-
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
Zahnradgetriebes auf die Nockenwelle übertragen wurde, eine derartige Übertragung
von den bei Lokomotiven allein eine Drehbe= wegung vollführenden Radachsen aus,
wegen des Federspiels der Radachsen jedoch nicht angängig ist.
-
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, «-elche 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 ihrem anderen Ende in Höhe dieser Achse an einen 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 von zweiarmigen
Hebel mittels Schubstange in Drehung versetzten Nockenwelle obwaltet.
-
Die Einrichtung hat die M irkung, 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 oder nahe an den Totpunktlagen
befindet, und er ist auch in den Lagen, in welchen die Exzenterstange ihren größten
Anschlag gegen die Wagerechte 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.
-
C egenüber den üblichen Schwingensteuerungen vermindert sich bei der
vorliegenden Antriebsvorrichtung (Steuerung) die Zahl der Gelenkpunkte auf die Hälfte;
auch ist bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt die Füllung genau die gleiche, was bei
Schwingensteuerungen nicht der Fall zu sein pflegt. Bei der Anwendung der neuen
Steuerung tritt infolge der geringen Anzahl von "Feilen eine bedeutende Gewichtsersparnis
ein; dazu kommt noch infolge Reibungsverminderung sowie genauer Innehaltung des
theoretischen Dampfdiagramms eine beachtenswerte Dampf- bzw. Kohlenersparnis.
-
Die Zeichnung veranschaulicht eine vom Treibrad aus abgeleitete Antriebsvorrichtung
für die Nockenwelle, doch könnte der Antrieb auch von jedem anderen von der Nockenwelle
geeignet entfernten Kuppelrade der Lokomotive abgeleitet werden.
-
Bei der durch Abb. z veranschaulichten Ausführung wird die Drehung
der Nockenwelle b in folgender «'eise bewirkt Der Dampfkolben setzt die Treibkurbel
a in Richtung des Pfeiles R in Drehung, wobei die
Exzenterstange
d, welche an einem Exzenter der Kurbel c angreift und in A chsenhöhe an den Pendelhebel
f angelenkt ist, letzteren in gleicher Richtung bewegt. Der Pendelhebel f ist gemeinsam
mit dem Hebel g auf der am Rahmen gelagerten Welle e aufgekeilt. Hierdurch wird
die Bewegung der Treibachse in umgekehrter Richtung durch die pleuelstangenartig
bewegte Stange lt und die Kurbel i derart auf die Nockenwelle b übertragen,
daß ihre Drehrichtung dieselbe ist wie die der Treibachse a. Da ferner die Kurbel'c
der rechten und linken Seite der Treibachse, wie punktiert eingezeichnet, und auch
die Kurbeln i der Nockenwelle h, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, gegeneinander versetzt
sind, so wird gleichzeitig erreicht, daß die Totpunkte des Kurbeltriebes aufgehoben
werden. \.1 ie Abb. 2 erkennen läßt, ist die N ockenw eile b von einer Lokomotivseite
zur anderen durchgeführt.
-
Diese Antriebsvorrichtung kann auch ohne weiteres bei Drei- und Vierzylinderlokomotiven
angewendet werden, bei denen die Zylinder in einer Ebene liegen, bei denen also
eine gemeinschaftliche Nockenwelle zum Antrieb der Ventile angebracht werden kann.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel Abb. 3 ist der Antrieb an einer dreizylindrigen
Lokomotive dargestellt, bei der sich der Mittelzylinder außerhalb der Ebene der
beiden außenliegenden Zylinder befindet. Pei dieser Anordnung ist hinter den 3 Zylindern
eine durchgehende Zwischenwelle k angebracht. Um den Antrieb dieser Zwischenwolle
k von allen drei Kolbenwegen abnehmen zu können, sind die zu den in verschiedenen
Ebenen liegenden Zylindern gehörenden, doppelarmigen Hebel f, g in verschiedenen
Höhen gelagert und das Verhältnis ihrer Arme ist so bemessen, daß die Antriebskurbeln
L der Zwischenwelle unter genau denselben \i inkeln versetzt werden können wie die
zum Antrieb der Exzenterstangen d dienenden Kurbeln c der Treibachse a, wie dies
aus Abb. 3 und .1 zu ersehen ist.
-
jeder Zylinder hat eine besondere Nockenwelle n mit zwei Kurbeln o,
auf welcher verschiebbare Steuerhöcker angebracht sind, die in bekannter \, eise
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
Übeitragungskurbeln m mit go ` Versetzung gegen die Antriebskurbeln L angebracht
sind. In gleicher Weise versetzte Kurbeln o sind auch bei den drei Nockenwellen
n vorgesehen, so daß Zwischenwelle k
und Nockenwelle zt die gleiche
Drehbewegung wie die Treibachse erhalten und gleichzeitig der Totpunkt des Kurbeltriebes
aufgehoben wird. Diese Anordnung mit Zwischenwelle läßt sich auch für solche Vierzylinderlokomötiven
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 Kuppelräder 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. Hierdurch wird eine dem Verhältnis der
Hebelarme entsprechende gleiche oder verkleinerte Bewegung des Achsenexzenttrs auf
das hin und her schwingende Ende der die Nockenwelle antreibenden Schubstange erreicht
und zugleich ermöglicht, daß die Kurbeln der Nockenwelle den vorhandenen Verhältnissen
angepa.ßt werden können. Soll beispielsweise der Radius der N ockenwellenkurbeln
nur halb so grog sein wie der Radius der Exzenterkurbeln, so wird für die Hebelarme
das Verhältnis i : 2 gewählt.