DE432068C

DE432068C - Power meter for steam locomotives

Info

Publication number: DE432068C
Application number: DEJ25628D
Authority: DE
Original assignee: WILHELM JIPP
Current assignee: WILHELM JIPP
Priority date: 1925-01-15
Filing date: 1925-01-15
Publication date: 1926-07-26

Description

Leistungsmesser für Dampflokomotiven. Die Arbeit, die eine Dampflokomotive in einem gewissen Zeitabschnitt geleistet hat, hängt ab von drei Faktoren: r. der Zylinderfüllung, mit der gefahren ist. Diese wird bestimmt durch die Länge des Bewegungsweges bestimmter Steuerungsorgane; 2. der Zahl der Umdrehungen, welche die Treibachsen gemacht haben. Diese ist gleich der Zahl der Ausschläge, welche die unter i genannten Steuerungsorgane machten; 3. dem Dampfdrucke im Dampfraum des Schieberkastens, mit welchem gefahren worden ist. Bekannt ist eine Einrichtung zum Zählen oder Aufzeichnen solcher Arbeitswerte, die durch die jeweilige Einstellung zweier verschiedener Steuerungsorgane bedingt und eindeutig bestimmt sind, die hauptsächlich als Arbeitszähler von Dampfmaschinen, besonders von Lokomotiven, bestimmt ist. Dabei dient eine Spindel zum Einstellen des Fiillungsgrades, sie bewegt ein Schneckenrad, auf dessen Welle ein Kurvenkörper sitzt, und dieser ist drehbar und achsial verschiebbar. Die Achsialv erschiebung wird von einem Winkelhebel gesteuert, der die Bewegung des mit dem Schieberkasten in Verbindung stehenden Manometers überträgt, und stützt sich gegen den Kurvenkörper eine Gabel, deren Stützpunkt in Form einer Rolle mittels eines Führungsringes um ein ortsfestes Gelenk schwingt und ein Exzenter umfaßt, das auf einer mit einer Radachse in mechanischer Verbindung stehenden Achse des Geschwindigkeitsmessers festsitzt. Die Gabel ist in einem Gleitkörper hingsverschieblich, und der Gleitkörper trägt einen Vorschubhebel, der auf ein Zahnrad wirkt, dessen Umdrehungen durch das Zählwerk registriert werden. Der Führungshebel hat einen Ansatzarm, auf den sich ein Winkelhebel legt, der um einen ortsfesten Drehpunkt schwingt und am anderen Ende ein zweites "Zählrad mit Zählwerk trägt. Es ist auch bekannt, daß eine mit der Treibachse der Lokomotive verbundene Achse des Geschwindigkeitstnessers durch ein Exzenter einen Hebel treibt, der um einen festen Drehpunkt schwingt, dessen am freien Ende befindliche Stange die Vorschubeinrichtung des als Schneckenscheibe ausgebildeten Zählrades treibt und die Umdrehung auf das Zählwerk überträgt. Gegen den Kurvenkörper legt sich mit einer Rolle ein Taster, dessen oberes Ende die veränderliche Hubbegrenzung einer Schwinge darstellt, und eine feste Hubbegrenzung der Schwinge ist so angebracht, daß bei einer Stellung des Tasters, bei der die geleistete Arbeit \'u11 ist, die Schwinge zwischen der beweglichen und der festen Hubbegrenzung festliegt.Power meter for steam locomotives. The work that a steam locomotive does Achieved in a certain period of time depends on three factors: r. the Cylinder charge with which the vehicle was driven. This is determined by the length of the movement path certain governance bodies; 2. the number of revolutions made by the driving axles have made. This is equal to the number of deflections, which are mentioned under i Steering bodies made; 3. the vapor pressure in the vapor space of the valve body, with which has been driven. A device for counting or recording is known such work values that result from the respective setting of two different governance bodies are conditionally and clearly determined, which are mainly used as work meters for steam engines, especially of locomotives. A spindle is used for setting the degree of filling, it moves a worm wheel, on whose shaft a cam body sits, and this is rotatable and axially displaceable. The axial displacement is controlled by an angle lever that controls the movement of the Valve body communicating pressure gauge transmits, and is supported against the cam a fork whose support point is in the form of a roller by means of a guide ring a stationary joint swings and includes an eccentric on one with a Wheel axis mechanically connected axis of the speedometer stuck. The fork is slidable in a sliding body, and the sliding body carries a feed lever that acts on a gear whose revolutions are controlled by the Register. The guide lever has an arm on which an angle lever sets that swings around a stationary pivot point and on the other End carries a second "counting wheel with counter. It is also known that one with the axis of the speed tester connected to the driving axis of the locomotive an eccentric drives a lever that swings around a fixed fulcrum, its at the free end of the rod, the feed mechanism of the worm disk trained counting wheel drives and transmits the rotation to the counter. Against the cam body is placed with a roller, a button, the upper end of which is changeable Represents stroke limitation of a rocker arm, and a fixed stroke limitation of the rocker arm is attached so that when the button is in a position where the work done \ 'u11 is that the rocker is fixed between the movable and the fixed stroke limiter.

Alle diese Einrichtungen haben daher wohl eine Kurvenfläche zur Voraussetzung, aber das Zählwerk wird außer vom Dampfdrucke noch von zwei verschiedenen Teilen der Lokomotive abgeleitet, und zwar vom Einstellungsorgan für die Steuerung und von einer besonderen, von einer Treibachse bewegten Welle, so daß die Kurventrommel nach Einstellung der Steuerung stillsteht, während nach der Erfindung die Kurventrommel - so lange schwingt, als die Lokomotive fährt. Bei den bekannten Einrichtungen ist ein genaues Anzeigen des Leistungszählers ausgeschlossen, denn es unterliegen die Steuerungsteile und der Lokomotivrahmen, welche zwischen der Steuerungsspindel und dem Dampfschieber liegen, erheblichen Wärmeausdehnungen, die verursachen, daß die Zylinderfüllung bei derselben Stellung der Steuerungsspindel verschieden ausfällt. Ferner besitzen die vielen Steuerungsteile zwischen Steuerungsspindel und Dampfschieber in den Gelenken oft erheblichen toten Gang, der die Abhängigkeit der Zylinderfüllung von der Stellung der Steuerungsspindel ebenfalls erheblich verändert. Zu berücksichtigen ist auch die große Länge der Dampfleitung vom Schieberkasten bis zum Zähler auf dem Führerstande, wodurch ebenfalls infolge Druckabfall falsche Anzeigen entstehen.All these facilities therefore have a curved surface as a prerequisite, but the counter is made up of two different parts in addition to the steam pressure derived from the locomotive, namely from the setting element for the control and by a special shaft moved by a drive axis, so that the cam drum after setting the control stands still, while according to the invention, the cam drum - oscillates as long as the locomotive is running. With the known facilities is an exact display of the performance counter is excluded because the Control parts and the locomotive frame, which between the control spindle and the steam valve are, significant thermal expansions that cause the Cylinder filling turns out differently with the same position of the control spindle. Furthermore, there are many control parts between the control spindle and the steam valve in the joints there is often considerable backlash, which is dependent on the cylinder charge also changed considerably from the position of the control spindle. To be considered is also the great length of the steam line from the valve box to the meter the driver's cab, which also results in false displays as a result of a drop in pressure.

Alle diese übelstände werden behoben durch den Leistungsmesser für Dampflokomotiven nach der Erfindung, bei welchem zwar auch eine Kurventrommel zur Anwendung kommt, die Bewegung jedoch nur von einem hin und her gehenden Steuerungsorgan abgeleitet wird. Die einfache Bewegungsableitung macht den Zähler erst praktisch anwendbar und ermöglicht die Herstellung eines räumlich eng zusammengefaßten Apparates, der sich als geschlossenes Ganzes an der Lokomotive in der Nähe des Dampfzylinders anbringen läßt, ohne daß erst an verschiedenen Stellen der Lokomotive besondere Organe zur Abnahme der Bewegung angebracht werden müssen. Auch ist die achsiale Verschiebung der Hubkurventrommel einfacher, wie auch die Übertragung der Schwingbewegung und der achsialen Verschiebung der Hubkurventromniel auf das Zählwerk.All of these evils are corrected by the power meter for Steam locomotives according to the invention, in which, although a cam drum for Application comes, however, the movement only from a control organ going back and forth is derived. The simple derivation of movement makes the counter practical in the first place applicable and enables the production of a spatially closely grouped apparatus, which appears as a closed whole on the locomotive near the steam cylinder can be attached without special at different points on the locomotive Organs must be attached to decrease the movement. Also is the axial Shifting the lifting cam drum is easier, as is the transmission of the oscillating movement and the axial displacement of the Hubkurventromniel on the counter.

Die Erfindung bildet daher einen Leistungsmesser für Dampflokomotiven, bei welchem die vorstehend angegebenen drei Faktoren selbsttätig auf eine Anzeigevorrichtung derart zur Wirkung gebracht werden, daß der Zähler die tatsächliche Arbeitsleistung der Lokomotive anzeigt unter Nutzbarmachung eines Kurvenkörpers. Eine praktische Ausführung eines solchen Leistungsmessers für Dampflokomotiven ist auf der Zeichnung beispielsweise in einer Ausführungsform dargestellt.The invention therefore forms a power meter for steam locomotives, in which the above-mentioned three factors are automatically applied to a display device be brought into effect in such a way that the counter shows the actual work output the locomotive displays using a curve body. A practical one Execution of such a power meter for steam locomotives is on the drawing for example shown in one embodiment.

Abb. i zeigt eine Ansicht des Leistungsmessers, bei welcher das Gehäuse im Schnitt dargestellt ist.Fig. I shows a view of the power meter, in which the housing is shown in section.

Abb. a zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-A. Fig. A shows a cross section along the line AA.

Abb. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B der Abb. r.Fig. 3 shows a cross section along the line B-B of Fig. R.

Mit einem bestimmten Teile der hin und her bewegten Steuerungsorgane der Lokomotivsteuerung ist der außerhalb des Gehäuses angebrachte Hebel q. durch eine Schubstange verbunden. Dieser Hebel, welcher auf der Welle 5 befestigt ist, pendelt in der Pfeilrichtung in demselben Maße hin und her, wie sich das Steuerungsorgan, mit dem er verbunden ist, bewegt. Diese Bewegung überträgt sich auf die Welle 5. Die Welle 5 besitzt innerhalb des Gehäuses 6 einen mit ihr fest verbundenen Mitnehmer 7, welcher die an sich bekannte Hubkurvenscheibe 8 trägt, so daß diese die Schwingbewegung der Welle 5 mitmacht, aber auch achsial auf der Welle in der Pfeilrichtung (Abb. a) hin und her verschoben werden kann. Auf der Hubkurv enscheibe 8 läuft eine Rolle 9, welche an dem Hebel io befestigt ist. Der Hebel io greift an der Achse 1 r eines Klemrngesperres 12 (Knarre) an und überträgt durch eine geeignete, beispielsweise aus Schnecke und Schneckenrad bestehende Übersetzung die Bewegung auf ein Zählwerk 13, so claß das Zählwerk der Größe der Ausschläge des Hebels to entsprechend angetriehen wird. Statt eines Zählwerkes könnte auch eine Einrichtung zur graphischen Darstellung der Bewegung des Hubhebels to auf einem laufenden Papierstreifen zur Anwendung kommen. Die achsiale Verschiebung der Hubkurvenscheibe 8 auf der Welle 5 erfolgt durch den Dampfdruck, welcher im Dampfraum des Schieberkastens der Lokomotive herrscht, dadurch, daß der Schieberkasten durch eine Rohrleitung mit dem außen am Geh'ittse vorhandenen Stutzen 14 (Abb. 3) verbunden ist, so daß der Dampf auf die Einrichtung 15 im Inneren des Gehäuses wirken kann. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiele wirkt der Dampfdruck auf eine Dosenbatterie 15 mit federnden Böden. Diese Dosenbatterie greift an den Hebel 16 an, welcher seinen Drehpunkt im Bolzen 17 besitzt, durch die Führung 18 geleitet und durch eine verstellbare Feder gegen die Dosenbatterie in Spannung gehalten wird. Am freien Ende des Hebels 16 befindet sich eine Rolle 19, «-elche beim Schwingen des Hebels die Hubkurventrommel vermittels der Lappen 2o achsial verschiebt und sie auf der Welle 5 so einstellt, wie es dem gerade herrschenden Dampfdruck entspricht. Die Mitnahme der Hubkurvenscheibe kann anstatt durch eine Rolle auch durch eine andere geeignete Einrichtung, z. B. durch eine gelagerte Kugel, erfolgen. Die Hubkurvenscheibe kann, um die gleitende Reibung beim Hinundherschieben auf (lern Mitnehmerarm 7 zu vermindern, noch vermittels mehrerer Rollen auf dem Mitnehmerarm gelagert sein, wie in Abb. 1 dargestellt. Die Rolle 9 des Hubhebels to läuft nun je nach dem Dampfdruck, welcher im Schieberkasten herrscht, auf einem bestimmten Ouerschnitt der Hubkurvenscheibe. Die Kurvenform der Otrerschnitte der Hubkurventrommel ändert sich fortlaufend über die ganze Breite der Trommel. An jeder Stelle hat sie im Querschnitt eine Kurvenform, die dem tatsächlichen Zusarntnenhange zwischen den Ausschlägen des Steuerungsorgans und der Leistung der Dampflokomotive bei dem jeweilig herrschenden Dampfdruck entspricht. Wie bereits erwähnt, kann die Bewegung des Hebels 4. von einem bestimmten Bolzen des Steuerungswerkes abgeleitet werden. Die tatsächliche Form der Kurven, welche die Oberfläche der Hubkurvenscheibe oder Hubkurventrommel bildet, kann entweder durch Berechnung oder durch Versuche mit der betreffenden Lokomotivgattung festgelegt werden.With a certain part of the control organs moving back and forth of the locomotive control is the lever q attached outside the housing. by connected to a push rod. This lever, which is attached to the shaft 5, swings back and forth in the direction of the arrow to the same extent as the control organ, with which he is connected, moves. This movement is transferred to shaft 5. The shaft 5 has a driver firmly connected to it within the housing 6 7, which carries the known lifting cam 8, so that this the oscillating movement with shaft 5, but also axially on the shaft in the direction of the arrow (Fig. a) can be moved back and forth. A roller runs on the lifting cam disk 8 9, which is attached to the lever io. The lever io engages the axle 1 r of a locking mechanism 12 (ratchet) and transmits through a suitable, for example Translation consisting of worm and worm wheel, the movement on a counter 13, so the counter of the size of the deflections of the lever to correspondingly applied will. Instead of a counter, a device for graphical representation could also be used the movement of the lifting lever to come into use on a running paper strip. The axial displacement of the cam disc 8 on the shaft 5 is carried out by the Steam pressure, which prevails in the steam room of the valve body of the locomotive, as a result, that the valve body is connected to the outside of the Geh'ittse through a pipeline Nozzle 14 (Fig. 3) is connected so that the steam on the device 15 inside of the housing can act. In the illustrated exemplary embodiment, the steam pressure acts on a can battery 15 with resilient bottoms. This can battery engages the Lever 16, which has its pivot point in the bolt 17, through the guide 18 guided and held in tension by an adjustable spring against the can battery will. At the free end of the lever 16 there is a roller 19, - which when swinging of the lever moves the cam drum axially by means of the tabs 2o and sets it on the shaft 5 so that it corresponds to the steam pressure currently prevailing. The lifting cam can be driven by a instead of a role other suitable device, e.g. B. by a mounted ball. The lift cam can, to reduce the sliding friction when sliding back and forth on (learn driver arm 7 zu reduce, still be supported by means of several rollers on the driver arm, as shown in Fig. 1. The role 9 of the lift lever to now runs depending on the steam pressure, which prevails in the valve body, on a certain cross section of the cam disc. The curve shape of the Otrerschnitte of the lifting cam drum changes continuously over the whole width of the drum. At every point it has a curve shape in cross section, the actual relationship between the deflections of the control organ and corresponds to the power of the steam locomotive at the respective prevailing steam pressure. As mentioned earlier, the movement of the lever can be 4th from a specific bolt of the control system. The actual shape of the curves, which the surface of the cam disc or cam drum can either determined by calculation or by tests with the relevant locomotive type will.

Ist der Dampfdruck z. B. gleich Null, d. h. läuft die Lokomotive mit abgestelltem Dampf, ohne Arbeit zu leisten, so läuft die Rolle 9 des Hubhebels to auf dem Querschnitt a-b (Abb 2), also auf dem vordersten Teil der Hubkurventrommel, da diese beim Dampfdruck Null mit Bezug auf die Rolle 9 an die Anfangsstellung geschoben worden ist. Der Querschnitt a-b ist eine Kreislinie, so daß beim Schwingen der Hubkurv entrommel der Hubhebel 1 o in Ruhe verbleibt. Eine Drehung des Klemmgesperres 12 findet nicht statt, der Zähler 13 wird nicht bewegt und zeigt keine Arbeit an. Sobald Dampfdruck in den Schieberkasten gelangt, wird die Hubkurv entrommel durch den Hebel 16 verschoben, so daß die Rolle 9 auf einer ansteigenden Kurve läuft und den Hubhebel to sowie Klemmgesperre und Zähler in Tätigkeit versetzt. In der beiliegenden Zeichnung sind die beweglichen Teile des Leistungsmessers in der Mittelstellung dargestellt. Die Zurückführung der Hebel 16 und to in ihre Endlage kann durch Federwirkung, wie dargestellt, unterstützt werden.Is the vapor pressure z. B. equal to zero, d. H. the locomotive runs along turned off steam without doing any work, the roller 9 of the lift lever runs to on the cross-section a-b (Fig 2), i.e. on the foremost part of the lifting cam drum, since this is pushed to the starting position with respect to the roller 9 at zero steam pressure has been. The cross-section a-b is a circular line, so that when swinging the lift curve De-drum the lift lever 1 o remains at rest. One rotation of the locking mechanism 12 does not take place, the counter 13 is not moved and shows no work. As soon If steam pressure reaches the valve body, the lifting curve is de-reeled by the lever 16 shifted so that the roller 9 runs on a rising curve and the lifting lever to as well as locking mechanism and counter put into action. In the accompanying drawing the moving parts of the power meter are shown in the middle position. The return of the lever 16 and to in their end position can be done by spring action, such as represented, supported.

Abweichend von dem gezeichneten Ausführungsbeispiele kann die Einrichtung auch so getroffen sein, daß die Hubkurventrommel nur drehbar und dann der Hubhebel to längsverschiebbar auf der Hubkurventrommel ruht.Deviating from the illustrated exemplary embodiment, the device also be made so that the lifting cam drum can only be rotated and then the lifting lever to rests on the lifting cam drum so that it can be moved lengthways.

Claims

PATENT CLAIM: Power meter for steam locomotives with rotatable Cam body and counter, characterized in that the movement of the display device such from the movement of a reciprocating organ controlling the locomotive and the steam pressure in the steam space between the steam valve and the steam regulator prevails, it is deduced that the movement of the control member is an oscillation the lifting cam drum (8) and the respective steam pressure in the valve body an axial Displacement of the lifting cam drum by means of a lever (16) or when it is only rotatable Lift cam drum an axial displacement of the one resting on the lift cam drum Lifting lever (to) causes the two movements to be transmitted to the display device (13).