NO125836B

NO125836B -

Info

Publication number: NO125836B
Application number: NO4125/70A
Authority: NO
Inventors: J Ekornes
Original assignee: Ekornes Fabrikker As J E
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1970-10-29
Publication date: 1972-11-13
Also published as: DE2153417B2; NL7114891A; DK127709B; DE2153417A1; US3773383A; NL174699C; DE2153417C3; SE363467B; GB1337058A; BE774713A; NL174699B

Description

Anordning ved mekanisk/hydraulisk kraftoverføringssystem for kjøretøy, særlig skinnekjøretøy. Device for mechanical/hydraulic power transmission systems for vehicles, especially rail vehicles.

Oppfinnelsen angår et mekanisk hydraulisk kraftoverføringssystem for kjøre-tøy, særlig skinnekjøretøy, med én eller flere drivaksler. The invention relates to a mechanical hydraulic power transmission system for vehicles, particularly rail vehicles, with one or more drive axles.

Der har allerede vært foreslått slike systemer med to drivaksler, hvor drivmaski-nens effekt tilføres de enkelte drivaksler over mekaniske utvekslinger og over et kardangakselsett som forløper i kjøretøyets lengderetning. Videre er det kjent at hver hydraulisk dreven drivaksel har minst to hydrauliske kretsløp, ved bestemte utfø-relsesf ormer også kjeglehjulutvekslinger, samt eventuelt også utvekslinger med sylindriske tannhjul. Sluttelig er det vanlig ved bygning av elektriske lokomotiver å anordne utvekslinger med sylindriske tannhjul umiddelbart foran drivakslene. Such systems with two drive shafts have already been proposed, where the power of the drive machine is supplied to the individual drive shafts via mechanical transmissions and via a cardan shaft set that runs in the longitudinal direction of the vehicle. Furthermore, it is known that each hydraulically driven drive shaft has at least two hydraulic circuits, in certain embodiments also bevel gears, and possibly also gears with cylindrical gears. Finally, it is common when building electric locomotives to arrange gears with cylindrical gears immediately in front of the drive shafts.

Disse kjente systemer har imidlertid forskjellige ulemper: Anordningen av kjeglehjulutvekslinger som siste overførings-trinn foran drivakselen er således for større effektverdier ikke lenger mulig på grunn av konstruktive vanskeligheter. Sitter ytterligere hydrauliske kretsløp f. eks. direkte på drivakslene, så blir den overførte effekt som funksjon av kretsløpenes profildiameter be-grenset av drivhjuldiameteren. However, these known systems have various disadvantages: The arrangement of bevel gears as the last transfer stage in front of the drive shaft is thus no longer possible for larger power values due to constructive difficulties. Are there additional hydraulic circuits, e.g. directly on the drive shafts, then the transmitted power as a function of the circuits' profile diameter is limited by the drive wheel diameter.

Ved et drivsystem som oppviser de In the case of a drive system that exhibits them

ovennevnte trekk, kan de nevnte vanskeligheter ifølge den foreliggende oppfinnelse avhjelpes ved at dreiemomentet fra det siste i kraftoverføringen liggende drevne tannhjul tilføres drivakselen over en fjær-og/eller leddkobling, samtidig som alle above-mentioned features, the aforementioned difficulties according to the present invention can be remedied by the torque from the last driven gear in the power transmission being supplied to the drive shaft via a spring and/or joint coupling, while all

overføringselementer for kraftoverføringen til drivakselen, fordelerutvekslingen even- transmission elements for the power transmission to the drive shaft, the distributor gear even

tuelt innbefattet, er lagret i en felles kapsel stivt festet i rammen eller boggien, så stillingen av det drivende kardangakselsett forblir uforandret når rammen eller boggien, så stillingen av det drivende kardangakselsett forblir uforandret når rammen eller boggien fjærer på drivakselen. tually included, is stored in a common capsule rigidly attached to the frame or bogie, so the position of the drive PTO shaft assembly remains unchanged when the frame or bogie, so the position of the drive PTO shaft assembly remains unchanged when the frame or bogie springs on the drive shaft.

Ved hjelp av den i og for seg kjente anordning av en fjær- og/eller leddkobling mellom et siste sylindrisk tannhjul og drivakselen er det mulig, istedenfor kjeglehjul-utvekslingen foran drivakselen, å anordne en tannhj ulutveksling med sylindriske tannhjul med den ytterligere følge at de hydrauliske kretsløp kan flyttes bort fra drivakselen i retning mot drivsiden, så kretsløpene, som nu får høye omdreinings-tall og dermed relativt små diametre, blir istand til å overføre et maksimum av effekt pr. drivaksel, samtidig som de ikke avfjærede masser på drivakslene er innskrenket til et minimum. By means of the per se known arrangement of a spring and/or joint connection between a last cylindrical gear and the drive shaft, it is possible, instead of the bevel gear exchange in front of the drive shaft, to arrange a gear exchange with cylindrical gears with the further consequence that the hydraulic circuits can be moved away from the drive shaft in the direction of the drive side, so the circuits, which now have high revolutions and thus relatively small diameters, are able to transmit a maximum of power per drive shaft, while the unsprung masses on the drive shafts are reduced to a minimum.

Ifølge enda et trekk ved oppfinnelsen kan effekten fra en hydraulisk dreven aksel på kjent måte ved hjelp av koblingsstenger overføres til ytterligere drivaksler, noe som byr på den fordel at den ellers vanlige blindakselutveksling med veivaksel faller bort, da drivakselen med drivhjulene og på disse festede veivtapper (i likhet med ut-førelser for damplokomotiver) virker som veivaksel. Derved får vedkommende driv-akselgruppe og dermed kjøretøyet minst mulig byggelengde så det blir mulig å kjøre i kurver med liten radius. According to yet another feature of the invention, the power from a hydraulically driven axle can be transferred in a known manner by means of connecting rods to additional drive axles, which offers the advantage that the otherwise usual blind axle exchange with a crankshaft is eliminated, as the drive axle with the drive wheels and crank pins attached to them (similar to versions for steam locomotives) acts as a crankshaft. Thereby, the respective drive-axle group and thus the vehicle get the smallest possible length, so it becomes possible to drive in curves with a small radius.

Kraftmaskinen som leverer driveffek-ten, kan f. eks. være en forbrenningskraft-maskin, en elektromotor, en damp- eller gassturbin. The power machine that supplies the drive power can, e.g. be an internal combustion engine, an electric motor, a steam or gas turbine.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli for-klart nærmere under henvisning til tegningen hvorav oppfinnelsens grunntanker fremgår. Beskrivelsen og tegningen an-skueliggjør flere måter å anordne utveks-lingsdelene på. Fig. 1 og la er innbygningsskisser til forklaring av oppfinnelsens prinsipp. Ne-dentil til høyre viser fig. la snitt. Fig. 2a til 2i anskueliggjør forskjellige konstruktive detaljer. The invention will be explained in more detail in the following with reference to the drawing from which the basic ideas of the invention appear. The description and drawing illustrate several ways of arranging the exchangeable parts. Fig. 1 and la are installation sketches to explain the principle of the invention. Ne-dental to the right shows fig. let cut. Fig. 2a to 2i illustrate various constructive details.

Kraftmaskinen, som ikke er vist på fig. 1, driver over kardangakselen 1 fordelerutvekslingen 2, som driver turboutvekslin-gene 4 over et sylindrisk tannhjul 2a og kardangakslene 3. The power machine, which is not shown in fig. 1, drives over the cardan shaft 1 the distributor gear 2, which drives the turbo gears 4 over a cylindrical gear wheel 2a and the cardan shafts 3.

Det drevne tannhjul 5 hos turboutveks-lingen 4 står i kraftoverførende forbindelse med drivakselen 8 over ledd- og/eller fjærkoblingen 26, som får å oppta de ved fjæ-ringen betingede relative bevegelser mellom drivakselen 8 og de deler som sitter i rammen eller boggien. Denne kobling skal over-føre det dreiemoment som tilføres fra tur-boutvekslingen 4, til drivakselen 8. The driven gear 5 of the turbo exchange 4 is in a power-transmitting connection with the drive shaft 8 via the joint and/or spring coupling 26, which is allowed to take up the relative movements caused by the suspension between the drive shaft 8 and the parts that sit in the frame or bogie. This coupling must transfer the torque supplied from the torque converter 4 to the drive shaft 8.

Fjær- resp. leddkoblingen mellom den avfjærede og den ikke avfjærede masse vil i henhold til oppfinnelsen være en BBC-fjærkobling, en gummiring-fjærkobling, en Sécheron-leddkobling, en fjærboks-kobling eller lignende. Ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å minske de ikke avfjærende masser på drivakslen i særlig sterk grad og forene turboutvekslin-gen med akselutvekslingen i en kapsel. På figurene 2a—2i er vist eksempler på anord-ninger som er utrustet med de nevtne kob-linger 26. Spring or the joint connection between the sprung and the unsprung mass will, according to the invention, be a BBC spring coupling, a rubber ring spring coupling, a Sécheron joint coupling, a spring box coupling or the like. With the aid of the device according to the invention, it is possible to reduce the non-sprung masses on the drive shaft to a particularly strong degree and combine the turbo exchange with the axle exchange in one capsule. Figures 2a-2i show examples of devices that are equipped with the aforementioned connectors 26.

Anordningene på fig. 2a—2i skiller seg fra hverandre bare med hensyn til utførel-sen av reverseringskoblingen og det nedvekslingssprang mellom dreiemoment-om-formerne som tjener til å øke startmomen-tene (trekkraften ved igangkjøring). Like konstruksjonselementer er forsynt med samme henvisningstall på alle figurer. The devices in fig. 2a-2i differ from each other only with regard to the design of the reversing clutch and the downshift step between the torque converters which serves to increase the starting torques (traction force at start-up). Identical construction elements are provided with the same reference numbers in all figures.

Reverseringen kan skje enten med mekaniske reverseringsdrev innkoblet efter de hydrauliske kretsløp, eller ved at der benyttes to kretsløpsystem som f. eks. er anordnet som vist på fig. 2a—2i, og som fylles med drivmediet (olje eller lignende) alt efter den forlangte kjøreretning. The reversal can take place either with mechanical reversing drives connected after the hydraulic circuits, or by using a two-circuit system such as, for example, is arranged as shown in fig. 2a—2i, and which is filled with the drive medium (oil or similar) depending on the required direction of travel.

På fig. 2a — 2d er vist utførelser med mekanisk reversering. På fig. 2a går kraftveien som på fig. 1 over kardangakslen 3, inngangsutvekslingen med sylindriske tannhjul 2a, de to kretsløp A, B, utvekslingen 13, bestående av tre koniske tannhjul med koblingsmuffe, samt det utgående ut-vekslingstrinn 5 med sylindriske tannhjul og med ledd- og/eller fjærkobling 26 til drivakselen 8. De to kretsløpene A, B er nedvekslet hydraulisk i forhold til hverandre. In fig. 2a — 2d show designs with mechanical reversal. In fig. 2a, the power path runs as in fig. 1 above the cardan shaft 3, the input transmission with cylindrical gears 2a, the two circuits A, B, the transmission 13, consisting of three conical gears with a coupling sleeve, as well as the output transmission stage 5 with cylindrical gears and with articulated and/or spring coupling 26 to the drive shaft 8. The two circuits A, B are hydraulically switched down in relation to each other.

Fig. 2b er analog med fig. 2a med den forskjell at der benyttes koniske tannhjul 2b for inngangsutvekslingen og sylindriske tannhjul 13b for reverseringsdrevet. Fig. 2c svarer til fig. 2a med den forskjell at der mellom kretsløpene i anordningen på fig. 2c er anordnet et mekanisk nedvekslingssprang, som ikke er betegnet nærmere. Forøvrig er også nu de tilsvarende deler forsynt med samme betegnelser som tidligere. Ved denne anordning er det mulig å benytte like kretsløp uten hydraulisk nedveksling. Fig. 2d svarer til fig. 2b, dog med den forskjell at der mellom de to kretsløp er anordnet et ekstra mekanisk nedvekslingssprang ved hjelp av utvekslingen 13c. Også her kan der benyttes like kretsløp uten gjensidig hydraulisk nedveksling. Fig. 2b is analogous to fig. 2a with the difference that conical gears 2b are used for the input gear and cylindrical gears 13b for the reversing drive. Fig. 2c corresponds to fig. 2a with the difference that between the circuits in the device in fig. 2c, a mechanical downshift step is provided, which is not specified further. Otherwise, the corresponding parts are also now provided with the same designations as before. With this device, it is possible to use the same circuit without a hydraulic downshift. Fig. 2d corresponds to fig. 2b, however with the difference that between the two circuits there is an extra mechanical downshift by means of the transmission 13c. Here, too, similar circuits can be used without mutual hydraulic reduction.

På fig. 2e — 2i er der vist utførelses-former med hydraulisk reversering. Som fig. 2e viser, går kraftveien over kardangakselen 3, inngangsutvekslingen med koniske tannhjul 20 samt kretsløpene A, B, resp. A', B'. De to kretsløpgrupper har samme dreieretning på den drivende og på den drevne side, og det sylindriske tannhjul 21 på den drevne side i kretsløpgrup-pe A, B virker som mellomhjul, hvorved muligheten for reversering er gitt. Kraftveien går videre over det sylindriske tannhjul 23 på utgangssiden og det siste ut-vekslingstrinn 5 med sylindriske tannhjul og over ledd- og/eller fjærkoblingen 26 til drivakselen 8. Transmisjonene A og B, resp. A', B' er nedvekslet hydraulisk i forhold til hverandre. In fig. 2e — 2i show embodiments with hydraulic reversal. As fig. 2e shows, the power path goes over the cardan shaft 3, the input gear with bevel gears 20 and the circuits A, B, resp. A', B'. The two circuit groups have the same direction of rotation on the driving and on the driven side, and the cylindrical gear 21 on the driven side in circuit group A, B acts as an intermediate wheel, whereby the possibility of reversal is provided. The power path continues over the cylindrical gear 23 on the output side and the last exchange stage 5 with cylindrical gears and over the joint and/or spring coupling 26 to the drive shaft 8. The transmissions A and B, resp. A', B' are reduced hydraulically in relation to each other.

Anordningen på fig. 2f svarer til den på fig. 2e med den forskjell at transmisjonsgruppene og de koniske tannhjul i inngangsutvekslingene 20b dreier seg inn-byrdes motsatt og kretsløpene A og B, resp. A' og B' er nedvekslet mekanisk i forhold til. hverandre. Driften er ført ut fra transmisjonene A og A' over hulaksler 24. Kraftveien forløper over delene 3, 20b, krets-løpene, delene 24, 23, det siste utvekslings-trinn 5 med sylindriske tannhjul samt fjær- og/eller leddkoblingen 26 til drivakselen 8. The device in fig. 2f corresponds to the one in fig. 2e with the difference that the transmission groups and the bevel gears in the input gears 20b rotate opposite each other and the circuits A and B, resp. A' and B' are switched down mechanically in relation to. each other. The operation is carried out from the transmissions A and A' via hollow shafts 24. The power path runs over the parts 3, 20b, the circuit runs, the parts 24, 23, the last exchange step 5 with cylindrical gears and the spring and/or joint coupling 26 to the drive shaft 8.

På fig. 2g går kraftveien fra inngangs-akselen 3 over de sylindriske tannhjul 20c med samme dreieretning og videre over transmisjonsgruppene. Kretsløpene A og In fig. 2g, the power path from the input shaft 3 goes over the cylindrical gears 20c with the same direction of rotation and further over the transmission groups. Circuits A and

B, resp. A' og B' er hydraulisk nedvekslet i B, resp. A' and B' are hydraulically reduced in

forhold til hverandre, og på utgangssiden relation to each other, and on the output side

går driften over kjeglehj ulene 25, utveks-lingstrinnet 5 med sylindriske tannhjul the operation goes over the bevel gears 25, the exchange stage 5 with cylindrical gears

samt ledd- og/eller fjærkoblingen 26 til as well as the joint and/or spring coupling 26 to

drivakselen 8.Reverseringen skjer ved valg-vis innkobling av kretsløpsgruppene hen-holdsvis A, B og A', B', idet kjeglehj ulene 25 vender dreieretningen på utgangssiden. the drive shaft 8. The reversal takes place by optional connection of the circuit groups A, B and A', B' respectively, with the bevel wheels 25 facing the direction of rotation on the output side.

Anordningen ifølge fig. 2h ligner den The device according to fig. 2h is similar to it

på fig. 2a og kraftveien går over utvekslingen 27, bestående av tre koniske tannhjul, on fig. 2a and the power line goes over interchange 27, consisting of three bevel gears,

som dog ikke har noen vendemuffe. Iste-den skjer reverseringen her ved skiftevis which, however, has no turning sleeve. Iste-den, the reversal here takes place alternately

innkobling av kretsløpgruppene henholds-vis A, B og A', B'. Kardangakselen 3a kan connection of the circuit groups respectively A, B and A', B'. The cardan shaft 3a can

være anordnet for eventuelt å overføre del-effekter efter utvekslingen 2d til andre be arranged to possibly transfer partial effects after the exchange 2d to others

hydrauliske utvekslinger. hydraulic exchanges.

Fig 2i svarer til fig. 2h, dog med den Fig 2i corresponds to fig. 2h, though with it

forskjell at det allerede nevnte mekaniske difference that the already mentioned mechanical

nedvekslingssprang mellom kretsløpene A, downshift jump between the circuits A,

B resp. A', B' er benyttet. B or A', B' are used.

I forbindelse med oppfinnelsen kan In connection with the invention,

der anvendes både hydrodynamiske og hy-drostatiske kretsløp. both hydrodynamic and hydrostatic circuits are used.

Claims

1. Device for mechanical/hydraulic power transmission system for vehicles, especially rail vehicles, but one or more drive shafts, where the power from the drive machine, which is allocated to a number of drive shafts, is supplied to any drive shafts via mechanical/hydraulic transmissions and via a cardan shaft set running in the longitudinal direction of the vehicle, and where each drive shaft has a transmission with cylindrical gears, at least two hydraulic circuits, bevel gears and possibly also further gears with cylindrical gears, and where the torque is supplied to the drive shaft (8) from the last gear in the direction of transmission via a spring and/or joint coupling (26), characterized in that all transmission elements from the drive machine to the drive shaft (8), a distributor gear (2) possibly included, is stored in a common capsule rigidly fixed in the frame or bogie, so the position of the drive PTO shaft set (3) remains unchanged when the frame or bogie springs on the drive shaft.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that part of the torque supplied to a drive shaft is transferred in a manner known per se by means of connecting rods to one or more further drive shafts stored in the same frame or bogie.