<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Kupplung von Antriebsmaschinen mit Wellen in verschiedenem
Drehsinn.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mittels deren Antriebsmaschinen mit Wellen, insbesondere mit Radachsen von Lokomotiven, Tendern oder sonstigen Eisenbahnwagen, die einen zusätzlichen Antrieb erhalten sollen, in der einen oder andern Drehrichtung gekuppelt werden können. Vorzugsweise dient als Antriebsmittel Dampf, der vom Lokomotivkessel bezogen und der Antriebsmaschine zugeführt wird. Grundsätzlich betrifft die Erfindung die Anordnung eines Kupplungsmechanismus, mittels dessen die von der Antriebsmaschine erzeugte Kraft in umkehrbarer Richtung von der Antriebsmasehine der angetriebenen Welle oder Achse zugeführt wird.
Es sind dabei Mittel vorgesehen, um den Dampf oder ein anderes Triebmittel für die Antriebsmaschine zu steuern, so dass diese gewisse Teile des Kupplungs- mechanismus beeinflusst und hiedurch die Kupplung der Maschine mit der angetriebenen Welle ausgeführt wird, bevor die Welle in der gewünschten Richtung die Maschine zu voller Geschwindigkeit gelangen lässt.
Wenn auch die Erfindung hauptsächlich für Antriebsmaschinen von Fahrzeugen, namentlich
Hilfsantriebsmaschinen für Lokomotiven bestimmt ist, so ist sie 1tuch sonst mehr oder weniger anwendbar, wo es sich um die Übertragung von Energie von einem Motor oder einer sonstigen Kraftmaschine auf eine davon angetriebene Welle handelt.
In einem Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist ein verstellbares Übertragungs- zahnrad auf der von der Hilfsmaschine bewegten Antriebswelle und einem Zahnrad auf der anzutreibenden Welle vorgesehen. Des weiteren steht ein verschiebbares Umkehrtriebrad dauernd in Eingriff mit dem Antriebszahnrad auf der angetriebenen Welle oder Achse, das für gewöhnlich frei von dem vorerwähnten Übertragungszahnrad ist. Die Dampfzufuhr zu den Zylindern der Hilfsmaschine wird durch ein Umsteuerventil geregelt und verschiedenen Zweigen der Dampfleitung zugeführt.
Mit dem Übertragungszahnrad und dem Umkehrkupplungszahnrad sind von dem Dampfdruck gesteuerte Vorrichtungen gekuppelt, wodurch diese Zahnräder in ihre Eingriffsstellung gebracht werden können, sobald die Kraftmaschine in Wirksamkeit tritt, jedoch bevor diese ihre Höchstgeschwindigkeit erreicht. Im allgemeinen betrifft die Erfindung solch einen Kupplungsmechanismus, der selbsttätig durch eine Vorrichtung bewegt wird, die unter dem Einfluss des Triebmittels für die Kraftmaschine steht und nach dem Willen des Maschinenführers derart steuerbar ist, dass sie die Energie in einer bestimmten Richtung der angetriebenen Welle zuführt. Der Mechanismus besteht dabei aus verhältnismässig wenigen Teilen sehr einfacher Bauart, die in ihrer Wirkungsweise durchaus verlässlich sind und nicht in Unordnung geraten können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Grundriss eines Radgestelles einer Lokomotive, ihres Tenders, eines Wagens oder sonstigen Fahrzeuges, an dem eine Hilfsantriebsmaschine angeordnet ist ; Fig. 2 veranschaulicht einen Längsschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1 und zeigt die Stellung der Kupplungsteile für die Bewegung- übertragung in einer Drehrichtung der Achse ; Fig. 3 ist ein entsprechender Schnitt, wobei jedoch die Teile in einer die umgekehrte Drehung verursachenden Stellung gekuppelt sind ; Fig. 4 veranschaulicht in grösserem Massstabe die Kupplungsteile in entkuppelter Stellung und Fig. 5 zeigt schliesslich eine
EMI1.1
Teil dieses Organs mit Bezug auf den Kraftübertragungstrieb unmittelbar vor der vollen Eingriffsstellung der Triebwerksteile sich befindet.
Die Teile der Hilfsmaschine werden durch einen Rahmen 5 getragen, der zwischen den Achsen 6
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
Abstand angeordneten Zylindern 8 mit hin und her gehenden Kolben. Diese Kolben sind mittels Kolbenstange 9 mit dem äusseren Ende einer Triebwelle 10 verbunden. Von dieser Welle wird die Energie auf die Radachse 6 mittels eines Kupplungstriebwerkes übermittelt, das für gewöhnlich leer läuft, so lange nämlich die Lokomotive in der üblichen Weise durch die Hauptmaschine angetrieben wird. Dieses Kupplungstriebwerk besteht aus einem Antriebszahnrad 11 auf der Welle 10 und einem verhältnismässig grossen Zahnrad 12 auf der Radachse 6.
Die Zahnräder 11 und 12 sind von solchem Durchmesser, dass sie nicht miteinander in Eingriff treten können und es wird die Kraft zwischen ihnen mittels eines Über- tragungszahnrades 13 übermittelt, das mit dem Zahnrad 11 dauernd in Eingriff steht. Dieses Zahnrad
EMI2.1
dass sich das Kupplungsrad 13 um den Umfang des Zahnrades 11 herum bewegen kann. Der Rahmen 14 ist auch mit einem seitlich vorstehenden gabelförmigen Arm 16 versehen, auf den ein unter dem Dampfdruck stehender Kolben 24 derart einwirkt, dass die Verschiebungsbewegung um das Zahnrad 11 herum erfolgt und der Eingriff des Zahnrades 13 in das Zahnrad 72 der Radachse 6 bewirkt wird.
Dampf oder ein sonstiges Triebmitte ! wifd den Zylindern 8 der Antriebsmaschine einerseits durch dIS Rohr- 17 zugeführt, dessen eine3 Ende mit dem Einlasskanals am unteren Ende eines zylindrischen Gehäuses 19 verbunden ist. Mit dsssen AusMsnde 20, dns sich in umgekehrter Richtung erstreckt, ist ein zu den Zylindern 8 führendes Rohr 21 verbunden. Die gegenüberliegenden Seiten der Wandung des Gehäuses 19 sind an dessen unterem Ende mit Nuten oder Kanälen 22 versehen, wobei die Seiten der
EMI2.2
öffnung 23 wird durch einen Kolben 24 gesteuert. Dieser ist an einer Stange 25 befestigt, die an ihrem oberen Ende mit dem gabelförmigen Teil 16 des Rahmens 14 für das Übertragungszahnrad 13 verbunden ist.
Der Kolben 24 wird, wie Fig. 3 zeigt, mittels einer Feder 26 in seine Normalstellung abwärts gedrückt. In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen der Ein-und der Auslassseite des Zylinders abgeschlossen und das Übertragungszahnrad ist nachgiebig in einer Stellung gehalten, in der es sich ausser Eingriff mit dem Antriebszahnrad 12 der Radachse 6 befindet.
Die Rohrleitung 17 ist von einem Umsteuerungsventil 27 abgezweigt. Dieses Ventil kann von beliebiger Bauart sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das zylindrische Ventilgehäuse in seinem unteren Teil zwei ringförmige Sitze 28, 29 für einen doppelkonisohen Ventilteller 30. Dieser bewegliche Teil des Ventils ist mit einem sich nach aufwärts erstreckenden Stiel 31 versehen, an dem ein Kolben 32 befestigt ist, der sich in einer Pressluftkammer 33 bewegt.
Diese Kammer ist von der
EMI2.3
den Kolben 32 und dieser Wand angeordnet, die den Kolben und den daran hängenden Ventilteller für gewöhnlich nach aufwärts drückt, so dass der Teller sich gegen den Sitz 28 anlegt. Über diesen Sitz ist die Dampfkammer mit einem sich seitlich erstreckenden Zylinderansatz 36 verbunden, der dem zylindrischen Teil 19 des vorher beschriebenen Gehäuses 19 entspricht. Auch hierin ist ein von einer Feder beeinflusster Ventilkolben 37 vorgesehen, der den Übertritt des Dampfes nach der Auslassseite 88 des Zylinders regelt. Dieser Auslass ist durch ein Rohr 39 mit der andern Seite der Zylinder 8 der Antriebsmaschine verbunden.
Das Umkehrtriebrad 40 steht für gewöhnlich in Eingriff mit dem Zahnrad 12 der Triebachse. Die Achse 41 dieses Zahnrades ist an ihren Enden in schlitzförmigen Führungen 42 gelagert. Auch ist sie in einem Joch 48 gelagert, das mit der Kolbenstange 44 des Steuerkolbens 37 gelenkig verbunden ist.
Wenn die Antriebsmaschine nicht in Wirkung ist, so befinden sich die einzelnen Teile der Kupplungvorrichtung in der in Fig. 4 dargestellten wirkungslosen Lage, in der das Übertragungszahnrad 13 ausser Eingriff mit den Zahnrädern 12 und 40 steht. Wenn jedoch Dampf oder das sonstige Triebmittel den.
Zylindern der Kraftmaschine durch die Rohrleitung 17 zugeführt wird, wobei das Ventil 27 sich in der in Fig. 2 veranschaulichten Normalstellung befindet, wirkt der Dampfdruck zunächst gegen die Unterseite des Kolbens 24 und drückt ihn gegen die Wirkung der Feder 26 nach aufwärts. Sobald der Kolben die in Fig. 5 dargestellte Lage erreicht, in der seine untere Fläche in einer Ebene sehr wenig über der unteren Kante der Auslassöffnung 23 steht, gelangt der Dampf in verhältnismässig geringer Menge durch diese Öffnung und das Rohr 21 in die Zylinder 8, so dass deren Kolben mit geringer Geschwindigkeit in Gang gesetzt werden.
Bei der Bewegung des Kolbens 24 ist der das Zahnrad 18 tragende Rahmen um die Triebwelle 10 geschwungen worden und das Zahnrad 13 befindet sich in der in Fig. 5 dargestellten Lage, wobei seine Zähne an der Umfangslinie der Zahnköpfe des Zahnrades 12 sich befinden und da die Zähne des Zahnrades 13 nicht mit den Zahnlücken des Zahnrades 72 in Eingriff stehen, wird die Bewegung des Zahnrades 13 in seiner Eingriffsstellung augenblicklich angehalten, bis ein genügendes Drehmoment dieses Zahnrades bei der anfänglich langsamen Bewegung der Antriebsmaschine vorhanden ist, um den Eingriff der Zahnräder zu veranlassen.
In demselben Augenblick wirkt der Dampf in solcher Weise auf den Kolben 24 ein, dass dieser sich weiter bewegt und. die Auslassöffnung 23 voll öffnet, wie Fig. 2 zeigt.
Wenn man annimt, dass die Radachse 6 in der durch den Pfeil in Fig. 2 angedeuteten Richtung bewegt wird und eine Umkehrung der Bewegungsrichtung erforderlich ist, wird der Kammer 33 Druckluft durch die Leitung 46 zugeführt und damit der Kolben 32 abwärts gedrückt. Hiedurch wird der Ventil-
<Desc/Clms Page number 3>
teller 30 auf den unteren Sitz 29 bewegt und der Dampfzufluss zu der Rohrleitung 17 abgeschnitten. Der Dampf fliesst dann durch das Ventilgehäuse 27 in das Ende des Ventilzylinder 36 und wirkt darin gegen den Kolben 37, so dass dieser in derselben Weise bewegt wird, wie vorher der Kolben 24.
Gleichzeitig hiemit drückt infolge des nachlassenden Druckes in der Leitung 17 die Feder 26 den Kolben 24 in seine Verschlussstellung zurück, wobei auch das Übertragungszahnrad. in seine neutrale Stellung und ausser Eingriff mit dem Zahnrad 12 gebracht wird. Die Bewegung der Kraftmaschine wird dabei mit langsamer Geschwindigkeit mittels des Dampfes fortgesetzt, der durch das Rohr 29 ihr zugeführt wird. Auf diese Weise dreht sich auch das Übertragungszahnrad 13 langsam, bis seine Zähne mit den Zahnlücken'des Umkehrtriebsrades 40 in übereinstimmender Lage stehen.
Die Bewegung des Zahnrades 40 um das Zahnrad 12 wird dann fortgesetzt, da der Ventilkolben 37 in seine volle Öffnungsstellung gelangt, so dass eine vollständige Kupplung der Zahnräder 13 und 40 gleichzeitig mit der Höchstgeschwindigkeit der Maschine erreicht wird. Die einzelnen Kupplungsteile befinden sich in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, so dass die Drehung von dem Zahnrad 11 auf der Triebachse 10 über das Zahnrad 13 auf das Zahnrad 40 und von diesem auf das Zahnrad 22 der Radachse 6 übermittelt wird. Die Drehrichtung dieser Achse ist dabei die umgekehrte.
Um zu verhindern, dass die Zahnräder 13 und 40 zu stark ineinander gepresst werden, kann der Rahmen 14 zu beiden Seiten des Übertragungszahnrades 13 mit Ansätzen 46 versehen ist, die gezahnte Kanten 47 aufweisen. Mit diesen wirken die gezahnten Kanten 49 einstellbarer Keile 48 zusammen, um die Verschiebungsbewegung des Umkehrtriebrades 40 um den Umfang des Rades 12 zu begrenzen.
Aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ergibt sich, dass ein unter dem Einfluss des Tieb- mittels für die Kraftmaschine stehendes Mittel die Kupplung der Maschine mit der angetriebenen Welle gleichzeitig in dem Augenblick bewirkt, in dem die volle Geschwindigkeit der Maschine hergestellt wird.
Dieses Mittel hält die Kupplung wirksam aufrecht, so lange das Triebmittel für die Maschine zugeführt wird, wobei keinerlei Hilfsmittel für die Aufrechthaltung der Kupplung erforderlich sind. Das selbsttätig von dem Druck beeinflusste Mittel hat also eine doppelte Wirkung, einerseits die Anfangsbewegung der Kraftmaschine einzuleiten und anderseits die vollständige Kupplung gleichzeitig mit der Erhöhung der Geschwindigkeit der Maschine auf volle Kraft herbeizuführen.
Es ist dabei wertvoll, dass durch die Vermeidung von Druckluftventilen oder andern Mitteln für die Vollziehung und Aufrechterhaltung des Kupplungszustandes der Antriebsmaschine mit der Antriebswelle die mit dem Aufbau und der Unter : haltung des Mechanismus verbundenen Kosten auf ein Mindestmass herabgesetzt sind, was, wie gesagt, dadurch bewirkt wird, dass die Kupplungsbewegung mit der Anfangsbewegung der Kraftmaschine verbunden wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Kupplung von Antriebsmaschinen mit Wellen in verschiedenem Drehsinn, dadurch gekennzeichnet, dass verschiebbare Kupplungsglieder für verschiedene Drehrichtungen durch Steuerungsvorrichtungen betätigbar sind, die durch den Flüssigkeitsdruck des der Antriebsmaschine zugeführten Triebmittels bewegt werden.