DE487745C

DE487745C - Device for the continuous counting of the load on steam locomotives

Info

Publication number: DE487745C
Application number: DEL69954D
Authority: DE
Original assignee: MAX LAMERTZ
Current assignee: MAX LAMERTZ
Priority date: 1927-10-21
Filing date: 1927-10-21
Publication date: 1929-12-21

Description

Vorrichtung zum fortlaufenden Zählen der Beanspruchung von Dampflokomotiven Will man die für zwei Lokomotiven gleicher Gattung und Dienstart aufgewendeten Instandsetzungskosten eines Zeitabschnittes wirtschaftlich miteinander vergleichen, so ist es verfehlt, sie lediglich in bezug zu der geleisteten Dampfarbeit dieses Zeitabschnittes zu setzen.Device for continuously counting the stress on steam locomotives If you want the repair costs for two locomotives of the same type and service type to compare economically with each other over a period of time, it is a mistake they only apply in relation to the steam work performed during this period set.

Die Höhe. der Instandsetzungskosten hängt von der Beanspruchung der Lokomotive und ihrer Einzelteile ab, von der die Dampfarbeit nur ein Teil ist. Ein weiterer Teil ist die Bremsarbeit, die aufgewendet werden muß, um die lebendige Kraft des Zuges zu vernichten.The height. the repair costs depend on the use of the Locomotive and its individual parts, of which the steam work is only a part. A Another part is the braking work that has to be expended in order to keep it alive Destroy force of the train.

Diese Bremsarbeit kann zum Beispiel im Verschiebedienst unter Umständen die Lokomotive stärker beanspruchen als die Dampfarbeit und in langen Qefällstrecken oder bei zahlreichen, kurz aufeinanderfolgenden Aufenthalten einen ganz wesentlichen Prozentsatz der Dampfarbeit ausmachen.This braking work can, for example, under certain circumstances in the shifting service stress the locomotive more than steam work and over long distances or in the case of numerous, short consecutive stays, a very important one Make up the percentage of steam work.

Bis heute besteht aber noch keine brauchbare Vorrichtung, um die Beanspruchung von Lokomotiven fortlaufend über eine bestimmte Zeit zahlenmäßig so festzustellen, daß die Ergebnisse wirtschaftlich miteinander verglichen werden können. Es ist wohl eine Anzahl von Leistungsmessern bekannt, die den Zweck haben, die Dampfarbeit der Lokomotiven zu zählen oder zu registrieren, die aber als Beanspruchungsmesser nicht angesprochen werden können, weil sie die Bremsarbeit unberücksichtigt lassen. Von diesen Leistungsmessern kann im übrigen nur einer Anspruch auf Richtigkeit machen. Als reines Laboratoriumsinstrument eignet er sich jedoch nicht, in jede Lokomotive eingebaut zu werden. Seine Anwendung ist daher bis heute auch nur auf gelegentliche Leistungsmessungen an Lokomotiven mit besonderem Meßwagen beschränkt geblieben. Die übrigen Leistungsmesser könnten sich wohl zum Einbau in Lokomotiven eignen, haben aber alle einen grundsätzlichen Fehler.To date, however, there is still no usable device to cope with the stress of locomotives continuously over a certain period of time in such a way that that the results can be compared economically with each other. It is well a number of power meters are known which have the purpose of measuring the steam work of the Counting or registering locomotives, but not as strain gauges can be addressed because they do not take the braking work into account. from Incidentally, only one person can claim that these power meters are correct. As a pure laboratory instrument, however, it is not suitable for every locomotive to be built in. Its application is therefore to this day only on occasional Performance measurements on locomotives with special measuring cars remained limited. The other power meters could be suitable for installation in locomotives, but they all have one fundamental flaw.

Es ist bekannt und durch eingehende Versuchsfahrten in neuerer Zeit bewiesen, daß die Dampfarbeit einer Lokomotive bei gleichem Eintrittsdruck des Dampfes und gleicher Füllung in hohem Maße von der Geschwindigkeit abhängig ist, derart, daß sie bei steigender Geschwindigkeit stark abfällt. Innerhalb der bei Lokomotiven gebräuchlichen Geschwindigkeiten kann der Leistungsabfall bis zu 500/a betragen.It is well known and from detailed test drives in recent times proved that the steam work of a locomotive with the same inlet pressure of the steam and the same filling is highly dependent on the speed, in such a way, that it drops sharply with increasing speed. Inside the case of locomotives At the usual speeds, the drop in performance can be up to 500 / a.

Diesem Umstande tragen die Leistungsmesser keine Rechnung und können ihm, soweit bekannt, ihrem ganzen Aufbau nach auch keine Rechnung tragen.The power meters do not and cannot take this into account As far as is known, they do not take account of their entire structure.

Die mit ihnen vorgenommenen Leistungsmessungen müssen also immer falsche Zahlengrößen ergeben.The performance measurements made with them must therefore always be incorrect Numerical sizes result.

Abgesehen von diesem grundlegenden Fehler lassen alle Leistungsmesser im Getriebeaufbau die Anpassung an die Beanspruchungen ver= missen, denen sie im rauhen Lokomotivbetrieb ausgesetzt sind, und ohne die ein dauernd sicheres Arbeiten nicht gewährleistet ist.Aside from this fundamental flaw, all power meters fail fail to adapt to the stresses in the gearbox structure to which you are exposed in the are exposed to rough locomotive operation, and without which permanent safe work is not guaranteed.

Eine brauchbare Vorrichtung zum Zählen von Größen,. die geeignet sind, Lokomotiven in ihren Vorhaltungskosten wirtschaftlich miteinander zu vergleichen, muß demnach folgenden Bedingungen entsprechen Sie muß z. die Beanspruchung der Lokomotive fortlaufend zählen, und zwar unabhängig voneinander a) die Dampfarbeit in ihrer Abhängigkeit von Weg, Dampfdruck und Füllung sowie bei gleichem Dampfdruck und gleicher Füllung von der wechselnden Geschwindigkeit, b) die Bremsarbeit für Gegendruck- und Luftdruckbremse, bei ersterer in ihrer Abhängigkeit von Weg und Kompressionsenddruck, bei letzterer von Luft- bzw. Bremsklotzdruck und dem Reibungsbeiwert, der seinerseits wieder bei wechselnder Geschwindigkeit veränderlich ist; 2. die Zugarbeit fortlaufend zählen in ihrer Abhängigkeit von Zugkraft und Weg; 3. den Weg der Lokomotive fortlaufend zählen; 4. den Weg in Kilometer, die Dampfarbeit, die Bremsarbeit und die Zugarbeit in Kilometer-Tonnen zählen, um unmittelbar praktisch verwendbare .Ergebnisse zu haben; 5. aus einfachen, ebenen Getrieben bestehen, die unter Vermeidung elastischer Glieder kraftschlüssig arbeiten, um den Beanspruchungen des Lokomotivbetriebes gewachsen zu sein; 6. so billig herstellbar sein, daß ihre Verwendung auf jeder Lokomotive wirtschaftlich vertretbar ist.A useful device for counting sizes. who are suitable Locomotives economically with each other in their maintenance costs to compare, must therefore meet the following conditions. the stress of the locomotive count continuously, independently of each other a) the steam work depending on the path, vapor pressure and filling as well as with the same vapor pressure and equal filling from the changing speed, b) the braking work for Back pressure and air pressure brake, with the former in their dependence on distance and Final compression pressure, in the latter case of air or brake pad pressure and the coefficient of friction, which in turn is variable with changing speed; 2. the Pulling work counts continuously in its dependence on pulling force and distance; 3. the Count the path of the locomotive continuously; 4. the distance in kilometers, the steam work, the braking work and the pulling work in kilometer-tons count to become immediately practical to have usable .results; 5. consist of simple, flat gears that Work force-fit while avoiding elastic links to meet the stresses to have grown in locomotive operations; 6. be so cheap to manufacture that their Use on any locomotive is economically feasible.

Diesen Bedingungen entspricht die im folgenden beschriebene Vorrichtung, deren schematischer Aufbau in der Abb. x dargestellt ist.The device described below corresponds to these conditions, the schematic structure of which is shown in Fig. x.

Mittels Schubkurbelgetriebes z, das von der Lokomotivachse angetrieben wird, wird eine durchgehende Welle 2 in hin und her gehende Bewegung proportional der Umdrehungszahl der Lokomotive versetzt. Auf der Welle 2 sitzen vier mit Zahnbogen versehene Schwinghebel 3, 4, 5, 6, die proportional der Umdrehungszahl der Lokomotive ausschwingen, und die auf vier Zählwerke 7, 8, 9, =o bekannter Ausführung unter Verwendung von Sperradgetrieben derart einwirken, daß die Ausschlagwege der Zahnbögen fortlaufend in einer Richtung gezählt werden. Der Schwinghebel 3 sitzt fest auf der Welle 2. Sein Ausschlag dient zur Zählung der von der Lokomotive zurückgelegten Wegestrecke. Die Schwinghebel 4, 5 und 6, von denen einer auf Abb. 2 besonders dargestellt ist, sind mit der Welle 2 durch eine Kupplung verbunden, die es ermöglicht, die Schwinghebel in jeder beliebigen Lage festzuhalten, ohne die Welle 2 in ihrer hin und her gehenden Bewegung zu hindern oder zu beeinflussen. Der Ausschlag des Hebels 4 dient zur fortlaufenden Zählung der Dampfarbeit der Lokomotive.By means of slider crank mechanism z, which is driven by the locomotive axle becomes, a continuous shaft 2 in reciprocating motion becomes proportional the number of revolutions of the locomotive. On the shaft 2 sit four with dental arches provided rocker arms 3, 4, 5, 6, which are proportional to the number of revolutions of the locomotive swing out, and the on four counters 7, 8, 9, = o known execution below Use of ratchet gears so act that the deflection paths of the dental arches counted continuously in one direction. The rocker arm 3 is firmly seated of wave 2. Its deflection is used to count the number of journeys made by the locomotive Route. The rocker arms 4, 5 and 6, one of which is shown in Fig. 2 in particular are connected to the shaft 2 by a coupling that allows the To hold the rocker arm in any position without the shaft 2 in her back and to hinder or influence moving movement. The deflection of the lever 4 is used to continuously count the steam work of the locomotive.

Die Größe seines Ausschlages wird durch den Anschlagpunkt f eines Steuergetriebes 7 derart begrenzt, daß sie in jedem Augenblick proportional dem Einfluß ist, den veränderte Dampfspannung, Füllung sowie veränderliche Umdrehungszahl der Lokomotivachse bei gleichem Dampfdruck und gleicher Füllung auf die Dampfarbeit der Lokomotive ausüben.The size of its deflection is determined by the attachment point f one Control gear 7 limited so that it is proportional to the at any moment The influence is the changed vapor tension, filling and variable number of revolutions the locomotive axle with the same steam pressure and the same filling on the steam work exercise the locomotive.

Das Steuergetriebe 7, das auf Abb. 3 besonders dargestellt ist, ist folgendermaßen schematisch aufgebaut.The control gear 7, which is particularly shown in Fig. 3, is structured as follows.

Auf einer Welle a sitzt ein Hebel b, der bei c ein Zahnsegment trägt, in das eine Zahnstange d eingreift, die durch den Kolben c, auf den der Dampfdruck wirkt, je nach der Größe des Dampfdrucks hin und her bewegt wird, derart, daß der Hebel c senkrecht steht und mit seinem Anschlag f einen Ausschlag des Zählhebels _4-verhindert, wenn der Dampfdruck Null 'ist, oder ausschwenkt, wenn der Dampfdruck größer als Null wird, und zwar um ein solches Maß, daß der von dem Anschlag f dem Zählhebel 4 freigegebene Weg dem Einfluß des Dampfdruckes auf die Dampfarbeit proportional ist. Der Anschlag f sitzt auf einer Schraubenspindel g, die an ihrem unteren Ende mit Vierkantwelle lose durch ein Kegelrad lv geht;. das in ein Kegelrad i eingreift, auf dessen Nabe ein Zahnrad k sitzt. Das Zahnrad k steht in Eingriff mit einer Zahnstange 1, die unter dem Einfluß der Steuerung so bewegt wird, daß der Anschlagpunkt f auf der Spindel g derart verschoben wird, daß seine Höhenlage proportional dem Einfluß ist, den die durch veränderte Lage der Steuerung hervorgerufene veränderte Füllung auf die Dampfarbeit ausübt. Wenn die Zahnstange d mittels Zahnbogen c den Hebel b unter dem Einfluß des Dampfdrucks ausschwenkt, erfährt der Anschlagpunkt f bei gleicher Füllung, daher feststehendem Getriebe z-k-i, durch das sich auf dem Kegelrad i abwälzende Kegelrad 1a eine zusätzliche Veränderung seiner Höhenlage. Unter dem Einfluß des Dampfdrucks und der Füllung erhält 'der Anschlag f demnach eine aus drei Bewegungen zusammengesetzte resultierende Bewegung, derart, daß er dem Zählhebel 4 jeweils einen Ausschlag freigibt, dessen Größe bei richtiger Lage der Getriebeteile zueinander proportional dem Einfluß ist, den Dampfdruck und Füllung auf die Dampfarbeit der Lokomotive ausüben. Die Proportionalität ist mathematisch entwickel- und beweisbar. Dem Einfluß veränderter Umdrehungszahl bei gleichbleibendem Dampfdruck und gleichbleibender Füllung auf die Dampfarbeit der Lokomotive ist auf folgende Weise Rechnung getragen. Die Spindel g des Steuergetriebes, die lose mit Vierkant durch das Kegelrad h geht, setzt sich mit Spurlager auf einen Umdrehungskörper in auf der Welle a auf, der mit Winkelhebel n mit dem Stehzeug eines von der Lokomotivachse angetriebenen Reglers o verbunden ist. Unter dem Einfluß wechselnder Umdrehungszahl der Lokomotivachse verschiebt sich der Rotationskörper in auf der Welle a und hebt oder senkt die Spindel g und damit den Anschlag f um ein Maß, das dem Einfluß veränderter Umdrehungszahl der Lokomotive auf die Dampfarbeit bei gleichbleibendem Druck und gleichbleibender Füllung proportional ist. Die Erzeugende des Umdrehungskörpers kann dabei eine Gerade oder eine Kurve sein.On a shaft a sits a lever b, which carries a toothed segment at c, in which a toothed rack d engages, which is moved back and forth by the piston c, on which the steam pressure acts, depending on the magnitude of the steam pressure, in such a way that the lever c is vertical and with its stop f prevents a deflection of the counting lever _4-when the steam pressure is zero ', or swings out when the steam pressure is greater than zero, to such an extent that that of the stop f dem Counting lever 4 released path is proportional to the influence of the steam pressure on the steam work. The stop f sits on a screw spindle g, which at its lower end goes loosely with a square shaft through a bevel gear lv. which meshes with a bevel gear i, on whose hub a gear k is seated. The gear wheel k is in engagement with a rack 1 which is moved under the influence of the control so that the stop point f on the spindle g is displaced in such a way that its height is proportional to the influence caused by the changed position of the control Filling exercises on the steam work. When the rack d swings out the lever b by means of the gear arch c under the influence of the steam pressure, the stop point f experiences an additional change in height due to the bevel gear 1a rolling on the bevel gear i with the same filling, therefore a fixed gear zki. Under the influence of the steam pressure and the filling, the stop f receives a resulting movement composed of three movements, such that it releases the counting lever 4 in each case a deflection, the size of which is proportional to the influence when the gear parts are in the correct position, the steam pressure and Apply filling to the steam work of the locomotive. The proportionality can be mathematically developed and proven. The influence of a changed number of revolutions with constant steam pressure and constant filling on the steam work of the locomotive is taken into account in the following way. The spindle g of the control gear, which goes loosely with a square through the bevel gear h, sits with thrust bearings on a body of revolution in on the shaft a, which is connected with angle lever n to the standing tool of a governor o driven by the locomotive axle. Under the influence of the changing number of revolutions of the locomotive axle, the rotating body moves on the shaft a and raises or lowers the spindle g and thus the stop f by an amount that is proportional to the influence of the changed number of revolutions of the locomotive on the steam work at constant pressure and constant filling . The generating line of the body of revolution can be a straight line or a curve.

Damit ist sichergestellt, daß der Anschlagpunkt f dem Schwinghebel 4 jeweils einen Ausschlagweg freigibt, der proportional dem Einfluß ist, den Dampfdruck, Füllung und veränderte Umdrehungszahl der Lokomotive bei gleichem Dampfdruck und gleicher Füllung (beliebiger Völligkeitsgrad des Diagramms) in ihrem richtigen funktionalen Zusammenhang auf die Dampfarbeit der Lokomotive ausüben.This ensures that the stop point f is the rocker arm 4 each releases a deflection path that is proportional to the influence, the vapor pressure, Filling and changing the number of revolutions of the locomotive with the same steam pressure and same filling (any degree of completeness of the diagram) in their correct functional Exercise connection to the steam work of the locomotive.

Da die Ausschlaggeschwindigkeit des Schwinghebels 4. außerdem proportional der Geschwindigkeit der Lokomotive ist, gibt demnach die Wegelänge, die der Zahnbogen des Schwinghebels 4 in einer bestimmten Zeit in einer Richtung zurücklegen kann, ein ylaß, das proportional der während dieser Zeit geleisteten Dampfarbeit der Lokomotive ist, und das auf das Zählwerk übertragen, bei richtiger Wahl der Abmessungen und Übersetzungen des Getriebes, eine Zahl ergibt, welche die während einer bestimmten Zeit geleistete Dampfarbeit der Lokomotive in Kilometer-Tonnen ausdrückt.Since the deflection speed of the rocker arm 4. is also proportional the speed of the locomotive is, therefore, gives the path length that the dental arch the rocker arm 4 can travel in one direction in a certain time, a rate proportional to the steam work done by the locomotive during this time is, and transferred to the counter, with the correct choice of dimensions and Gear ratios, a number that gives the during a certain Expresses the time the locomotive has performed steam work in kilometer-tons.

Der Schwinghebel 5 zählt in gleicher Weise die Bremsarbeit der Luft- und Gegendruckbremse. Schwinghebel und Steuergetriebe sind von gleichem Aufbau wie für die Dampfarbeit.The rocker arm 5 counts in the same way the braking work of the air and back pressure brake. The rocker arm and control gear are of the same construction as for steam work.

Der Schwinghebel 6 zählt in gleicher Weise die Zugarbeit. Der Schwinghebel ist derselbe wie für die anderen Zählgetriebe. Das Steuergetriebe ist im grundsätzlichen Aufbau das gleiche, nur einfacher gehalten, da der von ihm jeweils frei zu gebende Ausschlagweg für den Schwinghebel nur direkt proportional der Zugkraft zu sein braucht.The rocker arm 6 counts the pulling work in the same way. The rocker arm is the same as for the other counting gears. The control gear is basically Structure is the same, just kept simpler, since the one to be released by him The deflection path for the rocker arm only needs to be directly proportional to the tensile force.

Die gezeichneten Zylinder stellen die Endpunkte der Flüssigkeitsgestänge zur Einstellung der Steueranschläge dar, und zwar: am Hebel 4 e Ableitung vom Druck im Schieberkasten, Ableitung von der Stellung der Steuerung, am Hebel 5 o Regulator zur Ableitung der Einstellung abhängig von der Geschwindigkeit, q Ableitung vom Druck der Luftdruckbremse, y Ableitung vom Kompressionsenddruck der Gegendruckbremse, am Hebel 6 s Ableitung von der Zugkraft.The cylinders drawn represent the end points of the fluid rods for setting the control stops, namely: on lever 4 e derivation of pressure in the valve body, derived from the position of the control, on lever 5 o regulator to derive the setting as a function of the speed, q derivation of Pressure of the air pressure brake, y derivation of the final compression pressure of the counter pressure brake, on the lever 6 s derivation of the tensile force.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for the continuous counting of the Steam work in kilometer-tons, from the braking work in kilometer-tons, from the Pulling work in kilometer tons and out of the way in kilometers composed Stress on locomotives during a certain period of time, characterized in that that four, set in motion to and fro on one of the locomotive axle Shaft (2) seated rocker arms with toothed arches proportional to the speed the locomotive swing out and the extent of its deflection by special timing gears actuated attachment points depending on steam pressure, filling and variable The number of revolutions with the same vapor pressure and the same filling is limited in such a way that that the pathways that the dental arches cover in a given time, are proportional to the stresses and are shown on counters in kilometer tons or Kilometers can be read.

2. Device according to claim s, characterized in that that rocker arm with toothed arch coupled to the reciprocating shaft in such a way are that they can be held in any position without the shaft to hinder or influence their to-and-fro movement.