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Heizsystem für Eisenbahnwagen. Die Erfindung betrifft die weitere
Ausbildung des durch das Patent 386 3 z s geschützten Heizsystems für Eisenbahnwagen,
bei dem der Dampf den Heizkörpern über Ventile zugeführt wird, die von *der Luftdruckleitung
des Zuges derartig beeinflußt werden, daß bei eingeschalteter Druckluftleitung,
also wenn der Zug fahrtbereit mit der Lokomotive verbunden ist, eine höhere und
bei nicht eingeschalteter Luftdruckleitung eine -geringere
Erwärmung
des Wagens bewirkt wird. Bei der in dem Hauptpatent angegebenen elektrischen Steuervorrichtung
steht das Ventil unter dem Einfluß von zwei Thermostaten, die auf verschiedene Höchsttemperaturen
des Raumes eingestellt sind und beim Ansprechen die Dampfzufuhr zu den Heizkörpern
abstellen. Ein von der Luftdruckleitung beeinflußter Umschalter schaltet den einen
oder anderen Thermostaten ein. Das Ventil enthielt eine Entwässerungsöffnung, die
es in seiner Schließstellung mit den Heizkörpern in Verbindung brachte,. so daß
das Kondenswasser aus diesen ablaufen konnte. Ein von der Dampfzufuhrleitung beeinflußter
Schalter schaltete beim Aufhören der Dampfzufuhr den die Vorrichtung steuernden
Strom aus.
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Es konnte bei einer derartigen Vorrichtung vorkommen, daß die Unterbrechung
der Dampfzufuhr und damit die Abstellung des Stromes in einem Augenblick erfolgte,
in dem das Dampfventil geöffnet war. In diesem Falle blieb das Ventil geöffnet,
so daß die Heizkörper nicht mit der Entwässerungsöffnung verbunden wurden und das
Kondenswasser in ihnen einfrieren konnte. Auch bei keiner der bisher bekannten Dampfregelungsvorrichtungen
dieser Art, bei denen die Einstellung des Regelventils in anderer Weise bewirkt
wurde, war eine Anordnung vorhanden, die auf jeden Fall beim Aufhören der Dampfzufuhr'
das Regelventil in die Entwässerungsstellung brachte.
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Eine solche Vorrichtung ist Gegenstand der Erfindung. Bei der vorerwähnten
elektrischen Steuerung besteht die Vorrichtung darin, daß unter Fortfall des von
dem Dampfdruck gesteuerten Schalters, der beim Aufhören der Dampfzufuhr den Steuerstrom
unterbricht, an der Dampfleitung ein Thermostat angebracht ist, der parallel zu
den auf die, Wagentemperatur ansprechenden Thermostaten geschaltet ist und beim
Erkalten der Dampfleitung den Strom schließt, der das Regelventil in die Schließstellung
bringt. In einer anderen Ausführungsform besteht die Vorrichtung darin, daß zwei
Regelungsventile durch je einen Dämpfzylinder gesteuert werden, von denen der eine
nur beim Vorhandensein von Druck in-der Luftleitung Dampf erhält. In diesem Fall
gehen -die Regelungsventile von selbst in die Schließstellung, sobald die Dampfzufuhr
aufhört.
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In der Zeichnung stellt-Abb. i eine elektrische Steuervorrichtung
an sich bekannter Art für das Regelventil dar, bei der das Ventil bei Aufhören der
Dampfzufuhr durch einen Thermostaten geschlossen wird. Abb. 2 zeigt diesen Thermostaten
und Abb. 3 -das Ventil in geschlossener Stellung. Abb.4 ist eine schematische Darstellung
eines Heizsystems, bei dem die Regelventile durch Dampfzylinder gesteuert werden.
Abb. 5 zeigt eines dieser Ventile in senkrechtem und Abb.6 die beiden Ventile in
wagerechtem Schnitt.
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Bei der in Abb. i dargestellten Anordnung tritt der Dampf aus der
Leitung 104 über einen Druckregler tos und eine Leitung 130 zu und fließt dann über
ein Ventil ioo, ein Heizrohr 133 und einen bei ioi angedeuteten Heizkörper durch
die Rohre 134, 103 zu einem zweiten Heizkörper io2 und von dort zur Ventilkammer
135, und über eine Leitung 137 zum Regeler 105 zurück. Bei geschlossener Ventilklappe
io9 (Abb. 3) stehen die Heizkörper mit einer Entwässerungsöffnung r28 in Verbindung,
so daß das Kondenswasser ausfließen kann.
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Das Umstellen des Ventils wird durch zwei Solenoide 107, io8 bewirkt,
denen der Strom über einen Umschalter io6 zugeführt wird. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich, .wird beim Umschalten des Ventils auch. jedesmal der Umschalter io6
umgestellt, so daß das Solenoid, das die Umschaltung bewirkt hat, sich selbst ausschaltet
und das gegenüberliegende Solenoid einschaltet.
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Die Steuerung erfolgt unter dem Einfluß von zwei Thermostaten 112,
113, von denen der erstere bei niedriger Temperatur, beispielsweise io° C,
den Strom schließt, während der letztere erst auf höhere Temperatur, beispielsweise
2o° C, anspricht. Das Ansprechen eines dieser. Thermostaten bewirkt in später beschriebener
Weise ein Schließen des Ventils ioo. Die beiden Thermostate stehen unter Einfluß
eines Kolbens 176 in einem mit der Luftdruckleitung 175 verbundenen Zylinder 114
und eines von dem Kolben gesteuerten Umschalters 149. Ist kein Druck in der Leitung
vorhanden (wenn der Wagen auf dem Verschiebebahnhof steht und aus einer Dampfleitung
vorgewärmt wird), so ist der Thermostat 112 für niedrige Temperatur eingeschaltet,
steht dagegen der Kolben 176 unter Druck (wenn der Wagen in einen Zug eingestellt
ist), so ist der Thermostat 113 für hohe Temperatur eingeschaltet.
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Außerdem ist noch ein von einem Relais r io gesteuerter Umschalter
i r i und ein Handschalter ii, in der Anlage vorhanden. Der Stromlauf ist folgender:
Der Strom der Batterie 0 fließt über 116, den Schalter 115, Leitung 118, einen Widerstand
i2o und eine Leitung 112 durch das Relais iio und über 123, I25, den Schalter
I 15 und eine Leitung 127 zur Batterie zurück (Stromkreis i). Das
Relais zieht den Schalter i i r gegen die Kontakte 174, 175.
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Hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen, der von dem Schalter 115
über 125 und 165
über die Kontakte 175, 17q., die Leitung 173, die
Federn 172, 171 des Schalters io6 und die Leitung 170 zum Solenoid 107 und von diesem
über 168, 155, 118 zum Schalter 115 zurückführt (Stromkreis 2). Dieser Stromkreis
ist zwischen den Federn 171, 172 durch ein Isolierstück des Umschalters loh unterbrochen,
wenn das Ventil ioo-in der ge7eichneten Üffnungsstellung steht. Ist das Ventil beim
Schließen dieses Stromkreises gerade geschlossen, so wird es zunächst in die Offnungsstellung
gebracht.
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Wenn in der Luftdruckleitung 175 kein Druck vorhanden ist, stehen
der Kolben 176 und der von ihm gesteuerte Schalter 149 in der gezeichneten Stellung,
in der die beiden Federn 147, 148 bei 150 metallisch verbunden sind. Alsdann
besteht folgender Nebenschlußstromkreis zum Relais iio: Leitungen 123, 153, 151,
Klemmen 148, 147, Leitung 46, Thermostat 112, Leitungen 1q.5, 122 (Stromkreis 3).
Dieser Stromkreis wird beim Ansprechen des Thermostaten 112, das bei etwa io° C
erfolgen soll, geschlossen, und der Anker -i i i des Relais fällt ab.
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Hierdurch wird ein Stromkreis ,4 geschlossen, der folgenden Verlauf
nimmt: Vom Schalter 115, Leitungen 125, 165 zum Kontakt 164, Anker i i i, Kontakt
163, Leitung 162, Feder 161, Kontaktstück 161, Feder 159, Leitung 158, Solenoid
io8 und über 155, 154, 118 zurück zum Schalter. Das Solenoid io8 bringt das Ventil
loo-in die Schließstellung (Abb.3) und unterbricht gleichzeitig bei 16o diesen Stromkreis.
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Ist Druck in der Luftleitung 175 vorhanden, so steht der Schalter
149 in einer Stellung, bei der der Stromkreis 3 zwischen den Federn 147, 148 unterbrochen
ist. Ein Ansprechen des Thermostaten 112 hat alsdann noch kein Schließen des Ventils
zur Folge. Dieses erfolgt erst, wenn der bei etwa 2o° ansprechende Thermostat 113
einen Stromkreis 5 schließt, der vom Relais über die Leitungen 123, 153, 152 zum
Thermostaten 113 und über 145, 43, i22 zum Relais zurückführt (Stromkreis 5). Das
Ventil ioo wird in diesem Fall erst bei etwa 200 C geschlossen.
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Um nun auch beim Aufhören der Dampfzufuhr ein Schließen. des Ventils
ioo zu bewirken, ist in einen zum Stromkreis 5 parallel geschalteten Stromkreis
6 ein Thermostat R eingeschaltet, der beim Erkalten der Dampfleitung den Stromkreis
schließt. Der Stromkreis 6 geht vom Punkt 144 der Leitung 145 über die Leitung 188
zum Relais R und über die Leitung 189 zum Verzweigungspunkt 152 der Leitung 153.
Wird dieser Stromkreis geschlossen, so wird das Relais ebenso wie beim Ansprechen
eines Thermostaten 112 oder 113 stromlos, worauf der abfallende Anker i i r durch
Schließen des Stromkreises q. das Schließen des Ventils ioo bewirkt. Auf diese Weise
wird beim Aufhören der Dampfzufuhr die Heizleitung mit der Ablauföffnung 128 verbunden,
so daß das Kondenswasser abläuft und nicht in den Heizkörpern einfrieren kann: Der
in Abb. -2 dargestellte Thermostat R besteht aus einem Bogen 181 und einer Sehne
182, die größere Ausdehnungsfähigkeit besitzt als der Bogen 181. Der Thermostat
ist auf dem Rohr in beliebiger Weise befestigt, so z. B. mittels eines Metallblocks
183, der bei 184 von dem Sehnenteil 182 isoliert und mit U-förmigen Bolzen 185 auf
dem Rohr befestigt ist. An der Sehne 182 befindet sich eine Klemme 186 und über
dem Bogen 181 ein Kontakt 187. Gegen letzteren legt sich der Bogen an, wenn die
Sehne sich beim Erkalten der Leitung 104 zusammenzieht.
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In der Ausführungsform nach Abb. 4 besteht dasHeizsystem aus einerHeizschlangeA,
die beim Heizen des Wagens stets unter Dampf steht, und einer Hilfsheizschlange
B, die nur in bestimmten Fällen benutzt wird. C ist eine Dampfzuleitung, die mit
der Dampfleitung 0, 01, 0= des Wagens in Verbindung steht, und D ein Dampfregler
bekannter Bauart. Die Zuleitung des Dampfes zu dem Hauptheizkörper A wird durch
ein Absperr- und Entwässerungsventil E geregelt. Ein gleiches Ventil F regelt den
Einlaß des Heizmittels zu dem Hilfsheizkörper B. Diese Ventile werden durch Dampfzylinder
G und H gesteuert. Die Zuleitung des Dampfes zu den Zylindern erfolgt durch ein
Rohr I, das von der Hochdruckseite des Dampfreglers in Verlängerung des Zuleitungsrohres
C abzweigt. Von dem Rohr I ist eine zu dem Dampfzylinder H führende Leitung J abgezweigt.
Der Niederdruckdampf strömt von dem Dampfregler D durch ein Rohr I( zu dem Ventil
E des Hauptheizkörpers. Von dein Ventil F des Hilfsheizkörpers B führt eine Rückleitung
I_ zurück zu dem Dampfregeler. M ist ein Druckluftzylinder, dem Druckluft durch
ein Rohr N aus der Luftleitung P, P1, P2 des Wagens zugeleitet wird. Der Druckluftzylinder
M regelt den Zutritt des Dampfes zu dem mit dem Absperr- und Entwässerungsventil
F des Hilfsheizkörpers B verbundenen Dampfzylinder H, so daß dieser nur in Tätigkeit
treten und den Hilfsheizkörper einschalten kann, wenn Druck in der Druckluftleitung
vorhanden ist, d. h., wenn der Wagen mit der Lokomotive verbunden ist. Der Dampfzylinder
G steht dagegen stets unter Dampfdruck und schaltet, wenn er in Tätigkeit tritt,
den Hauptheizkörper ein, solange die Zuleitung C Dampf führt, gleichviel ob dieser
von der Lokomotive oder von einer
auf dem Bahnhof vorhandenen Dampfanlage
kommt. In Abb. 4 ist angenommen, daß der Wagen mit der Lokomotive verbunden ist,
und die Leitung 0 des Zuges ist daher von der Kupplung T der Dampfanlage des Bahnhofs
getrennt.
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Abb. 5 zeigt eines der Ventile, das mit dem steuernden Dampfzylinder
unmittelbar verbunden ist, und zwar das Ventil F im senkrechten Schnitt, und Abb.
6 beide Ventile E, F im wagerechten Schnitt. Jedes der Ventile besteht aus einem
Gehäuse 31, das durch Scheidewände 32, 33, 34 und 35 in vier Kammern eingeteilt
ist, die bei dem Ventil E mit 1o, 1i, 12, 13 und bei dem Ventil F mit 15,
i6,
17, 18 bezeichnet sind. In den Raum zwischen den Scheidewänden ist eine zylindrische
Büchse 36 eingesetzt mit Öffnungen, die den Öffnungen zwischen den Scheidewänden
entsprechen. In dieser Büchse ist ein Ventilkörper 37 gelagert, der in der Art einer
Drosselklappe ausgestaltet ist und oben und unten eine Scheibe 38 bzw. 39 trägt,
von denen die letztere dicht am Boden 40 -der Büchse anliegt. Die Welle 41 des Ventilkörpers
trägt am oberen Ende einen Handgriff 42 und am unteren Ende einen Flansch 43, der
mittels Schrauben 44 auf die obere Scheibe 38 des Ventilkörpers aufgeschraubt ist.
Die Welle geht durch eine Kappe 45 hindurch, in der eine Schraubenfeder 46 so angeordnet
ist, daß sie sich einerseits gegen die Kappe und andererseits gegen den vorerwähnten
Flansch 43 stützt. Die untere Scheibe 39 des Ventilkörpers hat eine Entwässerungsöffnung
47, die über eine Entwässerungsöffnung 48 im Boden 4o der Büchse 36 tritt, wenn
der Ventilkörper so eingestellt ist, daß er 'die Heizschlange ausschaltet. Ein in
dem Boden 49 des Ventilgehäuses angeordneter Entwässerungskanal 5o ist durch einen
Kanal 5 i mit einem Entwässerungsrohr 55 verbunden. Das Ventilgehäuse ist mit dem
Dampfzylinder 53 durch Stehbolzen 54 verbunden. Das Zylindergehäuse 52, 53, 54 ist
mit einer Mutter 57 am Boden 49 des Ventilgehäuses befestigt. In eine Bohrung 58
des Ventilkörpers 37 tritt das obere Ende einer drehbaren Stange 59 ein, die mittels
eines Stellrings 6o auf dem Boden 49 des Ventilgehäuses gelagert ist und einen Bund
61 besitzt, mit dem sie gegen die untere Fläche des Gehäuseteils 49 anliegt. Am
oberen Ende der Stange 59 ist in einem Schlitz 62 ein flacher Fallriegel 63 gelagert,
dessen Ende in einen Schlitz 64 am unteren Ende der Ventilwelle 41 eintreten kann.
In dieser Stellung wird der Fallriegel durch eine Schraubenfeder 65 gehalten, die
in einer Ausnehmung 66 der Stange 59 gelagert ist. In das untere Ende der Stange
59 ist eine Schraubennut 67 eingeschnitten, in die ein Zapfen 68 eingreift; der
im Inneren einer Muffe 69 vorspringt. Die Muffe 69 ist auf einer kurzen Kolbenstange
eines-Kolbens 7i befestigt, der sich in einem erweiterten Teil 72 der Bohrung des
Zylinders 53 befindet. Die Muffe 69 ist mit Längsschlitzen 73 versehen, in die an
der Innenwand des Zylinders 53 angeordnete Stifte 74 eingreifen. Zwischen dem Deckel
des Zylinders 53 und dem Kolben 71 liegt eine starke Schraubenfeder 75. Das untere
Ende des Zylinders 53 ist durch einen Kopf 53' geschlossen, in den das Rohr J, das,
wie vorstehend gesagt, von dem Dampfdruckrohr I abzweigt, einmündet. In der Ventilwelle
41 befindet sich eine Bohrung 76, durch die eine am oberen Ende mit einem Kopf 78
versehene Stange 77 hindurchgeht. Mittels dieser Stange kann man den Fallriegel
63 herunterdrücken und so das Ventil von dem Dampfzylinder entkuppeln, wenn man
es mittels des Handgriffs 42 von Hand einstellen will.
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Das Ventil E und dessen Dampfzylinder G sind in gleicher Weise ausgeführt
wie das vorstehend beschriebene Ventil F und sein Dampfzylinder H. Letzterer ist
noch mit dem nachstehend beschriebenen Druckluftzylinder M verbunden.
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Der Druckluftzylinder besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 79 und
einem darin angeordneten Kolben 8o, der für gewöhnlich durch eine Schraubenfeder
81 an das Einlaßende des Zylinders gedrückt wird. Die Stange 82 des Kolbens ist
mit einem bei 84 schwingbar am Dampfzylinder 53 gelagerten Hebel 83 verbunden. Das
untere Ende des Hebels 83 ist gelenkig mit der Stange 85 eines Ventils 86 verbunden,
das den engen Durchlaß 87 zwischen dem Rohr J und einem zum Zylinder 72 führenden
Kanal 88 beeinflußt. Die Ventilstange 85 geht durch einen Nippel
89
hindurch, dessen Bohrung 9o einen größeren Durchmesser als die Stange 85
hat und mit einer ins Breie mündenden Auslaßöffnung 9i versehen ist. Das Ventil
86 ist ein Doppelsitzventil und schließt bei seinem Rückgang den Kanal go.
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Wenn die Druckluftleitung P, P1, -P= unter Druck steht, also wenn
der Wagen mit der Lokomotive verbunden ist, wird der Kolben 8o nach dem äußeren
Ende des Zylinders 79 gedrückt, hierdurch das Ventil 86 von dem Durchlaß 87 zurückgezogen
und der Kolben 71 durch den Dampfdruck in der Leitung J gehoben. Die Stange 61 erhält
hierdurch eine Vierteldrehung, wodurch der Ventilkörper 37 des Ventils F aus der
Stellung nach Abb. 6 in eine Stellung gebracht wird, in der er die Kammer 15 mit
der Kammer 16 und die Kammer 17 mit der Kammer 18 verbindet. Die Entwässerungsöffnung
47, 48
wird dabei geschlossen und der HilfsheizkÖrper
B in den aus dem Hauptheizkörper A kommenden Dampfstrom eingeschaltet. Wird
der Wagen von der Lokomotive abgetrennt, so daß der Überdruck in der Druckluftleitung
aufhört, so drückt die Feder 81 den Kolben 8o in seine Normalstellung zurück und
dreht dadurch das Ventil 86 so, daß es den Durchlaß 87 verschließt, also die Dampfzufuhr
zu dem Dampfzylinder unterbricht. Die Feder 75 drückt alsdann den Kolben 71 in seine
Anfangsstellung zurück und dreht dabei den Ventilkörper 37 in die Stellung nach
Abb. 6 zurück. Der Dampf in dem Zylinder 722 entweicht durch den Kanal 88,
9o, gi. Soll das Ventil 37 von Hand eingestellt werden, so kann dieses dadurch geschehen,
daß man die Stange 77 herunterdrückt und dadurch das Ventil von dem Dampfzylinder
entkuppelt. Jedes Mal jedoch, wenn sich der Druckzustand in der Luftleitung P, P1,
P2 ändert, wird bei der mit dem Hilfsheizkörper B verbundenen Vorrichtung
durch die Drehung der, Stange 59 das Ventil wieder mit dem Druckzylinder
gekuppelt. Das gleiche ist bei der mit dem Heizkörper A verbundenen Vorrichtung
der Fall, wenn sich der Druck in der Zuführungsleitung C ändert.
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Abb. 6 zeigt die Ventile E und F in einer Stellung, bei der die Hauptheizschlange
A eingeschaltet, dagegen der Dampf von der Hilfsheizschlange B abgesperrt ist, d.
h., wenn in der Zuleitung C Dampf vorhanden ist, dagegen die Luftleitung N nicht
unter Druck steht. Bei dieser Stellung der Teile ist der Wagen von der Lokomotive
getrennt, und seine Heizung erfolgt aus der Dampfanlage T des Bahnhofs. Hierbei
nimmt. der Dampf folgenden Weg: Von der Leitung C tritt der Dampf unter hohem Druck
durch das Rohr I zu dem Dampfzylinder G des Ventils E des Hauptheizkörpers und hält
dieses Ventil geöffnet. Da sich in der Leitung M keine Druckluft befindet, ist der
Zutritt des Dampfes zu dem Dampfzylinder H des Ventils F des Hilfsheizkörpers abgesperrt.
Dieses Ventil schließt daher den Heizkörper ab. Der Dampf aus der Leitung C strömt,
nachdem sein Druck durch den Dampfregeler D herabgesetzt wurde, durch das Rohr K
in die Kammer io des Ventils E, von dort in die Ventilkammer i i, durch den Hauptheizkörper
A zur Ventilkammer 1a und tritt alsdann durch die Kammer 13 und das Rohr 14 in die
Kammer 15 des Ventils F. Der Ventilkörper des letzteren steht so, daß er den Hilfsheizkörper
B und die mit diesem verbundenen Kammern 16 und 17 absperrt, und der Dampf tritt
daher unmittelbar in die Kammer i8 und von dieser in die Rückleitung L, die zu der
Kammer des Dampfreglers führt, in der sich dessen Thermostat befindet. Wird der
Wagen in einen Zug eingestellt, so kommt der Luftdruckzylinder M unter Druck und
gibt den Dampfzutritt zum Zylinder H frei, worauf dieser nun auch das Ventil F in
die Öffnungsstellung bringt und der Dampf durch beide Heizschlangen hindurchgeht.
Auf jeden Fall werden aber beim Aufhören des Dampfdruckes beide Ventile C und F
geschlossen, so daß ihre Entwässerungsöffnungen 47, 48 zur Deckung kommen und das
Kondenswasser aus den Heizschlangen abfließen kann.