DE420665C - Wechselgetriebe - Google Patents

Description

• Wechselgetriebe. Gegenstand der Erfindung ist ein mit Hilfe von Elektromagnetkupplungen bewegtes Wechselgetriebe, das hauptsächlich für den Antrieb von Lokomotiven mit Dieselmotoren bestimmt ist, aber natürlich auch auf anderen Gebieten Anwendung finden kann, wo es darauf ankommt, eine nicht ohne weiteres unter Last anlaufende oder in der Drehzahl nicht oder nur schwierig regelbare Kraftmaschine mit einer Welle zu kuppeln, deren Drehzahl in weiten Grenzen geändert werden soll.
• Das neue Getriebe besteht in an sich bekannter Weise aus zwei nebeneinandergelagerten Wellen, von denen die eine, z. B. die treibende Welle, eine Anzahl loser Zahnräder verschiedener Größe trägt, die mit auf der anderen, der getriebenen Welle, festsitzenden Zahnrädern dauernd in Eingriff stehen. I#Teben jedem losen Zahnrade ist eine Elektromagnetkupplungvorgesehen, bei derenEinschaltung das betreffende Zahnrad mit der treibenden Welle fest verbunden wird, so daß die Kraftübertragung durch Vermittlung des betreffenden Zahnräderpaares auf die anzutreibende Welle erfolgt. Bei Verwendung eines solchen Getriebes .für die oben angedeuteten Zwecke treten nun sowohl beim erstmaligen Einrücken wie auch beim Umschalten auf andere Geschwindigkeiten infolge der zu beschleunigenden großen Massen sehr starke Stöße auf, die von den den Wechselzahnrädern zugeordneten Einzelkupplungen nicht ohne weiteres aufgenommen werden können. Diese Kupplungen müssen nämlich sehr gedrängt gebaut werden, damit das Getriebegehäuse, in das sie zusammen mit dem eigentlichen Wechselgetriebe eingebaut sind, keine zu große Abmessungen erhält. Iin übrigen sind die Einzelkupplungen eben wegen des Einbaues in das Getriebegehäuse sehr schwer zugänglich, so daß eine Auswechslung der Reibungsteile der Kupplung praktisch nicht in Frage kommt. Es muß deshalb dafür gesorgt werden, daß eine Abnutzung der Reibungsflächen im Betriebe nach Möglichkeit vermieden wird. Schließlich macht es auch wegen der gedrängten Bauart der einzelnen Kupplungen große Schwierigkeiten, diese Kupplungen in bezug auf das zu übertragende Höchstdrehmoment regelbar zu machen.
• Alle diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß in die Antriebswelle des Getriebes eine besondere, leicht regelbar ausgeführte Elektromagnetkupplung eingebaut ist, wobei durch Anordnung einer selbsttätig wirkenden Vorrichtung dafür gesorgt ist, daß beim Einrücken der Einzelkupplungen, wenn also das von der Antriebsmaschine zu leistende Drehmoment plötzlich stark ansteigt, nicht die betreffende Einzelkupplung, sondern die Hauptkupplung nachgibt. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man im Augenblicke des Einrückens der Einzelkupplungen den Erregerstrom der Hauptkupplung durch Vorschalten eines entsprechenden Widerstandes schwächt. Es tritt dann bei jedem Geschwindigkeitswechsel ein Gleiten an der Hauptkupplung ein, wodurch starke Stöße von der Kraftmaschine abgehalten «,-erden. Die Hauptkupplung ist im Gegensatze zu den als Lamellenkupplung ausgebildeten Nebenkupplung zweckmäßig als Zweiflächenreibungskupplung ausgebildet, die sich durch Veränderung der Erregerstromstärke leicht regeln läßt. Im übrigen macht auch bei der leicht z iinglichen Hauptkupplung ein Auswechseln ug.
• der etwa infolge des häufigen Gleitens abgenutzten Reibflächen keine Schwierigkeiten. Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht. Das in üblicher Weise in ein vollständig geschlossenes Gehäuse i eingebaute Getriebe besteht aus der treibenden Welle 2 mit den lose auf ihr drehbaren und in gewissen Grenzen auch in achsialer Richtung verschiebbaren Zahnrädern 3, 4, 5, 6 und den zugehörigen Elektromagnetkupplungen 7, 8, 9, io. Die letzteren sind als Lamellenkupphingen ausgebildet, etwa in der Weise, daß die Nabenteile der Zahnräder 3, 4, 5 und 6 die Anker der betreffenden Magnete bilden, so daß beim Einschalten des Erregerstromes die Zahnräder von den Magneten angezogen und infolge des Reibungseingriffs zwischen den Lamellen mit den Magnetkörpern und dadurch auch mit der mit den letzteren starr verbundenen Welle 2 gekuppelt werden. Die Zahnräder 3, 4, 5 und 6 stehen mit auf der getriebenen Welle i r festsitzenden Zahnrädern 12, 13, 14, 15 dauernd in Eingriff. Das ganze Getriebe ist in dem Gehäuse r eingeschlossen. und das Gehäuse selbst einerseits zur Schmierung der zusammenwirkenden Teile, anderseits zur besseren Kühlung in bekannter Weise mit Öl gefüllt. Zur besseren Ableitung der Reibungswärme kann das Gehäuse außen mit Kühlrippen ausgestattet sein. Bei 16 sind Schleifringe angedeutet, mittels deren den Magnetwicklungen der Einzelkupplungen der Erregerstrom zugeführt wird. Die Zuführung ist auf der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Außerhalb des Getriebegehäuses sitzt auf der Welle 2 ein Scheibenkörper 17, an dem mittels unter Federdruck stehender Bolzen 18 die Ankerscheibe i9 der Hauptkupplung 2o geführt ist, derart, daß der Anker, der gegenüber der Welle 2 durch einen Gleitring 2I abgestützt ist, sich in der Achsrichtung entgegen der Wirkung der Federn 22 um ein gewisses Maß verschieben, dagegen sich gegenüber der Welle 2 nicht drehen kann. Die Scheibe i 9 bildet den Anker für den auf der Welle 23 der betreffenden Kraftmaschine festsitzenden Magnetkörper -24:- Der Magnetwicklung 25 wird der Erregerstrom durch Vermittlung der Schleifringe 26 von einer Stromquelle 27 aus zugeführt. Ein Reibring 28 vermittelt den Reibungseingriff zwischen dem Anker i 9 und dem Magnetkörper 24.
• In der linken unteren Ecke der Zeichnung ist in schematischer Weise eine Vorrichtung 29 dargestellt, mit der die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen des Getriebes eingeschaltet werden. Die um eine mittlere Achse 31 drehbare Scheibe 30 trägt auf der Unterseite einen in einzelne Stufen unterteilten Vorschaltwiderstand 32. Über den Kontakten dieses Widerstandes ist ein Schalthebel 33 drehbar, der mit dem einen der Schleifringe 26 der Hauptkupplung durch eine Leitung 34 elektrisch verbunden ist. Der andere Schleifring steht unmittelbar mit dem einen Pol der Stromquelle 27 in Verbindung, während der andere Pol durch eine Leitung 33 an das eine Ende des Vorschaltwiderstandes 32 angeschlossen ist. Der Schalthebel 33 kann mit einem weiteren Kontaktstück 36 über eine Reihe von Kontakten 37 schleifen, die je mit dem einen Ende der Magnetwicklungen der Einzelkupplungen 7, 8, 9 und io in Verbindung stehen. Die anderen Enden dieser Wicklungen sind durch die Leitungen 38 mit dem einen Pol einer Stromquelle 39 verbunden, deren anderer Pol durch die Leitung 3¢ mit dem Schalthebel 33 in Verbindung steht. Der letztere ist unabhängig von der Scheibe 3o drehbar. Er steht mit ihr aber durch eine Feder 4.o in Verbindung, derart, daß beim Drehen des Hebels 33 in der Pfeilrichtung die Scheibe 30 unter Spannung der Feder .Io mitgenommen wird. Diese Mitnahme wird aber durch eine Flüssigkeitsbremse .[i verzögert. Die Kolbenstange dieser Flüssigkeitsbremse ist mit einer Zahnung versehen, die mit einem fest mit der Scheibe 30 verbundenen Zahnrade 42 in Eingriff steht.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Handelt es sich beispielsweise um den Antrieb einer Lokomotive mittels eines Dieselmotors, so läßt man diesen zunächst leer anlaufen. Darauf wird durch Einrücken des Erregerstromes der Hauptkupplung 2o, was gegebenenfalls allmählich unter Abschalten eines Vorschaltwiderstandes geschehen kann, zunächst die Welle 2 des Getriebes in Gang gesetzt, wobei die Zahnräder 3, 4., 5 und 6, die mit den Zahnrädern der getriebenen Welle 12 in Eingriff stehen, in Ruhe bleiben. Die entsprechende Stellung des Schalthebels 33 zeigt die Abbildung. Soll nunmehr das Getriebe eingerückt werden, so verschiebt man den Schalthebel 33 bis auf den ersten zu der Kupplung io gehörigen Kontakt 37. Die Scheibe 30 mit dem V orschaltwiderstande 32 kann dieser Bewegung wegen der Hemmung durch die Bremse 41 nicht sofort folgen. Es findet also eine Relativbewegung zwischen der Scheibe und dein Hebel 33 statt, was mit dein Einschalten des Widerstandes 32 in den Erregerstromkreis der Hauptkupplung gleichberleutend ist. Die Anzugskraft dieser Kupphing ist also, sobald der Hebel 33 den unteren der Kontakte 37 erreicht hat, womit die Einzelkupplung io eingeschaltet ist, entsprechend geschwächt, so daß bei dem Stoß, der beim Ansprechen der Kupplung io auftritt, nicht diese, sondern die Hauptkupplung gleitet, bis sich die Drehzahl der angetriebenen Welle i i allmählich erhöht hat. In dem Maße, wie dies geschieht, eilt die Scheibe 30 mit dein Vorschaltwiderstande 32 dein Schalthebel 33 nach, so daß nach einer gewissen Zeit der erste Kontakt des Widerstandes 32 mit dem Schaltarm 33 wieder in Berührung korniot, womit der Widerstand 32 aus dem Erregerstromkreis ausgeschaltet ist, so daß die Anzugskraft des Magneten der Hauptkupplung 22 und damit das von dieser maximal übertragbare Drehmoment wieder- das normale wird. In entsprechender Weise vollzieht sich das Einrücken der weiteren Geschwindigkeitsstufen. Jedesmal wird beim Einrücken der betreffenden Kupplung die Anzugskraft der Hauptkupplung geschwächt, so daß die Stöße von dieser aufgefangen werden.
• Die zwangläufige Abhängigkeit der Schwächung der Anzugskraft der Hauptkupplung vom Einrücken der Einzelkupplungen kann natürlich auch in anderer als der beschriebenen Weise erreicht werden. Beispielsweise kann man das Ausschalten des Vorschaltwiderstandes 32 etwa unter Verwendung eines Zentrifugalreglers von der Geschwindigkeit der getriebenen Welle abhängig machen. Es ist auch nicht unbedingt nötig, daß diese Abhängigkeit eine zwangläufige ist. Man kann es vielmehr auch dem Maschinisten überlassen, die Anzugskraft der Hauptkupplung mit -der der jeweils einzurückenden Einzelkupplung in Einklang zu bringen. Die als Batterien dargestellten Stromquellen 27 und 39 können natürlich auch vereinigt werden.
• Bemerkt sei noch, daß die Einzelkupplungen auch auf der getriebenen Welle sitz: n können und daß die beschriebene Einrichtung auch bei einem Wendegetriebe Anwendung finden oder mit einem solchen vereinigt werden kann.

Claims (2)

1. PATE NT-ANSPRÜCHR: i. Wechselgetriebe mit den einzelnen Wechselrädern zugeordneten Elektrcmagnetkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einzelkupplungen tragenden treibenden Welle (2) eine ebenfalls elektromagnetisch bewegte Hauptkupplung (i9, 2o) vorgeschaltet ist, deren Höchstdrehmoment beim Einrücken der Einzelkupplungen kleiner ist als das der betreffenden Einzelkupplung, so daß beim Geschwindigkeitswechsel ein Gleiten nur an der Hauptkupplung auftritt.
2. 2. Wechselgetriebe nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einrücken jeder der Einzelkupplungen selbsttätig ein Widerstand vor die Magnetwicklung der Hauptkupplung geschaltet wird, wodurch deren Anzugskraft unter <las normal zu übertragende Maximaldrehmoment verringert wird.