the hydrodynamic brake fj (acceleration and braking unit). ^! Ά

h Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Zahnradübersetzung in dem ^ Sekundär-Stirnräderzug von der Anfahr- und Bremseinheit zu dem h Zwischenrad kleiner ist als die von der anderen Einheit (Marsch- §} fahrt-Einheit) zum Zwischenrad. Durch diese Maßnahme wird - wenn Cf h is further proposed that the gear ratio in the secondary ^ Stirnräderzug of the acceleration and brake unit to the intermediate h is smaller than that of the other unit (march §} drive unit) to the intermediate gear. By this measure - if Cf

dieser Ubersetzungsunterschied gerade so groß ist wie der Stufen- §f sprung vom Anfahr- zum ersten Marschfahrtwandler - es ermöglicht,
den Anfahrwandler und den einen Wandler der Marschfahrt-Einheit
völlig gleich auszubilden, wodurch wiederum eine erhebliche fertigungsgemäße Vereinfachung und Verbilligung eintritt. Außerdem istthis translation difference is just as big as the step jump from starting to the first cruise converter - it enables
the starting converter and the one converter of the cruise unit
to be designed in the same way, which in turn results in a considerable simplification and cheaper in terms of production. Also is

dann die mit dem Bremsrotor verbundene Turbinenwelle die am schnellsten rotierende, wodurch der Bremseffekt erhöht wird.then the turbine shaft connected to the brake rotor is the fastest rotating, which increases the braking effect.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbeispieles im folgenden noch etwas erläutert. Es zeigen:The invention is explained somewhat below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 das Schema eines Getriebes mit drei Traktionskreisläufen und einer aus zwei Arbeitsräumen bestehenden Strömungsbremse in erfindungsgemäßer Anordnung und1 shows the diagram of a transmission with three traction circuits and a flow brake consisting of two working spaces in the inventive Arrangement and

Fig. 2 das Räderschema dieses Getriebes in der Ansicht von links.Fig. 2 shows the gear scheme of this transmission in the view from the left.

Das Getriebe weist drei hydrodynamische Drehmomentenwandler I, II und III mit ihren Pumpen 1, 2, 3, ihren Turbinen 4, 5, 6 und ihren Leiträdern 7, 8 und 9 auf. Der Wandler I dient als Anfahrwandler; Wandler II, der in allen Abmessungen und in der Beschaufelung mit Wandler I übereinstimmt, dient als erster Marschfahrtwandler und Wandler III als zweiter Marschfahrtwandler. Die beiden Wandler II und III sind gleichachsig in einer Marschfahrteinheit angeordnet. Gleichachsig zum Anfahrwandler I ist eine aus zwei Arbeitsräumen 10 und 11 bestehende Strömungsbremse IV angeordnet. Wandler I und Bremse IV bilden zusammen die Anfahr- und Bremseinheit. Die beiden Einheiten I/IV bzw. ΙΙ/ΠΓ weisen jeweils eine beiden Arbeitskreisläufen gemeinsame zentral angeordnete Sekundärwelle 12 bzw. I3 und die Marschfahrt-Einheit II/III eine beiden Wandlern II und III gemeinsame hohle Primärwelle 14 auf; die Anfahr- und Bremseinheit I/IV weist eine nur zum Wandler I gehörige ebenfalls hohle Primärwelle 15 auf. Jede Primärwelle 14 bzw. I5 trägt ein zwischen den Arbeitskreisläufen angeordnetes Primärwellenritzel 16 bzw. 17· Über· das auf der Getriebeeingangswelle 18 angeordnete mit beiden PrimäF-wellenritzeln kämmende Groß-Zahnrad I9 sind die beiden Primärwellen 14 und 15 über einen dreirädrigen Stirnzahnräderzug miteinander verbunden und werden vom nicht dargestellten Motor in der gleicher Drehrichtung angetrieben. Zwar ist die übersetzung zwischen der Antriebswelle und den Primärwellen einander gleich dargestellt, doch The transmission has three hydrodynamic torque converters I, II and III with their pumps 1, 2, 3, their turbines 4, 5, 6 and their idlers 7, 8 and 9. The converter I serves as a starting converter; Converter II, which corresponds to converter I in all dimensions and blading , serves as the first cruise converter and converter III as the second cruise converter. The two transducers II and III are arranged coaxially in a cruising unit. A flow brake IV consisting of two working spaces 10 and 11 is arranged coaxially to the starting converter I. Converter I and brake IV together form the starting and braking unit. The two units I / IV or ΙΙ / ΠΓ each have a centrally arranged secondary shaft 12 or I3, which is common to both working circuits, and the cruising unit II / III has a hollow primary shaft 14 common to both transducers II and III; the starting and braking unit I / IV has a primary shaft 15, which is also hollow, and which belongs only to the converter I. Each primary shaft 14 or I5 carries a primary shaft pinion 16 or 17 arranged between the working circuits.The two primary shafts 14 and 15 are connected to one another via a three-wheel spur gear train via the large gear wheel I9 arranged on the transmission input shaft 18 and meshing with both primary shaft pinions are driven by the motor, not shown, in the same direction of rotation. The transmission between the drive shaft and the primary shafts is shown to be the same, but

j st dies keineswegs ein zwingendes Erfodernis. Vielmehr können nach Maßgabe der durch Wandler I im Anfahrbereich aufzunehmenden durch die Pumpendrehzahl sich ergebenden Wandlerleistung einerseits und der durch Wandler II im ersten Marschbereich aufzunehmenden Wandlerleistung andererseits diese oeiden Übersetzungen gegebenenfalls unterschiedlich ausgelebt werden.This is by no means a mandatory requirement. Rather, can in accordance with the converter power to be absorbed by converter I in the start-up range resulting from the pump speed on the one hand and that to be recorded by converter II in the first march area Converter power on the other hand these oeiden translations if necessary can be lived out differently.

^ ^J'"' °'\λ.~''~d*'"\'ic2.1 er* I^ "~^ χ*⁷' η,-,-^ϊ ij^id^n Einheiten v/eisen ebenfalls Je ein Zahnrad 20 bzw. 21 auf, die über ein Zwischenrad 22 miteinander kämmen; die 3ekundarwellen stehen demnach ebenfalls über einen dreirädrigen Stirnzahnra'derzug in Verbindung. Die übersetzung zwischen den Zahnrädern 20 und ?2 ist in dem erforderlichen Stufensprung zwischen dem Anfahrwandler I und dem ersten Marschwandler II kleiner als die übersetzung zwischen den beiden Zahnrädern 21 und Durch diese Maßnahme ist eine mechanische Abstufung der beiden Wandler I und II vorgenommen, so da3 diese beiden Wandler völlig gleich ausgebildet werden können, wohingegen die Abstufung der beiden Wandler II und III ausschließlich durch hydraulische Maßnahmen zu erfolgen hat.^ ^J ' "' ° '\ λ. ~' '~ D * '" \ 'i c2.1 er * I ^ "~ ^ χ * ⁷ ' η, -, - ^ ϊ ij ^ id ^ n units v / They also have a gear wheel 20 and 21, which mesh with one another via an intermediate gear 22; the secondary shafts are therefore also connected via a three-wheel spur gear train. The gear ratio between gear wheels 20 and? 2 is in the required increment between the starting converter I and the first March converter II smaller than the ratio between the two gears 21 and. This measure has made a mechanical gradation of the two converters I and II, so that these two converters can be designed in exactly the same way, whereas the gradation of the two converters II and II III has to be done exclusively by hydraulic measures.

Gleichachsig mit dem Sekundärwellenritzel 20 und mit dem Zwischenrad 22 ist jeweils ein Loszahnrad 23» bzw. 24 angeordnet, welches durch Klauenkupplungen 2f> bzw. 26 wechselweise an das zugehörige Zahnrad angekuppelt werden können. Die Loszahnräder, die untereinander nicht, sondern jeweils nur mit einem weiteren großen Zwischenrad 27, welches der Distanzüberbrückung nach unten dient, kämmen, bewirken je nach Einschaltung eine Abtriebsdrehrichtungsumkehr. Tief nach unten im Getriebe gelegen ist das mit dem Zwischenrad 27 kämmende, auf der Getriebe-Abtriebswelle 28 befestigte Abtriebsritzel 29 angeordnet.Coaxial with the secondary shaft pinion 20 and with the intermediate gear 22 is in each case a loose gear 23 »or 24 arranged, which by means of claw couplings 2f> or 26 alternately to the associated Gear can be coupled. The loose gears, not with each other, but only with one other large one Intermediate gear 27, which is used to bridge the distance downwards, comb, effect a reversal of the output direction of rotation depending on the activation. Located deep down in the gearbox is the one with the intermediate gear 27 meshing output pinion 29 fastened to the transmission output shaft 28 is arranged.

Durch die Anordnung der- Strömungskreisläufe im Viereck wird das Getriebe erheblich verkürzt, aber nur unwesentlich verbreitert. Durch die Nebeneinarderanordnung von zwei Läufereinheiten und ferner durch die rein mechanische Stufung zweier Wandler treten vieleBy arranging the flow circuits in a square, the transmission is considerably shortened, but only slightly widened. By the side-by-side arrangement of two rotor units and furthermore the purely mechanical staging of two converters means that there are many

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Getriebeteile in gleicher Form doppelt oder mehrfach auf, wodurch erhebliche Pertigungsvorzeile entstehen. Durch die Verkürzang des Getriebes sind viele Teile einfacher zu gestalten und festigkeitsmäßig nicht so hoch beansprucht; eine gewichtsmäßige Einsparung ist die Folge.Gear parts in the same form double or multiple , which results in considerable preproduction lines. Due to the shortening of the transmission, many parts are simpler to design and are not subject to such high stresses in terms of strength; a weight saving is the result.

Heidenheim (Erenz), den 6. Oktober I97O
Pö/HKn η Heidenheim (Erenz), October 6th, 1997
Pö / HKn η

Claims

S c h u t ζ a η s p_r U c he

1. Hydrodynamic Fer.rceug gear, especially for rail drive vehicles, r ~ i ~ three traction work circuits and a hydrodynamic brake equipped with at least one work space, characterized in that two of the work circuits (I and Γ7 as well as II and III) arranged coaxially to each other rr.it common primary (15 or 14) and common secondary shaft (12 or 13), one of which surrounds the other coaxially and that the two units formed in this way (l / Γ / or II / III) are arranged parallel to each other and that the primary shafts (15 and 14) and secondary shafts (12 and I3) of the two units are each connected to one another via a three-wheel spur gear train (1.7, 19, 16 or 20, 22, 21) .

2. Transmission according to painting 1, characterized in that the for Start-up serving traction working cycle (i) with the hydrodynamic Brake (IV) is arranged in a coaxial unit (starting and braking unit I / IV).

3. Transmission according to claim 2, characterized in that the /, gear ratio smaller in the secondary spur gear train (20/22) from the starting and braking unit (I / IV) to the intermediate gear (22) is as the translation in the (21/22) of the other unit (Marschi'ahrt-Unit II / III) to the intermediate gear (22).

Heider.heiTi (Lrenz), the c. IC. 1970