DE673831C - Hydraulische Kraftuebertragung - Google Patents

Description

Hydraulische Kraftübertragungen zwischen Antrieb smasdhinenwelle und angetriebener Welle sind bei Fahrzeugen in mannigfacher Ausführung bekannt. Bei Schienenfahrzeugen S ist es erwünscht, auch dann, wenn die hydraulische Kraftübertragung, soweit sie zur Momentwandlung dient, nicht eingeschaltet ist und wenn die Antriebsmaschine unter Umgehung des hydraulischen Momentwandlers auf die getriebene Welle arbeitet, diese Verbindung möglichst elastisch zu machen, um die Übertragung der von den Schienen kommenden Stöße auf die Antriebsmaschine zu vermeiden, was durch Einschaltung der hydraulischen Kupplung erreicht wird.

Solche hydraulische Kraf tuber tr agungsarten, insbesondere auch für Schienenfahrzeuge, bei denen mehrere hydraulische Übertragungseinrichtungien vorhanden sind, die teils als hydraulische Kupplung und teils als hydraulischer Momentwandler arbeiten, sind bekannt. Bei ihnen wird jedoch so verfahren, daß die jeweils eingeschaltete hydraulische Übertragungseinrichtung aufgefüllt wird mit dem Flüssigkeitsinhalt der alsdann aus der Übertragung ausgeschalteten hydraulischen Übertragungseinrichtung.

Diese Ein- und Ausschaltung hydraulischer Übertragungseinrichtungen durch Füllung und Entleerung hat Nachteile, deren Beseitigung Zweck der Erfindung ist. Einerseits beansprucht die Füllung und Entleerung einer hydraulischen Übertragungseinrichtung eine gewisse, wenn auch kurze Zeit, und das reicht bei vielen Betriebsbedingungen, z. B. beim Befahren einer Strecke auf der Steigung, aus, um die Zugkraftkurve sofort und steil abfallen zu lassen. Weiter hat die jeweilige Füllung und Entleerung der hydraulischen Übertragungseinrichtung noch den Nachteil, daß das Eindringen von Luft in die Füllung auf die Dauer !unvermeidbar ist, wodurch in den hydraulischen Übertragungseinrichtungen Kavitationserscheinungen und Schaumbildung bei Erhöhung der Wärme des Flüssigkeitsinhaltes auftreten können, was den Wirkungsgrad der Kraftübertragung beeinträchtigt.

Die Erfindung beseitigt diese Mängel dadurch, daß bei einer, hydraulischen Kraft-Übertragung zwischen einer Kraftmaschine und der von ihr angetriebenen Welle bei einem Schienenfahrzeug mit zwei hydraulischenKraftübertragungseinrichtungen, zwischen deren

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

AIf Lysholm in Stockholm und Fred Homey in Norrviken, Schweden,

Läufern keine starre Verbindung besteht und von denen die eine als hydraulischer Momentwandler mit feststehendem Gehäuse, die andere als hydraulische Kupplung ausgebildet ist, die beidein Kraftübertragungseinrichtungen ständig mit Flüssigkeit gefüllt und jederzeit wahlweise durch mechanische Kupplungen mit der getriebenen Welle kuppelbar sind.

ίο Wie weiter unten beschrieben wird, ergibt eine solche Anordnung verhältnismäßig einfache Bauarten, vor allen Dingen aber gewährleistet sie eine ständige Bereitschaft der in die Übertragung einzuschaltenden hydraulischen Übertragungseinrichtungen. Die Umkupplung von der einen zur anderen Übertragungseinrichtung, z. B. vom hydraulischen Momentwandler auf die hydraulische Kupplung, kann augenblicklich erfolgen. Außerdem aber sind die ständig flüssigkeitsgefüllten hydraulischen Einrichtungen mit Sicherheit gasfnei zu halten, so daß die Nachteile des Füllens und Entleerens und dieses selbst vermieden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

In einem aus den Teilen i, 2, 3, 4 bestehenden gemeinsamen Gehäuse ist die hydraulische Kraftübertragungseinrichtung untergebracht. Die treibende Welle 5 ist fest mit der Gehäusehälfte 6 einer hydraulischen Kupplung verbunden. Diese. Gehäusehälfte 6 enthält die fest eingebauten Pumpenschaufeln/ der hydraulischen Kupplung. Die andere Gehäusehälfte 8 trägt leine Reibungskupplung. In der Nähe der Gehäusehälfte 6 ist in einem Kugellager 9 eine Innenwelle ι ο gelagert, auf der der Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupplung festgekeilt ist. Auf der gleichen Welle ist eine Kupplungsscheibe 12 aufgekeilt, mit deren Hilfe beim Einrücken der Kupplung 23 demnach die Welle 10 fest mit der Gehäusehälfte 8 verbunden werden -. kann. Die Irmenwelle 10 ist ebenfalls mittels Kugellagers 14 in der getriebenen Welle 15 gelagert und trägt in der Nähe dieses Lagers die eine Hälfte einer Lamellenkupplung 16. Im Gehäuseteil ist mittels Kugellagers 17 in einer an den Gehäuseteil 1 angeflanschten Büchse 18 und in einem weiteren Wälzlager, z. B. einem Nadellagier 19, die Hohlwelle 20 des Pumpenrades 21 eines hydraulischen Momentwandlers gelagert. M freien Ende trägt die Hohlwelle eine Kupplungsscheibe 22, mit deren Hilfe der Pumpenläufer 21 des hydraulischen Momentwandlers bei Einschaltung der Kupplung 23 mit dem Gehäuseteil 8 und damit mit der Innenwelle 10 verbunden werden ' kann. In dem Gehäuseteil 3 des hydraulischen Momentwandlers -ist mittels Kugellagers 24 die Hohlwelle 25 des Turbinenläufers 26 gelagert.

Die Lagerung der Hohlwelle 25 erfolgt weiter mittels zweier Kugellager 27, 28 in einer mit der getriebenen Welle 1S fest verbundenen Kupplungsbüchse 29, die an ihrem inne-' ren Umfange die andere Hälfte der Lamellenkupplung 16 trägt. .

Die Leitschaufeln des hydraulischen Momentwandlers, welche in diesem Gehäuse 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, welcher die getriebene Welle darstellt, mittels Kugellagers 35 im Gehäuse 4 gelagert ist, wobei der Abschluß durch einen dichtenden Enddeckel 36 erfolgt.

Bei dem außerhalb des Gehäuseteils 3 liegenden Teil der hohlen Turbinenläuferwelle 25 ist der Innenring 37 eines Freilaufgesperres angeordnet, der mittels der Freilaufsperrkörper, z.B. Walzen38, in beliebiger bekannter Weise eine Kupplung mit der Kupplungshülse 29 herbeizuführen vermag.

Die Kupplungsscheiben 12 und 22 sind mit den ihnen zugeordneten Kupplungskränzen 39 und 40 nicht fest verbunden, sondern verschiebbar, indem nämlich die Naben 41, 42 der Kupplungskränze 39, 40 durch Randkeile 43 mit den Kupplungsscheiben 12 bzw. 22 derart verbunden sind, daß die Naben 4.1, 42 sich in axialer Richtung auf dem Umfang der Scheiben 12 bzw. 22 bewegen können.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist die Kupplung 23 gelöst. Die Kupplungskränze 39, 40 liegen frei. Die Kraftübertragung erfolgt in diesem Falle von der treibenden Welle 5 über die hydraulische Kupplung und die mit ihr fest verbundene Innenwelle 10, die in diesem Falle durch die Lamellen- ioo kupplung 16 mit der Kupplungshülse 29 und damit mit der getriebenen Welle 15 verbunden ist. Die Kraftmaschine arbeitet also unter Zwischenschaltung der hydraulischen Kupplung direkt auf die getriebene Welle; der hydraulische Momentwandler ist in diesem 'Falle stillgesetzt, da sein Pumpenläufer von der Kupplung 23 frei ist und andererseits der Turbinenläufer 26 durch die Wirkung des Freilaufes von der Kupplungshulse.no 29 abgeschaltet ist. -

Wird jetzt die Kupplung 23 eingerückt, so wird einerseits die . Innenwelle 10 und andererseits 'die Pumpenläuferwelle 20 des hydraulischen Getriebes mit der treibenden Welle gekuppelt. Der auf der Welle 10 aufgekeilte Turbinenläufer i 1 der hydraulischen Kupplung ist somit ebenfalls fest mit der treibenden Welle verbunden und damit die hydraulische Kupplung als solche ausgeschaltet. Die Kraftübertragung erfolgt'nunmehr über das hydraulische Getriebe, des-

sen Turbinenläufer (Hohlwelle 25) nach Lösung der Lamellenkupplung 16 über den Freilauf 37, 38 mit der Kupplungshälfte 29 und damit mit der getriebenen Welle verbunden ist.

Sowohl die hydraulische Kupplung als auch der hydraulische Momentwandler sind stets mit Flüssigkeit gefüllt. Ein Entleeren und Füllen dieser hydraulischen Übertragungselemente kommt also niemals in Betracht. Dadurch wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß sowohl die hydraulische Kupplung als auch der Momentwandler in jedem Augenblick einsatzbereit sind, so daß durch einfaches Schließen oder Öffnen der beiden Kupplungen 23 'und 16, die natürlich in bekannter Weise kinematisch miteinander gekuppelt sein können, um durch eine einzige Steuerbewegung geschaltet werden zu können,

ao fast augenblicklich der Momentwandler gegen die hydraulische Kupplung oder umgekehrt gegeneinander als hydraulische Übertragungselemente ausgetauscht werden können. Der Übergang vom Betriebe mit Übersetzung mittels Momentwandlers auf den unmittelbaren Antrieb unter Zwischenschaltung der hydraulischen Kupplung kann also augenblicklich und vollkommen stoßfrei erfolgen. In jedem Betriebsfalle aber liegt zwischen der treibenden und der getriebenen Welle das elastische hydraulische Übertragungselement, wodurch die von der· Fahrbahn herrührenden Stöße und alle für die Antriebsmaschine unerwünschten Beanspruchungen der getriebenen Welle van der Antriebsmaschine elastisch fenngehalten werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist grundsätzlich ebenso aufgebaut wie das nach Fig. i, jedoch mit dem Unterschiede, daß neben dem Freilauf nur eine einzige mechanische Kupplung zum Umschalten der beiden hydraulischen Übertragungseinrichtungen erforderlich ist. Auf der treibenden Welle 5 sitzt ein Gehäuse 44, welches die hydraulische Kupplung einschließt, und auf der rechten offenen Seite eine Kupplung 45. Diese arbeiten zusammen mit zwei Kupplungskränzen 46, 47, die in gleicher Weise wie dies bezüglich Fig. ι heschriebein wurde, verbunden sind, einerseits mit der Nabe 48 der Gehäusehälfte 49 und andererseits mit einer Kupplungsscheibe 50, die auf der hohlen Welle 20 des Pumpenläufers 21 des Momentwandlers sitzt. Das aus den Hälften 49 und 51 bestehende Gehäuse der hydraulischen Kupplung ist im Kugellager 52 in der Nabe 53 des Außengehäuses 44 drehbar gelagert, die Innenwelle 10 ihrerseits ebenfalls mittels Kugellagers 54 in der Nabe der Gehäusehälftesi. Diese enthält die festen Pumpenschaufeln 7 der hydraulischen Kupplung, deren Turbinenläufer 11 auf dem linken Ende der Innenwelle 10 aufgekeilt ist. Die Lagerung der Läuferwellen des hydraulischen Momentwandlers ist die gleiche wie in Fig. 1, so daß auf deren Beschreibung im einzelnen an dieser Stelle verzichtet werden kann. Bemerkenswert ist jedoch der Unterschied, daß die in Fig. ι gezeigte " Lamellenkupplung fehlt und die Innenwelle 1.0 selbst die getriebene Welle darstellt und an ihrem rechten Ende durch Keilverbindung 55 fest mit der Rupplungshülse 29 verbunden ist, die ihrerseits, wie in Fig. ι dargestellt und oben beschrieben, mit der Turbinenläuferwelle 25 durch den Freilauf. 3 7, 38 verbunden werden kann.

Der in den Gehäusehälften 2 und 3 eingeschlossene hydraulische Momentwandler entspricht im übrigen vollkommen dem Wandler gemäß Fig. 1.

In der in Fig. 2 dargestellten Stellung ist die Kupplung 45 ausgeschaltet: In diesem Falle erfolgt überhaupt keine Kraftübertragung. Wird diese Kupplung nach links eingerückt, dann wird das Gehäuse der hydraulischen Kupplung mit der treibenden Welle 5 gekuppelt, und die Kraftübertragung erfolgt unmittelbar durch den Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupplung auf die in diesem Falle mit der getriebenen Welle zusammenfallende -Innenwelle 10. Wird die Kupplung 45 nach rechts leingerückt, dann hört die Verbindung zwischen der hydraulischen Kupplung und der treibenden Welle auf. Statt dessen wird jetzt der Pumpenläufer 21 des hydraulischen Momentwandlers mit der treibenden Welle verbunden, und die Kraftübertragung erfolgt über den hydraulischen Momentwandler, den Freilauf 37, 38, die Kupplungshülse 29 auf die Innenwelle 10. . In diesem Falle ist, wie gezeigt, nur eine Kupplung zur Umschaltung der beiden hydraulischen Übertragungselemente erforderlich. Da aber die getriebene Welle 10 mit dem Turbinenläufer 11 der hydraulischen Kupplung fest verbunden ist, so nimmt diese die hydraulische Kupplung mit, so daß diese im Leerlauf, ohne an der Kraftübertragung teilzunehmen, immer mitläuft, wenn der Momentwandler arbeitet.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im Grunde dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, jedoch mit dem Unterschiede, daß die mechanische Kupplung links vom hydraulischen Wandler und die hydraulische Kupplung rechts von diesem angeordnet ist, wobei zwischen die beiden hydraulischen Übertragungseinrichtungen ein von der getriebenen Welle, die in diesem Falle die Innenwelle 10 als Hohlwelle 29 umschließt, angetriebenes Zahnrädergetriebe zum Zwecke der Einschaltung verschiedener Zahnradüber-

Setzungen angeordnet ist. Zahnradgetriebe in Verbindung mit hydraulischen Getrieben sind an sich bekannt. In der in der Fig. 3 dargestellten Lage ist die mechanische Kupplung nach links eingeschaltet, die treibende Welle 5 ist also mit der InnenweEe 10 fest verbunden. Diese tneibt-das Pumpenrad/ der rechts liegenden hydraulischen Kupplung, deren die festen Turbinenschaufeln enthaltendes Gehäuse

ίο mit der die Zahnräder tragenden Welle 29 fest verbunden ist. Wird die Kupplung nach rechts umgelegt, dann wird der hydraulische Momentwandler eingeschaltet, und sein Turbinenläufer treibt über den Freilauf 37, 38 die getriebene Hohlwelle, auf der die Zahnräder sitzen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ao .1· Hydraulische Kraftübertragung zwischen Antriebsmaschine und angetriebener Welle bei Schienenfahrzeugen mit zwei hydraulischen Kraftübertragungseinrichtungen, zwischen deren Läufern keine starre Verbindung besteht und von denen die eine, in feststehendem Gehäuse angeordnet, nur als hydraulischer Momentwandler, die andere nur als hydraulische Kupplung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kraftübertragungseinrichtungen (Wandler 2, 3, 30, 34 und Kupplung 6, 7, 8, 11) ständig mit Flüssigkeit gefüllt und wahlweise durch mechanische Kupplung mit der Antriebs- bzw. Abtriebswelle kuppelbar sind.
2. 2. Hydraulische Kraftübertragung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbinenläufer (11) der hydraulischen Kupplung mit der Zwischenwelle (10) fest, der Turbinenläufer (26) des hydraulischen Momentwandlers mit der Abtriebswelle durch eine Freilaufkupplung (37, 38) verbunden ist.
3. 3. Hydraulische Kraftübertragung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kupplung (45 bis 47), die abwechselnd die Pumpenräder (7 bzw. 21) sowohl der hydraulischen Kupplung als auch des hydraulischen Momentwandlers mit der treibenden Welle (5) verbindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen