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Fahrzeug, insbesondere Turbinenlokomotive, mit Einzelantrieb der Achsen
mindestens eines Achspaares durch nicht umsteuerbare Antriebsglieder Das Hauptpatent
81o 635 bezieht sich auf Fahrzeuge mit Einzelantrieb der Achsen mindestens eines
Achspaares durch nicht umsteuerbare Antriebsglieder. In erster Linie ist an die
Ausbildung der Antriebsglieder als Dampfturbinen gedacht. Die Aiitrielisglieder
können aber auch durch andere nicht umsteuerbare Kraftmaschinen, z. B. durch Dieselmotoren,
gebildet werden. Es kann auch die Turbinenwelle eines Strömungsgetriebes, die ihre
Drehrichtung gleichfalls nicht umkehren kann, Antriebsglied sein.
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Nach einer .Ausführungsform des Hauptpatents sollen die Antriebsglieder
über zwei parallele Wellen, auf deren jeder lose drehbar nebeneinander zwei wechselweise
mit der Welle kuppelbare Zahnräder sitzen, bei der Vorwärtsfahrt eine .andere Achse
treiben als bei der Rückwärtsfahrt: Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß
zwei nicht umsteuerbare Antriebsglieder mindestens zwei Achsen einzeln, also unabhängig
voneinander, vor- und rückwärts mit einer Kleinstzahl von Zahnrädern treiben.
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Die vorliegende Erfindung baut das Hauptpatent insofern weiter aus,
als sie entsprechend einfache Lösungen für die Fälle angibt,in denen entweder die
Antriebsglieder, z. B. Dampfturbinen, nebeneinander angeordnet sind und gleichen
Drehsinn haben oder der Radstand der getriebenen Achsen klein ist. Das Wesen der
Erfindung besteht darin, daß von den
auf den beiden parallelen Wellen
angeordneten Zahnradpaaren die auf einer Seite liegenden Räder unmittelbar miteinander
in dauerndem Eingriff stehen.
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Wenn die beiden parallelen Wellen mit den die Achsen treibenden Wellen
zusammenfallen, greift jeweils eins der auf der einen Seite liegenden Zahnräder
in ein vom Antriebsglied getriebenes Zahnrad ein. Wenn umgekehrt die beiden parallelen
Wellen mit den Treibwellen der Antriebsglieder zusammenfallen, steht jeweils eins
der auf der einen Seite liegenden Zahnräder mit dem eine Achse treibenden Zahnrad
in dauerndem Eingriff. Wenn zwei gleichsinnig umlaufende Wellen eines Ausgleichsgetriebes
(Differentialgetriebe) die Antriebsglieder bilden, sind die auf den parallelen Wellen
sitzenden Zahnräder auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Differentialgetriebes
vorgesehen. Jede der beiden parallelen Wellen führt dann zu einer getriebenen Fahrzeugachse.
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In der Zeichnung ist eine Reihe von Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Fig. i und 2 stellen teilweise im Schnitt die Ansicht und den Grundriß
eines Beispiels der Erfindung dar, das ein Triebdrehgestell betrifft; F ig. 3 ist
in anderem Maßstab der Schnitt nach der Linie 111-11I der Fig. i; Fig. 4 stellt
für ein Getriebe nach Fig. i bis 3, jedoch mit anderen Abmessungen, im Grundriß
die Abwicklung der die Antriebskraft übertragenden Zahnräder dar; Fig. 5 und 6 sind
in kleinerem Maßstab die Schnitte nach den Linien V-V bzw. VI-VI der Fig.4, jedoch
im nicht abgewickelten Zustand und unter Weglassung der nicht in der Schnittebene
liegenden Zahnräder; Fig. 7, 8, 9 bzw. 10, 11, 12 sind entsprechende Darstellungen
von zwei weiteren Beispielen; Fig. 13 zeigt das vierte Beispiel mit einem Differentialgetriebe,
während Fig. 14 der Schnitt nach der Linie XIV-XIV der Fig. 13 ist.
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Beim ersten Beispiel (Fig. i bis 6) ist in der linken Hälfte eines
Triebdrehgestells i ein längs gestellter 8oo-PS-Dieselmotor 2 angeordnet, der mit
seinem Oberteil durch einen Ausschnitt des Fußbodens 3 des nicht dargestellten Fahrzeugs
ragt. Über eine Dämpf ungskupplung 4 arbeitet der Motor 2 auf einen Getriebeblock
5, der in der rechten Hälfte des Triebdrehgestells gelagert ist. Eine von der Kurbelwelle
6 des Motors 2 über die Kupplung 4 getriebene Verlängerungswelle 7, die in der senkrechten
Längsmittelebene 8 des Triebdrehgestells verläuft, ist fast bis zum rechten Ende
des Drehgestells geführt und trägt dort ein Ritzel 9. Zwei beiderseits in gleicher
Höhe angeordnete gleich große Zwischenzahnräder io, i i (s. besonders Fig. 3) verbinden
das Ritzel 9 zwangsläufig mit Zahnrädern 12, 13, die auf den Primärwellen 14, 15
von zwei nebeneinander angeordneten Strömungsgetrieben 16, 17 von je 400 PS sitzen.
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Die ins Schnelle übersetzenden mechanischen Vorschaltstufen 9, io,
12 bzw.9, 11, 13 sind in einem Gehäuseteil 18 untergebracht, an den in Richtung
auf den Motor 2 hin die Strömungsgetriebe 16, 17 anschließen. Auf diese folgt in
der gleichen Richtung ein Getriebekasten i9, in dem sich ein mechanisches Nachschaltgetriebe
befindet. Dieses wird durch die gleichsinnig umlaufenden, jedoch verschieden langen
Sekundärwellen 20, 21 der Strömungsgetriebe 16, 17 getrieben. Die Sekundärwellen
20, 21 bilden die Antriebsglieder im Sinne der Erfindung.
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Auf dem freien Ende der langen Sekundärwelle 2o des Strömungsgetriebes
16 sitzt ein Zahnrad 22, das in dauerndem Eingriff mit zwei gleich großen Zahnrädern
23, 24 steht, die auf zwei darunterliegenden parallelen Wellen 25, 26 lose drehbar
sind. In entsprechender Weise sitzt auf dem freien Ende der kurzen Sekundärwelle
21 des Strömungsgetriebes 17 ein Zahnrad 27, das mit zwei auf den Wellen 25, 26
lose drehbaren Zahnrädern 28, 29 in dauerndem Eingriff steht. Die Zahnräder beider
Räderpaare 23, 24 und 28, 29 sind gleich groß. Drehfest, aber verschiebbar sitzen
auf den beiden parallelen Wellen 25, 26 Kupplungsmuffen 30, 3i, die finit an ihren
beiden Stirnseiten vorgesehenen Klauen in Gegenklauen der Zahnräder 23, 24 bzw.
28, 29 zu greifen vermögen. Die in Fig. 3 linke Welle 25 steht über eine Kardanwelle
32 und ein Kegelräderpaar 33 mit der linken getriebenen Achse 34 in Verbindung.
Die rechte Welle 26 ist als Hohlwelle ausgebildet. Ihr der Achse 34 zugekehrtes
Ende steht in entsprechender Weise über eine Kardanwelle 35 und ein Kegelradpaar
36 mit der rechten getriebenen Achse 37 in zwangsläufiger Verbindung. Infolgedessen
können die Kardanwellen 32, 35 gleich lang, und zwar fast halb so lang wie der Radstand
der Achsen 34, 37 ausgeführt werden.
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Der die Vorschaltstufe, die Strömungsgetriebe und das Nachschaltgetriebe
bildende Getriebeblock 5 reicht fast von der rechten getriebenen Achse 37, die bei
der Vorwärtsfahrt vorn sein möge, bis zum Drehzapfen 38 des Drehgestells. Der Gehäuseteil
18 für die Vorschaltstufe hat je zwei waagerechte Trennfugen 39, 40, der Gehäuseteil
i9 für die Nachschaltstufe zwei waagerechte Trennfugen 41, 42 (s. besonders Fig.
3). Die Trennfugen liegen in den Achsebenen der Zahnradwellen, die Fugen 39 und
42 in gleichen Ebenen.
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In Fig.4 ist die Verschieberichtung der Kupplungsmuffen 30, 31 für
die Vorwärtsfahrt mit vollen gefiederten Pfeilen, für die Rückwärtsfahrt mit gestrichelten
gefiederten Pfeilen eingetragen. Die Drehrichtung der Zahnräder, die bei beiden
Fahrtrichtungen unverändert bleibt, ist durch Pfeile ohne Schwanz angedeutet. NIan
erkennt, daß die Kupplungsmuffen 30, 31 zum Fahrtrichtungswechsel entgegengesetzt
verschoben werden und danach andere Achsen treiben.
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Bei der Vorwärtsfahrt ist die Kupplungsmuffe 30 mit dem Zahnrad 29
und die Kupplungsmuffe 31 mit dem Zahnrad 24 im Eingriff. Das Strömungsgetriebe
16 treibt über die Zahnräder 22, 23, 24 und die Kupplungsmuffe 31 die Hohlwelle
26; von dieser wird über die Kardanwelle 35 und das Kegelradgetriebe 36 die vorlaufende
Achse 37 getrieben. Das Strömungsgetriebe 17 treibt über die Zahnräder 27, 28, 29
und die Kupplungsmuffe 3o die Welle 25; diese
leitet die Antriebskraft
über die Kardanwelle 32 und das Kegelradhaar 33 zur hinteren Achse 34.
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Bei der Rückwärtsfahrt greift die Kupplungsmuffe 30 in das
Zahnrad 23 und die Kupplungsmuffe 31 in das Zahnrad 28. Dann ergibt sich folgender
Kraftftuß. Das Strömungsgetriebe 16 treibt über die Zahnräder 22, 23 und die Kupplungsmuffe
3o die Welle 25, die wieder über die Kardanwelle 32 und das Kegelräderpaar 33 die
jetzt vorlaufende Achse 34 treibt. Das Strömungsgetriebe 17 treibt hingegen über
die Zahnräder 27, 28 und die Kupplungsmuffe 31 die Hohlwelle 26, die ihr Drehmoment
über die Kardanwelle 35 und das Kegelradpaar 36 auf die jetzt nachlaufende Achse
37 überträgt. Bei der Änderung der Fahrtrichtung wechseln sonach die Strömungsgetriebe
16, 17 die Achse, auf die sie treiben.
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Eins der auf einer Seite der parallelen Wellen 25, 26 befindlichen
Zahnräder 23, 24 bzw. 28, 29 steht mit dem vom Strömungsgetriebe 16 bzw. 17 getriebenen
Zahnrad 22 bzw. 27 in dauerndem Eingriff, und zwar auf der einen Seite das Rad 23,
auf der anderen Seite das Rad 28. Die auf einer Seite liegenden Räder 22, 23, 24
bzw. 27, 28, 29 der beiden Wellen 25, 26 bilden Dreierblocks, die in den Fig. 5
und 6 näher veranschaulicht sind.
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Bei der Anordnung von Fig. 4 bis 6 gehen von den beiden parallelen
Wellen 25, 26 die Kardanwellen 32, 35 aus, während je ein Rad 22 und 27 der Dreierblocks
22, 23, 24 und 27, 28, 29 vom Strömungsgetriebe 16, 17 angetrieben wird. Die in
Fig. 7 bis 9 wiedergegebene Anordnung des zweiten Beispiels unterscheidet sich hiervon
grundsätzlich lediglich dadurch, daß umgekehrt die beiden parallelen Wellen 25,
26 von den Strömungsgetrieben 16, 17 getrieben werden, während das dritte Rad 22
bzw. 27 der Dreierblocks die Kardanwelle 32 bzw. 35 treibt. Eine Hohlwelle ist hier
nicht notwendig. Die beiden Kupplungsmuffen 30, 31 sitzen wieder zwischen den Zahnrädern
23, 29 bzw. 24, 28. Während bei der Ausführung nach Fig. 4 bis 6 die Drehrichtung
der Zahnräder 22 bis 24 und 27 bis 29 unverändert bleibt, einerlei, welche Fahrtrichtung
eingestellt ist, ändern hier diese Zahnräder bei Änderung der Fahrtrichtung ihre
Drehrichtung. Wie beim vorhergehenden Beispiel sind wieder die Drehrichtung bei
der Vorwärtsfahrt mit vollen, bei der Rückwärtsfahrt mit gestrichelten Pfeilen ohne
Schwänze, die Fahrtrichtungen mit entsprechenden Pfeilen mit Schwänzen eingetragen.
Die Dreierblocks sind durch die Fig. 8 und 9 näher veranschaulicht. Die Wirkungsweise
dieser Ausführungsform bedarf im übrigen keiner weiteren Erläuterung.
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Das dritte Beispiel von Fig. io bis 12 entwickelt das erste Beispiel
von Fig. i bis 6 insofern weiter, als für beide Fahrtrichtungen zwei verschiedene
Gangstufen vorgesehen sind. Es unterscheidet sich zunächst von der Anordnung der
Fig.4 bis 6 dadurch, daß die von den Strömungsgetrieben 16, 17 angetriebenen Zahnräder
22, 27 lose drehbar auf den Sekundärwellen 20, 21 sitzen. Außerdem ist dem "Zahnrad
22 gegenüber auf der Welle 2,o ein der zweiten Gangstufe entsprechendes kleines
Zahnrad 43 lose drehbar angeordnet, das mit einem Zahnrad 44 im Eingriff steht,
das wiederum in das Zahnrad 29 greift. In entsprechender Weise ist auf der anderen
Seite der Zahnradblocks dem Zahnrad 27 gegenüber ein kleines Zahnrad 45 angeordnet,
das mit dem Zahnrad 24 über ein Zahnrad 46 in dauernder Verbindung steht. Die Zahnräder
44 und 46 sitzen gleichfalls lose drehbar auf Wellen 47, 48. Der Eingriff der Räder
44, 46 mit den Rädern 29,24 ist in der Abwicklung der Fig. io durch Klammern ,49,5o
angedeutet. Zwischen den gegenüberliegenden Rädern 22 und 43 bzw. 27 und 45 sind
den Kupplungsmuffen 30, 31 entsprechende Kupplungsmuffen 51, 52 vorgesehen, die
also mit an beiden Stirnseiten angebrachten Klauen in Gegenklauen der Zahnräder
eingreifen können und dadurch die beiden Gangstufen einstellen. Die Fig. i i und
12 zeigen wieder die Zahnradblocks, hier Fünferblocks, auf beiden Seiten. Die Drehrichtung
der Zahnräder ist in der bisherigen Weise angedeutet, der erste Gang jedoch durch
Pfeile mit einem Kreis am Hinterende, der zweite Gang durch Pfeile mit zwei Kreisen
am Hinterende. Mit dieser Anordnung lassen sich also mit insgesamt zehn Zahnrädern
zwei Achsen einzeln vorwärts' und rückwärts in zwei verschiedenen Gangstufen treiben.
Die Anordnung ist sinngemäß wie beim zweiten Beispiel anwendbar, wenn die parallelen
Wellen 25, 26 von den Strömungsgetrieben 16, 17 getrieben werden und das dritte
Rad 22 bzw. 27 des ursprünglichen Dreierblocks die Kardanwellen treibt.
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Während bei den bisherigen Beispielen die beiden Strömungsgetriebe
16,17 nebeneinander angeordnet waren, zeigt das letzte Beispiel von Fig. 13 und
14 eine Anordnung, bei der von einem nicht dargestellten Motor gegebenenfalls über
ein gleichfalls nicht dargestelltes Strömungsgetriebe ein Ausgleichsgetriebe (Differentialgetriebe
53) angetrieben wird, dessen beide achsgleichen Antriebswellen 54, 55 die Antriebsglieder
im Sinne der Erfindung bilden. Im Gegensatz zu dem bisherigen Beispiel sind die
Zahnradblocks auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Ausgleichsgetriebes 53 vorgesehen.
In ähnlicher Weise wie beim ersten Beispiel gehen die Kardanwellen 32 und 35 von
den beiden parallelen Wellen 25 und 26 aus, auf denen die Zahnradpaare 23, 24 und
28, 29 lose drehbar sitzen. Dazwischen befinden sich, mit den Wellen 25, 26 drehfest,
aber verschiebbar verbunden, die Kupplungsmuffen 30 und 31. Damit ein doppelter
Eingriff der Zahnräder 23, 24 bzw. 28, 29 mit dem auf der Welle 54 bzw. 55 sitzenden
Zahnrad 22, 27 ausgeschlossen wird, sind die Räder 24, 29 um eine Zahnhöhe größer
als die Räder 23, 28.
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Zum Schluß seien die günstigen Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes
nochmals herausgestellt: Abgesehen von den fest auf ihren Wellen sitzenden Kegelradgetrieben
33, 36 werden nur Stirnräder verwendet. Um zwei Achsen einzeln, also unabhängig
voneinander, vor- und rückwärts anzutreiben, werden nur sechs Stirnräder gebraucht.
Bei zwei für Vor- und Rückwärtsfahrt benutzbaren
Gängen erhöht sich
die Zahnräderzahl nur auf zehn. Vorder- und Hinterachse einschließlich der auf ihnen
gelagerten Kegelradgetriebe stimmen in ihrem Aufbau vollständig überein, so daß
für beide Achsen gleiche Bauteile verwendet werden können. Auch die Strömungsgetriebe
sind gleich und gegeneinander austauschbar. Leichter Ausbau der Getriebe von unten
her ist gewährleistet. Wenn ein Strömungsgetriebe aus irgendwelchen Gründen ausfällt,
kann das Fahrzeug mit dem anderen Getriebe noch in beiden Richtungen fahren. Das
für die als Strömungsgetriebe ausgebildeten Antriebsglieder Gesagte gilt sinngemäß
für Dampfturbinen oder jedes andere in der Drehrichtung nicht umsteuerbare Antriebsglied.