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Antriebsvorrichtung für Ventilsteuerungen von Lokomotiven und ähnlichen Fahrzeugen
Obwohl die Vorteile, welche eine mit umlaufender Nockenwelle versehene Ventilsteuerung bietet, es besonders erwünscht und geboten erscheinen lassen eine solche Ventilsteuerung auch bei Lokomotiven und ähnlichen Fahrzeugen zu verwenden, musste bisher davon Abstand genommen werden, weil bei den bisher bekannt gewordenen Ventilsteuerungen mit umlaufender Nockenwelle die Drehbewegung der letzteren durchweg von einem in Drehung versetzten Maschinenteil entnommen und in der Regel mittels Zahngetriebes auf die Nockenwelle übertragen wurde, eine derartige Übertragung von den bei Lokomotiven allein eine Drehbewegung vollführenden Radachsen aus wegen des Federspiels der Radachsen jedoch nicht angängig ist.
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, welche es ermöglicht, die Nockenwelle ohne Anwendung von Zahnradgetrieben von den Radachsen aus derart in umlaufende Drehung zu versetzen, dass das unvermeidliche Federspiel der Achsen-praktisch genommen-auf die Drehung der Nockenwelle ohne Einfluss bleibt.
Die Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von einer von der Nockenwelle geeignet entfernt liegenden Achse aus eine mit ih-em ande-n Ende in Höhe dieser Aelse an einem am Lokomotivrahmen schwingbar gelagerten, zweiarmigen Hebel angelenkte Exzenterstange angetrieben und das Verhältnis der beiden Hebelarme demjenigen entsprechend bemessen wird, welches zwischen der Antriebsexzentrizität und der Kurbellänge der vom zweiarmigen Hebel mittels Schubstange in Drehung versetzten Nockenwelle obwaltet.
Die Einrichtung hat die Wirkung, dass die infolge der Stösse in lotrechter Richtung stattfindenden, federnden Bewegungen auf den zweiarmigen Hebel so gut wie ohne jeden Einfluss bleiben. Der Einfluss ist gleich Null, wenn die Stösse des Rades gerade dann eintreten, wenn die Exzenterstange sich in öder nahe an den Totpunktlage befindet, und er ist auch in den Lagen, in welchen die Exzenterstange ihren grössten Ausschlag gegen die Wagrechte hat, praktisch genommen verschwindend klein, sofern die Exzentrizität für den Antrieb der Exzenterstange der Kurbellänge der Nockenwelle gleich gross bemessen wird oder diese nur um ein verhältnismässig geringes Mass übersteigt.
Im ersteren Falle sind die beiden Schenkel des zweiarmigen Hebels gleich lang ; im zweiten Falle muss das Verhältnis der beiden Hebelarme demjenigen zwischen der Antriebsexzentrizität und der Kurbellänge der Nockenwelle entsprechen.
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Nockenwelle, doch könnte der Antrieb auch von jedem andern von der Nockenwelle geeignet entfernten Kuppelrade der Lokomotive abgeleitet werden.
Bei der durch Fig. 1 veranschaulichten Ausführung wird die Drehung der Nockenwelle b in folgender Weise bewirkt :
Der Dampfkolben setzt die Treibachse a in Richtung des Pfeiles Bin Drehung, wobei die Exzenterstange d, welche an einem Exzenter der Kurbel c angreift und in Achsenhöhe an den Pendelhebel t angelenkt
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Richtung durch die pleuelstangenartig bewegte Stange und die Kurbel i derart auf die Nockenwelle b übertragen, dass ihre Drehrichtung dieselbe ist wie die der Treibachse a. Da ferner die Kurbeln c der'
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Totpunkte des Kurbeltriebes aufgehoben werden. Wie Fig. 2 erkennen lässt, ist die Nockenwelle b von einer Lokomotivseite zur andern durchgeführt.
Diese Antriebsvorrichtung kann auch ohneweiters bei Drei-und Vierzylinderlokomotiven angewendet werden, bei denen die Zylinder in einer Ebene liegen, bei denen aiso eine gemeinschaftliche Nockenwelle zum Antrieb der Ventile angebracht werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel, Fig. 3, ist der Antrieb an einer dreizylindrigen Lokomotive dargestellt, bei der sich der Mittelzylinder ausserhalb der Ebene der beiden aussenliegenden Zylinder befindet. Bei dieser Anordnung ist hinter den drei Zylindern eine durchgehende Zwischenwelle k angebracht.
Um den Antrieb dieser Zwischenwelle k von allen drei Kolbenwegen abnehmen zu können, sind die zu den in verschiedenen Ebenen liegenden Zylindern gehörenden doppelarmigen Hebel/, in verschiedenen Höhen gelagert und das Verhältnis ihrer Arme ist so bemessen, dass die Antriebskurbeln 1 der Zwischenwelle unter genau denselben Winkeln versetzt werden können, wie die zum Antrieb der Exzenterstangen dienenden Kurbeln c der Treibachse a, wie dies aus Fig. 3 und 4 zu ersehen ist.
Jeder Zylinder hat eine besondere Nockenwelle n mit zwei Kurbeln o, auf welcher verschiebbare Steuerhöcker angebracht sind, die in bekannter Weise das Öffnen und Schliessen der Ventile bewirken.
Die Drehbewegung dieser drei Nockenwellen n wird von der Zwischenwelle k abgenommen, auf welcher zu diesem Zwecke besondere Übertragungskurbeln 1n mit 900 Versetzung gegen die Antriebskurbeln 1 angebracht sind. In gleicher Weise versetzte Kurbeln o sind auch bei den drei Nockenwellen n vorgesehen, so dass Zwischenwelle Je und Nockenwelle n die gleiche Drehbewegung wie die Treibachse erhalten und gleichzeitig der Totpunkt des Kurbeltriebes aufgehoben wird. Diese Anordnung mit Zwisehenwelle lässt sich auch für solche Vierzylinderlokomotiven anwenden, bei denen die beiden Innenzylinder ausserhalb der Ebene der beiden aussenliegenden Zylinder angeordnet sind.
In beiden vorgeschriebenen Fällen wird zur Übertragung der Drehbewegung der Treib-und Kuppel- räder auf die Nockenwelle ein um einen festen Punkt schwingender zweiarmiger Hebel benutzt. Die Arme dieses Hebels können gleich oder ungleich sein. An dem oberen Arm ist die Schubstange für die Nockenwelle, an dem unteren Arm die Exzenterstange der Treibachse angelenkt. Hiedurch wird eine dem Verhältnis der Hebelarme entsprechende gleiche oder verkleinerte Bewegung des Achsenexenters auf das hin-und herschwingende Ende der die Nockenwelle antreibenden Schubstange erreicht und zugleich ermöglicht, dass die Kurbeln der Nockenwelle den vorhandenen Verhältnissen angepasst werden können.
Soll beispielsweise der Radius der Nockenwellenkurbeln nur halb so gross sein, wie der Radius der Exzenterkurbeln, so wird für die Hebelarme das Verhältnis 1 : 2 gewählt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antriebsvorrichtung für Ventilsteuerungen von Lokomotiven und ähnlichen Fahrzeugen mit versetzten Kurbeln, bei welcher die Ventile durch eine mittels zweiarmigen Schwinghebels in Umdrehung versetzte Nockenwelle gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel (I, g) von einer von der Nockenwelle (b) geeignet entfernt liegenden Treib- oder Kuppelachse (a) aus mittels einer mit ihrem andern Ende in einem in oder nahezu in der Mittelachse des Zylinders liegenden Punkte an den Hebel (f) angelenkten Exzenterstange (d) angetrieben wird.