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Anfahrvorrichtung ;für Lokomotiven u. dgl. mit frei fliegender Koläenschieberstenerung.
Die Erfindung bezweckt die Ausbildung der Steuerung mit frei fliegenden Kolbenschiebern
nach Patent 3154ö8 als Lokomotivsteuerung.. Sie ist hierfür ganz besonders geeignet,
da sie infolge ihrer selbsttätigen Wirkungsweise durch den treibenden Dampf allein
die umfangreichen schweren Steuermechanismen, welche die bisherigen Lokomotivsteuerungen
aufweisen, entbehrlich macht und sich daher bedeutend einfacher und billiger gdstaltet.
Um sie als Lokomotivsteuerung .verwenden zu können, muß sie mit einer Einrichtung
versehen sein, die das Anfahren der Lokomotive in beiden Richtungen gestattet. Dies
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht; daß die außen liegenden Schäfte der Einlaßkolbenschieber
mit einem Druckmittel in Verbindung gesetzt werden können, das die Einlaßkolbenschieber
nacheinander so umstellt, daß Frischdampf abwechselnd hinter beide Seiten des oder
der Arbeitskolben gelängen kann. Nach erfolgtem Anfahren wird die Druckmittelzuführung
abgestellt, worauf die Steuerung in der normalen Weise weiter arbeitet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel bei
einer Dreizylin.dermaschine dargestellt.
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Fig, i und 2 zeigen in Seitenansicht und Draufsncht schematisch die
Gesamtanordnung. Fig.3 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Zylinder. Fig. 4
und 5 zeigen teilweise im Schnitt die Ausbildung und Steuerung der Druekmitteleinlaßventile.
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Fig. 6 zeigt die die Umstellung der Steuerungshebel bewirkende Riegelstange
in der Mittelstellung.
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Fig. 7 ist eine Draufsicht auf Fig. 4, Fig. 8 eine Vorderansicht von
Fig. 4, In Übereinstimmung mit dem Hauptpatent sind b und c die beiden Einlaßlrolbenschieber
und b1 bzw. cl ihre außen liegenden Schäfte. Die letzteren führen sich in einem
Gehäuse b= bzw. c2. An den -durchbohrten Stirnwänden dieser Gehäuse sind die Druckmittelzuleitungen
1, 2 angeschlossen. Da die Maschine als Dreizylindermaschine ausgebildet ist; so
sind sechs derartige Druckmittelzuleitungen i bis 6 vorhanden und in der in Fig,
2 schematisch angedeuteten Weise angeordnet. Mit ihren anderen Enden sind sie an
den Einlaßstutzen 7 bis. 12 eines am Maschinenrahmen befestigten Druckmittelgehäuses
13 angeschlossen. In jeden der Einlaßstutzen 7 bis 12 ist ein unter Federwirkung
stehendes Einlaßventil 1q. eingeschaltet, das das Druckmittelgehäuse 13 gegenüber
dem Einlaßstutzen absperrt. Dass Gehäuse jedes Absperrventiles 14 besitzt in der
Verlängerung der Ventilachse einen Fortsatz 15, in .dem sich ein Kolben 16 verschiebbar
führt, der in seinem vorderen Teil 17 als Ventilteller ausgebildet ist und zusammen
mit dem Flansch 18 des Gehäuses 15 .
ein Abschlußvent'il
bildet. - In dem Kolben 16 ist eine unter der Wirkung einer Feder r9 stehende Spindel
2o verschiebbar angeprdnet, deren durch den Ventilteller 17 hindurchgeführtes
Ende der Spindel 21 des Druckmittelabsperrventiles 14 unmittelbar gegenübersteht.
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Auf den Kopf jeder der Spindeln 2o wirkt eine Stoßstange 22 .ein,
die jeweils an zwei Schwinghebeln 23, 24 angelenkt ist. Die Schwinghebel sind als
Winkelhebel ausgebildet und sitzen auf Wellen 25, 26, die mittels Zapfen 27, 28
exzentrisch gelagert sind. . Die Wellen 25 bzw. 26 tragen außen j e einen Arm 29
bzw. 30 und führen sich mit diesem an der Unterseite einer am Rahmen der
Maschine verschiebbar gelagerten Riegelstange 3i. Die letztere ist an eine Schwinge
32 angelenkt, die vom Führerstand aus mittels des Stellhebels 33 und :der Stange
34 ihre Bewegung erhält (Fig. z). Wie die. Fig. 4 zeigt, besitzt sie in der Mitte
einen nach unten ragenden Ansatz 35 mit zwei seitlichen Aussparungen 36, 37. In
seiner normalen Mittelstellung (Fig.6) liegen die beiden Stellarme 29, 3o an dem
Ansatz 35 an.
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Unter den Schwinghebeln 23, 24 ist eine Nockenwelle 38 gelagert, die
beispielsweise aus einer der Laufachsen der Lokomotive be- -stehen kann. Auf der
Nockenwelle ist für j e zwei zusammengehörige Schwinghebel 23, 24 j e ein Nocken
Iv, IIh, IIIv, IlL; 11v, 11h, angeordnet, die so zueinander versetzt sind, daß die
zusammengehörigen Nocken jedes Zylinders diametral gegenüberstehen. Die Länge jedes
Nockens erstreckt sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Winkel
von etwa go°, der, wie später verständlich werden wird, einer Füllung der Zylinder
von etwa 50 Prozent entspricht.
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Die Schwinghebel 23 sind für das Anfahren der Maschine in der Vorwärtsrichtung,
die Schwinghebe124 für das Anfahren in der Rückwärtsrichtung bestimmt. Sie sind
so zueinander auf ihren Achsen 25 bzw. 26 gelagert, daß, wenn sich die Rollen der
Schwunghebel 2,3 gegen die Nockenwelle bewegen, diejenigen der Schwinghebel26
in ihrer Lage verbleiben und umgekehrt.
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Für das Anfahren in der Vorwärtsrichtung wird" der Stellhebel 33 (Fig.
r) nach rückwärts umgelegt. Die Stange 34 schwingt die Schwinge 32 aus und diese
bewegt die Riegelstange 3 1 nach vorwärts. Dabei nimmt der Ansatz 35 der
Riegelstange 3_r den Stellarm, 29 mit und legt ihn aus der Stellung der Fig. 6 in
die der Fig. 4 um, während der Stellarm 30 seine Lage beibehält. Durch die Verstellung
des Armes 29 ist die exzentrisch gelagerte Welle 25 gedreht worden. Die darauf sitzenden
Schwingarme 23 haben sich dabei gesenkt, so daß ihre Führungsrollen 39 in Berührung
mit - der Nockenwelle 38 gelangen, mit Ausnahme eines Schwinghebels, der; wie Fig.5
zeigt, auf den Nocken IIh zu liegen gekommen ist. Dieser Schwinghebel ist durch
den Nocken an der Senkung verhindert und infolgedessen auf der Welle 25 verdreht
worden. Dabei hat sich die Stoßstange 22 gegen die Spindel 2o zu bewegt und diese
mit dem Kolben 16 in dem Gehäuse 15 nach einwärts verschoben. Bei dieser Bewegung
legt sich der Ventilteller 17 gegen die Ventilfläche 18 an und dichtet diese ab.
Die Spindel 2o dagegen bewegt sich noch weiter in dem Kolben 16 nach rechts und
hebt dabei das Druckmittelventil 14 von seinem Sitz ab. Das Druckmittel kann nunmehr
aus dem Druckmittelgehäuse 13 durch das Ventil 14 unzi den Stutzen 7 in die
entsprechende Druckmittelleitung und von hier aus nach dem Zylinder gelangen, wo
es den Einlaßschieber in die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung umstellt: Dieser gibt
dadurch den Eintrittskanal e für den Frischdampf frei, so daß derselbe hinter den
Arbeitskolben ca gelangen und diesen verschieben kann. Die Maschine läuft infolgedessen
an und die Achse 38 dreht sich im Sinne des Pfeiles der Fig. 4. Bei dieser Drehung
gleitet der Nocken IITL unter dem Schwinghebel 23 vorbei; so daß sich dieser nun
ebenfalls auf die Nockenwelle senken kann. Die Spindel 2o kann sich nunmehr unter
der Wirkung ihrer Feder zg wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegen und das
Druckmitteleinlaßventil kann sich schließen. Dabei öffnet sich "das Ventil 17,
18 und das in .der Zuleitung befindliche Druckmittel kann ins Freie entweichen.
Bevor jedoch der Nocken Hll seinen Schwinghebel 23 freigegeben hat, hat der folgende
Nocken Iv seinen zugehörigen Schwinghebel 23 erreicht, und diesen zum Ausschwingen
gebracht.- ieser Hebel öffnet in der gleichen Weise, wie vorher beschrieben, sein
zugehöriges Druckmitteleinlaßventil, so daß nunmehr auch der Einlaßkolben für den
nächsten Zylinder für den Einlaß des Frischdampfes eingestellt wird. In gleicher
Weise, wiederholt sich dies mit sämtlichen Nocken, so daß in der Reihenfolge 1171,
Iv, 11171, IIv, IlL, IIIv während einer Umdrehung der Nockenwelle 38 die Einlaßkolbenschieber
der drei Zylinder verstellt werden. Da jeder Nocken sich in seiner Länge über einen
Winkel von etwa 9o° erstreckt, bleibt jedes Einlaßventil während eines halben Kolbenhubes
geöffnet, die Füllung jedes Zylinders beträgt also etwa 50 Prozent. Durch
Veränderung der Nockenlänge kann die Füllung für das Anfahren beliebig geändert
und auf die vorteilhafteste Füllung von. beispielsweise 9o Prozent eingestellt werden.
Ist die Maschine in Gang, so wird der Stellhebel 33 in seine normale Mittelstellung
zurückgeführt,
wobei die Riegelstange 31 vermittels der Aussparung 36 den Arm 29 in seine Normallage
(Fig.6) zurückbringt. Durch die Zurückdrehung der Welle 25 werden die darauf gelagerten
Schwinghebel 23 wieder so umgestellt, daß ihre Führungsrollen 33 außer Bereich
mit der Nockenwelle 38 gelangen. Die Steuerung kann nun selbsttätig in dem einen
Drehsinn der Maschine in der im Hauptpatent beschriebenen Weise weiterarbeiten.
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Zum Anfahren der Maschine in der Rückwärtsrichtung wird der Stellhebel
33 im Führerstand nach vorwärts umgelegt und dadurch die Riegelstange 31 durch Vermittlung
der Stange 34 und des Schwinghebels 32 nach rückwärts verstellt, so daB ihr Ansatz
35 -aus 4er Mittellage der Fig. 6 nach links gegen den Arm 3o bewegt wird (Fig.
4) und diesen umle"t. Der Arm 29 bleibt dabei in Ruhe. Durch Olie Umlegung des Armes
30 wird die Welle 26 in der entgegengesetzten Richtung verdreht, wobei die
Schwinghebel 24 sich auf die Ncckenwelle senken bis auf einen Schwingliebel, der
auf seinen zugehörigen Nocken zu liegen kommt und dadurcli an der Senkung verhindert
wird. Dieser Schwinghebel erfährt infolgedessen eine Verdrehung auf der Welle, die
zu einer Verschiebung der Stoßstange 22 gegen die Spindel 2o hin führt und in der
vorbeschriebenen Weise die öffnung des DruckmitteleinlaBventiles für die betreffende,
in der günstigsten Anfahrstellung stehende Zylinderseite bewirkt. Sobald die Maschine
.angefahren ist, kommen nacheinander die einzelnen Nocken auf ihren zugehörigen
Schwinghebeln in Wirksamkeit und. öffnen in der früher beschriebenen. Weise aufeinanderfolgend
die einzelnen Einlaßventile. Wie ersichtlich, werden also dieselben Nocken, die
für das Anfahren der Maschine in der Vorwärtsrichtung dienen,. auch für das Anfahren
in der Rückwärtsrichtung benutzt.
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Statt der Verwendung von Preßluft als Druckmittel kann beispielsweise
auch Friscbd-ampf benutzt werden. In diesem Falle ist es auch angängig, die Druckmittelzuleitungen
1 statt an das Druckmittelgehäuse 13 in geeigneter Weise an den Frischdampfeinströmkanal
e (Fig. 3) anzuschließen und die Druckmittelabsperrventile in die Abzweigleitungen
einzuschalten. Ihr Öffnen und Schließen kann in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben,
unter Verwendung einer Nockenwelle und Steuerhebel geschehen.
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Um die Füllung der Maschine während der Fahrt verändern zu können,
ist ein Stellhebel 4.o im Führerstand vorgesehen, der vermittels der Stange 41 und
der Hebelanordnung 42 -len Absperrhahn m im Dampfaustrittskanal.i (Fig. 3) verstellt
und dadurch den Dampf-::utritt hinter den Einlaßschieber b bzw. c aus (12m Kolbenhubraum
in der im Hauptpatent beschriebenen Weise drosselt.
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Die im vorstehenden beschriebene Anfahrvorrichtung ist natürlich nicht
auf Lokomotiven allein beschränkt. Sie kann beispielsweise auch unter geringer konstruktiver
Abänderung bei Fördermaschinen, Walzenzuginaschinen, kurz, bei allen Hubmaschinen,,
bei . denen ein Vor- und Rückwärtsanfahren und eine Umsteuerung notwendig ist, Anwendung
finden.