Hydraulische Kraftübertragangseinrichtung. Hydraulische Kraftübertragungseinrich- tungen zwischen einer Kraftmaschine und einem von ihr getriebenen Fahrzeug sind in mannigfacher Ausführung bekannt.
Bei Schienenfahrzeugen zum Beispiel ist es er wünscht, auch dann, wenn die hydraulische Kraftübertragungseinrichtung, soweit sie zur Momentwandlung dient, nicht eingeschaltet ist, bezw. wenn die Antriebsmaschine unter Umgehung des hydraulischen Momentwand- lers unmittelbar auf die getriebene Welle ar beitet, diese Zierbindung möglichst elastisch zu machen, um die Rückübertragung der Schienenstösse auf die Antriebsmaschine zu vermeiden.
Es sind bereits hydraulische Kraftüber- tragungseinrichtungen, insbesondere auch für Schienenfahrzeuge, vorgeschlagen worden, bei denen mehrere hydraulische Getriebe vorhanden sind, welche teils als hydraulische Kupplung und teils als hydraulischer Mo- mentwandler arbeiten. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art wurde jedoch so verfahren, dass dasjenige hydraulische Ge triebe, welches jeweils in die Übertragung eingesetzt wird, aufgefüllt wird aus dem Flüssigkeitsinhalt des alsdann an der Über tragung nicht teilnehmenden hydraulischen Getriebes.
Diese Ein- und Ausschaltung hydrau lischer Getriebe durch Füllung und Entlee rung hat gewisse Nachteile, deren Beseiti gung Zweck der Erfindung ist. Einerseits beansprucht die Füllung und Entleerung der hydraulischen Getriebe eine gewisse, wenn auch kurze Zeit, und das reicht bei vielen Betriebsbedingungen, zum Beispiel beim Be fahren einer Strecke auf einer Steigung, aus, um die Zugkraftkurve sofort und steil ab fallen zu lassen.
Weiter hat die Füllung und Entleerung der hydraulischen Getriebe noch den Nachteil, dass das Eindringen von Luft in die Füllung auf die Dauer unver meidbar ist, wodurch in den hydraulischen Getrieben Kavitationserscheinungen auftre ten können, die die Lebensdauer der Kraft übertragungseinricUtung beeinträchtigen.
Gemäss der Erfindung wird vorgeschla gen, für die hydraulische Kraftübertragung zwischen einer Kraftmaschine und einem von ihr getriebenen Fahrzeug mindestens zwei ständig mit Flüssigkeit gefüllte hydraulische Getriebe anzuordnen, von denen das eine als hydraulischer Momentwandler und das an dere als hydraulische Kupplung ausgebildet ist, das Ganze so, dass durch Einschaltung dieser Getriebe die Einrichtung auf verschie dene Betriebe eingestellt werden kann.
Wie weiter unten beschrieben wird, er gibt eine solche Anordnung verhältnismässig einfache Bauarten, vor allen Dingen aber gewährleistet sie eine ständige Bereitschaft der in die Übertragung einzuschaltenden hy draulischen Getriebe. Es ist möglich, dafür zu sorgen, dass die Umkupplung von dem einen Betrieb auf den andern momentan er folgen kann. Ausserdem aber sind die ständig flüssigkeitsgefüllten hydraulischen Getriebe mit Sicherheit gasfrei zu halten, so da.ss Schäden durch auftretende Kavitation ausge schlossen sind.
Vier verschiedene Ausführungsbeispiele von Kraftübertragungseinrichtungen gemäss der Erfindung sind in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt.
Gemäss Fig. 1 weist die Kraftübertra- gungseinrichtung ein aus den Teilen 1, 2, 3, 4 bestehendes gemeinsames Gehäuse fair die beweglichen Teile auf. 5 ist die treibende Welle, die fest mit der Gehäusehälfte 6 einer hydraulischen Kupplung verbunden ist. Diese Gehäusehälfte enthält die fest einge bauten Pumpenschaufeln 7. Die andere Ge häusehälfte 8 trägt Teile einer sie beherr schenden Reibungskupplung 23. In der Nabe der Gehäusehälfte 6 ist in einem Kugellager 9 eine Innenwelle 10 gelagert, auf der der Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupp lung festgekeilt ist.
Auf der gleichen Welle ist eine Kupplungsscheibe 12 aufgekeilt, mit deren Hilfe beim Einrücken der Kupplung 22 <B>3</B> die Welle 10 fest mit der Gehäusehälfte 8 verbunden werden kann. Die Innenwelle 10 ist ebenfalls mittels Kugellager 14 in der getriebenen Welle 15 gelagert und trägt in der Nähe dieses Lagers die eine Hälfte einer Lamellenkupplung 16.
Im Gehäuseteil 2 ist mittels Kugellager 17 und Rollenlager 19 in einer an den Gehäuseteil 2 angeflanschten Büchse 18 die Hohlwelle 20 des Pumpen rades 21 eines hydraulischen Momentwand- lers gelagert. Am freien Ende trägt die Hohlwelle eine Kupplungsscheibe 22, mit deren Hilfe der Pumpenläufer des hydrau lischen Momentwandlers bei Einschaltung der Kupplung 23 mit dem Gehäuseteil 8 und damit mit der treibenden Welle verbun den werden kann. In dem Gehäuseteil 3 des hydraulischen Momentwandlers ist mittels Kugellagers 24 die Hohlwelle 25 des Tur binenläufers 26 gelagert.
Die Lagerung der Hohlwelle 25 erfolgt weiter mittels zweier Kugellager 27, 28 in einer mit der getriebe nen Welle 15 fest verbundenen Kupplungs büchse 29, die an ihrem innern Umfange die andere Hälfte der Lamellenkupplung 16 trägt.
Die Leitschaufeln des hydraulischen Mo- mentwandlers, welche innerhalb seines Ge häuses fest angeordnet sind, sind mit 30, 31 bezeichnet, die Turbinenschaufeln mit 32, 33, 34.
Die Endlagerung des Getriebes erfolgt in der Weise, dass der Wellenstummel 15, wel cher die getriebene Welle darstellt, mittels Kugellagers 35 im Gehäuse 4 gelagert ist, wobei der Abschluss durch einen dichtenden Enddeckel 36 erfolgt.
Auf dem ausserhalb des Gehäuseteils 3 liegenden Teil der hohlen Turbinenläufer welle 25 ist der Innenring 37 eines Freilauf- gesperres angeordnet, der mittels der Frei laufsperrkörper, zum Beispiel Walzen 38, in beliebiger bekannter Weise eine Kupplung mit der Kupplungshülse 29 herbeizuführen vermag.
Die Kupplungsscheiben 12 und 22 sind mit den ihnen zugeordneten Kupplungskrän zen 39 und 40 nicht fest verbunden, sondern verschiebbar, indem nämlich die Naben 41 42 der Kupplungskränze 39, 40 durch Rund keile 43 mit den Kupplungsscheiben 12 bezw. 2 2 derart verbunden sind, dass die Nahen 41, 42 sich in axialer Richtung auf dem Umfang der Scheiben 12 bezw. 22 be wegen können.
In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist die Kupplung 23 gelöst. Die Kupplungs- hränze 39, 40 liegen frei. Die Kraftübertra gung erfolgt in diesem Falle von der trei benden Welle 5 über die hydraulische Kupp lung und die mit ihr fest verbundene Innen -welle 10, die in diesem Falle durch die La mellenkupplung 16 mit der Kupplungshülse 29 und damit mit der getriebenen Welle 15 verbunden ist.
Die Kraftmaschine arbeitet also unter Zwischenschaltung der hydrau lischen Kupplung direkt auf die getriebene Welle, der hydraulische Momentwandler ist in diesem Fall stillgesetzt, da sein Pumpen läufer 21 durch die Kupplung 23 und ander seits der Turbinenläufer 26 durch die Wir kung der Freilaufvorrichtung von der Kupp lungshülse 29 abgeschaltet ist.
\'Wird jetzt die Kupplung 23 eingerückt, so wird einerseits die Innenwelle 10 und an derseits die Pumpenläuferwelle 20 des Mo- mentwandlers mit der treibenden Welle ge kuppelt. Der auf der Welle 10 aufgekeilte Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupp lung ist somit ebenfalls fest mit der treiben den Welle verbunden und damit die hydrau lische Kupplung ausgeschaltet. Die Kraft übertragung erfolgt nunmehr über den hy draulischen Momentwandler, dessen getrie bene Läuferwelle 25 nach Lösung der La mellenhupplung 16 über die genannte Frei laufvorrichtung mit der Kupplungshülse 29 und damit mit der getriebenen Welle 15 ver bunden ist.
Sowohl die hydraulische Kupplung, als auch der hydraulische Momentwandler sind stets mit Flüssigkeit gefüllt. Ein Entleeren und Füllen dieser hydraulischen Getriebe kommt also niemals in Betracht. Dadurch wird der wesentliche Vorteil erreicht, dass sowohl die hydraulische Kupplung, als auch der Momentwandler in jedem Augenblick einsetzbereit sind, so da.ss durch einfache Be tätigung der beiden Kupplungen 23 und 16, die natürlich in bekannter Weise kinematisch miteinander gekuppelt sein können, um durch eine einzige Steuerbewegung betätigt werden zu können,
fast momentan der Mo- mentwandler gegen die hydraulische Kupp lung oder umgekehrt ausgetauscht werden kann. Der Übergang vom Betriebe mit Über setzung mittels Momentwandlers auf den di rekten Antrieb unter Zwischenschaltung der hydraulischen Kupplung kann also momen tan und vollkommen stossfrei erfolgen. In jedem Betriebsfalle aber liegt zwischen der treibenden und der getriebenen Welle ein elastisches hydraulisches Übertragungsele ment, wodurch die Schienenstösse und alle für die Antriebsmaschine unerwünschten Bean spruchungen der getriebenen Welle von der Antriebsmaschine elastisch fern gehalten werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist grundsätzlich ebenso aufgebaut wie das nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschiede, dass neben der Freilaufsvorrichtung nur eine einzige mechanische Kupplung zum Um schalten der beiden hydraulischen Getriebe erforderlich ist.
Auf der treibenden Welle 5 sitzt ein Gehäuse 44, welches die hydrau lische Kupplung einschliesst und auf der rechten offenen Seite ein Kupplungsorgan 9.5: Dieses arbeitet zusammen mit zwei Kupplungskränzen 46, 47, die in gleicher Weise mit ihrem Träger verbunden sind, wie dies bezüglich Fig. 1 beschrieben wurde; einerseits ist der Kranz 46 mit der Nabe 48 der Gehäusehälfte 49 und anderseits der Kranz 47 mit einer Kupplungsscheibe 50, die auf der hohlen Welle 20 des Pumpen läufers 21 des Momentwandlers sitzt, ver schiebbar verbunden. Das aus den Hälften 49 und 51 bestehende Gehäuse der hydrau lischen Kupplung ist im Kugellager 52 in der Nabe 53 des Aussengehäuses 44 drehbar gelagert, die Innenwelle 10 mittels Kugel lagers 54 in der Nabe der Gehäusehälfte 51.
Diese enthält die festen Pumpenschaufeln 7 der hydraulischen Kupplung, deren Tur binenläufer 11 auf dem linken Ende der Innenwelle 10 aufgekeilt ist. Die Lagerung der Wellen des hydraulischen Momentwand lers ist die gleiche wie in Fig. 1, so dass auf deren Beschreibung im einzelnen an dieser Stelle verzichtet -erden kann.
Bemerkens wert ist jedoch der Unterschied, dass die in F'ig. 1 gezeigte Lamellenkupplung fehlt und die Innenwelle 10 selbst die getriebene Welle darstellt und an ihrem rechten Ende durch Keilverbindung 55 fest mit der Kupplungs hülse 29 verbunden ist, die ihrerseits, wie in Fig. 1 dargestellt und oben beschrieben, mit der Turbinenläuferwelle 25 durch eine Frei laufvorrichtung verbunden werden kann.
Der in den Gehäusehälften 2 und 3 ein geschlossene hydraulische Momentwandler entspricht im übrigen vollkommen dem Wandler gemäss Fig. 1.
In der in Fig. 2 dargestellten .Stellung ist das Kupplungsorgan 45 ausgeschaltet. In diesem Falle erfolgt überhaupt keine Kraft übertragung. Wird dieses Kupplungsorgan nach links eingerückt, dann wird das Ge häuse der hydraulischen Kupplung mit der treibenden Welle 5 gekuppelt und die Kraft übertragung erfolgt unmittelbar durch den Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupp lung auf die in diesem Falle die getriebene Welle bildende Innenwelle 10. Wird das Kupplungsorgan 45 nach rechts eingerückt, dann hört die Verbindung zwischen der hy draulischen Kupplung und der treibenden Welle auf.
Stattdessen wird jetzt der Pum penläufer 21 des hydraulischen Moment- wandlers mit der treibenden Welle 21 ver bunden und die Kraftübertragung erfolgt über den hydraulischen Momentwandler, die Freilaufvorrichtung und die Kupplungs hülse 29 auf die Innenwelle 10.
In diesem Falle ist, wie gezeigt, nur eine Kupplung zur Umschaltung der beiden hydraulischen Getriebe erforderlich. Da aber die getriebene Welle 10 mit dem Turbinen läufer 11 der hydraulischen Kupplung fest verbunden ist, so nimmt diese die hydrau lische Kupplung mit, so dass diese im Leer- lauf, ohne an der Kraftübertragung teilzu nehmen, immer mitläuft, wenn der Moment- wandler arbeitet.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ent spricht im Prinzip dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, jedoch mit dem Unterschiede, dass die mechanische Kupplung links von der hydraulischen Kupplung und die hydrau lische Kupplung rechts vom Momentwandler angeordnet ist, wobei zwischen die beiden hydraulischen Getriebe ein von der getrie benen Welle, die in diesem Falle die Innen welle 10 als Hohlwelle 29 umschliesst, ange triebenes Zahnrädergetriebe zum Zwecke der Einschaltung verschiedener Zahnradüber setzungen angeordnet ist. In der in der Fig. 3 dargestellten Lage ist die mechanische Kupplung nach links eingeschaltet, die trei bende Welle 5 ist also mit der Innenwelle 10 fest verbunden.
Diese treibt das Pumpenrad 7 der rechts liegenden hydraulischen Kupp lung, deren die festen Turbinenschaufeln tragendes Gehäuse mit der die Zahnräder tragenden Welle 29 fest verbunden ist. Wird die Kupplung nach rechts umgelegt, dann wird der hydraulische Momentwandler ein geschaltet und sein Turbinenläufer treibt über die die Teile 37, 38 umfassende Frei laufvorrichtung die getriebene Hohlwelle. auf der die Zahnräder sitzen.
In F'ig. 4 ist eine Ausführungsform dar gestellt, bei welcher die hydraulische Kupp lung stets eingeschaltet ist. Die treibende Welle 5 ist hier direkt mit dem Pumpen läufer 7 der hydraulischen Kupplung ver bunden. Der Turbinenläufer 11 der Uydrau- lischen Kupplung bildet einen Teil des stets mitlaufenden Gehäuses 56, das in Kugel lagern 57, 58, 59 und 60 zwischen der An triebswelle 5 und dem feststehenden Ge häuseteil 61 gelagert ist und an der rechten Seite Teile einer mechanischen Kupplung 9.5, 46, 47 trägt.
In der dargestellten Lage ist die mecha nische Kupplung und damit die Kraftüber tragung ausgeschaltet. Wird die Kupplung nach links eingerückt, so erfolgt die Kraft übertragung von der treibenden Welle 5 über die hydraulische Kupplung, die mechanische Kupplung und die Kupplungsscheibe 62 auf die getriebene Welle 10. Wird die mecha nische Kupplung nach rechts eingeschaltet, so erfolgt die Kraftübertragung von der trei benden Welle 5 über die hydraulische Kupp lung, die mechanische Kupplung, die Kupp lungsscheibe 50, den hydraulischen Moment- wandler und das Freilaufgesperre auf die getriebene Welle 10.