CH641101A5 - Drive of a rail power unit for optional rack mode and adhesion mode or adhesion mode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb eines Schienentriebfahrzeuges für wahlweisen Zahnnrad- und Adhäsionsbetrieb oder Adhäsionsbetrieb, mit einem Verzweigungsgetriebe, das eine variable Drehzahlaufteilung bei konstanter io Drehmomentaufteilung ermöglicht, und drei durch das Verzweigungsgetriebe miteinander verbundenen, aus Antriebsmotor und zwei Untersetzungsgetrieben bestehenden Antriebszweigen, wobei das eine Untersetzungsgetriebe einem zum Eingriff in eine Zahnstange bestimmten Trieb-15 zahnrad und das andere einer mit Adhäsionsrädern verbundenen Triebachse des Fahrzeuges zugeordnet ist. The invention relates to a drive of a rail locomotive for optional gear and adhesion operation or adhesion operation, with a branching gear that enables variable speed distribution with constant io torque distribution, and three drive branches that are connected to one another by the branching gear and consist of a drive motor and two reduction gears, one of which is a reduction gear a drive gear intended for engagement in a toothed rack and the other is assigned to a drive axle of the vehicle connected with adhesion wheels.

Ein solcher Antrieb ist z.B. in der CH-PS 587 738 offenbart. Der Antrieb hat jedoch den Nachteil, dass bei vermindertem Reibungskoeffizient zwischen Adhäsionsrad und 2o Schiene, z.B. wegen Eis, Laub, usw., die durch Adhäsion übertragbare Kraft abnimmt und sich damit zwangsläufig auch die auf die Zahnstange übertragbare Kraft im gleichen Verhältnis vermindert. Das Adhäsionsrad dreht dann durch bzw. schleudert und das Fahrzeug könnte sogar zum 25 Stillstand kommen. Such a drive is e.g. in CH-PS 587 738. However, the drive has the disadvantage that with a reduced coefficient of friction between the adhesive wheel and the 20 ° rail, e.g. because of ice, leaves, etc., which decreases the force that can be transmitted through adhesion and thus inevitably also reduces the force that can be transmitted to the rack in the same ratio. The adhesion wheel then spins or skid and the vehicle could even come to a standstill.

Bei reinen Adhäsionsfahrzeugen ist es zwar bekannt, den Beginn des Schleuderns durch Überwachungsmethoden zu erfassen, welche sich z.B. auf übermässige Winkelbe-schleunigung eines Adhäsionsrades, unterschiedliche Mo-30 torströme zweier Achsantriebe desselben Fahrzeuges, usw., beziehen können, und dann Gegenmassnahmen einzuleiten, wie Sandstreuen, Bremsen des schleudernden) Rades, usw. In the case of pure adhesion vehicles, it is known to detect the start of the skidding by monitoring methods, which are e.g. can relate to excessive angular acceleration of an adhesion wheel, different motor currents of two axle drives of the same vehicle, etc., and then initiate countermeasures, such as sand spreading, braking the slinging wheel, etc.

Solche Schleuderschutzeinrichtung sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. So müssen z.B. die ein-35 geleiten Gegenmassnahmen nach einer gewissen Zeitperiode wieder rückgängig gemacht werden, um festzustellen, ob der Reibungskoeffizient unterdessen wieder genügend ist. Tritt erneutes Schleudern ein, müssen auch die Gegenmassnahmen erneut ergriffen werden. Dies kann sich in 40 ungünstigen Fällen über längere Perioden dauernd wiederholen. However, such anti-skid devices have various disadvantages. For example, the countermeasures initiated can be reversed after a certain period of time in order to determine whether the coefficient of friction is again sufficient in the meantime. If spinning occurs again, the countermeasures must also be taken again. In 40 unfavorable cases, this can be repeated over longer periods.

Ferner muss der bei mangelnder Reibung entstehende Schlupf, d.h. in diesem Falle die Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit des Adhäsionsrades und der Fahr-45 geschwindigkeit, wobei die letztgenannte gleichbedeutend mit der Umfangsgeschwindigkeit des Triebzahnrades ist, normalerweise ziemlich erheblich sein, bis die Überwachungsgeräte ihn feststellen können. Alsdann braucht es eine gewisse Zeit, bis die Gegenmassnahmen wirksam wer-50 den. Bis dahin steigt der Schlupf oft noch erheblich an und beim Wiederfassen zwischen Adhäsionsrad und Schiene als Folge der eingeleiteten Gegenmassnahmen kann ein beträchtlicher Ruck entstehen. Nicht zuletzt ist der ganze Vorgang mit einem erheblichen zusätzlichen Verschleiss der 55 Adhäsionsräder verbunden. Furthermore, the slippage that occurs when there is insufficient friction, i.e. in this case the difference between the peripheral speed of the adhesion wheel and the driving speed, the latter being tantamount to the peripheral speed of the drive gear, will normally be quite substantial until the monitors can detect it. Then it takes some time for the countermeasures to take effect. Until then, the slip often increases significantly and when the adhesion wheel and rail are gripped again as a result of the countermeasures initiated, a considerable jerk can occur. Last but not least, the entire process is associated with considerable additional wear on the 55 adhesion wheels.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Antrieb selber so zu gestalten, dass, ohne den genannten Aufwand zur Überwachung der Umfangsgeschwindigkeit bzw. des Schlupfes und Einleitung von Gegenmassnahmen, der Schlupf selbst-60 tätig auf einen vorbestimmten maximalen Wert begrenzt wird und dass bei Normalisierung der Reibungsverhältnisse zwischen Adhäsionsrad und Schiene eine selbsttätige Wiederherstellung bzw. Angleichung der bei normalen Verhältnissen gegebenen Umfangsgeschwindigkeiten ohne jede 65 Überwachung und ohne Durchführung irgendwelcher besonderer Massnahmen stattfindet. The object of the invention is to design the drive itself in such a way that, without the above-mentioned effort for monitoring the peripheral speed or the slip and initiating countermeasures, the slip itself is actively limited to a predetermined maximum value and that when the Frictional relationships between the adhesion wheel and rail an automatic restoration or adjustment of the circumferential speeds given under normal conditions takes place without any monitoring and without any special measures being taken.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass Sperrmittel vorgesehen sind, This object is achieved according to the invention in that blocking means are provided,

3 3rd

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welche jeweils entweder einen positiven oder negativen Wert einer im Antrieb gebildeten, vom Schlupf zwischen Triebzahnrad und Adhäsionsrad' abhängigen Drehzahldifferenz zulassen, und dass ein vorbestimmter maximaler Absolutwert des Schlupfer beim Wert Null dieser Drehzahldifferenz vorhanden ist. which each allow either a positive or a negative value of a speed difference formed in the drive, which is dependent on the slip between the drive gear and the adhesion wheel, and that a predetermined maximum absolute value of the slip is present at the value zero of this speed difference.

Hierdurch lässt sich erreichen, dass z.B. dem Adhäsionsrad, welches üblicherweise zumindest bei koaxialer Anordnung mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie das Triebzahnrad, jedoch mit geringerer Drehzahl als dieses läuft, z.B. bei Zugbetrieb eine gewisse Umfangsgeschwindigkeitserhöhung gegenüber dem Triebzahnrad zugestanden wird, bis an einer bestimmten Stelle im Antrieb zwei Drehzahlen gleich sind, oder eine Drehzahl Null ist, wobei sich also die normalerweise vorhandene Drehzahldifferenz an der genannten Stelle im Antrieb in beiden Fällen auf den Wert Null vermindert. Sobald dieser Wert erreicht ist, treten die Sperrmittel in Funktion und verhindern eine weitere Veränderung der Drehzahldifferenz. Das Adhäsionsrad ist nun starr bzw. formschlüssig mit dem Triebzahnrad über die Sperrvorrichtung gekuppelt und weist gegenüber dem Triebzahnrad einen vorbestimmten maximalen Schlupf auf, welcher sich vorzugsweise bis ca. ± 3 % bewegt, und einen Absolutwert bis zu ca. 10% betragen kann. Sobald die Reibungsverhältnisse zwischen Adhäsionsrad und Schiene wieder normal sind, gestatten die Sperrmittel eine völlig selbstä-tige Wiederherstellung der früheren Drehzahldifferenz an der genannten Stelle im Antrieb, wobei also Triebzahnrad und Adhäsionsrad wieder gleiche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen und der Schlupf somit Null ist. This means that e.g. the adhesion wheel, which usually runs at least in the case of a coaxial arrangement with the same peripheral speed as the drive gear, but at a lower speed than this, e.g. during train operation, a certain increase in peripheral speed is allowed relative to the drive gear until two speeds are the same at a certain point in the drive, or one speed is zero, so that the speed difference normally present at the specified point in the drive decreases to the value zero in both cases . As soon as this value is reached, the locking means come into operation and prevent a further change in the speed difference. The adhesion wheel is now rigidly or positively coupled to the drive gear via the locking device and has a predetermined maximum slip relative to the drive gear, which preferably moves up to approx. ± 3%, and an absolute value up to approx. 10%. As soon as the frictional relationships between the adhesion wheel and the rail are normal again, the locking means allow the previous speed difference to be restored completely automatically at the point mentioned in the drive, so that the drive gear and the adhesion wheel again have the same circumferential speeds and the slip is therefore zero.

Bei Bremsbetrieb sind die Verhältnisse umgekehrt. Für diesen Fall sind die Sperrmittel so gerichtet, dass dem Adhäsionsrad eine gewisse Umfangsgeschwindigkeitsverringerung gegenüber dem Triebzahnrad gestattet wird. Sollte beim Bremsbetrieb der Reibungskoeffizient zwischen Adhäsionsrad und Schiene in unnormaler Weise verringert sein, neigt das Adhäsionsrad dazu, gegenüber dem Triebzahnrad zurückbleiben bis zum völligen Stillstand, d.h. reinem Gleiten auf der Schiene. Sobald jedoch die normalerweise vorhandene Drehzahldifferenz an der genannten Stelle im Antrieb den Wert Null erreicht, treten die Sperrmittel in Funktion und verhindern eine weitere Veränderung der Drehzahldifferenz. Auch in diesem Falle ist nun das Adhäsionsrad mit dem Triebzahnrad formschlüssig gekuppelt und der Schlupf hat seinen maximalen vorbestimmten, in diesem Falle negativen Wert, d.h. ca. —3%. The situation is reversed when braking. In this case, the locking means are directed in such a way that the adhesion wheel is permitted a certain reduction in the peripheral speed in relation to the driving gear. Should the coefficient of friction between the adhesion wheel and the rail be abnormally reduced during braking operation, the adhesion wheel tends to remain behind the drive gear until it comes to a complete standstill, i.e. pure sliding on the rail. However, as soon as the normally existing speed difference at the specified point in the drive reaches the value zero, the locking means come into operation and prevent a further change in the speed difference. In this case too, the adhesion wheel is now positively coupled to the drive gear and the slip has its maximum predetermined, in this case negative value, i.e. about -3%.

Der Beginn des Schleuderns sowie das Auffangen dieses Schleuderns durch die Sperrmittel ist im Fahrzeug kaum spürbar. Findet das Adhäsionsrad wieder gute Adhäsionsverhältnisse, so dass die ihm zugeteilte Umfangskraft wieder übertragen werden kann, dann lösen sich die Sperrmittel sofort wieder und die normalen Verhältnisse sind praktisch wieder ruckfrei hergestellt. Dies alles geschieht vollkommen selbsttätig, ohne dass eine Einrichtung versuchsweise abtasten muss, ob die erforderliche Reibung wieder vorhanden sei. The beginning of the skidding and the catching of this skidding by the locking means can hardly be felt in the vehicle. If the adhesion wheel finds good adhesion conditions again, so that the circumferential force assigned to it can be transferred again, then the locking means are released immediately and the normal conditions are practically restored smoothly. All of this takes place completely automatically, without a facility having to experimentally check whether the required friction is available again.

Als Drehzahldifferenz kann eine Differenz zwischen den Drehzahlen jeweils zweier, verschiedenen Antriebszweigen zugeordneten Triebstellen vorgesehen sein. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Anordnung der Sperrmittel verhältnismässig einfach sein kann. A difference between the speeds of two drive points assigned to different drive branches can be provided as the speed difference. This embodiment has the advantage that the arrangement of the locking means can be relatively simple.

Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann als Drehzahldifferenz eine Differenz zwischen einer aus den Drehzahlen jeweils zweier, verschiedenen Antriebszweigen zugeordneten Triebstellen gebildete weitere Drehzahl und der Drehzahl einer dem dritten Antriebszweig zugeordneten Triebstelle oder dem stillstehenden Getriebegehäuse vorgesehen seien. Die letzte Ausführung hat den Vorteil, dass die Sperrmittel nichtrotierend ausgebildet sein können. According to another embodiment of the invention, a difference between a further rotational speed formed from the rotational speeds in each case associated with two different drive branches and the rotational speed of a drive point associated with the third drive branch or the stationary transmission housing can be provided as the speed difference. The last embodiment has the advantage that the locking means can be designed to be non-rotating.

Bei gleicher Fahrtrichtung können getrennte Drehzahldifferenzen für Zug- und Bremsbetrieb gebildet werden, wobei jeder Drehzahldifferenz eigene Sperrmittel zugeordnet sind. With the same direction of travel, separate speed differences for train and brake operation can be formed, each speed difference being assigned its own blocking means.

Die Sperrmittel können zwischen zwei dem Triebzahnrad zugeordneten, unterschiedliche Drehzahlen aufweisenden Triebstellen und einer gemeinsamen dritten, dem Adhäsionsrad zugeordneten Triebstelle angreifen. Diese Ausführung ermöglicht eine besonders einfache Bildung von getrennten Drehzahldifferenzen für Zug- und Bremsbetrieb. The locking means can engage between two drive points assigned to the drive gear and having different speeds and a common third drive point assigned to the adhesion wheel. This design enables a particularly simple formation of separate speed differences for train and brake operation.

Die Bildung einer weiteren Drehzahl kann über ein den Triebstellen zugeordnetes Verzweigungs- bzw. Differentialgetriebe erfolgen. Als Verzweigungsgetriebe oder Differentialgetriebe gilt hier und im folgenden jedes Getriebe mit drei Antriebszweigen, von denen zwei Antriebszweige beliebige Drehzahlen aufweisen können. A further speed can be formed via a branching or differential gear assigned to the drive points. A branching gear or differential gear here and in the following is any gear with three drive branches, two of which drive branches can have any speed.

Besonders zweckmässig ist die Bildung der weiteren Drehzahl über ein den Triebstellen zugeordnetes, als Verzweigungs- bzw. Differentialgetriebe dienendes Planetengetriebe. The formation of the additional speed via a planetary gear assigned to the drive points and serving as a branching or differential gear is particularly expedient.

Dabei können die Sperrmittel vorteilhafterweise an dem Hohlrad des Planetengetriebes und am stillstehenden Getriebegehäuse angreifen. The locking means can advantageously engage the ring gear of the planetary gear and the stationary gear housing.

Zwecks Bildung von getrennten Drehzahldifferenzen bei Zug- und Bremsbetrieb können zwei Planetengetriebe koaxial nebeneinander angeordnet sein. Two planetary gears can be arranged coaxially next to one another in order to form separate speed differences during pulling and braking operation.

Als Sperrmittel kann ein Klinkengesperre vorgesehen sein. A ratchet mechanism can be provided as the locking means.

Das Klinkengesperre kann vorteilhaft doppeltwirkend sein und bei Wechsel der Fahrtrichtung umpolbar sein. The ratchet mechanism can advantageously be double-acting and can be reversed when the direction of travel changes.

Als Sperrmittel kann auch ein Freilauf vorgesehen sein. A freewheel can also be provided as a blocking means.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Sperrmittel bei reinem Adhäsionsbetrieb auskuppelbar sein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the blocking means can be uncoupled in the case of pure adhesion operation.

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit nachstehender Zeichnung. Es zeigen: The invention is explained in more detail using exemplary embodiments in conjunction with the drawing below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemässen Antriebes, 1 shows a longitudinal section of a drive according to the invention,

Fig. 2 eine Ausführung der Sperrmittel gemäss Schnitt II-II nach Fig. 1, 2 shows an embodiment of the locking means according to section II-II according to FIG. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführung der Sperrmittel, 3 shows another embodiment of the locking means,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines anderen Antriebes gemäss der Erfindung, 4 shows a longitudinal section of another drive according to the invention,

Fig. 5 eine zusätzliche Ausführung der Sperrmittel gemäss Schnitt V-V nach Fig. 4 und Fig. 5 shows an additional embodiment of the locking means according to section V-V of Fig. 4 and

Fig. 6 eine Darstellung der Sperrmittel nach Fig. 5 in ausgekuppeltem Zustand. Fig. 6 is an illustration of the locking means of FIG. 5 in the disengaged state.

Ein als Verzweigungsgetriebe dienendes Planetengetriebe 10 (Fig. 1) weist ein Sonnenrad 12 auf, das über Planetenräder 14, 16 mit der Innenverzahnung eines Hohlrades 18 kämmt. Die Achsen 20, 22 der Planetenräder sind über einen Steg 24 und eine Kupplung 26 mit einem Antriebsmotor 28 verbunden. Die im Gehäuse 30 gelagerte Hohlwelle 32 des Hohlrades 18 weist ein Zahnrad 34 auf, das einerseits über ein an einem Zapfen 36 gelagertes Zahnrad 38 mit einem auf der Triebachse 40 gelagerten Zahnrad 42 kämmt, dessen im Gehäuse 30 gelagerte Hohlnabe 44 das Triebzahnrad 46 trägt und mit diesem drehfest verbunden ist. Das mit einer Sperrklinkenverzahnung 48 (Fig. 2) versehene Zahnrad 34 kämmt andererseits über zwei über eine Vorgelegewelle 50 miteinander verbundene Zahnräder 52, 54 mit einem auf der Welle 56 des Sonnenrades 12 drehbar gelagerten Zahnrad 58, das eine der Sperrklinkenverzahnung 48 entgegengerichtete Sperrklinkenverzahnung 60 trägt. Mit der Welle 56 ist weiter ein Ritzel 62 drehfest A planetary gear 10 (FIG. 1) serving as a branching gear has a sun gear 12 which meshes with the internal teeth of a ring gear 18 via planet gears 14, 16. The axes 20, 22 of the planet gears are connected to a drive motor 28 via a web 24 and a clutch 26. The hollow shaft 32 of the ring gear 18 mounted in the housing 30 has a gear 34 which, on the one hand, meshes via a gear 38 mounted on a pin 36 with a gear 42 mounted on the drive shaft 40, the hollow hub 44 mounted in the housing 30 carries the drive gear 46 and is rotatably connected to this. The gearwheel 34 provided with a ratchet toothing 48 (FIG. 2), on the other hand, meshes via two gearwheels 52, 54, which are connected to one another via a countershaft 50, with a gearwheel 58 which is rotatably mounted on the shaft 56 of the sun gear 12 and which carries a pawl toothing 60 opposite the pawl toothing 48 . With the shaft 56, a pinion 62 is also non-rotatable

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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4 4th

verbunden, welches einerseits über eine Achse 64 und einander abgekehrt gerichtete Sperrklinken 66, 68 mit den Sperrklinkenverzahnungen 48, 60 in Verbindung steht und anderseits über ein auf einem Zapfen 37 gelagertes Zahnrad 70 mit einem Zahnrad 72 kämmt, welches drehfest mit der die beiden Adhäsionsräder 74, 76 tragenden, in Achslagern 78, 80 gelagerten Triebachse 40 verbunden ist. Das Ritzel 62 bildet dabei eine der Triebachse 40 bzw. den Adhäsionsrädern 74, 76 zugeordnete Triebstelle, während die Zahnräder 34 und 58 jeweils eine dem Triebzahnrad 46 zugeordnete Triebstelle bilden. Die Zapfen 36, 37 sind über einen Steg 39 miteinander verbunden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird die Sperrklinke 66 durch eine Spiralfeder 82 im Sinne des Pfeiles 84 gegen die Sperrklinken Verzahnung 48 gedrückt, wobei die Zähne der Sperrklinkenverzahnung so gerichtet sind, dass eine Drehung des Zahnrades 34 nur im Sinne des Pfeiles 86 möglich ist. Die Drehrichtung der Welle 56 ist durch den Pfeil 88 angegeben. Die Sperrklinkenverzahnung 60 bzw. die Sperrklinke 68 sind der in Fig. 2 angegebenen Richtimg entgegengekehrt. connected, which on the one hand is connected to the pawl teeth 48, 60 via an axis 64 and facing pawls 66, 68 and, on the other hand, meshes with a gear 72 via a gear 70 mounted on a pin 37, which gear rotates with the two adhesion wheels 74 , 76 bearing, in axle bearings 78, 80 drive shaft 40 is connected. The pinion 62 forms a drive point assigned to the drive shaft 40 or the adhesion wheels 74, 76, while the gearwheels 34 and 58 each form a drive point assigned to the drive gear 46. The pins 36, 37 are connected to one another via a web 39. 2, the pawl 66 is pressed by a coil spring 82 in the direction of arrow 84 against the pawl toothing 48, the teeth of the pawl toothing being directed such that rotation of the gear 34 is only possible in the direction of arrow 86 . The direction of rotation of shaft 56 is indicated by arrow 88. The pawl toothing 60 and the pawl 68 are opposite to the direction shown in FIG. 2.

Für ein Betriebsbeispiel des beschriebenen Antriebes wird angenommen, dass die Fahrgeschwindigkeit bei Zug-und Bremsbetrieb gleichbleibend ist und dass die Getriebeübersetzungen so bemessen sind, dass bei einer Motordrehzahl von 794 Upm das Triebzahnrad 46 eine Drehzahl von 200 Upm und die Adhäsionsräder 74, 76 eine Drehzahl von 160 Upm aufweisen, wobei die Adhäsionsräder einen Durchmesser von 1000 mm und das Triebzahnrad einen Durchmesser von 800 mm aufweisen. Dabei sind die Umfangsgeschwindigkeiten gleich und entsprechen der Fahrgeschwindigkeit. Das Sonnenrad 12 und die Planetenräder 14, 16 haben dabei eine Zähnezahl von je 20, das Hohlrad 18 eine Zähnezahl von 60 und das Zahnrad 34 sowie das Zahnrad 42 eine Zähnezahl von 24 bzw. 96. Die Zahnräder 52, 54 haben eine Zähnezahl von 48 bzw. 47, während das Zahnrad 58 eine Zähnezahl von 25 aufweist. Das Ritzel 62 hat eine Zähnezahl von 20 und das Zahnrad 72 eine Zähnezahl von 97. Das Zahnrad 34 rotiert dabei mit einer Drehzahl von 800 Upm, das Ritzel 62 mit einer Drehzahl von 776 Upm und das Zahnrad 58 mit einer Drehzahl von 752 Upm. Die Zugkraftaufteilung beträgt dabei für das Triebzahnrad 48 ca. 75%, für die Adhäsionsräder ca. 25%. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann das Zahnrad 34 ungehindert mit höherer Drehzahl laufen als das mit der Welle 56 verbundene Ritzel 62, während das Ritzel 62, sobald es die gleiche Drehzahl erreicht wie das Zahnrad 34, d.h. bei Drehzahldifferenz Null, mit diesem in formschlüssige Verbindung tritt. Falls bei Zugbetrieb die Adhäsionsräder 74, 76 bei verschlechterten Reibungsverhältnissen zwischen Rad und Schiene zu schleudern beginnen, kann das Ritzel 62 nur bis zur gleichen Drehzahl wie das Zahnrad 34 beschleunigen, d.h. bis beide die gleiche Drehzahl von 800 Upm aufweisen, wobei die Drehzahldifferenz Null beträgt und ein vorbestimmter maximaler Schlupf von ca. 4- 3 % vorhanden ist. Bei Bremsbetrieb tritt umgekehrt die Sperrklinkenverzahnung 60 am Zahnrad 58 zusammen mit der Sperrklinke 68 in Funktion. In diesem Falle kann das Ritzel 62 ungehindert mit höherer Drehzahl als das Zahnrad 58 laufen. Sobald jedoch bei verschlechterter Reibung zwischen Adhäsionsrad und Schiene das Ritzel 62 in der Drehzahl zurückbleibt und bei der Drehzahldifferenz Null den Drehzahlwert von 752 Upm erreicht, tritt die Sperrklinke 68 in formschlüssige Verbindung mit der Sperrklinkenverzahnung 60 und verhindert eine weitere Veränderung der Drehzahl des Ritzels 62 gegenüber dem Zahnrad 58. Der maximale Schlupf ist in diesem Falle auf einen Wert von ca. —3 % festgelegt. For an example of the operation of the drive described, it is assumed that the driving speed is constant during pull and brake operation and that the gear ratios are dimensioned such that at an engine speed of 794 rpm, the drive gear 46 has a speed of 200 rpm and the adhesion wheels 74, 76 a speed of 160 rpm, the adhesion wheels having a diameter of 1000 mm and the driving gear having a diameter of 800 mm. The peripheral speeds are the same and correspond to the driving speed. The sun gear 12 and the planet gears 14, 16 each have 20 teeth, the ring gear 18 has 60 teeth and the gear 34 and the gear 42 have 24 and 96 teeth. The gears 52, 54 have 48 teeth or 47, while gear 58 has 25 teeth. The pinion 62 has 20 teeth and the gear 72 has 97 teeth. The gear 34 rotates at a speed of 800 rpm, the pinion 62 at a speed of 776 rpm and the gear 58 at a speed of 752 rpm. The distribution of tractive force is approximately 75% for the drive gear 48 and approximately 25% for the adhesion wheels. As can be seen from Fig. 2, gear 34 can freely run at a higher speed than pinion 62 connected to shaft 56, while pinion 62, once it reaches the same speed as gear 34, i.e. at zero speed difference, with this positive connection. If the adhesion wheels 74, 76 start to spin during train operation when the friction between the wheel and rail deteriorates, the pinion 62 can only accelerate to the same speed as the gear 34, i.e. until both have the same speed of 800 rpm, the speed difference being zero and a predetermined maximum slip of approximately 4-3% being present. Conversely, during braking operation, the pawl toothing 60 on the gear 58 works together with the pawl 68. In this case, the pinion 62 can run freely at a higher speed than the gear 58. However, as soon as the pinion 62 remains in the rotational speed with deteriorated friction between the adhesion wheel and the rail and reaches the rotational speed value of 752 rpm at the rotational speed difference zero, the pawl 68 comes into positive connection with the pawl toothing 60 and prevents a further change in the rotational speed of the pinion 62 gear 58. The maximum slip in this case is set at a value of approximately -3%.

Bei Umkehr der Fahrtrichtung müssen auch die Sperrmittel umgepolt werden. Ein Beispiel solcher umpolbarer Sperrmittel ist in Fig. 3 dargestellt. If the direction of travel is reversed, the blocking means must also be reversed. An example of such reversible blocking means is shown in FIG. 3.

In diesem Falle weist die Welle 56a eine kippbar gelagerte doppelpolige Sperrklinge 90 auf, welche in eine dazugehörige drehrichtungsunabhängige, symmetrische Sperrklinkenverzahnung 92 im Zahnrad 34 a eingreift. Die Sperrklinke 90 wird von pneumatischen Kolben 94, 96 beaufschlagt, welche in zylindrischen Bohrungen 98, 100 geführt sind und mit Zugfedern 102, 104 verbunden sind. Die Bohrungen 98,100 werden über achsparallele Luftzufuhrbohrungen 106, 108 und nicht dargestellte Rotationskupplungen sowie Ventile abwechselnd mit Druckluft beaufschlagt, wobei die Sperrklinke entweder mit ihrem linken Sperrzahn 110 oder, wie in Fig. 3 dargestellt, mit ihrem rechten Sperrzahn 112 mit der Sperrklinkenverzahnung 92 zum Eingriff gelangt. In this case, the shaft 56a has a tiltably mounted double-pole locking blade 90, which engages in an associated rotational direction-independent, pawl toothing 92 in the gearwheel 34a. The pawl 90 is acted upon by pneumatic pistons 94, 96, which are guided in cylindrical bores 98, 100 and are connected to tension springs 102, 104. The bores 98, 100 are alternately pressurized with compressed air via axially parallel air supply bores 106, 108 and rotary couplings (not shown) and valves, the pawl either with its left pawl 110 or, as shown in FIG. 3, with its right pawl 112 with the pawl teeth 92 for engagement reached.

Beim als Verzweigungsgetriebe dienenden Planetengetriebe 114 (Fig. 4) ist das Sonnenrad 12 direkt mit der Motorwelle 116 drehfest verbunden. Mit der letzteren sind auch als dem Antriebsmotor zugeordnete Triebstellen die Sonnenräder 118, 120 zweier weiterer Planetengetriebe 122, 124 drehfest verbunden, deren Planetenräder mit 126, 128 bzw. 130, 132 bezeichnet sind, und mit Hohlrädern 134 bzw. 136 kämmen, welche aussen mit richtungsunabhängigen, symmetrischen Sperrklinkenverzahnungen 138 bzw. 140 versehen sind. Am Gehäuse 31 sind Sperrklinken 142, 144 befestigt, welche an die Sperrklinkenverzahnungen 138, 140 angreifen. Die Planetenräder 14, 126, 130 bzw. 16, 128, 132 sind jeweils auf gemeinsamen Achsen 146 bzw. 148 gelagert, welche durch einen gemeinsamen Steg 150 verbunden sind, dessen Welle 57 in der Hohlwelle 32 gelagert ist und mit einem Ritzel 63 drehfest verbunden ist, das über ein an einem Zapfen 152 gelagertes Zahnrad 154 mit dem Zahnrad 42 kämmt. Das Ritzel 35 des Hohlrades 18 kämmt über an Zapfen 156, 158 gelagerten Zahnrädern 160, 162 mit dem Zahnrad 72. Die Planetenräder 126, 128 mit ihren Achsen 146, 148 sowie die Planetenräder 130, 132 mit den gleichen Achsen bilden dabei jeweils eine dem Triebzahnrad 46 zugeordnete Triebstelle. Über die Hohlräder 134 bzw. 136 wird aus den Drehzahlen der genannten Triebstellen eine weitere Drehzahl gebildet. Die Zapfen 152, 156, 158 sind über einen Steg 164 miteinander verbunden. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird auch die Sperrklinke 142 mittels pneumatischer Kolben 94, 96 betätigt, welche in Bohrungen 166, 168 im Gehäuse 31 angeordnet sind, und mit nicht dargestellten Druckluftzufuhrleitungen und Ventilen verbunden sind. In the planetary gear 114 serving as a branching gear (FIG. 4), the sun gear 12 is connected in a rotationally fixed manner directly to the motor shaft 116. The sun gears 118, 120 of two further planetary gears 122, 124, whose planet gears are designated 126, 128 and 130, 132, and mesh with ring gears 134 and 136, which mesh with the outside, are also connected in a rotationally fixed manner to the latter as drive points assigned to the drive motor directional, symmetrical pawl teeth 138 and 140 are provided. Pawls 142, 144 are attached to the housing 31 and engage the pawl teeth 138, 140. The planet gears 14, 126, 130 and 16, 128, 132 are each mounted on common axes 146 and 148, which are connected by a common web 150, the shaft 57 of which is mounted in the hollow shaft 32 and is connected in a rotationally fixed manner to a pinion 63 which meshes with the gear 42 via a gear 154 mounted on a pin 152. The pinion 35 of the ring gear 18 meshes with the gear 72 via gears 160, 162 mounted on pins 156, 158. The planet gears 126, 128 with their axes 146, 148 and the planet gears 130, 132 with the same axes each form one of the drive gear 46 assigned drive unit. A further speed is formed from the speeds of the drive points mentioned via the ring gears 134 and 136. The pins 152, 156, 158 are connected to one another via a web 164. 5, the pawl 142 is also actuated by means of pneumatic pistons 94, 96 which are arranged in bores 166, 168 in the housing 31 and are connected to compressed air supply lines and valves (not shown).

Für ein Betriebsbeispiel des zuletzt beschriebenen Antriebes wird wiederum angenommen, dass die Fahrgeschwindigkeit bei Zug- und Bremsbetrieb gleichbleibend ist und dass die Getriebeübersetzungen so bemessen sind, dass bei einer Motordrehzahl von 2800 Upm das Triebzahnrad 46 und die Adhäsionsräder 74, 76 bei gleichen Abmessungen wie im Beispiel gemäss Fig. 1 unveränderte Drehzahl und gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Die Sonnenräder 12, 118, 120 haben dabei eine Zähnezahl von je 40, 20, 19; die Planetenräder 16, 128, 132 haben eine Zähnezahl von je 30, 27, 25; die Hohlräder 134, 136 eine Zähnezahl von je 74, 69; das Hohlrad 18 eine Zähnezahl von 100, das Ritzel 35 eine Zähnezahl von 56 und das Zahnrad 72 eine Zähnezahl von 98. Das Ritzel 63 hat eine Zähnezahl von 32 und das Zahnrad 42 eine Zähnezahl von 96. Die Drehzahl des Ritzels 35 beträgt dabei — 280 Upm und die Drehzahl des Ritzels 63 + 600 Upm. Die Drehzahl des Hohlrades 134 beträgt +5,4 Upm und die Drehzahl des Hohlrades 136 —5,8 Upm. Die Zugkraftaufteilung und der maiximale Schlupf sind gleich wie im vorstehend beschriebenen Beispiel. For an operating example of the last-described drive, it is again assumed that the driving speed during pull and brake operation is constant and that the gear ratios are dimensioned so that at an engine speed of 2800 rpm the drive gear 46 and the adhesion wheels 74, 76 have the same dimensions as in 1 unchanged speed and the same peripheral speed. The sun gears 12, 118, 120 have a number of teeth of 40, 20, 19; the planet gears 16, 128, 132 have a number of teeth of 30, 27, 25; the ring gears 134, 136 each have a number of teeth of 74, 69; the ring gear 18 has 100 teeth, the pinion 35 has 56 teeth and the gear 72 has 98 teeth. The pinion 63 has 32 teeth and the gear 42 has 96 teeth. The speed of the pinion 35 is - 280 Rpm and the speed of the pinion 63 + 600 rpm. The speed of the ring gear 134 is +5.4 rpm and the speed of the ring gear 136-5.8 rpm. The distribution of tractive force and the maximum slip are the same as in the example described above.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

641101 641101

Beim Betrieb dreht sich das Hohlrad 136 gemäss Fig. 5 in der Richtung des Pfeiles 170 bei der dargestellten Lage der Sperrklinke 142, während sich das Hohlrad 134 bei entgegengesetzter Stellung der Sperrklinke 144 in umgekehrter Richtung dreht. Sollte nun z.B. bei Zugbetrieb wegen verminderter Reibungsverhältnisse zwischen Adhäsionsrad und Schiene das Adhäsionsrad zu schleudern beginnen, so vermindert sich die normalerweise negative Drehzahldifferenz zwischen Hohlrad 136 und Gehäuse 31 auf Null, wobei die Sperrklinke eine weitere Veränderung der Drehzahldifferenz bzw. eine Umkehr der Drehrichtung des Hohl-rad'es 136 verhindert. Der Schlupf zwischen Adhäsionsrad und Triebzahnrad hat nun seinen maximalen Wert von +3% erreicht und kann sich nicht weiter verändern. Falls umgekehrt das genannte Schleudern bei Bremsbetrieb stattfindet, vermindert sich die normalerweise positive Drehzahldifferenz zwischen Hohlrad 134 und Gehäuse 30 auf 5, the ring gear 136 rotates in the direction of arrow 170 in the illustrated position of the pawl 142, while the ring gear 134 rotates in the opposite direction when the pawl 144 is in the opposite position. If, for example, when pulling due to reduced friction between the adhesion wheel and the rail start to spin the adhesion wheel, the normally negative speed difference between ring gear 136 and housing 31 is reduced to zero, the pawl further changing the speed difference or reversing the direction of rotation of the ring wheel. it prevents 136. The slip between the adhesion wheel and the drive gear has now reached its maximum value of + 3% and can no longer change. Conversely, if said skidding takes place during braking operation, the normally positive speed difference between ring gear 134 and housing 30 is reduced

Null bis die Sperrklinke 144 eine weitere Veränderung der Drehzahldifferenz bzw. eine Umkehr der Drehrichtung des Hohlrades 134 verhindert. Der Schlupf hat nun seinen minimalen Wert von —3% erreicht. Zero until the pawl 144 prevents a further change in the speed difference or a reversal of the direction of rotation of the ring gear 134. The slip has now reached its minimum value of -3%.

5 Wie in der bereits genannten CH-PS 587 738 offenbart ist, kann das Verzweigungsgetriebe 10, 114 auf reinen Adhäsionsstrecken durch Abbremsen des Triebzahnrades zu einem festen Getriebe mit einem anderen Übersetzungsver-hälnis umgewandelt werden. Da sich die Sperrmittel in die-lo sem Falle störend auswirken würden, müssen diese auskuppelbar sein. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 6. 5 As disclosed in the already mentioned CH-PS 587 738, the branching transmission 10, 114 can be converted to a fixed transmission with a different transmission ratio on pure adhesion paths by braking the drive gear. Since the locking means would have a disruptive effect in this case, it must be possible to disengage them. An example of this is shown in FIG. 6.

Es versteht sich, dass als Sperrmittel auch Freiläufe mit Klemmkörpern oder Klemmrollen verwendet werden können. It is understood that freewheels with sprags or pinch rollers can also be used as the blocking means.

15 Die Betätigung der Sperrklinken 90,142,144 kann auch durch hydraulisch betätigte Kolben oder elektromagnetisch erfolgen. 15 The pawls 90, 142, 144 can also be actuated by hydraulically operated pistons or electromagnetically.

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4 Blätter Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims (5)

641101641101 1. Antrieb eines Schienentriebfahrzeuges für wähl weisen Zahnrad- und Adhäsionsbetrieb oder Adhäsionsbetrieb, mit einem Verzweigungsgetriebe, das eine variable Drehzahlaufteilung bei konstanter Drehmomentaufteilung ermöglicht, und drei durch das Verzweigungsgetriebe miteinander verbundenen, aus Antriebsmotor und zwei Untersetzungsgetrieben bestehenden Antriebszweigen, wobei das eine Untersetzungsgetriebe einem zum Eingriff in eine Zahnstange bestimmten Triebzahnrad und das andere einer mit Adhäsionsrädem verbundenen Triebachse des Fahrzeuges zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrmittel (48, 66; 60, 68; 92, 90; 138, 142; 140,144) vorgesehen sind, welche jeweils entweder einen positiven oder negativen Wert einer im Antrieb gebildeten, vom Schlupf zwischen Triebzahnrad (46) und Adhäsionsrad (74, 76) abhängigen Drehzahldifferenz zulassen, und dass ein vorbestimmter maximaler Absolutwert des Schlupfes beim Wert Null dieser Drehzahldifferenz vorhanden ist. 1.Drive of a rail locomotive for select wise gear and adhesion operation or adhesion operation, with a branching gear, which enables variable speed distribution with constant torque distribution, and three drive branches consisting of a drive motor and two reduction gears connected to one another by the branching gear, the one reduction gear one to Intervention in a gear rack is assigned to a specific drive gear and the other to a drive axle of the vehicle connected to adhesive wheels, characterized in that locking means (48, 66; 60, 68; 92, 90; 138, 142; 140, 144) are provided, each of which is either one allow positive or negative value of a speed difference formed in the drive, which is dependent on the slip between drive gear (46) and adhesion wheel (74, 76), and that a predetermined maximum absolute value of the slip is present at the value zero of this speed difference. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahldifferenz eine Differenz zwischen den Drehzahlen jeweils zweier, verschiedenen Antriebszweigen zugeordneten Triebstellen (62; 34, 34a; 62, 58) vorgesehen ist. 2. Drive according to claim 1, characterized in that a difference between the speeds of two different drive branches assigned to drive points (62; 34, 34a; 62, 58) is provided as the speed difference. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahldifferenz eine Differenz zwischen einer aus den Drehzahlen jeweils zweier, verschiedenen Antriebszweigen zugeordneten Triebstellen (118; 126, 146; 128, 148; 120; 130, 146, 132, 148) gebildete weitere Drehzahl und der Drehzahl einer dem dritten Antriebszweig zugeordneten Triebstelle oder dem stillstehenden Getriebegehäuse (31) vorgesehen ist. 3. Drive according to claim 1, characterized in that as the speed difference a difference between one of the speeds of two different drive branches assigned drive points (118; 126, 146; 128, 148; 120; 130, 146, 132, 148) formed further Speed and the speed of a drive point assigned to the third drive branch or the stationary transmission housing (31) is provided. 4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleicher Fahrtrichtung getrennte Drehzahldifferenzen für Zug- und Bremsbetrieb gebildet werden, und dass jeder Drehzahldifferenz eigene Sperrmittel (48, 66; 60, 68; 92 90; 138, 142; 140,144) zugeordnet sind. 4. Drive according to claim 1, characterized in that separate speed differences for train and brake operation are formed in the same direction of travel, and that each speed difference is assigned its own locking means (48, 66; 60, 68; 92 90; 138, 142; 140,144) . 5. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmittel (48, 66; 60, 68; 92, 90) zwischen zwei dem Triebzahnrad (46) zugeordneten, unterschiedliche Drehzahlen aufweisenden Triebstellen (34, 34a; 58) und einer gemeinsamen dritten, dem Adhäsionsrad (74, 76) zugeordneten Triebstelle (62) angreifen. 5. Drive according to claim 2, characterized in that the locking means (48, 66; 60, 68; 92, 90) between two the drive gear (46) associated, different speeds having drive points (34, 34a; 58) and a common third , the drive wheel (74, 76) associated drive point (62) attack. 6. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Drehzahl über ein den Triebstellen zugeordnetes Verzweigungs- bzw. Differentialgetriebe gebildet wird. 6. Drive according to claim 3, characterized in that the further speed is formed via a branching or differential gear assigned to the drive points. 7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Verzweigungs- bzw. Differentialgetriebe ein Planes tengetriebe (122, 124) vorgesehen ist. 7. Drive according to claim 6, characterized in that a planetary gear (122, 124) is provided as a branching or differential gear. 8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmittel (142, 144) an dem Hohlrad (134, 136) des Planetengetriebes (122, 124) und am stillstehenden Getriebegehäuse (31) angreifen. 8. Drive according to claim 7, characterized in that the locking means (142, 144) on the ring gear (134, 136) of the planetary gear (122, 124) and on the stationary gear housing (31). 9. Antrieb nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Planetengetriebe (122, 124) koaxial nebeneinander angeordnet sind. 9. Drive according to claim 4 and 7, characterized in that two planetary gears (122, 124) are arranged coaxially next to each other. 10. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrmittel (48, 66; 60, 68; 92, 90; 138, 142; 140, 144) ein Klinkengesperre vorgesehen ist. 10. Drive according to claim 1, characterized in that a ratchet mechanism is provided as locking means (48, 66; 60, 68; 92, 90; 138, 142; 140, 144). 11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkengesperre (92, 90; 138, 142; 140,144) doppeltwirkend ist und bei Wechsel der Fahrtrichtung umpolbar ist. 11. Drive according to claim 10, characterized in that the ratchet mechanism (92, 90; 138, 142; 140, 144) is double-acting and can be reversed when the direction of travel changes. 12. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrmittel ein Freilauf vorgesehen ist. 12. Drive according to claim 1, characterized in that a freewheel is provided as a locking means. 13. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 13. Drive according to claim 1, characterized in dass die Sperrmittel (92, 90; 138, 142; 140,144) bei reinem Adhäsionsbetrieb auskuppelbar sind. that the locking means (92, 90; 138, 142; 140, 144) can be disengaged in the case of pure adhesion operation. 5 5