DE391857C

DE391857C - Hydraulic drive for the drive axles of vehicles, especially locomotives

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Publication number: DE391857C
Application number: DEF49880D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Current assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Priority date: 1921-08-05
Filing date: 1921-08-05
Publication date: 1924-03-12

Description

Hydraulischer Antrieb für die Triebachsen von Fahrzeugen, insbesondere Lokomotiven. Die vorliegende Eifindung betrifft den unmittelbaren hydraulischen Antrieb der Triebachsen schwerer Fahrzeuge, insbesondere von Lokomotiven, durch Schaufelräder nach dem Prinzip der Turbinen- oder dem der Kapselmotoren von einer beliebigen Druckquelle aus, z. B. einer Schleuderpumpe mit Diesel- oder Dampfturbinenantrieb oder einem Explosionswasserheber o. dgl. Insbesondere soll eine möglichst vorteilhafte Kraftverteilung auf mehrere Triebachsen verwirklicht werden. Die Druckquellen selbst sind für die vorliegende Erfindung unerheblich.Hydraulic drive for the drive axles of vehicles, in particular Locomotives. The present invention concerns the immediate hydraulic Drive the drive axles of heavy vehicles, especially locomotives Paddle wheels based on the principle of turbine or capsule motors from one any pressure source, e.g. B. a centrifugal pump with diesel or steam turbine drive or an explosion water lifter or the like. In particular, a preferably advantageous Power distribution can be realized on several drive axles. The pressure sources themselves are irrelevant to the present invention.

Bei den bisher ausgeführten Versuchen zur Lösung dieser Aufgabe sind die Schaufelräder meist mit den Triebachsen oder -rädern unmittelbar vereinigt. Hinsichtlich der notwendigen Abfederung ergeben sich aber für größere Leistungen erhebliche Schwierigkeiten durch die großen Rohrdurchmesser und Pressungen; außerdem verhindert das Lagerspiel der dauernd Erschütterungen ausgesetzten Wellen oder Triebräder die Verwendung der wünschenswerten sehr kleinen Spielräume in den Turbinenrädern oder Kapselmotoren und damit einen guten Nutzeffekt. Es ist daher vorgeschlagen worden, die Schaufelräder auf Blindwellen mit Kurbeln zu setzen und die Triebräder von letzteren aus durch Kuppelstangen anzutreiben. Die Vorteile der Anwendung eines kreisenden Äntriebsmotors werden hierdurch wieder beseitigt. Aus diesen Gründen war es bisher nicht möglich, hydraulische Antriebe dieser Art mit Großkraftmaschinen, z. B. bei Diesellokomotiven, durchztvführen.In the attempts made so far to solve this problem are the paddle wheels usually directly united with the drive axles or wheels. With regard to the necessary cushioning, however, arise for larger performances considerable difficulties due to the large pipe diameters and pressures; aside from that prevents the bearing play of the shafts or drive wheels that are constantly exposed to vibrations the use of the desirable very small clearances in the turbine wheels or capsule motors and thus a good efficiency. It is therefore suggested been to put the paddle wheels on jackshafts with cranks and the drive wheels driven from the latter by coupling rods. The benefits of using a circling drive motor are eliminated again. For these reasons it was not previously possible to use hydraulic drives of this type with large engines, z. B. with diesel locomotives.

Gemäß der Erfindung sollen diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt werden, daß ein oder mehrere Schaufelräder auf gesondert gelagerten Hohlkörpern angeordnet werden, deren Außenfläche die Sonderaufgabe erfüllt, den Flüssigkeitsraum nach innen zu begrenzen und ahzudichten, und die je eine von ihnen unabhängig gelagerte und mit ihnen nachgiebig gekuppelte Trieb- oder Blindachse derart umschließen, daß die letzteren elastische oder sonstige Schwingungen ausführen können, ohne daß dadurch die Schaufelräder o. dgl. mit ihren empfindlichen Abdichtungen in Mitleidenschaft gezogen werden.According to the invention, these difficulties are intended to be eliminated be that one or more paddle wheels on separately mounted hollow bodies are arranged, the outer surface of which fulfills the special task, the liquid space to limit inwardly and to seal, and each of them is stored independently and enclose with them resiliently coupled drive or blind axle in such a way that the latter can perform elastic or other vibrations without thereby the paddle wheels or the like with their sensitive seals affected to be pulled.

In den Abbildungen, die mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes darstellen, sind entsprechende Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.In the figures, the several embodiments of the subject matter of the invention represent, corresponding parts are denoted by the same numbers.

Abb. r stellt einen Schnitt durch die für die Erfindung wesentlichen Teile eines solchen Antriebes dar. Das Schaufelrad i ist (scheinatisch dargestellt) auf den Hohlkörper 2 aufgekeilt, der (beispielsweise in den Kugellagern 3) im Rahmen des Fahrzeuges gelagert ist. Dieser Hohlkörper dient gleichzeitig zur Begrenzung und Abdichtung des Flüssigkeitsraumes nach dein '\Vellemnittel hin; auf ihm oder auf darübergezogenen Laufbüchsen dichten die Stopfbüchsen io den Flüssigkeitsraum nach den Seiten hin ab.Fig. R shows a section through the essentials for the invention Parts of such Drive. The paddle wheel i is (apparent shown) wedged onto the hollow body 2, which (for example in the ball bearings 3) is stored in the frame of the vehicle. This hollow body also serves to Delimitation and sealing of the fluid space towards your means; on The stuffing boxes seal the fluid space on it or on liners pulled over it to the sides.

Das Innere des Hohlkörpers umschließt die ini Wagenrahmen wie üblich gelagerte Trieb-oder Blindachse 4, auf der entweder die Triebr@ider 5 selbst oder die Kurbeln zum Antrieb der Kuppelachsen angebracht sind. Diese Achse kann im Hohlkörper 2 beliebig große federnde oder sonstige Ausschläge ausführen.The interior of the hollow body encloses the ini trolley frame as usual mounted drive or blind axle 4, on which either the drive 5 itself or the cranks for driving the coupling axles are attached. This axis can be in the hollow body Execute 2 resilient or other deflections of any size.

Die Kraftübertragung vom Hohlkörper 2 auf die '\Velle 4. oder die Räder 5 erfolgt durch beliebige, an sich in mehreren Formen bekannte nachgiebige Kupplungen. Abb. i stellt eine eigenartige Übertragung durch eine den ,ganzen Hohlkörper 2 durchsetzende Hohlwelle 8 dar, Welche an ihren Enden mit Innen-bzw. Außenverzahnung 7, 9 versehen ist. Die zugehörige Gegenverzahnung liegt am Ende des Hohlkörpers bzw. z. B. am Triebrad bei 6. Die Außenzähne «-erden vorteilhaft etwas ballig ausgeführt. Die vielen und sehr genau Verstellbaren Zähne (Abb. .I) der Kupplungen können leicht unter Öl (z. B. im ölbad) gehalten «-erden und verbürgen niedrigste Flächendrücke und geringste Abnutzung. Diese Übertragungseinrichtung gewährt eine große Elastizität und macht die stärksten Stöße für die winzigen Spielräume der hydraulischen Getriebe unschädlich.The power transmission from the hollow body 2 to the '\ Velle 4. or the Wheels 5 are made by any compliant, known per se in several forms Couplings. Fig. I shows a peculiar transmission through a whole hollow body 2 penetrating hollow shaft 8, which at their ends with inner or. External gearing 7, 9 is provided. The associated counter-toothing is at the end of the hollow body or z. B. on the drive wheel at 6. The outer teeth «-erden are advantageously somewhat spherical. The many and very precisely adjustable teeth (Fig. .I) of the couplings can easily kept under oil (e.g. in an oil bath) "-ground and guarantee the lowest surface pressures and minimal wear. This transmission device provides great elasticity and makes the strongest shocks for the tiny margins of hydraulic gears harmless.

y Der schematische senkrechte Schnitt in Abb. 2 zeigt die Gesamtanordnung derartiger llv@lraulischer Antriebe durch Turbomotoren i. 1)er Hohlkörper 2 dient zur doppelseitigen Abführung rler Flüssigkeit, begrenzt den Arbeitsraum nach innen und dient als Lauffläche für die Labyrintlidichtungen io. Das Gehäuse der Turbine ist z. B. mittels der Füße i i am IZahinen des Fahrzeuges aufgehängt.y The schematic vertical section in Fig. 2 shows the overall arrangement such llv @ hydraulic drives by turbo engines i. 1) he hollow body 2 is used for double-sided drainage of fluid, limits the working space to the inside and serves as a running surface for the labyrinth lid seals io. The casing of the turbine is z. B. suspended by means of the feet i i on the IZahinen of the vehicle.

Weitere Ausführungsbeispiele von Einzelheiten sind in Abb.6 dargestellt; hier wird die Kraft von der Mitte des Hohlkörpers 2 nach den Speichenkränzen beider Triebräder 5 durch hohle Federwellen io, 11, 12 mit Membranen 13 übertragen, die bei io und 12 wellig ,geformt und daher seitlich nachgiebig sind.Further exemplary embodiments of details are shown in Fig.6; here the force is from the center of the hollow body 2 to the spoke rings of both Driving wheels 5 transmitted through hollow spring shafts io, 11, 12 with membranes 13, the at io and 12 are wavy, shaped and therefore flexible to the side.

Abb. 3 zeigt, wie diese Hohlwellen aus einzelnen dünnen, gleichachsigen Schichten bestehen können, die durch feine Zwischenräume getrennt und an den Eilderl irgendwie, z. B. durch Schweißung, Lötung, N ietung, Verzahnung o. dgl., verbunden sind. Diese Anordnung löst die Aufgabe, größte seitliclle Nachgiebigkeit finit unverminderter Torsionsfestigkeit zur Übertragung der Drehinoinente zu vereinen.Fig. 3 shows how these hollow shafts are made up of individual thin, equiaxed Layers can exist that are separated by fine spaces and attached to the Eilderl somehow, e.g. B. by welding, soldering, riveting, teeth o. The like. Connected are. This arrangement solves the problem of finitely undiminished greatest lateral compliance Combine torsional strength for the transmission of the rotational elements.

Abb. 5 zeigt beispielsweise eine Anordnun.-zum Einzelantrieb der Triebräder 5 und 5' selbst. Das Rad 5' ist mittels der Laufbüchsen 15 und der steifen Halbachse 16 um die Achse 4. lose drehbar, die mit dein Rad 5 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist die Hälfte 2' des Hohlkörpers mittels der Laufbüchsen 17 tnn die Verlängerung 2o des Hohlkörpers 2 lose drehbar. Auf dem Teil 2 ist das scbeina -tisch dargestellte Schaufelrad i, auf dein Hohlkörper 2' das von ersterem unabhängige Schaufelrad i' aufgekeilt. Beide können z. B. durch eine Wand 18 mit Abdichtung 19 getrennt und hydraulisch parallel oder hintereinander geschaltet sein. Die zusammengehörigen Hohlkörper :2 und ä sind wie in den oben beschriebenen Beispielen durch Kugellager 3 und 3' im Rahmen des Fahrzeuges gelagert.Fig. 5 shows, for example, an arrangement for the individual drive of the drive wheels 5 and 5 'itself. The wheel 5' is by means of the liners 15 and the rigid semi-axle 16 loosely rotatable about the axis 4, which is connected to your wheel 5. In a similar way Way is the half 2 'of the hollow body by means of the liners 17 tnn the extension 2o of the hollow body 2 loosely rotatable. On part 2 the scbeina table is shown Bucket wheel i, on your hollow body 2 'the bucket wheel i' which is independent of the former wedged. Both can e.g. B. separated by a wall 18 with seal 19 and be hydraulically connected in parallel or in series. The related Hollow body: 2 and a are as in the examples described above by ball bearings 3 and 3 'stored in the frame of the vehicle.

Die Arbeitsübertragung erfolgt vom Hohlkörper 2 nach dem auf der :litte der Hauptachse 4 befindlichen Zahnkranz 6 durch die verzahnte Hohlwelle 7, 8, 9 und von dein Teil 2' entsprechend nach der Halbachse i6 und dein Triebrad 5' durch die Hohlwelle;'. 8', 9'. Zwischen den Hohlwelletl 7 und 7' lie-t ein Schmierring 23, der die Zähne und. die Laufstellen mit 01 versorgt.The work is transferred from the hollow body 2 to the on the: litte the toothed ring 6 located on the main axis 4 through the toothed hollow shaft 7, 8, 9 and from your part 2 'accordingly to the semi-axis i6 and your drive wheel 5' through the hollow shaft; '. 8 ', 9'. A lubricating ring lies between the hollow shafts 7 and 7 ' 23, of the teeth and. the running areas are supplied with 01.

Die Abb. 7 bis 9 stellen schematisch die Gesamtanordnung dieser Antriebe im Rahmen schwerer Fahrzeuge, z. B. von Lokomotiven, dar. In Abb. 7 sind z. B. drei der beschriebe- . neu hydraulischen Antriebe auf drei Triebachsen derart hintereinandergeschaltet, claß die Strömung bei 25 eintritt, sich ini er.@teil Getriebe in zwei Zweige spaltet, welche sich kettengliedartig vor dein folgernden Getriebe vereinigen usw. Die Ausströmung erfolgt bei 26 zurück zur Druckquelle.Figs. 7 to 9 schematically show the overall arrangement of these drives in the context of heavy vehicles, e.g. B. of locomotives. In Fig. 7 z. B. three the descriptive. new hydraulic drives on three drive axles connected in series in such a way that the flow enters at 25, ini er. @ part transmission splits into two branches, which unite like a chain link in front of your inferring gear, etc. The outflow takes place at 26 back to the pressure source.

Abb. 8 zeigt auf jeder Triebachse zwei entweder voneinander unabhängige oder fest illiteinander gekuppelte Schaufelgetriebe 30 uVl 30', die kettenartig mit den entsprechenden Antrieben zweier weiterer Triebachsen in Reihe geschaltet werden können. Fig. 8 shows on each drive axle two bucket gears 30 uVl 30 ', either independent of one another or firmly coupled to one another, which can be connected in series in a chain-like manner with the corresponding drives of two further drive axles.

Abb.9 zeigt eine Abänderung dieser Anordnung, wobei jeweils die linken Getriebe 3o aller Triebachsen in Reihe geschaltet sind und dahinter die rechten 30', so dali jedes Einzelgetriebe nur ein Achtel der Gesamtdruckhöhe zu verarbeiten braucht. Solche Anordnungen kommen z. B. beim Antrieb von Lokomotiven durch Explosionswasserförderer in Frage, insbesondere bei hohem Förderdruck und niedriger Geschwindigkeit.Fig. 9 shows a modification of this arrangement, with the left gears 3o of all drive axles being connected in series and the right 30 ' behind them, so that each individual gear only needs to process an eighth of the total pressure level. Such arrangements come e.g. B. when driving locomotives by explosion water pumps in question, especially at high delivery pressure and low speed.

Auch können die Getriebe bei gewissen Gangarten parallel, und zwar ganz oder gruppenweise, bei anderen ganz oder gruppenweise in Reihe geschaltet werden, je nach der Art der Druckquelle und der Zahl und Geschwindigkeit der Einzelantriebe.The gears can also be parallel in certain gaits, namely whole or in groups, with others whole or in groups in row depending on the type of pressure source and the number and speed the individual drives.

Mit Vorteil läßt sich die Erfindung auch beim Radschiffsantrieb durch Verbrennungsmotoren anwenden, weil die schweren Radpropeller sehr starke Schwingungen und sonstige Bewegungen der weit gespannten und weich gelagerten Wellen verursachen. Besondere Möglichkeiten werden auch hier dadurch geboten, daß auf eine Welle mehrere getrennte Schaufelräder oder mehrere ganze Antriebe beschriebener Art angeordnet werden, die z. B. auch an unabhängige Druckquellen, etwa eine oder zwei Dieselmaschinen mit zwei Schleuderpumpen, oder an zwei Explosionswasserheberangeschlossen seinkönnen. In gleicher Weise läßt sich der Einzelantrieb der Räder beider Bordseiten vorteilhaft verwirklichen.Advantageously, the invention can also be used for wheel ship propulsion Use internal combustion engines because the heavy wheel propellers have very strong vibrations and other movements of the widely stretched and softly supported waves. Special options are also offered here by the fact that several shafts are used on one shaft separate paddle wheels or several entire drives of the type described are arranged be that z. B. also to independent pressure sources, such as one or two diesel engines with two centrifugal pumps, or connected to two explosion water lifters. In the same way, the individual drive of the wheels on both sides of the board can be advantageous realize.

Die Beschreibungen und Abbildungen sollen nur Ausführungsbeispiele darstellen, und. zwar sowohl in den Einzelteilen wie in den Gesamtanordnungen, die in mannigfacher Weise im Rahmen der Erfindung abgeändert und verallgemeinertwerden können.The descriptions and illustrations are only intended as examples represent, and. both in the individual parts and in the overall arrangements that can be modified and generalized in many ways within the scope of the invention can.

Wenn auch einzelne Teile der beschriebenen :antriebe für sich und für andere Zwecke und in anderer Anordnung als bekannt vorausgesetzt sind, so ist doch erst durch ihre den Sonderaufgaben des hydraulischen Antriebs angepaßte besondere Vereinigung der Weg für den Bau von Großmaschinen, z. B. Diesellokomotiven mit Flüssigkeitsgetriebe oder von Ülturbinenlokomotiven mit Hilfsflüssigkeit, derart ermöglicht, daß alle Vorteile und Eigenheiten des Flüssigkeitsantriebes für den Fahrzeugbetrieb voll ausgenutzt und ausgehaut werden können.Even if individual parts of the described: drives for themselves and are assumed to be known for other purposes and in a different arrangement, so is but only through their special ones, which are adapted to the special tasks of the hydraulic drive Association of the way for the construction of large machines, e.g. B. Diesel locomotives with fluid transmission or from Ülturbinenlokomotiven with auxiliary fluid, so that all Advantages and peculiarities of the liquid drive for vehicle operation fully can be exploited and carved out.

Besonders weite Möglichkeiten eröffnet die Irrfindung auch für Lokomotiven mit vielen "Triebachsen auf starken Geleiskrümmungen, indem die Triebachsen radial einstellbar gemacht werden können, und zwar einerseits durch Verwendung von Gelenkrohren oder Stopfbuchsen bei den Rohrführungen der Abb. 7 bis 9, anderseits durch Einbau an sich bekannter Einrichtungen an den Achslagerungen.The misconception also opens up particularly wide possibilities for locomotives with many "drive axes on strong curvatures of the ice, making the drive axes radial can be made adjustable, on the one hand by using articulated tubes or stuffing boxes for the pipe guides in Figs. 7 to 9, on the other hand by installation known facilities on the axle bearings.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hydraulic drive for the drive axles of Vehicles, in particular locomotives, characterized in that one or more Bucket wheels are arranged on separately mounted hollow bodies, the outer surface of which delimits the liquid space directly or indirectly inwards, and its inner surface each encloses an independently mounted drive or blind axle. a. Hydraulic Drive according to claim i with fluid drives connected in series, characterized characterized in that the flow is divided into two branches in each fluid transmission splits, which is again in front of the fluid transmission of the following drive axis unite. 3. Hydraulic drive according to claim i, characterized in that two separate, one behind the other or parallel connected on a drive or blind axle Paddle wheels are arranged, which the two halves of the axle together or drive separately. q .. Hydraulic drive according to claim i and 3, characterized in that that one drive wheel and one paddle wheel each on the axis of the other drive train. Impeller is rotatably arranged. 5. Hydraulic drive according to claim i, characterized in that the drive axles or wheels from the hollow bodies are driven by articulated couplings, -which as laterally flexible hollow shafts can be designed with or without membrane-like external connections. 6. Drive according to claims i and 5, characterized in that the hollow shafts consist of thinner individual layers are constructed at the ends for the purpose of transmitting the torsion in a suitable manner are connected. 7. Drive according to claim i to 6, characterized in that the Hollow shafts serving as a joint coupling at the ends with external or internal toothing large number of teeth are equipped. B. Hydraulic drive according to claim i to 7 with capsule motors on the driven shafts, characterized in that the Capsule motors individually or in groups when starting in parallel, at higher speeds can be connected in series.