DE398068C - Einrichtung zur Regelung einer oder mehrerer neben einer Hauptantriebsmaschine vorgesehenen Hilfsantriebsmaschinen an Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung einer oder mehrerer neben einer Hauptantriebsmaschine vorgesehenen Hilfsantriebsmaschine an Fahrzeugen, ζ. B. Lokomotiven o. dgl., und betrifft insbesondere eine Einrichtung dieser Art, bei der die einzelnen Maschinen, d. h. die Hauptantrjebsmaschine und die Hilfsantriebsmaschine oder Maschinen aus der gleichen Kraftquelle gespeist werden.

Bei bekannten Maschinen ähnlicher Art werden die Hilfsantriebsvorrichtungen entweder von dem Niederdruckzylinder der Lokomotive gespeist, oder aber von dem Drosselventil gehen besondere Leitungen für das Triebmittel nach der Haupt- bzw. der Hilfsmaschine ab. In dem ersten Falle kann die Hilfsmaschine erst dann zur Kraftleistung herangezogen werden, wenn eine besondere Kupplung von Hand eingerückt worden ist, während in dem zweiten Falle ein besonderes Ventil bedient werden muß, um auch die Hilfsmaschine zur Kraftleistung heranzuziehen.

Der Zweck der Erfindung ist nun, diese Nachteile zu beseitigen, und zwar wird dies gemäß der Erfindung durch eine Einrichtung erreicht, bei der beim Öffnen des Haupt- ! drosselventils des Fahrzeuges zwecks Anlassens der Hauptantriebsmaschine die Hilfs-

' maschine oder Maschinen selbsttätig durch das der Hauptantriebsmaschine zugeführte

j Triebmittel eingeschaltet wird bzw. werden. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs-

: beispiel des Erfindungsgegenstandes dar- ; gestellt, und zwar zeigen:

Abb. ι und ia eine Lokomotive mit Ten-

j der üblicher Bauart mit der Einrichtung gemaß ■ der Erfindung,

Abb. 2 eine schematische Ansicht einer Maschine mit mehreren Hilfsantriebsmaschinen, Abb. 3 und 3 a eine schematische Drauf -

! sieht auf eine Maschine gemäß der Erfindung und

Abb. 4 schematisch die Anordnung der nach der Hilfsmaschine führenden Leitungen mit ihren Ventilen.

Die Lokomotive ist mit dem üblichen Kessel 5, den Zylindern 6 und Schieberkästen 7 versehen, deren Ventilschieber mit dem Um-Steuerungshebel 8 im Führerstand der Maschine verbunden ist. Die ' Lokomotive ist ferner mit einem Dampfüberhitzer 9 versehen, und das Dampf rohr 10 ist mit der den gesättigten Dampf aufnehmenden Kammer des l'berhitzerkopfstückes verbunden. Das

andere Ende des Rohres io ist mit dem üblichen Drosselventil 11 versehen, das in dem Dampfdom 12 des Kessels 5 angeordnet ist. Rohre 13 führen in entgegengesetzter Rirhtung aus der den überhitzten Dampf enthaltenden Kammer des Überhitzerkopfstückes an beiden Seiten durch die Rauchkammer und sind mit dem Schieberkasten 7 verbunden. Das Drosselventil 11 wird durch einen ebenfalls in dem Führerstand angeordneten Hebel 14 bedient.

Der mit der Lokomotive gekuppelte Tender 15 hat irgendwelche übliche Form. An einem der Radgestelle des Tenders ist die Hilfsantriebsvorrichtung 16 geeigneter Bauart angebracht. Der Motor besteht aus Zylindern 17, deren Kolben mit Kreuzköpfen 18 verbunden ,sind. Diese übertragen die Antriebskraft auf eine Triebwelle 19, von der die Kraft durch ein im einzelnen zu beschreibendes Triebwerk aμf die Drehachse 20 des Radgestelles übertragen wird.

Den Zusatzmotoren wird der Dampf durch die isolierte Leitung 21 zugeführt, die mehrteilig ausgebildet ist, und zwischen der Lokomotive und dem Tender sind die Leitungsteile biegsam miteinander verbunden. Das vordere Ende der Rohrleitung 21 ist an die Auslaßseite eines Ventilgehäuses 22 und an die Einlaßseite der Ventilgehäuserohre 23, ! die von den überhitzten Dampfleitungen nach den Schieberkästen führen, angeschlossen. Um die Vorrichtung bequem anbringen zu können, .sind die Rohre 23 mit den Dampfzuführungsrohren 13 an der Außenseite der Rauchkammer der Maschine verbunden, doch können die Rohre auch innerhalb der Rauchkammer oder unmittelbar an der überhitzten Dampf führenden Kammer des Überhitzers 9 | miteinander in Verbindung stehen. Innerhalb j des Gehäuses 22 ist ein durch Druckluft bewegliches Ventil üblicher Bauart angeordnet, das für gewöhnlich die Verbindung zwi- \ sehen der Einlaß- und der Auslaßseite des | Ventils verschließt.

Das hintere Ende der Rohrleitung 21 ist an ein Umschaltventil 25 angeschlossen, dessen beweglicher Teil 26 ebenfalls durch ⁽ Druckluft bewegt wird. Ein Rohr 27 ist mit der einen Seite des Gehäuses des Umschaltventils verbunden und steht für gewöhnlich mit der Rohrleitung 21 in Verbindung. Am anderen Ende ist das Rohr 27 mit einem Ende eines Zylinders 28 verbunden, das einen winkelförmigen Auslaß 29 aufweist. Dieser ist an das Dampfzuführungsrohr 30 für den Zylinder 17 der Hilfsmaschine angeschlossen. In dem Zylinder 28 bewegt sich ein Kolben 31 hin und her, der für gewöhnlich durch eine Feder 31' in die in Abb. 4 dargestellte Lage gedrückt wird. In dieser ver- ! schließt er die Verbindung zwischen dem Auslaß 29 des Zylinders und dem Rohr 27. Der Kolben 31 ist an einem Rahmen 32 angelenkt, der auf der Triebwelle 19 der Hilfsmaschine gelagert ist. In dem Rahmen ist ein Zahnrad 33 angeordnet, das dauernd in Eingriff mit einem auf der Triebwelle angeordneten Zahnrad 34 steht. Der Rahmen 32 ist durch einen Kurbelstangenantrieb 32' mit dem Kreuzkopf 18 der Hilfsmaschine 17 verbunden.

Auf der Triebachse 20 des mit der Hilfsmaschine versehenen Radgestelles des Tenders ist ein Zahnrad 35 befestigt. Bei Zutritt von überhitztem Dampf in das Rohr 27 wirkt dieser auf den Kolben 31, durch dessen Bewegung der Rahmen 32 mit dem Zahnrad 33 in Schwingung versetzt und das Rad 33 gegen das Zahnrad 3 5 der Triebachse geschoben wird. Bevor jedoch die beiden Zahnräder 33, 35 in Eingriff miteinander kommen, wird der Auslaß 29 durch den Kolben 31 freigegeben, so daß der Dampf durch das Rohr 30 in die Zylinder der Hilfsmaschine strömt. Diese wird so in Gang gesetzt, daß, während die Zähne des Zahnrades 33 in Umfangsberührung mit den Zähnen des Rades 35 stehen, das .Zahnrad 33 eine Drehbewegung erhält. In dem Augenblick, in dem die Zähne des Rades 33 den Zahnlücken des Rades 35 gegenüberliegen, wirkt der Dampfdruck auf den Kolben 31 in der Weise, daß der Rahmen 32 weitergedreht wird und den völligen Eingriff der Zahnräder bewirkt. Die gesamte Dampfmenge gelangt dann durch das Rohr 30 in die Zylinder der Hilfsmaschine, die dann mit größter Geschwindigkeit arbeitet.

An der entgegengesetzten Seite des Ventiltellers 26 des Umschaltventils ist dieses mit einem zweiten Zylinder 36 verbunden, in dem ein Kolbenventil 37 entsprechend dem vorhin erwähnten Kolben 31 arbeitet. Das Ventil 37 verschließt für gewöhnlich die Verbindung zwischen dem Auslaß 38 und der Umschaltventilkammer. Der Auslaß 38 ist durch ©in Rohr 39 mit den Zylindern 17 der Hilfsmaschine verbunden. Der Kolben 37 steht unter dem Einfluß einer Feder 37' und ist durch einen Hebel 40 mit einem Zahnrad 41 gekuppelt, das dauernd in Eingriff mit dem Triebrad 35 steht und um dessen Umfang herum beweglich ist, so daß es unter der Wirkung des Dampfdruckes hinter dem Kolben 37 in Eingriff mit dem Zahnrad 33 gebracht werden kann, das durch die Hilfsmaschine in Bewegung versetzt wird. Auf diese Weise kann die Drehrichtung der Triebachse 20 umgekehrt werden. iao

Die Zuführung des überhitzten Dampfes zu den Zylindern der Hilfsmaschine wird

durch ein im Führerstand angeordnetes Luftventil 42 gesteuert. Dieses Ventil erhält die Druckluft durch das Rohr 43 von einem auf der Maschine angeordneten Behälter 44. Es kann jedoch, wenn es gewünscht wird, dieses Rohr auch an die Bremsleitung angeschlossen sein, da nur eine verhältnismäßig geringe Luftmenge für die Zwecke der Erfindung benötigt wird. Das Ventil 42 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei unabhängig zu steuernden Ventiltellern 45 ausgerüstet, die für gewöhnlich die Verbindung zwischen der Luftaufnahmekammer und den damit verbundenen Rohren 46, 47 verschließen. Diese Rohre liefern die Druckluft nach dem Ventil 22 oder dem Ventil 25. In der Kammer des Ventils 42 sind Hebel 48 und 49 drehbar gelagert. Ein Einstellhebel 50' bewegt die Nocken 51, 52, die die Hebel 48 und 49 derart beeinflussen, daß sie die unter dem Druck von Federn 45' stehenden Ventile öffnen. Wenn, wie dargestellt, der Hebel 50 sich in der neutralen Lage A befindet, sind beide Ventile 45 _geschlossen. Wird der Hebel jedoch in die Stellung B gebracht, so drückt der Nokken 51 den Hebel 48 nieder und hebt den zugehörigen Ventilteller 45 von seinem Sitz, während der andere geschlossen bleibt. Auf diese Weise tritt Druckluft in das Ventil 22 und dessen Ventilteller 24 heben sich. Wenn dementsprechend das Drosselventil 11 durch den Maschinenführer geöffnet wird, strömt der überhitzte Dampf auf seinem Weg nach dem Schieberkasten in das Rohr 23, durch das Ventil 22 und in das Rohr 21. Da der Ventilteller 26 des Umschaltventils 25 sich in seiner Normalstellung befindet, strömt der Dampf durch das Rohr 27 und wirkt gegen den Kolben 31, so daß die Ankupplung der Hilfsmaschine an das Triebwerk der Triebachse erfolgt. Auf diese Weise wird die Achse in der Vorwärtsrichtung gedreht, um die Vorwärtsbewegung des Zuges"

♦5 zu unterstützen. ·

Bei der Zurückbewegung des Hebels 50 in die Stellung C drückt der Nocken 51 ebenfalls den Hebel 48 nieder, und der Nokken 52 öffnet durch den Hebel 49 auch das zweite Ventil. Die Druckluft strömt nun nicht nur zum Ventil 22, sondern auch durch das Rohr 47 in das Gehäuse des Umschaltventils 25 und verstellt dieses derart, daß die Verbindung zwischen den Rohren 21 und 27 unterbrochen und zwischen dem Rohr 21 und dem Zylinder 36 hergestellt wird, so daß das Umkehrtriebwerk 41 beeinflußt und in Eingriff mit dem Übertragungsrad 33 der Hilfsmaschine gebracht wird. Die Drehrichtung der Triebachse 20 wird auf diese Weise umgekehrt, um eine Vermehrung der Zugkraft in Rückwärtsrichtung zu bewirken. Der Nocken 51 ist so ausgebildet, daß das Umschaltventil 25 kurz vor der Öffnung des Ventils 22 umgesteuert wird, so daß die Verbindung zwischen dem Rohr 21 vollständig unterbrochen wird, bevor das Umkehr triebwerk in Gang kommt.

Gemäß der Erfindung wird mithin bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit der überschüssige Dampf aus dem Lokomotivkessel verwendet, um selbsttätig die Kupplung des Motortriebwerkes mit der Triebachse zu bewirken und den Motor bei geringer Geschwindigkeit in Gang zu setzen, um augenblicklieh eine vollständige Kupplung des Triebwerkes zu erzielen und auf diese Weise ein Klappern der Eingriffsräder zu verhüten. Ferner wird der überhitzte Dampf den Zylindern der Hilfsmaschine zugeführt, um diese mit größter Geschwindigkeit anzutreiben. Die unmittelbare Steuerung und die eigentliche Wirkung der Hilfsantriebsvorrichtung wird mit anderen Worten allein durch das Mittel des Hauptantriebes ausgeführt und hängt nicht von der Wirkung des Umkehrhebels oder eines anderen Teiles der Lokomotivsteuerung ab, um die Hilfsmaschine mit der anzutreibenden Achse zu kuppeln. Auf diese Weise ist es möglich, ohne irgendwelche Benutzung des Umkehrhebels auszukommen und dabei die Kraftleistung der Hauptmaschinenzylinder zu vermindern, während die Hilfsmaschinen mit Höchstleistung weiterarbeiten. ! Soll die Lokomotive in Vorwärtsrichtung sich bewegen, wird der Umsteuerhebel 8 zu- ; erst verstellt, um das Ventilgestänge und das j Absperrventil einzustellen. Sobald der Umsteuerhebel in die Endlage der Vorwärtsj stellung gebracht worden ist, strömt überhitzter Dampf im wesentlichen während des ι ganzen Kolbenhubes in die Maschinenzylin-' der, und es wird die höchste Kraft und ' Zugleistung entfaltet. Wenn die Antriebsgeschwindigkeit steigt, wird die Absperrung ' der Zylinder derart früher vorgenommen, daß die Kolben teilweise durch die Expansion des Dampfes getrieben werden, wobei das Maß der Absperrung von der zu erlangenden Antriebsgeschwindigkeit abhängt. Nachdem der Umsteuerhebel in die richtige Lage gebracht worden ist, wird der Hebel 50 in die Stellung B umgelegt, so daß er das Ventil 22 öffnet und überhitzter Dampf aus dem Rohr 13 durch die Leitungen 21 und 27 nach der Kupplungsvorrichtung für das Vorwärtstriebwerk der Hilfsmaschine strömt. Bei der Anfangsbewegung des unter dem Dampfdruck stehenden Ventilkolbens 31 wird das Kraftübertragungszahnrad 33 *um das Antriebsrad 34 herumbewegt, bis der Ventilkolben sich in einer Stellung befindet, in der er die

Verbindung zwischen der Leitung 27 und dem zu dem Zylinder 17 führenden Auslaß 29 herstellt. Der Hilfsmotor wird auf diese Weise zunächst mit geringer Geschwindigkeit getrieben und das Übertragungstriebrad .33 wird gedreht, bis seine Zähne in die Eingriff sstellung zu den Zähnen des Rades 35 gelangen. Die augenblickliche volle Kupplung der Triebräder erfolgt dann durch die Weiterbewegung des Ventilkolbens 31, welchen den Auslaß 29 völlig öffnet, so daß der Hilfsmotor auf volle Geschwindigkeit gebracht wird. Die Hilfsmaschine wird mithin durch das einzige Drosselventil gesteuert, das ' auf der Lokomotive zur Regelung der Dampfzufuhr nach den Hauptmaschinenzylindern dient. Der Umsteuerhebel kann benutzt werden, um die Absperrung der Dampfzufuhr in jedem gewünschten Maße einzustellen, ohne in irgendeiner Weise die Hilfsmaschinen zu beeinflussen. Es bedarf also nach der Einstellung des Luftventilhebels 50 die Vorrichtung keinerlei weiterer Aufmerksamkeit seitens des Maschinenführers, und sie kommt selbsttätig und ausschließlich durch das 'Öffnen oder Schließen des gewöhnlichen Absperrventils zur Wirkung.

Bei der Einstellung des Hebels 50 in die Stellung C strömt der überhitzte Dampf durch das Umschaltventil 2 5 und wirkt auf den Ventilkolben 2>7, wodurch das LTmkehrge- , triebe 41 mit dem Zahnrad 33 in der gleichen Weise in Eingriff kommt wie dieses mit dem Zahnrad 3 5 der Triebwelle 20 für die Vorwärtsbewegung in Eingriff gebracht wird.

Wird das Drosselventil z. B. bei Gefälle geschlossen, so wird die Hilfsmaschine augenblicklich von der Triebachse abgekuppelt, ohne daß irgendwelche Veränderung der Stellung des Hebels 50 vorgenommen zu werden braucht. Bei Erreichung des Endes des Gefälles wird das Drosselventil wieder geöffnet und die Hilfsmaschine kommt selbsttätig gleichzeitig mit der Hauptmaschine wieder in Gang, ohne daß weitere Ventile verstellt zu werden brauchen. Der Hilfsantrieb wird also durch ein einziges Absperrventil gesteuert und kann durch eine einfache Einrichtung betrieben werden, die keinerlei besondere Geschicklichkeit oder Erfahrungen von seifen des Maschinenführers erfordert. Durch den Gebrauch des überhitzten Dampfes für den Antrieb der Hilfsmaschinen werden die Kondensationsverluste in den Zylindern der Antriebsmaschine auf ein Mindestmaß verringert.

Wie Abb. 2 zeigt, können auch Hilfsmaschinen an mehreren Stellen angeordnet werden, um die Zugkraft großer Maschinen für schwere Lasten zu vergrößern. Dementsprechend können das vordere Drehgestell der Lokomotive oder zwei derartige Drehgestelle ebenso wie die Radgestelle des Tenders mit Hilfsmotoren versehen werden. Bei einer derartigen Vielfachanordnung von Antriebsmaschinen werden diese gleichzeitig geregelt und durch das Drosselventil ein- oder ausgeschaltet. Es braucht dabei nur ein einziges D ampfzuführungsventil 22 für die samtliehen Hilfsmaschinen und auch nur ein Umschaltventil 25 vorgesehen zu werden. Dieses letztere Ventil ist dann mit den verschiedenen Hilfsmaschinen durch geeignete Rohrleitungen verbunden. Es wird also auch in diesem Falle die Gesamtzahl der Hilfsmaschineneinheiten gleichzeitig mit der Hauptmaechine durch ein einziges Drosselventil gesteuert. Im übrigen hat sich jedoch herausgestellt, daß bei Maschinen, wie sie gewohnlich für Lastzüge verwendet werden, eine einzige Zusatzmaschine genügt.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Einrichtung zur Regelung einer oder mehrerer neben einer Hauptantriebsmaschine vorgesehenen Hilfsantriebsmaschinen an Fahrzeugen, z. B. Lokomotiven o. dgl., bei der die einzelnen Maschinen, d. h. die Hauptantriebsmaschine und die Hilfsantriebsmaschine, aus der gleichen Kraftquelle gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen des Hauptdrosselventils des Fahrzeuges zwecks Anlassens der Hauptantriebsmaschine die Hilfsmaschine oder Maschinen selbsttätig durch das der Hauptantriebsmaschine zugeführte Triebmittel eingeschaltet wird bzw. werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitung für die Hilfsmaschine von der nach den Zylindern der Hauptmaschine führenden Leitung abgezweigt und mit einem durch Druckluft gesteuerten Ventil für die An- und Abschaltung der Hilfsmaschine versehen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des die Doppelleitung der Hilfsmaschine beherrschenden Ventils ein Druckluftventil dient, dessen Steuerhebel auch den Vor- und Rückwärtsgang der Hilfsmaschine einstellt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.