DE235627C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-■Ja 235627-KLASSE 14«. GRUPPE

JOHANN STUMPF in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. März 1908 ab.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vierzylinderlokomotive mit einstufiger Expansion, bei welcher je zwei benachbarte Zylinder gegenläufig angeordnet und mit gemeinsamen Einlaßorganen ausgestattet sind, während die Zylinder nach dem Gleichstromprinzip ausgebildet sind, so daß der Auslaß des Dampfes durch von dem Arbeitskolben gesteuerte Auslaßschlitze erfolgt.

ίο Dadurch, daß je ein Einlaßorgan, als welches zumeist ein Ventil Verwendung finden wird, die beiden entgegengesetzten Seiten zweier nebeneinanderliegenden Zylinder steuert, ergeben sich von den beiden Auslaßkanälen zu den Zylinderenden sich erstreckende, gleichartig verlaufende Einlaßkanäle, die bei der größeren Baulänge der Gleichstromzylinder eine entsprechende Länge erhalten. Diese Kanäle finden nun als Dampfreservoire Verwendung. Bei der Gleichstrommaschine mit atmosphärischem Gegendruck muß der schädliche Raum bekanntlich 15 bis 17 Prozent des Zylinderinhaltes betragen. Dadurch nun, daß die erwähnten Kanäle die schädlichen Räume ganz oder zum Teil bilden, läßt sich die Baulänge des Zylinders verkleinern. Bei Wechselstrommaschinen wirken solche kreuzartigen Kanäle auf die thermischen Verhältnisse der Maschine sehr ungünstig ein, ganz abgesehen davon, daß die Kanäle bei diesen Maschinen übergroße schädliche Räume bilden, zumal ihre Querschnitte mit Rücksicht auf das Herausschaffen des Abdampfes aus ; . dem Zylinder größer ausfallen müssen, als mit Rücksicht auf den hochgespannten Admissionsdampf nötig sein würde. Die Kanäle, welche die schädlichen Flächen um ein bedeutendes vergrößern, werden bei der Wechselstrommaschine bei jedem Hub durch den sie durchströmenden kalten Abdampf ausgekühlt, so daß bei der folgenden Einströmung des heißen Admjssionsdampfes eine erhebliche Zylinderkondensation auftritt, die sich bei jedem Hub wiederholt.

Bei der nach dem Gleichstromsystem ausgeführten Zylindermaschine bilden die Kanäle zwar auch eine Vergrößerung der schädlichen Flächen; an sich werden jedoch die schädlichen Flächen des Zylinders durch die Herauslegung der schädlichen Räume aus diesem verkleinert. Nun werden . aber die schädlichen Flächen der Kanäle- nur von dem heißen Admissionsdampf durchströmt, da der bei der Expansion gekühlte Abdampf an einer von den genannten Kanälen entfernten Stelle aus dem Zylinder heraustritt. Bei der hohen, ungefähr 90 Prozent betragenden Kompression des Gleichstromsystems wird nun der in den Zylindern verbleibende Dampf in hohem Maße komprimiert, so daß eine entsprechend hohe Kompressions wärme entsteht. Es werden also die Wandungen der Kanäle nicht gekühlt, sondern im Gegenteil ausgeheizt, und es findet bei der nächsten Eröffnung des Einlaßventils der Admissionsdampf in dem zugehörigen Kanal nicht nur sehr heiße Wandungen, sondern auch Dampf von hoher Spannung und hoher Temperatur vor. Die Spannung des Kompressionsdampfes steht der des Frischdampfes wenig nach. Die Temperatur dagegen

übertrifft die Frischdampftemperatur wegen der adiabatischen Kompression bedeutend. Die Kreuzkanäle wirken hier also als Dampf- und als Wärmespeicher.

Für eine Vierzylinderlokomotive ist aber das Gleichstromprinzip au6h in anderer Beziehung vorteilhaft; insofern eine gemeinsame Steuerung, welche Kreuzkanäle zur Folge hat, bei Lokomotiven mit gegenläufigen Wechselstromzylindern Anwendung findet, kommt die endliche Länge der Schubstange in der Weise zur Geltung, daß in den beiden durch ein gemeinsames Auslaßorgan beherrschten Zylindern Ausströmungs- und Kompressionsbeginn nicht an demselben Punkt des Diagrammes erfolgen.

Die Folge ist eine unterschiedliche Arbeitsleistung in jedem Hub für beide Zylinder. Außerdem ergibt sich durch die Abhängigkeit der Ausströmung von der Kulissensteuerung eine veränderliche Vorausströmung und Kompression. Bei mittleren und größeren Füllungen ist diese Kompression, namentlich im Zusammenhang mit dem durch die kreuzartig verlaufenden Kanäle gegebenen großen schädliehen Raum, so klein, daß die Massen nicht genügend aufgefangen werden. Infolgedessen fällt der Druckwechsel in den Hubwechsel; dies um so mehr, als die Vierzylindermaschinen für große Geschwindigkeiten, insbesondere für Schnellzugsbetrieb, vorzugsweise Verwendung finden. Die im Hubwechsel sich vollziehenden Stöße ergeben starke Beanspruchungen des Triebwerks und vielfach Brüche in den Kropfachsen, weshalb man vielfach dazu übergeht, zwei und zwei Zylinder an verschiedenen Treibachsen angreifen zu lassen. Die erwähnten Stöße ergeben außerdem ein Heißlaufen der Zapfen. Um die Stöße zu mildern, drosselt man häufig den Dampf, was aber entsprechende Verluste zur Folge hat.

Erfolgt hingegen der Dampfauslaß durch vom Kolben gesteuerte Auslaßschlitze, so ist Vorausströmung und Kompression in allen Zylindern gleich. Außerdem sind Kompression und Vorausströmung nicht von der Kulissen-Steuerung abhängig. Folglich ist immer dieselbe hoch verlaufende Kompressionslinie vorhanden, wodurch stets ein gutes Auffangen der hin und her gehenden Massen gesichert ist.

Die Folge ist ein sanfter Gang des Triebwerkes, wie die ausgeführten Maschinen solches beweisen. Hierdurch ist man in der Lage, alle Zylinder an einer Kropfachse angreifen zu lassen, ein zufriedenstellendes Arbeiten an den Zapfen sicherzustellen und auf das Drosseln des Frischdampfes zu verzichten. Einfachheit der Konstruktion, Sicherheit der Wirkung und Erhöhung der Dampf Ökonomie sind demnach weitere wichtige Vorteile der neuen Einrichtung.

Auf der Zeichnung ist eine Äusführungsform der vierzylindrigen Lokomotive veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 eine zum Teil im senkrechten Schnitt dargestellte Endansicht des unteren Teiles der Lokomotive, Fig. 2 eine Draufsicht nach der Schnittlinie A-B der Fig. ι und Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt eines Zylinders der Lokomotive.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Lokomotive sind vier nebeneinanderliegende Zylinder 1, 2, 3, 4 angeordnet, von denen die Zylinder 1, 2 und 3, 4 zu je einem gegenläufigen Zylinderpaar vereinigt sind. Die für die beiden Zylinderpaare 1, 2 und 3, 4 gemeinsamen, ausschließlich für den Dampfzutritt dienenden Einlaßorgane sind in Form von Ventilen 5 in einem auf dem äußeren Zylinder 1 bzw. 4 aufgesetzten Gehäuse 6 untergebracht. Dieses Gehäuse 6 steht einerseits mit der Frischdampfleitung 7, andererseits durch die kreuzförmig angeordneten Leitungen 8,9 mit den Stirnenden der Zylinderpaare 1,2 und 3,4 derartig in Verbindung, daß die Leitungen 8 und 9 immer die einander schräg gegenüberliegenden Zylinderenden miteinander verbinden (Fig. 2). Die Leitungen 8 und 9 kreuzen sich in dem Ventilgehäuse 6, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Behufs Vereinfachung der Bauart der Maschine sind die den Auspuff vermittelnden, die in der Mittelwandung des Laufzylinders vor- go gesehenen Auslaß Öffnungen 10 (Fig. 3) umgebenden Ringwulste der beiden inneren Zylinder 2, 3 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zusammengegossen und die Ringwulste 11 der beiden äußeren Zylinder 1, 4 an den gemeinsamen Auspuff wulst ii^a der mittleren Zylinder durch eine Flanschenverbindung 12 angeschlossen, so daß für die Zylinder ein gemeinsames Auspuffgehäuse gebildet wird, dessen außenliegende Ringwulste n mit dem innenliegenden Auspuffwulst n" durch Öffnungen 13 in Verbindung stehen. An den oberen · Teil des Auspuffwulstes ii^ö ist das Auspuffrohr 14 angeschlossen, welches nach dem Bläser führt und somit für alle vier Zylinder gemeinsam ist. Die beiden inneren, zu einem gemeinsamen Gußstück vereinigten Zylinder 2, 3 sind zwischen den beiderseitigen Rahmen 15 der Lokomotive eingebaut, wodurch letztere in äußerst günstiger Weise versteift werden.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, können die beiden für je ein Zylinderpaar 1, 2 und 3, 4 gemeinsamen Einlaßventile 5 durch Vermittlung einer Steuerstange 16 (Fig. 2) von einer zwangläufigen Steuerung, z. B. der bekannten Heusingersteuerung aus angetrieben werden, während die Steuerung der Dampfauslaßöffnungen 10 in bekannter Weise durch den Arbeitskolben 17 eines jeden Zylinders bewirkt wird (Fig. 3). ·

Natürlich können an Stelle der bei der dargestellten Ausführungsform verwendeten Ein-

laßventüe auch Schieber o. dgl. Verwendung finden, die gemeinsam für je ein Zylinderpaar angebracht werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vierzyhnderlokomotive, bei welcher zwei benachbarte gegenläufige Zylinder mit gemeinsamen Einlaßorganen ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder nach dem Gleichstromprinzip ausgebildet sind, so daß die kreuzartig verlaufenden Leitungen von den Einlaß Organen zu den Zylinderenden bei der Admission Dampf von hoher Temperatur und Spannung enthalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.