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Dreizyliiider-Zusatzmotor für Lokomotiven, insbesondere Hoehdrucklokomotiven.
Die Erfindung betrifft einen Zusatzmotor für Lokomotiven. Diese Zusatzmotoren, sogenannte Booster, wie sie für die Lokomotiven von üblichem Dampfdruck von 12 bis 20 Atm. in Anwendung sind, um während des Anfahrens der Lokomotive oder bei Steigungen die Zugkraft der Lokomotive zu erhöhen, bestehen regelmässig aus einer Zwillingsdampfmaschine, deren Rahmen um die vom Zusatzmotor anzutreibende Laufachse der Lokomotive oder des Tenders schwenkbar gelagert ist und ausserdem einen dritten Stützpunkt in einem Pfannenlager eines Querbalkens hat, der seinerseits an seinen beiden Enden unter Einsehaltung von Pufferfedern gegen den Lokomotivrahmen abgestützt ist. Diese Dreipunktaufhängung, bei welcher der Rahmen der Lokomotive bzw. des Drehgestelles von dem Gewicht des Zusatz-
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zylinderdampfmaschine angesehen werden.
Anderseits ist diese Dreizylinderanordnung erwünscht, wenn nicht notwendig, um die Vorteile des Überganges von dem üblichen Dampfdruck zu Hochdruck von 30 bis 100 Atm. und darüber nicht für die Hauptmasehine der Lokomotive allein, sondern auch für den Zusatzmotor auszunutzen. Bei der Zweizylinderanordnung, die für die üblichen Dampfdrücke sehr grosse Fülligen von 65% und mehr erfordert, um bei jeder Kurbelstellung ein sicheres Anfahren zu ermöglichen, ergibt sich ein ungünstiger hoher Dampfverbrauch, und ausserdem ist bei einer Zweizylinder- masehine bekanntlich das Tangentialdruckdiagramm bzw. Drehkraftdiagramm sehr ungünstig, weil die Umfangskräfte in weiten Grenzen schwanken.
Demgegenüber ermöglicht allein die Dreizylinderanordnung, die Vorteile der hohen Dampfspannungen voll auszunutzen, da bei ihr die Fiillungen auch für ein sicheres Anfahren erheblich kleiner, zu etwa 35-40%, angenommen werden können, wodurch ein günstiger Dampfverbrauch und ein erheblich besseres Tangentialdruekdiagramm erzielbar ist. Die hohe Dampfspannung ermöglicht es ferner, die Zylinder trotz dieser kleinen Füllungen so klein zu machen, dass sie in dem sehr beschränkten zur Verfügung stehenden Raum untergebracht w erden können. Eine erhebliche Schwierigkeit liegt aber für diesen Fall in der erwähnten Vorbedingung der Beibehaltung der günstigen Dreipunktaufhängung.
Diese erfordert, wie schon erwähnt, in der Mittelebene am dritten Aufhängepunkt die Anbringung eines Pfannenlagers zwischen dem abgefederten Querträger und dem Zylinderrahmen und der Schwerpunkt des Rahmens mit Motor und Antrieb muss in diese Mittelebene fallen. Ferner benötigt die gekröpfte Kurbelwelle eine Lagerung durch mindestens drei Lager. Die naheliegendste Lösung des Problems, den dritten Zylinder der Hochdruckmaschine in die Mittelebene zu legen und die Antriebszahnräder auf die Laufachse und die Kurbelwelle, sowie das mittlere Lager der letzteren in zwei Hälften beiderseits der Mittelebene zu teilen, ist nicht möglich, weil das erwähnte, in der Mitte liegende Pfannenlager der Dreipunktaufhängung in die Mitte der Geradführungsbahn des mittleren Zylinders fallen würde.
Gemäss der Erfindung wird der innen liegende Zylinder so weit nach der einen Seite aus der Rahmenmitte verschoben, dass neben seiner Geradführung der Pfannenzapfen für den dritten Aufhängungspunkt in der Rahmenmitte angebracht werden kann, während das Antriebsrad auf der Radachse so weit nach der entgegengesetzten Seite verschoben ist, dass unter Lagerung der gekröpften Kurbelwelle mittels drei Lagern der Massensehwerpunkt in die Mittelebene des Rahmens fällt. Vorteilhaft sind ferner die
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Steuerungsexzenter für die drei Dampfzylinder nicht auf der Kurbelwelle angeordnet, sondern auf einer hochgelegten Zwischenwelle, die von der Kurbelwelle aus durch ein Zwischengetriebe (Räder-oder Ketten- getriebe) angetrieben wird, das von der Mittelebene aus auf derselben Seite wie das Antriebszahnrad auf der Radachse angeordnet ist.
Durch diese Ausgestaltung des Zusatzmotors wird trotz des beschränkten
Raumes nach Breite und Tiefe ein Zusatzmotor für Hochdrucklokomotiven geschaffen, welcher die günstige Dreipunktaufhängung und eine günstige Lagerung der Kurbelwelle mit einer vollen Ausnutzung der Vorteile der hohen Dampfspannung, nämlich günstiges Tangentialdruckdiagramm und geringen Dampfverbrauch, vereinigt.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines Zusatzmotors gemäss der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den Zusatzmotor ; die Fig. 2 einen Längsschnitt nach der gebrochenen Linie A-B in Fig. 1 ; Fig. 3 zeigt eine teilweise Endansicht der hochgelegten Steuerwelle und der Zylinderköpfe.
In der Zeichnung ist 1 die Laufradachse, die in bekannter Weise ausserhalb der Laufräder 2 und 3 im Lokomotiv-bzw. Drehgestellrahmen gelagert ist und das Antriebszahnrad 4 trägt, welches um einen Abstand x aus der Mittelebene des Rahmens 5 verschoben ist. Der Rahmen 5 des Zusatzmotors hat die bewährte Dreipunktaufhängung, d. h. er ist einmal bei 6 und 7 auf der Laufradachse j ! schwingbar gelagert und als dritten Aufhängepunkt mittels einer Pfanne 8 auf einem Kugelzapfen 9, der mit einem
Querträger bzw. einer Traverse 10 verbunden ist, die beiderseits gegen den Lokomotiv-bzw. Drehgestellrahmen in nicht dargestellter bekannter Weise abgefedert ist.
Der Zapfen 9 und die Pfanne 8 werden mit Spiel durch einen Bolzen 11 zusammengehalten, der unter Einschaltung einer schwachen Feder 12 am einen Ende eine Mutter 14 trägt und am oberen Ende mittels eines Flansches 15 an der Lagerpfanne 8 des Rahmens verschraubt ist. Die Mitte des Zapfenlagers geht durch die Mittelebene des Rahmens. Der Rahmen ist mit drei Lagern 16, 17 und 18 für eine gekröpfte Kurbelwelle 19 versehen, die wie beim üblichen Zusatzmotor mit Zwillingsmaschine an ihren Enden die Kurbelzapfen 20 und 21 für die aussen liegenden Hochdruckdampfzylinder 22 und 23 hat. Der dazwischenliegende mittlere Zylinder 24 und der dazugehörige Kurbelzapfen 26 der gekröpften Kurbelwelle 19 sind aus der Mittelebene so weit seitlich verlegt, dass die Geradführung bzw.
Gleitbahn 28 der Zylindergeradführung des innenliegenden Zylinders neben dem Befestigungsflansch 15 des Bolzens 11 des Pfannenlagers Platz findet. Die Steuerung der Dampfzylinder erfolgt durch Kolbenschieber 29 von einer hochgelegten Zwischenwelle 30 aus, die von der Kurbelwelle 19 aus mittels eines Räderzuges 31, 32 und 33 angetrieben wird, so dass sie sich mit der gleichen Drehzahl und in gleichem Sinne wie die gekröpfte Kurbelaehse dreht. Die Verteilung des dritten Zylinders mit seinem Getriebe und der Kurbelwellenkröpfung einerseits und des Zahnrädergetriebes für die Laufachse des dritten Kurbelwellenlagers und des Rädergetriebes für die Steuerwelle anderseits gegenüber der Rahmenmitte ist dabei eine solche, dass der Schwerpunkt der gesamten Masse des Rahmens mit Zusatzmotor in die Mittelebene fällt.
Die Exzenter 34, 35 und 36 der hochgelegten Zwischenwelle 30 bewegen die Kolbenschieber 29 mittels Zwischenhebel 38 mit der Übersetzung 2 : 1. An Stelle des Räderzuges 31-33 könnte auch ein geräuschloses Kettengetriebe treten. Das Antriebsrad 4 erhält in bekannter Weise seinen Antrieb mittels eines auf der Kurbelachse aufgekeilten Zahnrades 40, das mit einem auf dem Zapfen 41 sitzenden, lose drehbaren Zwischenrad 42 in ständigem Eingriff steht. Das Zwischenrad 42 kann vom Führerstand aus mittels des Schwinghebels 43 durch Druckluft od. dgl. mit dem Zahnrad 4 in Eingriff gebracht werden. Dieser Antriebsund Einrüekmechnaimus ist der übliche und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform ist nur eine beispielsweise und kann im Rahmen der Erfindung abgeändert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dreizylinder-Zusatzmotor für Lokomotiven, insbesondere Hochdrucklokomotiven, mit Dreipunktaufhängung des um die Radachse schwingenden Rahmens und dreifacher Lagerung der gekröpften Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, dass der innen liegende Zylinder (24) so weit nach der einen Seite aus der Rahmenmitte verschoben ist, dass die Anbringung des Pfannen zapfens (11) fÜr den dritten Aufhängepunkt in der Rahmenmitte neben der Geradführung (28) möglicht ist, während das Antriebsrad (4) auf der Radachse so weit nach der entgegengesetzten Seite verschoben ist, dass der Massensehwer- punkt in die Mittelebene fällt.