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Ventilsteuerung für zwei- oder dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschinen
Bei zwei- oder dreizylindrigen Lokomotiv-Dampfmaschinen wird bekanntlich bisher
jedem Zylinder eine vollständige Steuerung zugeordnet, die je aus einem Steuerorgan,
in der Regel einer verstellbaren Kulisse o. dgl., sowie den zur Verstellung und
zum Antrieb der Abschlußorgane dienenden Gestängen bestehen. Derartige Steuerungen
sind sehr teuer, sie erfordern viel Raum und sind deshalb insbesondere bei dreizylindrigen
Lokomotiv-Dampfmaschinen schwer unterzubringen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ventilsteuerungen mit hin
und her schwingender Nockenwelle für zwei- oder dreizylindrige Lokomotiv Dampfmaschinen
und besteht darin, daß statt der beiderseitigen schwingenden Kulissen nur auf einer
Seite eine rotierende Kurbelscheibe mit verstellbarem Kurbelarm angeordnet ist.
Von dieser Kurbelscheibe wind nun der Antrieb der Ventile der anderen Zylinder unter
demselben Winkel abgeleitet, den die zugehörige Kurbel hat, und diese Bewegung wird
mittels einer oder zweier sich quer über den Rahmen der Maschine erstreckender Schwingwellen
auf die Steuernockenwelle der anderen Zylinder übertragen.
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Die Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsbeispiele der
Erfindung, und zwar zeigen die Fig. i und 2 die neue Steuerung für eine zweizylindrige
bzw. für eine dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschine; - die Fig. 3 und 4 bzw. g
und 6 stellen in je zwei Seitenansichten die Anordnung der Steuerung auf einer zweizylindrigen
bzw. dreizylindrigen Lokomotive dar; die Fig. 7 und $ zeigen in der gleichen Darstellung
wie die Fig. i und 2 eine weitere Ausführungsform der neuen Steuerung für eine zwei-
bzw. dreizylindrige Lokomotiv Dampfmaschine.
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Die Ventile des einen Zylinders z (Fig. 3, 4) werden durch eine quer
zur Zylinderachse angeordnete, hin und her schwingende Steuernockenwelle a bewegt
(Fig. i). Zum Antrieb der Steuernockenwelle a dient bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel eine rotierende Kurbelscheibe b, die von einer Triebachse der
Lokomotive bewegt wird. In dem geradlinigen Schlitz b1 der Kurbelscheibe b ist ein
Zapfen c angeordnet, der mittels einer nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung
gehörigen Vorrichtung- verstellt werden kann, so daß dadurch sich die Länge des
Kurbelarms ändert. Zapfen c ist durch die Steuerstange d und einen kurzen Hebel
e mit der Nockenwelle a verbunden. Die in der Fig. i dargestellte Mittelstellung
des Zapfens c entspricht der Nullfüllung des Zylinders, während die linke und rechte
Endstellung des Zapfens c der Maximalfüllung für Vor- und Rückwärtsgang entsprechen.
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Zur Erhaltung einer gleichbleibenden linearen Voreinströmung . erhält
die Steuerstange d eine so große Länge, daß bei lotrechter Stellung des
Scheibenschlitzes
b1 eine Verschiebung des Zapfens c praktisch ohne Rückwirkung auf das andere Ende
der Steuerstange d ist und die Steuernockenwelle a somit in Ruhe bleibt. Wenn man
die Kurbelscheibe b auch zum Antrieb der Steuernockenwelle des zweiten I,okömotivzylinders
z1 (Fig. 3 und 4) verwenden würde, so müßte an den Zapfen c eine zweite Steuerstange
aasgelenkt werden, die mit der Steuerstange d des ersten Zylinders einen Winkel
von go ° einschließt und behufs Erhaltung einer gleichbleibenden Voreinströmung
auch im zweiten Zylinder z1 eine ebenso große Länge besitzen müßte wie die Steuerstange
d. Das zweite Ende dieser zweiten Steuerstange müßte mittels eines ziemlich umständlich
und sehr langen Gestänges mit der Steuernockenwelle a1 des zweiten Zylinders z1
verbunden sein. Die Ausführung einer solchen Steuerung mit einer einzigen Kurbelscheibe
für beide Lokomotivzylinder wäre jedoch kostspielig und wegen des großen Raumbedarfes
in baulicher Hinsicht sehr umständlich.
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Der Erfindung gemäß wird nun der Antrieb der Steuernockenwelle des
zweiten Lokomotivzylinders nicht unmittelbar von der Kurbelscheibe b abgeleitet,
sondern von einem Zwischenpunkt f der Steuerstange d des ersten Zylinders.
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Wie die Fig. i und 3 zeigen, ist an einem Zwischenpunkt f, der in
der Nähe des Zapfens c liegt, eine verhältnismäßig kurze Schwinge g drehbar befestigt,
deren anderes Ende mittels eines Drehzapfens h mit einem Hebel i verbunden ist.
Dieser sitzt auf einer Welle y, die sich unterhalb des Kessels quer über den Rah=
men der Lokomotive erstreckt. Das auf der entgegengesetzten Seite der Lokomotive
befindliche Ende der schwingenden Welle j ist mittels eines kurzen Hebels
k, eines Lenkers m
und eines kurzen Hebels n mit der Steuernockenwelle
a1 des zweiten Zylinders z1 verbunden (Fig.4)..
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Wie aus der Fig. = ersichtlich ist, führt bei einer Verstellung des
Zapfens c in dem Scheibenschlitz bl der Zwischenpunkt f. der Steuerstange d eine
schwingende Bewegung in einer Bahn aus, die von einem Kreisbogen nur ganz unerheblich
abweicht. Die Schwinge g hat die Länge des Krümmungshalbmessers dieses Kreisbogens,
in welchem der Bolzen f schwingt. Infolgedessen wird bei einer Umstellung des Zapfens
c zwar die Schwinge g verstellt, die Welle j und das dem zweiten Zylinder z1 zugeordnete
Antriebsgestänge k, m, n bleiben jedoch in Ruhe, und die Nockenwelle ä1.
sowie die Vor= einströmung im zweiten Zylinder.-,. werden durch die Umkehrung der
Fahrtrichtung nicht beeinflußt. Genau das gleiche tritt ein, wenn die Kulisse b
um go ° gedreht ist und eine Umkehrung der Fahrtrichtung stattfinden soll. Es bleiben
dann die Nockenwelle c,. sowie die Voreinströrriung im ersten Zylinder z unbeeinfiußt,
während die Nockenwelle a1 des zweiten Zylinders verstellt wird.
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Wie -aus den Fig. x, 3 und 4 hervorgeht, sind die Bestandteile
der Steuerung auf ein Mindestmaß herabgesetzt; die Anordnung ist äußerst einfach
und kann leicht auf der Lokomotive untergebracht werden.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 2, 5 und 6 bezieht sich auf Lokomotiven
mit drei Zylindern, deren Kurbeln um je. i2o ° gegeneinander versetzt sind. Mit
den Zapfen f sind hier zwei Schwingen g1 und g2 gelenkig verbunden, die miteinander
und mit der in der Mittelstellung befindlichen Steuerstange d Winkel von je ungefähr
6o' einschließen. Die Schwinge g1 ist ebenso wie bei der Ausführungsform nach der
Fig. i durch einen kurzen Hebel il mit einer auf die andere Seite der Lokomotive
reichenden Welle il verbunden, deren Ende mittels eines Gestänges k1,
ml, n1 (Fig. 6) die Steuernockenwelle a1 des zweiten äußeren .Zylinders antreibt.
Die Schwinge g2 ist durch einen kurzen Hebel i2 mit einer Hohlwelle y2 (Fig. 2)
verbunden, die auf die Welle j1 aufgeschoben ist und sich bis zum mittleren Zylinder
z2 erstreckt und deren Ende mittels eines kurzen Hebels k2, eines Lenkers m2 und
eines Hebels n2 mit der Steuernockenwelle a2 des mittleren Zylinders z2 verbunden
ist (Fig. 5).
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Die Fig.7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für zweizylindrige
Lokomdtiv-Dampfmaschinen, bei welcher der Antrieb der sich über den Rahmen der Maschine
erstreckenden Schwingwelle y unmittelbar von dem Verstellzapfen c der Kurbelscheibe
b des ersten Zylinders abgeleitet ist. Der Zapfen c ist mittels eines im Winkel
von go ° abgezweigten Lenkers P und eines Hebels q mit der Schwingwelle
j verbunden. Auch bei - dieser Ausführungsform kann ein gleichbleibendes
lineares Voreinströmen irii zweiten Zylinder erzielt werden, indem der Lenker 15
die erforderliche Länge erhält. Vorzugsweise wird jedoch eine kleine Veränderlichkeit
des linearen Voreinströmens in Kauf genommen, wodurch der Vorteil einer überaus
einfachen und gedrängten Bauweise erzielt wird, insbesondere dadurch, daß man in
der Anordnung der Schwingwelle y voll= kommen frei wird. Diese kann nämlich, wie
die Fig.7 zeigt,- ober- oder unterhalb, rechts oder links von er Kurbelscheibe b
angeordnet werden.
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Die Fig, 8 zeigt eine der Fig. 7 ähnliche Ausführungsform der Erfindung
für dreizylindrige Lokomotiv-Dampfmaschinen. Der Verstellzapfen e ist mittels zweier
Lenker p, und P2, die miteinander, und mit der Steuerstange d Winkel von ungefähr
i2o ° einschließen, sowie mittels zweier Hebel. q1 und q2 mit der zu dem zweiten
äußeren Zylinder führenden Schwing=
welle il. und der zu dem mittleren
Zylinder z2 führenden hohlen Schwingwelle j2 verbunden. Wie die gestrichelten und
strichpunktierten Linien in der Fig. 8 zeigen, ist man auch bei dieser Ausführungsform
in der Anordnung der Wellen j1 und j2 ober- oder unterhalb oder seitlich der Kulisse
b frei.
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Die Anordnung und Ausgestaltung der zum Antrieb der Ventile des zweiten
äußeren und des mittleren Zylinders z1 und z2 dienenden Gestänge ist bei der Ausführungsform
nach den Fig. 7 und 8 die gleiche wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3
und 4 bzw. 5 und 6.
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Die durch die vorliegende Erfindung erzielten technischen Vorteile
kommen bei Dreizylinderlokomotiven ganz besonders zur Geltung, weil die umständlichen
und teueren Steuerungen (Kulissen und Gestänge) für zwei Zylinder, namentlich auch
für den schwer zugänglichen Mittelzylinder erspart werden.