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Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für einen Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 9.
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Es sind Antriebsstränge für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen mehrere Treibradsätze oder Radachsen von einem Antriebsmotor angetrieben werden. Dabei wird die Antriebsleistung des Antriebsmotors in der Regel über einen Hauptstrang einem Verteilergetriebe zugeführt, dort aufgeteilt und über zwei Abtriebsstränge mehreren Treibradsätzen zugeführt. Die Treibradsätze können beispielsweise an zwei verschiedenen Drehgestellen eines Schienenfahrzeugs angeordnet sein. So kann ein Antriebsmotor beispielsweise vier Treibradsätze antreiben, von denen jeweils zwei an einem Drehgestell angeordnet sind. Die beiden Treibradsätze eines Drehgestells sind dabei über eine Gelenkwelle mit einander antriebsverbunden. Der Hauptstrang und die Abtriebsstränge umfassen dabei Gelenkwellen, die erforderlichenfalls an Zwischenlagerstellen abgestützt werden. Zur Fahrtrichtungsumkehr kann ein Wendegetriebe entweder im Hauptstrang angeordnet sein, beispielsweise integriert in einem Wechselgetriebe oder an dieses angebaut. Alternativ dazu können auch die Abtriebsstränge jeweils ein Radsatzwendegetriebe zur Fahrtrichtungsumkehr umfassen, das jeweils an einem Treibradsatz jedes Drehgestells angeordnet ist.
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Dabei können sich im Verteilergetriebe und in den einzelnen Abtriebssträngen wesentlich höhere Drehmomente ergeben als das Hauptgetriebe aus der Antriebsleistung heraus liefert. Beispielsweise wenn die Schienenräder der Treibradsätze verschieden stark abgefahren sind und daher unterschiedliche Laufkreisdurchmesser aufweisen, können sich die beiden genannten Abtriebsstränge beim Fahren ineinander und gegeneinander verspannen, sodass in den Abtriebssträngen Drehmomentspitzen auftreten können, die den maximalen Reibwerten an der Schiene entsprechen und zu Schäden im Verteilergetriebe und in den Abtriebssträngen führen können. Eine weitere Ursache für Verspannungsdrehmomente in den Abtriebssträngen ist der sogenannte S-Schlag, der beim Einfahren des Schienenfahrzeugs in Kurven auftritt. Im Zusammenhang mit Schwingungen zwischen den Massen der einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs können die sich die Verspannungen und die Zusatzbeanspruchung weiter erhöhen. Durch die Überlagerung von Antriebsdrehmoment und Verspannungsdrehmoment können Elemente des Verteilergetriebes und der Abtriebsstränge überlastet und beschädigt werden.
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Aus der
DE 1930435 U ein Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug mit einem Haupt- und Verteilergetriebe bekannt, bei dem über das Verteilergetriebe und zwei Getriebestränge zwei Treibradsätze antreibbar sind. In jedem Getriebestrang ist jeweils eine Reibkupplungen zur Überlastsicherung angeordnet. Jeder der beiden Reibkupplungen ist dabei eine als Impulsgeber wirkende Drehzahlvergleichseinrichtung hinzugefügt, die beim Durchrutschen der Kupplung die gesamte Antriebsleistung selbsttätig abschaltet oder herabsetzt.
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Aus der
DE 10 2013 214 208 A1 ist eine elektromechanische Antriebsvorrichtung für Schienenfahrzeuge mit einem Differentialgetriebe zur Aufteilung der Antriebsleistung auf die auf Räder einer virtuellen Achse bekannt.
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Ferner ist aus der
DE 930 813 B ein Zweikraftantrieb für Schienenfahrzeuge bekannt, bei dem das Schienenfahrzeug durch die Leistung eines Verbrennungsmotors und/oder eines Elektromotors angetrieben werden kann. Die Antriebsleistung der Motoren wird über ein Wechselgetriebe und mehrere Verteilergetriebe auf mehrere Achsen des Schienenfahrzeugs übertragen.
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Schließlich ist aus der
DE 826 397 B eine Vielzahl an Antriebsstrangkonfigurationen mit einem Regelgetriebe bekannt, die zumindest teilweise auch für Schienenfahrzeuge geeignet sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verteilergetriebe für einen Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs mit mehreren angetriebenen Radachsen zu schaffen, das einen möglichst einfachen Aufbau und einen zuverlässigen langfristigen Betrieb des zugehörigen Antriebsstrangs ermöglicht. Ferner soll ein entsprechender Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verteilergetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Demnach wird ein Verteilergetriebe für einen Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs vorgeschlagen, welches zumindest eine erste Eingangswelle zur Verbindung mit einem ersten Antriebsmotor, zumindest eine Getriebestufe und zumindest zwei Ausgangswellen aufweist. Jede der beiden Ausgangswellen ist zum Antrieb jeweils zumindest eines zugeordneten Treibradsatzes vorgesehen. Die Treibradsätze können beispielsweise an zwei verschiedenen Drehgestellen des Schienenfahrzeugs angeordnet sein. Das Verteilergetriebe umfasst eine Rutschkupplung, die einer ersten Ausgangswelle zugeordnet ist und bei Überschreiten eines Grenzdrehmomentes durchrutscht.
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Sobald eine Überlastung durch zu hohe Drehmomente in dem Abtriebsstrang droht, d.h. sobald ein einstellbares Grenzdrehmoment überschritten wird, rutscht die Rutschkupplung durch und entlastet so das Verteilergetriebe und die Abtriebsstränge, weil insbesondere das eingangs erwähnte Verspannungsmoment abgebaut wird. So können beispielsweise Verspannungsmomente zwischen mehreren Radsatzgetrieben durch die Rutschkupplung begrenzt werden. In der Folge werden Verschleiß und Schäden an den Elementen des Verteilergetriebes und den Abtriebssträngen verhindert oder zumindest deutlich reduziert. Dies trägt zu geringerem Wartungsaufwand und höherer Lebensdauer der Bauteile in dem Antriebsstrang bei.
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Die Rutschkupplung kann im Kraftfluss zwischen der Getriebestufe und einem Verbindungselement, welches das Verteilergetriebe mit dem ersten Treibradsatz verbindet, angeordnet sein. Die Rutschkupplung kann beispielsweise im Kraftfluss zwischen der Getriebestufe und der ersten Ausgangswelle angeordnet sein oder sie kann als Teil der ersten Ausgangswelle ausgebildet sein. So kann beispielsweise ein Innenlamellenträger oder ein Außenlamellenträger der Rutschkupplung starr mit der ersten Ausgangswelle verbunden oder einstückig mit der der ersten Ausgangswelle ausgeführt sein. Die Rutschkupplung kann in dem Verteilergetriebe integriert sein, d.h. sie kann innerhalb eines Gehäuses des Verteilergetriebes angeordnet sein.
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Das Verteilergetriebe kann verschiedene Getriebeelemente aufweisen, über die die erste Eingangswelle mit den beiden Ausgangswellen verbindbar ist. Die genannte Getriebestufe kann beispielsweise als Stirnradstufe ausgebildet sein. Das Verteilergetriebe kann in anderen Ausführungsformen auch mehrere Getriebestufen, beispielsweise mehrere Stirnradstufen umfassen. Über die konkrete Ausgestaltung der zumindest einen Stirnradstufe kann auch ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen sowie zwischen einer möglichen zweiten Eingangswelle und den beiden Ausgangswellen realisiert werden.
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Vorzugsweise ist die Rutschkupplung als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführt. Die Lamellen der Lamellenkupplung können durch eine Feder, beispielsweise eine Tellerfeder, belastet, das heißt vorgespannt, sein. Die Lamellen übertragen das der ersten Ausgangswelle zugeführte Drehmoment vollständig, bis das Grenzdrehmoment überschritten wird und die Rutschkupplung durchrutscht. Ab diesem Zeitpunkt wird nur noch ein niedrigeres Gleitreibmoment übertragen.
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Die Rutschkupplung kann als nasslaufende Kupplung ausgeführt sein, damit das Durchrutschen mehrfach, dauerfest und reproduzierbar erfolgen kann. Beispielsweise kann die Rutschkupplung mehrmals nacheinander für mehr als eine Sekunde durchrutschen. Den Lamellen der Lamellenkupplung wird zumindest so viel Schmier- und Kühlfluid zugeführt, dass sie ausreichend geschmiert und gekühlt sind, um sowohl kurze als auch länger andauernde Phasen des Durchrutschens ohne Beschädigung und ohne wesentliche Beeinflussung der Funktion der Rutschkupplung zu bewältigen. Dazu kann die Lamellenkupplung beispielsweise in einem ölbefüllten Kupplungsgehäuse angeordnet und stetig geschmiert sein. Durch eine Überwachung und gezielte Steuerung der Schmier- und Kühlfluidversorgung können die Lamellen auch nur während der Phasen des Durchrutschens mit Schmier- und Kühlfluid versorgt werden. Dadurch kann Energie eingespart werden.
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Zur Dauerfestigkeit der Rutschkupplung trägt ferner bei, wenn die Rutschkupplung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Reibbeläge mit einer höheren Haftreibungszahl als Gleitreibungszahl aufweist. Besonders bevorzugt ist die Gleitreibungszahl maximal halb so groß wie die Haftreibungszahl. Somit ist gewährleistet, dass im Gleitreibungsfall, also während des Durchrutschens, der Wärmeeintrag in der Rutschkupplung begrenzt bleibt. Bei Auslösung der Rutschkupplung wird der Kraftfluss bzw. die Drehmomentübertragung über die erste Ausgangswelle folglich erheblich reduziert, nämlich auf ein Gleitreibmoment, das bei durchrutschender Rutschkupplung weiterhin übertragen wird. Das restliche Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors kann als erhöhtes Antriebsdrehmoment über die zweite Ausgangswelle auf den damit verbundenen Treibradsatz oder die damit verbundenen Treibradsätze wirken. Somit kann auch während des Durchrutschens der Rutschkupplung zumindest annähernd die volle Antriebsleistung des Antriebsmotors zum Antrieb des Schienenfahrzeugs genutzt werden. Gleichzeitig sind jedoch die eingangs beschriebenen Verspannungen und Beanspruchung in den Abtriebssträngen und in dem Verteilergetriebe zumindest erheblich reduziert.
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Das Grenzdrehmoment, ab dem die Rutschkupplung durchrutscht, kann einstellbar sein, sodass das Verteilergetriebe einfach an verschiedene Anwendungsfälle anpassbar und in einem breiten Anwendungsbereich einsetzbar ist. Das Grenzdrehmoment kann beispielsweise durch eine Verstellung einer durch eine Feder erzeugten Vorspannkraft auf die Rutschkupplung eingestellt werden.
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Bevorzugt weist die Rutschkupplung ein Grenzdrehmoment auf, das zwischen 50% und 80% eines Maximaldrehmomentes des ersten Antriebsmotors liegt. Dadurch wird das erhöhte Antriebsdrehmoment, das nach dem Durchrutschen der Rutschkupplung über die zweite Ausgangswelle auf den damit verbundenen Treibradsatz oder Treibradsätze wirkt auf einen Wert begrenzt, bei dem die über die zweite Ausgangswelle angetriebenen Bauteile dauerhaft nicht beschädigt werden.
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Wenn der erste Antriebsmotor in einer Betriebsphase sein Maximaldrehmoment abgibt wird dies im Verteilergetriebe zumindest annähernd zu jeweils 50% auf die erste und die zweite Ausgangswelle verteilt. Durch die genannten Verspannungen kann trotzdem das Grenzdrehmoment von beispielsweise 80% des Maximaldrehmomentes des ersten Antriebsmotors an der Rutschkupplung überschritten werden und die Rutschkupplung rutscht durch. Bei einem Gleitreibmoment, das halb so groß ist wie das Haftreibmoment, können dann während des Durchrutschens noch 40% des Maximaldrehmomentes über die Rutschkupplung und die erste Ausgangswelle auf den ersten Abtriebsstrang übertragen werden. Über die zweite Ausgangswelle können dann die restlichen 60% des Maximaldrehmomentes auf den zweiten Abtriebsstrang übertragen werden. Das heißt, dass auch während des Durchrutschens der Rutschkupplung zumindest annähernd die volle Antriebsleistung des ersten Antriebsmotors zum Antrieb des Schienenfahrzeugs genutzt werden kann.
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Das Verteilergetriebe kann zusätzlich zur ersten Eingangswelle eine zweite Eingangswelle aufweisen, die mit einem zweiten Antriebsmotor verbunden oder verbindbar ist. Über die zweite Eingangswelle kann das Schienenfahrzeug beispielsweise mit einem Hydraulikmotor angetrieben werden, der Teil eines hydrostatischen Antriebs ist. Derartige Antriebe ermöglichen einen Betrieb des Schienenfahrzeugs bei sehr langsamen Geschwindigkeiten auch über längere Zeit. Dies ist beispielsweise bei Schienenbaufahrzeugen bzw. Gleisbaumaschinen erforderlich, die zum Bau und zur Instandhaltung der Gleisanlage eingesetzt werden. Der hydrostatische Antrieb wird dabei zum langsamen Fahren während der Bauarbeiten eingesetzt, während der erste Antriebsmotor insbesondere bei schnelleren Fahrten von und zu der Baustelle eingesetzt wird.
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Bei der letztgenannten Ausführungsform mit zwei Eingangswellen kann eine Umschaltvorrichtung vorgesehen sein, die in einer ersten Schaltstellung die erste Eingangswelle und in einer zweiten Schaltstellung die zweite Eingangswelle mit den Ausgangswellen antriebswirksam verbindet. Zusätzlich kann die Umschaltvorrichtung eine dritte Schaltstellung aufweisen, in der keine der beiden Eingangswellen mit den Ausgangswellen verbunden ist. Das heißt, die dritte Schaltstellung ist eine Neutralstellung, in der keine mechanische Antriebsverbindung zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Verteilergetriebes besteht. Die Umschaltvorrichtung kann beispielsweise von einem Fahrzeugleitrechner ansteuerbar und elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein.
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Die Erfindung umfasst schließlich auch einen Antriebsstrang für ein Schienenfahrzeug. Dieser Antriebsstrang umfasst zumindest einen ersten Antriebsmotor, zumindest ein Verteilergetriebe, das über einen ersten Abtriebsstrang mit zumindest einem ersten Treibradsatz und über einen zweiten Abtriebsstrang mit zumindest einem zweiten Treibradsatz verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass in nur einem der Abtriebsstränge eine Rutschkupplung vorgesehen ist. Im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsstrang mit zwei Rutschkupplungen ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang einfacher aufgebaut, und dadurch kostengünstiger und robuster. Auf eine Drehzahlvergleichseinrichtung und deren Ansteuerung kann verzichtet werden.
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Vorzugsweise kann die Rutschkupplung in dem Verteilergetriebe integriert sein. Die Rutschkupplung kann also innerhalb eines Gehäuses des Verteilergetriebes angeordnet sein. Dadurch ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau, mit dem der knappe Bauraum im Schienenfahrzeug optimal ausgenutzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform des Antriebsstrangs reicht der Abtriebsstrang mit der Rutschkupplung in das Verteilergetriebe hinein. Die Rutschkupplung kann beispielsweise direkt an einer Ausgangswelle des Verteilergetriebes angebaut oder in diese integriert sein.
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Die Rutschkupplung in einem der Abtriebsstränge weist bevorzugt ein Grenzdrehmoment auf, das zwischen 50% und 80% eines Maximaldrehmomentes des Antriebsmotors liegt, und eine Gleitreibungszahl die zumindest annähernd halb so groß ist wie eine Haftreibungszahl. Die vorteilhaften Wirkungen eines solchen Grenzdrehmoments und der Reibungszahlen auf die Drehmomentenverteilung sind bereits oben bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verteilergetriebes erläutert worden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sieht vor, dass zwischen dem ersten Antriebsmotor und dem Verteilergetriebe ein Wechselgetriebe mit einer integrierten Wendestufe angeordnet ist. Mithilfe des Wechselgetriebes können mehrere Übersetzungsstufen, das heißt mehrere Gangstufen geschaltet werden, sodass der erste Antriebsmotor auch bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten zumindest nahe einem idealen Betriebspunkt betrieben werden kann. Die Wendestufe ermöglicht den Betrieb des Schienenfahrzeugs mit gleichwertigen Fahrtrichtungen, das heißt das Schienenfahrzeug kann in beiden Fahrtrichtungen - vorwärts und rückwärts - in den gleichen Übersetzungsstufen und Geschwindigkeitsbereichen gefahren werden. Da die Wendefunktion in dieser Ausführungsform in das Wechselgetriebe integriert ist, können die Radsatzgetriebe ohne Wendefunktion und daher einfacher und leichter ausgeführt sein. Dadurch verringern sich die ungefederten Massen an den Treibradsätzen, das Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs wird verbessert und die eingangs genannten Verspannungen und die Zusatzbeanspruchung in den Abtriebssträngen und in dem Verteilergetriebe werden verringert. Auch dies verringert den Wartungsaufwand und erhöht die Lebensdauer der Bauteile.
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Die Wendefunktion mit gleichwertigen Fahrtrichtungen kann jedoch auch durch jeweils ein Radsatzwendegetriebe an einem Treibradsatz jedes Drehgestells erreicht werden, wodurch wiederum ein einfaches Wechselgetriebe, beispielsweise ein Standardwechselgetriebe aus dem Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Merkmalen anhand eines in der nachfolgenden Figur abgebildeten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Dabei zeigt die
- 1 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem Verteilergetriebe in einer schematischen Darstellung.
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Der in 1 dargestellte Antriebsstrang 1 eines Schienenfahrzeugs umfasst einen ersten Antriebsmotor 2, der über ein Wechselgetriebe 3 und eine Gelenkwelle 4 mit einem Verteilergetriebe 10 verbunden ist. Über das Verteilergetriebe 10 ist ein erster Abtriebsstrang 20 und ein zweiter Abtriebsstrang 30 antreibbar. Der erste Antriebsmotor 2, das Wechselgetriebe 3 und das Verteilergetriebe 10 sind in einem Fahrzeugrahmen 8 aufgehängt. Der Fahrzeugrahmen 8 kann auch Teil eines Wagenkastens des Schienenfahrzeugs sein. Der erste Antriebsmotor 2 kann beispielsweise als Dieselmotor ausgeführt sein. Das Wechselgetriebe 3 kann ein Wechselgetriebe herkömmlicher Bauart sein, beispielsweise ein Automatgetriebe in Planetenbauweise, ein automatisiertes Schaltgetriebe in Vorgelegebauweise oder ein hydrodynamisches Getriebe. Im Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das Wechselgetriebe kein Wendegetriebe bzw. keine Wendestufe, da hier jeweils ein Radsatzgetriebe an jedem Drehgestell als Radsatzwendegetriebe ausgeführt ist. Das Wechselgetriebe 3 kann in anderen Ausführungsformen jedoch auch eine Wendestufe umfassen, mittels derer das Schienenfahrzeug in beiden Fahrtrichtungen gleichwertig betrieben werden kann. Das heißt, dass in beiden Fahrtrichtungen die gleichen Gangstufen zur Verfügung stehen. Ein Wendegetriebe kann ferner auch als separate Baueinheit an anderer Stelle im Antriebsstrang angeordnet sein.
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Die Anordnung der einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs 1 in der 1 soll die räumliche Anordnung der Komponenten im Unterbau des Schienenfahrzeugs nicht einschränken. Die Komponenten können also beispielsweise alle in einer Horizontalebene nebeneinander bzw. hintereinander im Unterbau des Schienenfahrzeugs angeordnet sein, sodass der knappe Bauraum insbesondere in vertikaler Richtung optimal genutzt werden kann.
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Das Verteilergetriebe 10 weist eine erste Eingangswelle 11 zur Verbindung mit einem ersten Antriebsmotor 2 sowie eine zweite Eingangswelle 12 zur Verbindung mit einem zweiten Antriebsmotor 5 auf. Abtriebsseitig weist das Verteilergetriebe 10 eine erste Ausgangswelle 15 und eine zweite Ausgangswelle 16 auf. Die erste Ausgangswelle 15 ist mit einem ersten Treibradsatz 21 und über diesen mit einem dritten Treibradsatz 22 verbunden, um diese anzutreiben. Die zweite Ausgangswelle 16 ist mit einem zweiten Treibradsatz 31 und über diesen mit einem vierten Treibradsatz 32 verbunden, um diese anzutreiben. Die beiden Eingangswellen 11, 12 und die beiden Ausgangswellen 15, 16 durchdringen jeweils ein Gehäuse 9 des Verteilergetriebes 10 um die Antriebsleistung ins Verteilergetriebe hinein bzw. heraus zu leiten.
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Jeweils eine der beiden Eingangswellen 11, 12 ist über eine Getriebestufe 14 mit den beiden Ausgangswellen 15, 16 verbindbar. Die Getriebestufe 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Stirnradstufe ausgebildet. Durch eine entsprechende Auswahl der Zahnräder kann hier eine für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete und vorteilhafte Übersetzung realisiert werden. In der gezeigten Getriebestufe 14 wird die von dem jeweiligen Antriebsmotor 2 oder 5 vorgegebene und gegebenenfalls im Wechselgetriebe 3 angepasste Antriebsdrehzahl reduziert auf eine geeignete Abtriebsdrehzahl.
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Das Verteilergetriebe 10 umfasst ferner eine Rutschkupplung 17, die der ersten Ausgangswelle 15 zugeordnet ist und bei Überschreiten eines Grenzdrehmomentes durchrutscht. Die Rutschkupplung 17 ist also im Kraftfluss zwischen der Getriebestufe 14 und einer Gelenkwelle 29, die das Verteilergetriebe 10 mit dem ersten Treibradsatz 21 verbindet, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist ein Innenlamellenträger der Rutschkupplung 17 einstückig mit der ersten Ausgangswelle 15 ausgeführt. Ein dem Innenlamellenträger zugeordneter Außenlamellenträger ist mit dem abtreibenden Stirnrad der Getriebestufe 14 verdrehfest verbunden.
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Die Rutschkupplung 17 ist als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführt. Eine ausreichende Versorgung der Lamellen und deren Reibbeläge mit Schmier- und Kühlfluid ermöglicht sowohl kurze als auch lang andauernde Phasen in denen die Rutschkupplung 17 durchrutscht, ohne dadurch eine zu starke Hitzeentwicklung oder einen übermäßigen Verschleiß zu verursachen. Die Rutschkupplung 17 umfasst nicht näher bezeichnete Reibbeläge, die eine höhere Haftreibungszahl als Gleitreibungszahl aufweisen. Die jeweils an den Innenlamellen und Außenlamellen der Rutschkupplung 17 angeordneten Reibbeläge werden durch eine nur schematisch angedeutete Tellerfeder gegeneinander gedrückt. Das Grenzdrehmoment, ab dem die Rutschkupplung 17 durchrutscht, ist einstellbar. Es ist abhängig von einer Federkraft der genannten Tellerfeder, d.h. von einer Vorspannkraft, mit der die Reibbeläge der Rutschkupplung 17 aufeinander gedrückt werden. Demzufolge kann das Grenzdrehmoment beispielsweise durch gezieltes Verändern der Vorspannung der Tellerfeder eingestellt werden. Auch durch eine gezielte Auswahl einer Tellerfeder mit einer bestimmten Federkennlinie, kann das Grenzdrehmoment bestimmt bzw. eingestellt werden.
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Der erste Abtriebsstrang 20 dient dem Antrieb eines ersten Treibradsatzes 21 und eines dritten Treibradsatzes 22, die beide einem ersten Drehgestell 26 zugeordnet sind. Von einer ersten Abtriebswelle 15 des Verteilergetriebes 10 werden der erste und der dritte Treibradsatz 21, 22 über eine Gelenkwelle 29 angetrieben. Der erste und der dritte Treibradsatz 21, 22 bestehen im Wesentlichen jeweils aus einem Radsatzgetriebe, einer davon angetriebenen Radachse und zwei auf der Radachse befestigten Schienenrädern. Der erste Abtriebsstrang 20 umfasst ferner eine Rutschkupplung 17, die an einer ersten Ausgangswelle 15 des Verteilergetriebes 10 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Antriebsstrangs 1 ist die Rutschkupplung 17 in dem Verteilergetriebe 17 integriert.
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Das Radsatzgetriebe des ersten Treibradsatzes 21 ist als Radsatzwendegetriebe 23 ausgeführt. Es umfasst einen Wenderadsatz und einen Kegelradsatz. Das Radsatzwendegetriebe 23 ermöglicht eine Drehrichtungsumkehr zum Fahrtrichtungswechsel und überträgt die Antriebsleistung von der Gelenkwelle 29 auf die erste Radachse 27, sowie über eine weitere Gelenkwelle 24 zu dem einfachen Radsatzgetriebe 25 des dritten Treibradsatzes 22. Das Radsatzgetriebe des dritten Treibradsatzes 22 ist als Kegelradgetriebe ausgeführt und überträgt die Antriebsleistung von der weiteren Gelenkwelle 24 auf die dritte Radachse 28 des dritten Treibradsatzes 22. Somit dient das Radsatzwendegetriebe 23 am ersten Abtriebsstrang 20 als Master und das Radsatzgetriebe 25 als Slave. Der erste und der dritte Treibradsatz 21, 22 sind beide an dem ersten Drehgestell 26 aufgehängt.
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Der zweite Abtriebsstrang 30 dient dem Antrieb eines zweiten Treibradsatzes 31 und eines vierten Treibradsatzes 32, die beide einem zweiten Drehgestell 36 zugeordnet sind. Von einer zweiten Abtriebswelle 16 des Verteilergetriebes 10 werden der zweite und der vierte Treibradsatz 31, 32 über eine Gelenkwelle 39 angetrieben. Der zweite und der vierte Treibradsatz 31, 32 bestehen im Wesentlichen jeweils aus einem Radsatzgetriebe, einer davon angetriebenen Radachse und zwei auf der Radachse befestigten Schienenrädern.
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Das Radsatzgetriebe des zweiten Treibradsatzes 31 ist als Radsatzwendegetriebe 33 ausgeführt. Es umfasst einen Wenderadsatz und einen Kegelradsatz. Das Radsatzwendegetriebe 33 ermöglicht eine Drehrichtungsumkehr zum Fahrtrichtungswechsel und überträgt die Antriebsleistung von der Gelenkwelle 39 auf die zweite Radachse 37, sowie über eine weitere Gelenkwelle 34 zu dem Radsatzgetriebe 35 des vierten Treibradsatzes 32. Das Radsatzgetriebe 35 ist als einfaches Kegelradgetriebe ausgeführt und überträgt die Antriebsleistung von der weiteren Gelenkwelle 34 auf die dritte Radachse 38 des dritten Treibradsatzes 32. Somit dient das Radsatzwendegetriebe 33 wiederum als Master und das Radsatzgetriebe 35 als Slave. Der zweite und der vierte Treibradsatz 31, 32 sind beide an dem zweiten Drehgestell 36 aufgehängt.
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Der erste und der zweite Abtriebsstrang 20 und 30 können auch von einem zweiten Antriebsmotor 5 angetrieben werden. Zu diesem Zweck weist das Verteilergetriebe 10 eine zweite Eingangswelle 12 auf, die mit einem zweiten Antriebsmotor 5 verbunden ist. Der zweite Antriebsmotor 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Hydraulikmotor ausgebildet, der wiederum Teil eines hydrostatischen Antriebs ist. Der hydrostatische Antrieb umfasst eine Hydraulikpumpe 6 die antriebswirksam mit dem ersten Antriebsmotor 2 verbunden ist. Die Hydraulikpumpe 6 ist über eine Hydrostatkreislauf 7 mit dem als Hydraulikmotor ausgebildeten zweiten Antriebsmotor 5 verbunden.
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Mithilfe einer Umschaltvorrichtung 13 in dem Verteilergetriebe 10 kann zwischen dem mechanischen Antrieb durch den ersten Antriebsmotor 2 über das Wechselgetriebe 3 und dem hydrostatischen Antrieb über den zweiten Antriebsmotor 5 umgeschaltet werden. Die in der 1 nur schematisch dargestellte Umschaltvorrichtung 13 weist dazu eine erste Schaltstellung auf, welche die erste Eingangswelle 11 mit den Ausgangswellen 15 und 16 antriebswirksam verbindet und eine zweite Schaltstellung, welche die zweite Eingangswelle 12 mit den Ausgangswellen 15 und 16 antriebswirksam verbindet. Zusätzlich weist die Umschaltvorrichtung 13 eine dritte Schaltstellung auf, in der keine der beiden Eingangswellen 11, 12 mit den Ausgangswellen 15, 16 verbunden ist. Die Umschaltvorrichtung 13 kann beispielsweise als formschlüssige Schaltvorrichtung, insbesondere als Schiebemuffenschaltvorrichtung, ausgestaltet sein.
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Bezugszeichen
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- erster Antriebsmotor
- 3
- Wechselgetriebe
- 4
- Gelenkwelle
- 5
- zweiter Antriebsmotor
- 6
- Hydraulikpumpe
- 7
- Hydrostatkreislauf
- 8
- Fahrzeugrahmen
- 9
- Gehäuse
- 10
- Verteilergetriebe
- 11
- erste Eingangswelle
- 12
- zweite Eingangswelle
- 13
- Umschaltvorrichtung
- 14
- Stirnradsatz
- 15
- erste Ausgangswelle
- 16
- zweite Ausgangswelle
- 17
- Rutschkupplung
- 20
- erster Abtriebsstrang
- 21
- erster Treibradsatz
- 22
- dritter Treibradsatz
- 23
- Radsatzwendegetriebe
- 24
- Gelenkwelle
- 25
- Radsatzgetriebe
- 26
- erstes Drehgestell
- 27
- erste Radachse
- 28
- dritte Radachse
- 29
- Gelenkwelle
- 30
- zweiter Abtriebsstrang
- 31
- zweiter Treibradsatz
- 32
- vierter Treibradsatz
- 33
- Radsatzwendegetriebe
- 34
- Gelenkwelle
- 35
- Radsatzgetriebe
- 36
- zweites Drehgestell
- 37
- zweite Radachse
- 38
- vierte Radachse
- 39
- Gelenkwelle
