Kombinierter Zahnrad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges Die Erfindung betrifft einen kombinierten Zahn rad- und Adhäsionsantrieb eines Schienenfahrzeuges, bei dem das auf die Zahnstange arbeitende, auf einer Adhäsionsradachse gelagerte Triebzahnrad mittels einer Hohlwelle drehbar ist und von einem für beide Antriebsarten gemeinsamen Motor über ein zwischen dem in Fahrzeugmitte angeordneten Triebzahnrad und dem einen Ende der Adhäsionsradachse lie genden Eingangsvorgelege angetrieben wird, und bei dem ferner der die Radachse über ein Vorgelege mit gegenüber der Antriebsdrehzahl des Triebrades grö sserer Drehzahl antreibende Adhäsionsantrieb durch eine Reibungsvorrichtung ein- und auskuppelbar ist.
Zahnrad- und Adhäsionsantriebe dieser Art sind im allgemeinen unter der Voraussetzung brauchbar, dass die für eine bestimmte Motordrehzahl vorge schriebenen Fahrgeschwindigkeiten im Zahnstangen- und im Adhäsionsbetrieb nicht zu stark voneinander abweichen. Will man aber zwecks besserer betrieb licher Anpassung des Fahrzeuges an die Steigungs verhältnisse der zu befahrenden Strecke grössere Fahr- geschwindigkeitsunterschiede erreichen, so ist dies mit der vorbeschriebenen Antriebsanordnung aus baulichen Gründen nicht gut möglich.
Es ist ein kombinierter Zahnrad- und Adhäsions antrieb bekanntgeworden, bei dem ein Adhäsions antriebsvorgelege auf der dem Triebzahnradantrieb gegenüberliegenden Seite des Triebzahnrades ange ordnet ist. Dabei sind dieses Vorgelege und dieser Antrieb mit einer gemeinsamen, parallel zur Ad häsionsradachse am Triebzahnrad vorbei verlaufen den Vorgelegewelle über je ein Zahnradpaar mit ent sprechenden Übersetzungsverhältnissen gekuppelt. Diese Anordnungsweise bringt eine recht ungünstige Beeinflussung der Getriebeabmessungen und damit eine schwerfällige, viel Platz beanspruchende Bau- art mit sich.
Die genannte Vorgelegewelle kann näm lich wegen der im wesentlichen festliegenden Abmes sungen des Triebzahnrades nur in einem entspre chend grossen Mindestabstand von der Adhäsionsrad achse angeordnet werden, womit auch die auf der Vorgelegewelle angeordneten Ritzel zum Triebzahn radantrieb und zum Adhäsionsantriebsvorgelege mit ihrem Durchmesser bei der Wahrung eines üblichen Übersetzungsverhältnisses eine bestimmte Mindest grösse nicht überschreiten können. Dies wirkt sich wegen der Platzverhältnisse wiederum einschränkend auf den ausführbaren Übersetzungsbereich der Ge triebe aus.
Demgegenüber ist die Erfindung dadurch gekenn zeichnet, dass ein Adhäsionsantriebsvorgelege samt der erwähnten, zum Ein- und Ausschalten dieses Vor geleges dienenden Reibungsvorrichtung auf der dem Eingangsvorgelege abgekehrten Seite des Triebzahn rades angeordnet und ferner das ebenfalls auf der dem Eingangsvorgelege abgekehrten Seite des Trieb zahnrades auf der Adhäsionsradachse gelegene Ein gangszahnrad des Adhäsionsantriebsvorgeleges un mittelbar von der Hohlwelle des Triebzahnrades her antreibbar ist.
Ein solcher Antrieb des Adhäsionsantriebsvor geleges bietet den wesentlichen Vorteil, dass über haupt kein Antriebsorgan mehr aussen am Triebzahn rad vorbeigeführt zu werden braucht, so dass man beide Vorgelege ohne Rücksicht auf das Triebzahnrad optimal dimensionieren und dadurch zugleich wesent lich grössere Unterschiede zwischen der Adhäsions- und der Zahnradübersetzung erreichen kann.
1n der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. l einen horizontalen Mittelschnitt durch den Antriebsradsatz des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen solchen zum zweiten Ausführungs beispiel.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist das auf die Zahnstange arbeitende, in Fahrzeugmitte (Quermitte) angeordnete Triebzahnrad 1 mit der Hohlwelle 2 verkeilt und mittels dieser lose drehbar auf der Achse 3 eines Adhäsionsradsatzes eines Schienen fahrzeuges gelagert. Mit ihm sind zwei Bremstrom meln 4 verschraubt, auf welche z. B. zwei Brems bänder wirken.
Für den Antrieb des Triebzahnrades 1 ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter, im Fahrzeug unter gebrachter Motor, z. B. ein Elektromotor, vorge sehen. Er ist mit der Kardanwelle 5 verbunden und treibt das Triebzahnrad 1 über das im Gehäuse 6 gelagerte Kegelrad- und Stirnradvorgelege 7, 8, 9, 10 an. Das Gehäuse 6 liegt in dem Raum zwischen dem Triebzahnrad 1 und dem rechtsseitigen Adhä sionsrad 3a. Es ist aussenseitig auf der Achse 3, innen- seitig auf der Hohlwelle 2 gelagert und durch eine Stütze 11 mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.
Das Vorgelege zum Adhäsionsantrieb befindet sich zwischen dem Triebzahnrad 1 und dem links seitigen Adhäsionsrad 3b. Dessen Gehäuse 13 ist ebenfalls aussenseitig auf der Achse 3, innenseitig auf der Hohlwelle 2 gelagert und durch eine Stütze 14 am Fahrzeugrahmen aufgehängt. Mit der Vorgelege welle 15 sind die Ritzel 16 und 17 der beiden Stirn radpaare verkeilt. Das Sekundärrad 19 des zweiten Paares ist mit der Achse 3 verkeilt, während das grosse Zahnrad 18 des ersten Paares mit einer Rei bungskupplung versehen ist. Hiezu ist das Zahnrad 18 hohl ausgebildet. Seine Seitenwände bilden die äusseren, gerillten Kupplungsscheiben und sind auf den Naben der inneren, axial verschieblichen Kupp lungsscheiben 20, 21 gelagert.
Diese Naben sind mittels Keilnutenprofils mit dem Ende der in das Vorgelege hinein verlängerten Hohlwelle 2 drehfest verbunden.
Zum Betätigen der Kupplung lässt der Fahrzeug führer durch einen nicht gezeichneten Steuerhahn Druckflüssigkeit in die Kanäle 22, 23, 24 und in den Druckzylinderraum 25 eintreten, worauf die inneren Kupplungsscheiben 20, 21 gegen die Seiten wände des Zahnrades 18 gedrückt werden und deren Mitnahme bewirken. Auf diese Weise wird auf Adhäsionsstrecken die Achse 3 von dem für beide Antriebsarten gemeinsamen Antriebsmotor ange trieben, und zwar mit einer Drehzahl, die grösser ist als die Antriebsdrehzahl des Rades 1. Dabei ist das erste Vorgelege 7-10 dem Adhäsionsvorgelege vorgeschaltet, und die Hohlwelle 2 des Triebzahn rades 1 dient als Verbindungsglied der beiden Vor gelege.
In diesem Zustand kann die die Trommeln 4 aufweisende Bremseinrichtung für das Triebzahnrad auch zur Bremsung der Adhäsionsräder benützt wer den. Das an den Bremstrommeln auftretende Dreh moment wird dann aber nicht wie beim Zahnrad antrieb über das Vorgelege 9/10, sondern direkt durch die Hohlwelle 2 in das Adhäsionsantriebsvor gelege geleitet.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die gute Raum ausnutzung der Getriebeanlage durch Verteilung über die ganze Breite des Radsatzes aus. Die aktiven Teile können damit reichlich bemessen werden, und das Ganze gewinnt an Zugänglichkeit. Eine weitere vor teilhafte Eigenschaft besteht darin, dass dank des Ein baues von zwei Zahnradpaaren im Adhäsionsantriebs vorgelege sich sehr grosse Untersetzungsunterschiede zwischen Zahnstangen- und Adhäsionsbetrieb zu stande bringen lassen. Dies ist z. B. für Bahnverhält nisse erwünscht, bei denen verhältnismässig flache Adhäsionsstrecken mit sehr steilen Zahnstangen strecken abwechseln.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausfüh rungsbeispiel sind das Triebzahnrad 1 und das Trieb zahnradvorgelege 7-10 gleich wie im ersten Aus führungsbeispiel ausgebildet, während das Adhäsions antriebsvorgelege als Umlaufgetriebe gebaut ist. Die ses besitzt ein als Planetenträger dienendes Gehäuse 27, das links auf der Achse 3, rechts auf der Hohl welle 2 frei drehbar gelagert und mit einer Band bremstrommel 28 versehen ist. Das primäre Sonnen rad 29 ist auf der Achse 3 gelagert und mitttels Klauen 30 mit dem linksseitigen Ende der Hohl welle 2 drehfest verbunden. In Eingriff mit dem Rad 29 sind die Planetenritzel 31 der drei in gleichen Abständen auf den Umfang verteilten, im Gehäuse 27 gelagerten Wellen 32.
Die ebenfalls mit den Wel len 32 verkeilten Sekundärritzel 33 sind im Ein griff mit dem Sekundärsonnenrad 34, das auf die Achse 3 aufgepresst ist.
Zum Kuppeln des Umlaufgetriebes zieht der Fahrzeugführer das Bremsband 35 an und setzt damit das Gehäuse 27 still. Die Adhäsionsradachse 3 ist dann wieder über das Triebzahnradvorgelege und die Hohlwelle 2 sowie über das Umlaufrädergetriebe mit dem gemeinsamen Antriebsmotor gekuppelt. Zum Anziehen der Bandbremse kann ein von Hand zu be- tätigendes Gestänge vorgesehen sein, oder es können Verstärkerorgane, wie z. B. die Bremsluftdruckanlage des Fahrzeuges oder auch von der Fahrzeugbatterie gespeiste Elektromagnete, zu Hilfe gezogen werden.
Die Bandtrommelbremse 28, 35 des Umlaufräder getriebes stellt eine Reibungsvorrichtung dar, die ein längeres Schleifen ohne gefährliche Erwärmungen zu lässt, was für die Einfahrt des Fahrzeuges von Adhäsionsstrecken in Zahnstangenabschnitte von Vorteil ist. Dank der Verwendung eines zweistufigen Rädersatzes im Planetengetriebe sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel grosse Untersetzungsverhältnisse möglich. An Stelle eines Triebzahnradvorgeleges, das für den Antrieb durch einen Längsmotor bestimmt ist, könnte z. B. auch ein solches für Quermotorantrieb verwendet werden.
Ferner könnte das Adhäsionsantriebs-Vorgelege mit mehr als nur einer kuppelbaren Zahnradstufe ausgerüstet sein, z. B. für den Fall der Verwendung einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor.
Combined gear and adhesion drive of a rail vehicle The invention relates to a combined gear and adhesion drive of a rail vehicle, in which the drive gear working on the rack and mounted on an adhesion wheel axle can be rotated by means of a hollow shaft and from a motor common to both types of drive via a between the The drive gear arranged in the center of the vehicle and the one end of the Adhäsionsradachse lying lowing input back gear is driven, and in which the wheel axle is also engaged and disengaged by a friction device via a back gear with a greater speed than the drive speed of the drive wheel.
Gear and adhesion drives of this type are generally useful provided that the driving speeds prescribed for a certain engine speed in rack and pinion and adhesion operation do not differ too much from one another. However, if you want to achieve greater driving speed differences for the purpose of better operational adaptation of the vehicle to the gradient of the route to be traveled, this is not possible with the drive arrangement described above for structural reasons.
It is a combined gear and adhesion drive has become known, in which an adhesion drive back gear is arranged on the side of the pinion opposite the pinion drive. This countershaft and this drive are coupled with a common, parallel to the Ad häsionsradachse on the drive gear over the countershaft via a pair of gearwheels with corresponding gear ratios. This type of arrangement has a very unfavorable influence on the dimensions of the gear unit and thus a cumbersome, space-consuming design.
Said countershaft can naim Lich due to the essentially fixed dimen solutions of the drive gear only in a correspondingly large minimum distance from the Adhäsionsrad axis are arranged, so that the pinion arranged on the countershaft to the drive gear and the Adhäsionsantriebsvorzüge with their diameter while maintaining a normal gear ratio cannot exceed a certain minimum size. Because of the space available, this in turn has a limiting effect on the gear ratio that can be carried out for the transmission.
In contrast, the invention is characterized in that an adhesion drive countershaft together with the mentioned friction device used to switch this pre-layes on and off is arranged on the side of the drive gear facing away from the input countershaft and also on the side of the drive gear facing away from the input countershaft Adhäsionsradachse located A gear of the Adhäsionsantriebsvorgangs un indirectly from the hollow shaft of the drive gear can be driven.
Such a drive of the Adhäsionsantriebsvor occases offers the essential advantage that no drive element at all needs to be passed outside of the drive gear, so that you can optimally dimension both back gears regardless of the drive gear and thereby at the same time significantly greater differences between the adhesion and the gear ratio can achieve.
In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. The figures show: FIG. 1 a horizontal central section through the drive wheel set of the first exemplary embodiment, FIG. 2 such an example for the second embodiment.
In the first embodiment, the working on the rack, in the center of the vehicle (transverse center) arranged drive gear 1 is wedged with the hollow shaft 2 and by means of this loosely rotatably mounted on the axis 3 of a Adhäsionsradsatzes of a rail vehicle. With him two Bremstrom meln 4 are screwed, on which z. B. act two brake bands.
To drive the drive gear 1 is a not shown in the drawing, placed in the vehicle under engine, z. B. an electric motor, see easily. It is connected to the cardan shaft 5 and drives the drive gear 1 via the bevel and spur gears 7, 8, 9, 10 mounted in the housing 6. The housing 6 is located in the space between the drive gear 1 and the right-hand Adhä sionsrad 3a. It is mounted on the outside on the axle 3, on the inside on the hollow shaft 2 and connected to the vehicle frame by a support 11.
The back gear for the adhesion drive is located between the drive gear 1 and the adhesion wheel 3b on the left. Its housing 13 is also mounted on the outside on the axle 3, on the inside on the hollow shaft 2 and suspended from the vehicle frame by a support 14. With the countershaft 15, the pinions 16 and 17 of the two end wheel pairs are wedged. The secondary wheel 19 of the second pair is keyed to the axis 3, while the large gear 18 of the first pair is provided with a friction clutch. For this purpose, the gear 18 is hollow. Its side walls form the outer, grooved clutch disks and are mounted on the hubs of the inner, axially displaceable clutch disks 20, 21.
These hubs are non-rotatably connected to the end of the hollow shaft 2 which is extended into the countershaft by means of a keyway profile.
To operate the clutch, the vehicle driver lets pressure fluid enter the channels 22, 23, 24 and the pressure cylinder chamber 25 through a control valve, not shown, whereupon the inner clutch disks 20, 21 are pressed against the side walls of the gear 18 and cause them to be entrained. In this way, the axis 3 is driven by the drive motor common to both types of drive on adhesion routes, at a speed that is greater than the drive speed of wheel 1. The first back gear 7-10 is upstream of the adhesion back gear, and the hollow shaft 2 of the pinion gear 1 serves as a link between the two before lay.
In this state, the braking device having the drums 4 for the drive gear can also be used to brake the adhesion wheels. The torque occurring on the brake drums is then not as with the gear drive via the back gear 9/10, but passed directly through the hollow shaft 2 in the Adhäsionsantriebsvor lay.
The good use of space in the transmission system is particularly advantageous because it is distributed over the entire width of the gear set. The active parts can thus be dimensioned amply, and the whole becomes more accessible. Another advantageous property is that thanks to the installation of two pairs of gears in the adhesion drive, very large differences in reduction ratios between rack and pinion operation can be achieved. This is e.g. B. for railway conditions nisse desired, in which relatively flat adhesion sections with very steep racks alternate.
In the second exemplary embodiment shown in Fig. 2, the drive gear 1 and the drive gear countershaft 7-10 are formed the same as in the first exemplary embodiment, while the adhesion drive countershaft is built as a planetary gear. The ses has a housing 27 serving as a planet carrier, which is freely rotatably mounted on the left on the axis 3 and on the right on the hollow shaft 2 and is provided with a brake drum 28 band. The primary sun wheel 29 is mounted on the axis 3 and rotatably connected by means of claws 30 to the left-hand end of the hollow shaft 2. The planetary pinions 31 of the three shafts 32, which are distributed at equal intervals over the circumference and mounted in the housing 27, are in engagement with the wheel 29.
The secondary pinion 33 also wedged with the Wel len 32 are in a grip with the secondary sun gear 34 which is pressed onto the axis 3.
To couple the epicyclic transmission, the vehicle driver pulls the brake band 35 and thus stops the housing 27. The adhesion wheel axle 3 is then again coupled to the common drive motor via the drive gear countershaft and the hollow shaft 2 and via the epicyclic gear train. To apply the band brake, a linkage that can be operated by hand can be provided, or amplifier organs, such as. B. the brake air pressure system of the vehicle or electromagnets fed by the vehicle battery can be used as an aid.
The belt drum brake 28, 35 of the epicyclic gears represents a friction device that allows longer grinding without dangerous heating, which is advantageous for the entry of the vehicle from adhesion sections in rack sections. Thanks to the use of a two-stage set of wheels in the planetary gear, large reduction ratios are also possible in this embodiment. Instead of a pinion countershaft, which is intended to be driven by a longitudinal motor, z. B. can also be used for transverse motor drive.
Furthermore, the adhesion drive back gear could be equipped with more than just one gear stage that can be coupled, e.g. B. in the case of using an internal combustion engine as the drive motor.