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Heusinger- (Walschaert-) Kulissensteuerung Die vorliegende Erfindung
betrifft die Heusinger-Kulissensteuerung und ist insbesondere anwendbar zur Steuerung
von Schiebern, die mit innenliegenden Lokomotivzylindern verbunden sind, die gewöhnlich
zur Waagerechten geneigt sind, damit das Antriebsgestänge an einer vor der Antriebsachse
liegenden Achse vorbeigeführt werden kann.
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Die normale Heusinger-Kulissensteuerung ist zur Steuerung derartiger
Schieber nicht geeignet, da, um die Kröpfung des den Kreuzkopf und den Verbindungshebel
verbindendem Armes zu verringern, die Achse des Schiebers so eng wie möglich an
die durch die Zylinderachse gehende senkrechte Ebene gebracht ist, was oft erfordert,
daß der Schieber und der Schieberkasten in einer unzugänglichen Stellung über dem
Zylindermantel angebracht wird, und zwar dicht unter dem Boden der Rauchkammer oder
in eine Ausbuchtung derselben hineinragend, was besonders der Fall ist, wenn die
Maschine eine kleine Kesselhöhe besitzt. Ferner ist es, wenn ein Exzentergetriebe
für eine innenliegende Kulissensteuerung benutzt wird, erforderlich, daß die Exzentrizität
durch Anwendung einer minimalen Hubhöhe so klein wie möglich gehalten wird. Um hierbei
die erforderliche Schieberbewegung zu erhalten, muß die Exzenterstange näher an
den Zapfenmittelpunkt der Umsteuerungskulisse herangebracht werden, als es bei einer
normalen, von einer an der Außenseite der Lokomotive befindlichen Exzenterkurbel
angetriebenen Heusinger-Kulissensteuerung der Fall ist. Infolgedessen ist die Exzenterstange
zur Waagerechten beträchtlich geneigt, und die Dampfsteuerung wird ungünstig beeinflußt,
entsprechend dem der Exzenterstange eine Längsbewegung erteilenden Steigen und Fallen
der Radachse in den Führungen. Dies Wird noch verschlimmert, wenn die Stange sehr
kurz ist, was oft bei einer innenliegenden Kulissensteuerung unvermeidlich ist.
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Durch die Anbringung des Kolbenschiebers an einer Seite des Zylinders
ist es möglich, den Schieber an der Vorderseite zwecks Ausbauens leicht zu erreichen
und die Ausströmdurchgänge frei von der Rauchkammer über dein Schieber anzubringen,
wodurch eine unbeschränkte volle Tiefe der Rauchkammer erhalten wird. Ferner kann
mit dem dicht seitlich vom Zylinder liegenden Kolbenschieber der Verbindungspunkt
der Exzenterstange mit der Umsteuerungskulisse auf oder in der Nähe der durch die
Achsmittelpunkte
hindurchgehenden waagerechten Linie gelegen sein.
Diese Stellung ergibt ein Minimum der durch das Heben und Fallen der Achsen in den
Führungen hervorgerufenen Störungen. Wenn jedoch der Kolbenschieber seitlich vom
Zylinder angebracht wird, so ist der den Kreuzkopf mit dem Verbindungshebel verbindende
Arm ungewöhnlich lang, da .sowohl abwärts, als auch seitlich eine vergrößerte Ausladung
erforderlich ist, entsprechend der Stellung des Schiebers zum Zylinder, d. h. der
Kreuzkopfarm erstreckt sich diagonal und ist außergewöhnlich lang. Dies führte oft
zu einem Bruch des Armes, und ferner entstanden Kräfte, die dem Kreuzkopf abwechselnde
Drehbewegungen erteilten, wodurch hei hohen Geschwindigkeiten ein Springen des Kreuzkopfes
hervorgerufen und die Kreuzkopfschuhe ungleich abgenutzt wurden. Auch wird das Gewicht
der hin und her.schwingenden Teile vergrößert. In einigen Fällen wurde versucht,
diese Schwierigkeiten zu beseitigen durch Einführung von Kreuzschwingwellenhebeln
o. dgl., jedoch haben diese Hilfsmittel den Nachteil, daß sie das Gestänge verwickelter
gestalten.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei der Anwendung des normalen
Heusinger-Getriebes bei einer Lokomotive dafür Sorge getragen werden muß, daß sich
der Kreuzkopfarm bei der Abwärtsausladung frei von der Vorderachse bewegen kann,
was oft sehr schwer zu erreichen ist.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Kolbenschieberachse an
einer Seite des Zylinders anzuordnen, entweder genau seitlich oder in einer relativ
schrägen Stellung über oder unter der seitlichen Ebene, -ohne daß die oben angeführten
Nachteile eintreten. Denn ein Teil des Schiebersteuergestänges wird über die Achse
verlegt, und es können so .die erwünschten Abmessungen für das Gestänge ohne Rückicht
auf die unter dem Gestänge liegende Vorderachse erreicht werden.
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Gemäß der Erfindung wird von dem normalen Kulissengestänge ein Gleitstück
angetrieben, an das eine horizontale oder schräg liegende Stange, welche die .Verbindung
mit dem Kreuzkopf herstellt, angelenkt ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung, die sowohl für Dampfmaschinen mit
Innen.- als auch mit Außeneinströmung benutzt werden kann, gehen aus der Zeichnung,
in der beispielsweise mehrere verschieden ausgebildete Kulissensteuerungen dargestellt
sind, und aus der folgenden Beschreibung hervor.
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In der Zeichnung ist Fig. i die Draufsicht auf .eine Kulissensteuerung
für den innenliegenden Zylinder einer Lokomotive mit Inneneinströmung, Fig.2 ein
Schnitt nach LinieA-A der Fig. i, Fig.3 eine Teilansicht einer geänderten Ausführung
einer' Kulissensteuerung für Dampfmaschinen mit Inneneinströmung, Fig. q. ein Schnitt
nach Linie B-B der Fig. 3, Fig. 5 die Kulissensteuerung gemäß der Erfindung für
Dampfmaschinen mit Außeneinströmung.
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In der Fig. i ist ein Kulissensteuergestänge dargestellt, bei dem
der Schieber seitlich vom Zylinder angebracht ist, d. h. die durch die Zylinder-
und Schieberachse hindurchgehende Ebene ist rechtwinklig zur senkrechten Ebene.
Die Hauptkurbelwelle i trägt ein Exzenter 2, das sich, wie üblich, mit der Stange
3, der Umsteuerungskulisse mit ihrem Zapfenträger 5, Hebelgestänge und Radiusstange
6 in der senkrechten Ebene bewegt. Diese Teile sind, wie üblich, ausgebildet, so
daß sie nicht beschrieben zu werden brauchen.
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Die Verbindungsstange 7 bewegt sich jedoch -nicht in einer senkrechten
Ebene, sondern schwingt in der Ebene, die durch die Achsen .des Zylinders 8 und
des Schiebers g hindurchgeht. Der Hebel io, der den Kreuzkopf ,i i mit der Verbindungsstange
7 verbindet, ist mit dieser und mit einer Vorragung 12 des Kreuzkopfes drehbar verbunden.
Die Vorragung 12 ist, mit dem bis jetzt angewandten Kreuzkopfarm verglichen, kurz
und befindet sich, wie in der Zeichnung dargestellt ist, vorzugsweise an der Seite
des Kreuzkopfes, die der gegenüberliegt, auf der der Schieber g sich befindet. Die
Zapfen 13
des Hebels io liegen natürlich rechtwinklig zur Ebene, in der die
Verbindungsstange schwingt. Um -ein seitliches Spiel zu verhindern, sind Seitenteile
1q. vorgesehen, die gegen die Seiten einer Verstärkung 15 des Hebels io liegen.
Die Radiusstange 6 ist mit einer Gleitspindel 16 verbunden, und zwar derart, daß
diese eine Längsbewegung ausführt. Zu diesem Zweck wird die Gleitspindel von Lagern
17 getragen, die an Konsolen 18 befestigt sind, welche an dem Gestell ig
oder einem anderen festen Teil der Lokomotive angebracht sind. Das vom Kreuzkopf
i i entfernt liegende Ende des Hebels 7 ist durch einen Zapfen 2o mit einem an der
Gleitspindel 16 angebrachten Gleitstück 21 drehbar verbunden. Mit der Verbindungsstange
7 ist bei 22 verhältnismäßig dicht am Zapfen io eine S-chieberstange 23 drehbar
verbunden, die bei 2q. an der Schieberspindel a5 angelenkt ist. Um die Drehung der
Gleitspindel 1d zu verhindern und um den Hebelarm 2i zu lagern, ist eine Führungsstange
26 vorgesehen, auf der der Hebelarm 2i gleitet.
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Um die erforderliche Bewegung des Verbindungszapfens 22 zu ermöglichen,
ohne daß derselbe an den Hebelarm 21 anstößt, ist
dieser mit einer
üffnung 27 versehen, die derart gestaltet ist, daß die erforderliche Relativbewegung
zwischen dem Verbindungszapfen 22 und dem Hebelarm 21 möglich ist. Damit die Kolbenstange
28 und die Gleitspindel 16 sich frei, bewegen können, ist die Verbindungsstange
7 vorzugsweise, wie gezeigt, an beiden Enden gabelförmig geteilt. jedoch kann dies
auch z. B. dadurch erreicht werden, daß die Verbindungsstange aus zwei parallelen,
im Abstand voneinander angeordneten Stangen hergestellt oder gekröpft ist.
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Bei einer in den Fig. 3 und q. dargestellten Ausführung der Kulissensteuerung
liegt die Führungsstange 26 auf der inneren Seite der Gleitspindel 16, die mit dem
Teil 29 auf der Führungsstange 26 gelagert ist. Diese Führungsstange kann, wie dargestellt
ist, von Lagern 17 getragen werden. Die ganze Vorrichtung bildet daher eine Einheit
und ist unabhängig von einem an dem Maschinenrahmen i9 angebrachten Führungsteil.
Bei der in Fig. q. dargestellten Ausführung ist das Steuergestänge schräg zum Zylinder
angeordnet, so daß eine Gabelung der Verbindungsstange zwecks ungehinderter Bewegung
der Kolbenstange 28 nicht erforderlich ist.
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Bei einer weiteren Ausführung können ein oder beide Gleitlager der
Spindel 16 viereckig, rechteckig oder anders, jedoch nicht kreisförmig ausgebildet
sein, um die Drehung der Spindel zu verhüten und eine besondere Gleitstange zu ersparen.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten Kulissensteuerung für Dampfmaschinen mit
Außeneinströmung befindet sich der Zapfen 22 am Ende des Hebels 7 und der Zapfen
2o an einer zwischenliegenden Stelle der Verbindungsstange 7. Die öffnung 27 ist
bei dieser Anordnung nicht mehr erforderlich.