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Überbitzeranordnung für Lokomotiven. Die Erfindung bezieht sich' auf
Lokomotivüberbitzeranordnungen mit zweikammerigem Cberhitzerkopf und führt den Fortschritt
einer genau regelbaren Dampfverteilung durch die überhitzerelemente herbei, so daß
auf jedes dieser genau die ihm zukommende Leistung entfällt.
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Nach der Erfindung werden zwischen die zweite Überhitzerkammer und
die Dampfableitungsrohre eine Mehrzahl von vergleichsweise
kleinen
Ventilen geschaltet, die so gesteuert und eingestellt werden können, daß sie in
vorausbestimmter Reihenfolge und mit verschieden großem Hub sich öffnen. Dadurch
wird erreicht, daß alle überhitzerelemente dem Dampldurchtritt den gleichen Widerstand
bieten und deshalb alle gleich viel Dampf erhalten, was bei den gebräuchlichen.
Überhitzeranordnungen mit nur zwei Dampfauslaßventilen nicht sichergestellt ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an verschiedenen Ausführungsbeispielen
erläutert. Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch den oberen Teil einer
mit der neuen Überhitzeranordnung versehenen Lokomotive, Abb. 2 einen Schnitt nach
der Linie 2a-2a der Abb. i, in Richtung der Pfeile gesehen, sowie einen Teilschnitt
nach der Lette 21,-2b der Abb. i. Abb. 3 stellt einen Teilschnitt nach der Linie
3-3 der Abb. i dar, wieder in Richtung der Pfeile an der Schnittlinie gesehen. Abb.
4 ist eine Seitenansicht von Abb. 2, von links her gesehen, und Abb. 4a zeigt im
vergrößerten Maßstab eine Einzeldarstellung eines Ventilteiles.
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Die Abb. 5 bis 7 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform, und zwar
ist Abb. 5 wieder ein Längsschnitt wie Abb. i, Abb. 6 ein Schnitt nach den Linien
6a-6a und 6b-61, in Abb. 5 und Abb. 7 ein.Schnitt nach der Linie 7-7 von Abb. 5.
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Abb.8 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Abb. 5, in ähnlicher
Darstellung wie Abb. ¢, Abb. 9 einen wagerechten Schnitt durch das vordere Ende
der Lokomotive mit wiederum abgeänderter Ausführungsform der überhitzeranordnung_
und Abb. io in ähnlicher Darstellung eine abermalige Abänderung. Die beiden letztgenannten
Abbildungen sind in kleinerem Maßstab als diejenigen i bis 8 gezeichnet.
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In der Ausführungsform der Abb. i bis ¢ ist der Dampf- und Wasserraum
i des Lokomotivkessels von der Rauchkammer 2 durch die Rauchkammerwand 3 getrennt.
Von dieser erstrecken sich in üblicher Weise die Heizrohre 4 nach rückwärts bis
zur Rohrwand. Auf der Zeichnung ist nur eine Reihe dieser Heizrohre dargestellt.
In ihnen sind die überhitzerelemente 5 untergebracht, die an den überhitzerkopf
6 angeschlossen sind. Dieser hat zwei Kammern 7 und 8 mit den in. üblicher Weise
angeordneten Abzweigungen 9 und i o, an die die überhitzerelemente angeschlossen
sind. Der ersten Kammer 7 wird der Dampf durch das Dampfrohr i i zugeleitet. Insoweit
ist, wie schon bemerkt, die ganze Anordnung von der üblichen Ausführungsform, und
die Erfindung bezieht sich auf die nunmehr zu beschreibende Anordnung zur Regelung
des Dampfdurchflusses von den überhitzerelementen zu dem Dampfabführungsrohr. Hierfür
sind Ventile erforderlich, und früher wurde fast ganz allgemein dazu ein einziges
Ventil verwendet, das an der Eintrittsstelle des Rohres i i in den überhitzerkopf
vorgesehen war. Neuerdings ist man auch dazu übergegangen, das Ventil an irgendeiner
Stelle zwischen dem Überhitzerkopf und den Dampfkästen anzubringen, und diese Anordnung
hat gewisse Vorteile. Man hat in dieser Anordnung entweder ein einziges Ventil oder
zwei Ventile verwendet, im letzteren Fall je eines in jedem der beiden Verbindungsrohre,
die die an beiden Seiten der Lokomotive liegenden Dampfkästen mit der zweiten überhitzerkammer
verbinden.
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Nach der Erfindung werden ebenfalls die Regelungsorgane zwischen den
überhitzer und die Dampfkästen geschaltet. Anstatt,aber ein einziges großes Ventil
oder deren zwei, eines für jedes Dampfleitungsrohr, anzuordnen, wird eine Mehrzahl
von vergleichsweise kleinen Ventilen vorgesehen. Diese'sind vorzugsweise in der
zweiten `Kammer des Überhitzerkopfes selbst angebracht, d. h. in derjenigen Kammer,
die den Heißdampf von den überhitzerelementen empfängt und die für diesen Zweck
etwas anders als gewöhnlich ausgeführt wird. Sie erhält nämlich eine Scheidewand
14, die sie in zwei Abteilungen teilt und mit einer Anzahl von Bohrungen versehen
ist, durch die der Dampf, anstatt aus der ungeteilten Kammer unmittelbar in. die
Leitungsrohre abzufließen, von der einen Abteilung in die andere strömt. In diesen
Bohrungen sind die erAhnten Ventile, in der Zeichnung mit 15 benannt, angeordnet.
Sie können von beliebiger bekannter Ausführungsform und aus beliebigem geeigneten
Stoff sein, beim Ausführungsbeispiel bestehen sie aus einem Teller 16 mit
Stempel 17, der in einer Büchse 18 geführt ist. Zum Antrieb der Ventilkörper sind
diese mit einem nach aufwärts sich erstreckenden Fortsatz 19 (Abb. 4a) versehen,
dessen oberes Ende einen nach seitwärts den Fortsatz überragenden Kopf 2o trägt.
In. den Fortsatz hinein ist von oben her eine mit Gewinde versehene Bohrung geführt,
in die eine Sehraube iga eingeschraubt ist; der Kopf dieser stellt zugleich den
obenerwähnten Kopf 2o des Fortsatzes dar. Zwischen diesen Kopf und das obere Ende
des Fortsatzes i 9 ist ein Paßring i 91, eingesetzt, dessen Dicke, wie ersichtlich,
den. Abstand des Kopfes von dem Ventilteller oder Ventilkörper -bestimmt.
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In der Kammer 8 ist eine Welle 21 (Abb. i bis 3) gelagert, parallel
und neben der Reihe der Ventile. Diese Welle trägt eine Anzahl von Hebeln 22, einer
für jedes Ventil. Diese
Arme sind am Ende gegabelt und umfassen
mit den Zinken 23 den Ventilfortsatz i g. Sie greifen. unter den Kopf 2o, wenn die
Welle 21 in der einen Richtung gedreht wird, und legen sich auf die Oberseite des
Ventiltellers 16, wenn sie eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung erfährt.
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Zur Herbeiführung dieser Schwingungen der Welle um den gewünschten
Winkel ist die Welle durch eine Stopfbüchse 26 aus der Kammer 8 herausgeführt und
trägt dort einen. Arm 27, an den eine Stange 28 angreift. Diese ist auf beliebige
geeignete Art mit dem Ventilhebel am Führerstand verbunden, so daß er von dort aus
bewegt und damit die Welle 2 1 hin und her geschwungen werden kann.
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Die erwähnte Stopfbüchse liegt außerhalb der Rauchkammer und nicht
im Heißdampfstrom, so daß keine Schwierigkeiten in Bezug auf die Packung eintreten.
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Vermöge der beschriebenen Anordnung kann man die Ventile so einstellen,
daß sie in jeder gewünschten Reihenfolge in Tätigkeit treten, und daß einige von
ihnen während des normalen Ganges der Lokomotive weiter als die anderen, eröffnet
werden. Das vorzugsweise verwendete Mittel der Einstellung besteht darin, die Abstände
zwischen der Oberkante der Gabelzinken 23 und der Unterfläche des Kopfes 20 zu ändern.
Das kann dadurch geschehen, daß man bei einem oder dem anderen dieser Köpfe die
Oberfläche mehr oder weniger abschleift, oder dadurch, daß man den Kopf selbst in
Bezug auf die Ventilteller verstellt oder auf andere beliebige Weise. In der Ausführungsform
der Abb.2 und 3 ist die Einstellung beispielsweise so getroffen, daß bei den beiden
Ventilen in der Mitte die Gabelzinken. 23 schon an dem Kopf 2o anliegen, während
bei den übrigen Ventilen noch ein gewisser Abstand besteht. In dem Augenblick, wo
die Welle 21 schwingt, werden also zunächst nur die beiden mittleren Ventile _ geöffnet,
und erst wenn das geschehen ist, kommen die Gabelzinken 23 der anderen Ventile zur
Anlage an die zugehörigen Köpfe Zoo, und dann erst werden auch diese Ventile von.
ihren Sitzen. abgehoben.
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Dadurch wird zunächst der Erfolg erzielt, daß durch öffnung eines
oder zweier der Ventile .etwas Dampf unter die Unterseite der übrigen Ventilteller
gelangt und diese daher entlastet werden.
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Es ist ersichtlich, daß durch geeignete Einstellung der Köpfe 2o (einige
der Ventile auch weiter geöffnet werden als andere, wenn die Schwingbewegung der
Welle vom Führerstand aus ganz vollzogen ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der
Dampfdurahfluß durch die verschiedenen Teile des überhitzers keineswegs immer gleichförmig
ist. Der Grund dafür liegt jedenfalls in der bisher gebräuchlichen Anordnung, bei
der der Dampf an einer einzigen Stelle in die eine Kammer des LTberhitzers eingelassen
und nur an zwei Stellen aus der zweiten Kammer abgelassen wird. Dadurch werden gewisse
Bahnen für den Dampfstrom geschaffen, die auch auf die überhitzerelernente selbst
zurückwirken, in der Weise, daß die in der Nähe des Einlasses und der Auslasse befindlichen
überhitzerröhren dem Dampfdurc'hfluß einen geringeren Widerstand bieten als andere
und deshalb mehr als den ihnen zukommenden Dampfanteil erhalten. Bei der neuen,
den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung kann man den dem Dampfstrom sich
entgegenstellenden Widerstand an jeder beliebigen Stelle verringern oder vergrößern,
indem diejenigen Ventile, die an den Stellen mit ,höherem Widerstand liegen, weiter
geöffnet werden als die an anderen Stellen befindlichen und deshalb durch die ersteren
mehr Dampf fließen kann. Es kann so ohne weiteres erreicht werden, daß durch sämtliche
Cberhitzerelemente die gleichen Dampfmengen fließen.
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Es muß Vorsorge getroffen werden, die Ventile leicht einsetzen und
herausnehmen zu können, zumal sie von Zeit zu Zeit neu eingeschliffen werden müssen.
Zu diesem Zweck sind in der Wandung des überhitzerkopfes unmittelbar über den Ventilen
öffnungen vorgesehen, durch die man zu den Ventilen gelangen kann und die für gewöhnlich
durch Deckel 30 (Abb. i) geschlossen sind. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich,
sind die Fortsätze i g flach gestaltet, und die Ventile können nicht bearbeitet
werden, ohne daß man sie aus den Gabeln 23 der Arme 22 herausnimmt. Das wird durch
die nachstehend beschriebene Einrichtung ermöglicht. Die Stopfbüchsen. 26 sowohl
als das Lager am entgegengesetzten Ende 3:1 der Welle --i sind mit Hilfe von Platten
31 und 31a zusammengesetzt, die mit Schrauben 33 (Abb. ¢) a m C Tberhitzerkopf befestigt
sind. Die zugehörigen Öffnungen in der Wandung des Kop: fes haben die Form eines
Schlitzes 32, so daß nach Heraus:nahme der Schrauben 33 die Welle 21 zurückgeschoben
werden kann und die Gabeln 23 von den Fortsätzen i9 abgleiten.
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Die Ventile brauchen keineswegs- in einer einzigen Reihe angeordnet
zu sein, sondern können auch so liegen, wie die Abb. 5 bis 8 zeigen. Es kann eine
Reihe von Ventilen 35, 3 5 vorhanden sein, die in einer einzigen Reihe quer
über den Kopf verteilt sind, wie in der zuerst beschriebenen Ausführungsform,
und
weiter zwei kürzere Reihen von Ventilen 36, 36, die sich in Ausbuchtungen 8a der
Kammer 8 befinden _(Abb. 5). Diese Ventile sind genau so ausgebildet wie die oben
beschriebenen; die zugehörigen Steuerarme 37 sitzen auf einer kurzen Hilfswelle.38.
Die Wellen 38 ragen durch. Stopfbuchsen 40 nach außen, und hier sind Arme 41 aufgesetzt'
(Abb. 8), die durch ein Zwischenglied 42 von der Steuerstange 38 aus angetrieben
werden.
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Die Wirkungsweise dieser Zusatzventile 36 ist ohne weiteres klar.
Sie bieten dieselben Einstellmöglichkeiten, die oben auseinandergesetzt sind, und
gestatten eine genaue Ausgleichung der auf die einzelnen Ventile entfallenden Dampfmengen.
Auch die Einrichtungen zum Einsetzen und Herausnehmen der Ventile sind dieselben
wie vorbeschrieben.
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Anstatt die Ventile in einer Reihe quer durch die Rauchkammer anzuordnen,
kann man, ihnen auch die Anordnung nach Abb. 9 geben, also in Längsreihen. Bei der
in dieser Abbildung dargestellten Ausführungsform sind zwei Reihen solcher Ventile
vorgesehen, an beiden Seiten des Abzugs. Der von dem Überhitzerkopf kommende Dampf
fließt in die Kammern 45, 45 und von da durch die Ventile 46, 46 zu den Dampfrohren
47, 47. Die Ventile 46, 46 werden: von Wellen gesteuert, die, genau wie vorbeschrieben,
von der Steuerstange 28 aus durch einen Winkelhebel 48 und Lenker 49 und 5o angetrieben
werden.
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Abb. io zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem die Ventile vor dem
Abzug angeordnet sind. Die beiden Verbindungsleitungen 55, 55 liefern den Dampf,
anstatt wie bei den gebräuchlichen Ausführungen direkt an die Dampfrohre, an Verbindungsleitungen
51, 51, die ihn zum Ventilgehäuse 52 leiten. In diesem sind Ventile 53, 53 untergebracht,
die genau so wie in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen angeordnet sind,
und die Steuerwellen -werden wiederum von der Steuerstange 28 aus verstellt, die
in das Gehäuse 52 eingedichtet ist. Durch Steuerung der Ventile 53 gelangt der Dampf
durch die Verbindungsleitungen 54 in die Dampfkästen. Die Abb.9 und io zeigen, daß
-die Erfindung auch anwendbar ist auf Lokomotiven, die mit gebräuchlichen überhitzerköpfen
ausgerüstet sind.
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Die Erfindung kann, um sie bestimmtest Bedarfsfällen anzupassen, nach,
mancher Richtung hin verändert werden, ohne daß sie aus dem aus vorstehender Erläuterung
sich ergebenden Rahmen herausfällt. Beispielsweise brauchen die Ventile selbst keineswegs
von der dargestellten Ausführung oder so, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, verteilt
zu sein; ebenso ist die Steuerungsanordnung für die Ventile vielfach änderungsfähig.