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Diesellokomotive mit Druckluftantrieb. Bei Diesellokomotiven, welche
zum Teil mit unmittelbar auf die Treibachse wirkenden Dieselzylindern arbeiten und
zum Teil mit Druckluftzylindern, welche ebenfalls unmittelbar auf die Treibachsen
wirken und ihre Druckluft von einem mit den Treibachsen nicht in Verbindung stehenden
Verdichtcr erhalten, der von irgendeiner Kraftquelle aus angetrieben sein kann,
bekommen die Kolben der Dieselzylinder gegenüber jenen der Druckluftzylinder verhältnismäßig
-- große Abmessungen und erzeugen damit große Massenkräfte. Dies ist dadurch bedingt,
daß man auf die Treibachsen mit Rücksicht auf den verfügbaren Raum nur wenige Dieselzylinder
(2 oder höchstens 4.) arbeiten lassen kann und daß man, um diese Zylinder möglichst
auszunutzen, die Doppeltwirkung anstreben muß, so daß also die Kolben auf beiden
Seiten beaufschlagt werden. Bei diesen Kolben bereitet nun der Massenausgleich ziemliche
Schwierigkeiten.
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Weitere Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß man sowohl für das
Anfahren als auch insbesondere für den normalen Dauerbetrieb günstige Drehkraftdiagramme
erhalten soll. Würde man etwa bei einer Vierzylinderlokomotive mit zwei Dieselzylindern
und zwei Druckluftzylindern die Zylinder ähnlich wie bei der Vierzylinderdampflokomotive
um i8o° und go" versetzen, so würde das Drehkraftdiagramm schlechter als bei einer
solchen Dampflokomotive und damit die Anfahrzugkraft in gewissen Kurbelstellungen
der Lokomotive zu niedrig werden. Außerdem wäre hiermit in anderen Stellungen die
Gefahr des Schleuderns infolge gegenüber der Adhäsionskraft zu hoher Umfangskraft
verbunden.
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Die Erfindung will diese beiden Übelstände dadurch vermeiden, daß
die Zylinder mit den schwereren Triebwerksteilen innen und jene mit den leichteren
Triebwerksteilen außen angeordnet sind.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsfornlen schematis;-h
dargestellt. Bei der in den Abb. i und 2 dargestellten Ausführungsform sind zwei
doppelt wirkende Druckluftzylinder Lr und Ll und zwei ebenfalls doppelt wirkende,
im Zweitakt arbeitende Dieselzylinder Dr und Dd vorgesehen, wobei die Dieselzylinder
mit den schwereren Triebwerksteilen innen und die Luftzylinder mit den leichteren
Triebwerksteilen außen angeordne, sind. Die beiden Dieselzylinder sind ferner unter
sich um i,;5` und die beiden Luftzylinder unter sich unter q.5° versetzt, während
die Versetzung zwischen dem rechten Luftzylinder Lr und dem linken Dieselzylinder
Dl sowie zwischen dem linken Luftzylinder L1 und dem rechten Dieselzylinder Dr je
go' beträgt. Aus dieser Anordnung ergibt sich zwanglos, d. h. ohne irgendwelches
zusätzliche Gewicht in den hin und her gehenden Massen der Triebwerksteilte, daß
die unter Annahme unendlicher Länge der Treibstange in Betracht den Beschleunigungskräfte
der hin und Tier gehenden Massen je eines Dieselzylinders etw--,L 2ti3mal so groß
sind wie jene eines Luftzylinders, und _ daß der Abstand eines Luftzylinders von
der Symmetrielinie A-A rund
dreimal so groß ist wie derjenige der
Dieselzylinder. In diesem Falle läßt sich aber zunächst ein vollständiger Massenausgleich
für die freien Massenkräfte erster -Ordnung erreichen. Ferner lassen sich hierbei
die Massenkräfte zweiter Ordnung, welche von dem Einfluß der endlichen Länge der
Treibstange herrühren und zweimal je Umdrehung wechseln, kleiner halten als die
aus der ersten und zweiten Ordnung sich ergebenden Massenkräfte bei Dampflokomotiven.
Das gleiche gilt für die Massendruckmomente zweiter Ordnung. Ganz besonders wichtig
ist aber, daß die Massendruckmomente erster Ordnung, welche für ein ruhiges Laufen
der Lokomotive ausschlaggebend sind, hierbei sich vollständig beseitigen lassen.
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Zusammen mit diesen Vorzügen wird ferner erreicht, daß das Drehkraftdiagramm
beim Anfahren, wo auch die Dieselzylinder mit Druckluft beaufschlagt «-erden, gleichmäßig
ist und von einer geraden Linie nur um ungefähr -i- io Prozent abweicht.
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Im Betriebsfalle, wo die Dieselzylinder nach dem Dieselverfahren arbeiten,
wirken dagegen die sogenannten tangentialen Massenkräfte gerade in der Gegend der
meist gebrauchten Betriebsdrehzahlen so ausgleichend auf das Drehkraftdiagramm ein,
daß dasselbe bei diesen ebenfalls ganz ,oder nahezu gleichmäßig wird.
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Schließlich sei als weiterer Vorteil dieser Anordnung noch genannt,
daß auch die Lagerdrücke in der gekröpften Treibachse infolge dieser Kurbelversetzung
sehr gering werden und die Treibachse selbst durch von den Kolbenkräften herrührende
Biegungsmomente verhältnismäßig wenig beansprucht wird.
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Diese Vorzüge treten zum Teil auch dann noch in Erscheinung, wenn
beispielsweise alle vier Zylinder Dieselzylinder sind, welche auf der einen Seite
nach dem Dieselverfahren und auf der anderen Seite (Kreuzkopfseite) nach dem Druckluftverfahren
arbeiten. Nur müssen selbstverständlich im letzteren Falle die freien Kräfte der
hin und her gehenden Massen der äußeren Zylinder zu denen der inneren sich wieder
ungefähr wie i : a11!3 und die Abstände wie 3 : 1 verhalten.
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Bei der in den Abb. 3 und 4 dargestellten Anordnung, die für Lokomotiven
geringerer Leistung und niedrigerer Drehzahl vorzugsweise in Frage kommt, sind zwei
Dieselzylinder Dr und Dl außen angeordnet, während in der Mitte zwischen ihnen .ein
doppelt wirkender Druckluftzylinder L vorgesehen ist, der ungefähr das gleiche Hubvolumen
besitzt wie die beiden Dieselzylinder zusammen. Die Kurbelwink@el der drei Zylinder
betragen dabei izo°. Bei dieser Anordnung sind die in der Treibachse auftretenden
Beanspruchungen geringer, als wenn der oder die Dieselzylinder innen angeordnet
wären. Im Gegensatz zu d, -r erst beschriebenen Anordnung läßt sich hier eine Verringerung
oder Beseitigung der Massendruckmomente erster und zweiter Ordnung nicht erreichen,
was aber mit Rücksicht auf die geringeren Abmessungen der Triebwerksteile und niedrigere
Drehzahl der Lokomotive, die für diese Anordnung Voraussetzung sind, keine nachteilige
Bedeutung besitzt. Der Ausgleich der freien Massenkräfte erster und zweiter Ordnung
ist dagegen ebenso wie bei der erst beschriebenen Ausführungsform ein praktisch
vollkommener.
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Die angegebenen Kurbelwinkel sind für die Erfindung nicht streng bindend.
Es fallen auch alle Anordnungen unter die Erfindung, bei denen die Kurbelwinkel
sich in der Nähe der angegebenen Zahlen bewegen.