DE653188C

DE653188C - Piston steam locomotive for high speeds

Info

Publication number: DE653188C
Application number: DEB155182D
Authority: DE
Original assignee: BORSIG LOKOMOTIV WERKE GmbH
Current assignee: BORSIG LOKOMOTIV WERKE GmbH
Priority date: 1932-04-12
Filing date: 1932-04-12
Publication date: 1937-11-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbendampflokomotive für hohe Fahrgeschwindigkeiten. Bei solchen Kolbendampflokomotiven ist es bekannt, das Führerhaus in der Fahrtrichtung vor dem Lokomotivtender anzuordnen, den Führerstand mit dem Heizerstand durch einen Gang zu verbinden und zu beiden Seiten dieses Ganges die Brennstoffbehälter anzuordnen. Es ist auch bekannt, Fahrzeuge für hohe Geschwindigkeiten mit * einer Stromlinienverkleidung auszurüsten, um den Luftwiderstand zu verringern. Bekannt ist auch, bei Kolbendampflokomotiven die Treibräder, von der Kolbendampfmaschine über ein Zahnradvorgelege anzutreiben und die Kolbendampfmaschine auf dem Rahmen vor der Rauchkammer anzuordnen. Man hat auch schon die Antriebsmaschine unterhalb des Kessels oder der Rauchkammer angeordnet. Ein weiterer bekannter Vorschlag geht dahin, die Antriebsmaschine innerhalb der Rahmenwangen anzuordnen, wobei die Antriebsmaschine über eine gemeinsame Kurbelwelle und ein Zahnradvorgelege die Treibräder antreibt. Auch die Anordnung eines gemeinsamen Hilfsrahmens zwischen den Wangen des Hauptrahmens für die Antriebsmaschine und das Antriebsgestänge ist nicht mehr neu.The invention relates to a piston steam locomotive for high speeds. With such piston steam locomotives, it is known to arrange the driver's cab in front of the locomotive tender in the direction of travel, to connect the driver's cab with the stoker's cab through a corridor and the fuel containers on both sides of this corridor to arrange. It is also known to equip high-speed vehicles with * a streamlined fairing, to reduce air resistance. It is also known for piston steam locomotives the driving wheels, to be driven by the piston steam engine via a gear transmission and to arrange the piston steam engine on the frame in front of the smoke chamber. You already have the engine below the boiler or the smoke chamber arranged. Another popular suggestion goes to arrange the prime mover within the frame cheeks, the prime mover drives the drive wheels via a common crankshaft and a gear reduction. Also the arrangement of one common subframe between the cheeks of the main frame for the prime mover and the drive linkage is no longer new.

Die Erfindung betrifft eine Kombination einer Reihe von an sich einzeln oder in Gruppen bekannten Merkmalen, die der Verringerung des Luftwiderstandes dient; dieses Ziel wird durch das Zusammenwirken aller Teile der Kombination erreicht. .The invention relates to a combination of a number of individually or in groups known features, which are used to reduce air resistance; this goal is achieved through the interaction of all parts of the combination. .

Die Erfindung besteht darin, daß das Führerhaus sich in Fahrtrichtung vor dem Lokomotivende befindet und den Kopf einer Stromlinienverkleidung mit annähernd halbkreisförmiger Vorderwand und abgerundetem Dach bildet und den Führerstand und den Heizerstand enthält, die beide mit allen für die Lokomotivführung erforderlichen Bedienungsvorrichtuingen ausgerüstet und durch einen Gang miteinander verbunden sind, zu dessen beiden Seiten die Brennstoffbehälter liegen, deren gemeinsame Füllöffnung sich im Dach befindet, daß ferner die Antriebsmaschine eine mehrzylindrige Kolbendampfmaschine ist, die innerhalb der Rahmenwangen und unterhalb des Kessels bzw. der Rauchkammer liegt und mit sämtlichen Zylindern über eine gemeinsame Kurbelwelle und ein oder mehrere Zahnradvorgelege die Treibräder antreibt.The invention consists in the fact that the cab is in the direction of travel in front of the end of the locomotive located and the head of a streamlined fairing with an approximately semicircular Forms the front wall and rounded roof and contains the driver's cab and the stoker's cab, both with all for the locomotive control required operating devices equipped and by a corridor are connected to each other, on both sides of which the fuel tanks lie, whose common filling opening is in the roof, that also the prime mover is a multi-cylinder piston steam engine that is within the frame cheeks and below the boiler or the The smoke chamber is located with all cylinders via a common crankshaft and one or more gear reduction gears Driving wheels.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen, wobei eine Tenderlokomotive gewählt wurde. Natürlich kann die Erfindung auch für jede andere Lokomotivbauart verwendet werden.The drawing illustrates the invention in two exemplary embodiments, wherein a tank locomotive was chosen. Of course, the invention can also be used for any other type of locomotive.

Abb. ι ist eine Längsansicht der Lokomotive, Fig. Ι is a longitudinal view of the locomotive,

Abb. 2 ein Grundriß,Fig. 2 a floor plan,

Abb. 3 eine Vorderansicht,Fig. 3 is a front view,

Abb. 4 ein Schnitt IV-IV aus Abb. 1, Abb. 5 ein Schnitt V-V aus Abb. 1,Fig. 4 a section IV-IV from Fig. 1, Fig. 5 a section V-V from Fig. 1,

Abb. 6 eine Seitenansicht der Dampfmaschine mit dem Triebwerk mit drei Dampf zylindern,Fig. 6 is a side view of the steam engine with the engine with three Cylinders of steam,

Abb. 7 ein Grundriß der Anordnung nach Abb. 6, Fig. 7 is a plan view of the arrangement according to Fig. 6,

Abb. 8 eine Seitenansicht des Antriebes mit 'einer aus zwei Zylindergruppen bestellenden Dampfmaschine nebst Triebwerk, ■Fig. 8 is a side view of the drive with one of two groups of cylinders Steam engine and engine, ■

Abb. 9 ein Grundriß der Anordnung nach ίο Abb. 8.Fig. 9 is a plan view of the arrangement ίο Fig. 8.

Die Lokomotive besteht im wesentlichen aus einem Rahmen ι üblicher Bauart, einem Kessel, beispielsweise einem Stehbolzenkessel 2, und einem Antriebsaggregat, das im einzelnen in den Abb. 6 bis 9 dargestellt ist. Der Führerstand 3 bildet den stets voranfahrenden Kopf der Lokomotive, deren Umkleidung in Stromlinienform gehalten ist. Die Führerhausvorderwand ist annähernd halbkreisförmig und trägt ein abgerundetes Dach. Zur Verringerung des Luftwiderstandes ist zwischen der Lokomotive und dem angehängten Wagen ein Faltenbelag 4 vorgesehen. Die Wasservorratskästen 5 sind zu beiden Seiten des Kessels angeordnet.. Die Brennstoffbehälter 6 liegen zwischen dem Führerstand 3 und dem Heizerstand 7. Diese beiden Stände sind durch einen Mittelgang 8 verbunden, so daß auch der Heizer gute Streckensicht hat. Dieser Verbindungsgang könnte auch seitlich angeordnet sein, jedoch wäre die Streckensicht für den Heizer wesentlich schlechter. Führerstand und Heizerstand sind mit allen zur Führung der Lokomotive erforderlichen Bedienungsvorrichtungen versehen, so daß bei einem Unfall des Führers der Heizer von seinem Stand aus die Führung der Lokomotive sofort übernehmen kann.The locomotive consists essentially of a frame of the usual type, a Boiler, for example a stud bolt boiler 2, and a drive unit that is in the each is shown in Figs. 6 to 9. The driver's cab 3 forms the one that always drives ahead Head of the locomotive, the casing of which is streamlined. The front wall of the driver's cab is approximately semicircular and has a rounded roof. To reduce air resistance is between the locomotive and the attached Car a pleated covering 4 is provided. The water storage boxes 5 are on both sides of the boiler arranged .. The fuel container 6 are between the driver's cab 3 and the stoker's cab 7. These two booths are Connected by a central aisle 8, so that the heater also has a good view of the route. This The connecting passage could also be arranged to the side, but the route view would be much worse for the heater. Driver's cab and stoker's cab are with all to guide the locomotive necessary operating devices provided so that in the event of an accident involving the driver, the stoker is in control of the locomotive from his stand can take over immediately.

Beim führenden Drehgestell reicht die Stromlinienverkleidung bis zur Unterkante von dessen Rahmen 9 und ist bei den Kurbelachsen und dem nachlaufenden Drehgestell so weit hochgezogen, daß eine gute Zugänglichkeit zu allen umlaufenden Teilen erreicht ist. Die Unterkante des Rahmens könnte auch in seiner ganzen Länge in der gleichen Höhe durchgeführt sein. In diesem Falle müßten zwecks Zugänglichkeit zu den umlaufenden Teilen in den Rahmenwangen besondere Klappen vorgesehen sein. Das abgerundete Dach des Führerstandes geht allmählich in die Kesselverkleidung bzw. die Wasserkastendeckel über. Das Dach kann aber auch, wie in Abb. 5 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, von den äußeren Kanten der Wasserkästen ausgehend über die Kesselverkleidung hinweggezogen werden, so daß jegliche Ecken in der Verkleidung vermieden werden. Die Füllöffnung -,für die Kohlebehälter kann gentäß Abb. 4 so ausgebildet sein, daß für jeden Behälter eine Klappe vorgesehen ist, die von innen nach außen geöffnet wird, so daß beim öffnen beider" Klappen ein Schütttrichter entsteht, der zugleich zu. beiden Behältern führt. Eine in Stromlinienform gehaltene aufklapp; bare Haube 10 verdeckt die Zug- und Stoß- \- vorrichtung am Kopf des Fahrzeuges und erhöht dadurch die günstige Wirkung der Stromlinienform. «In the leading bogie, the streamlined cladding extends to the lower edge of its frame 9 and is pulled up so far on the crank axles and the trailing bogie that good accessibility to all rotating parts is achieved. The lower edge of the frame could also be carried out at the same height over its entire length. In this case, special flaps would have to be provided in the frame cheeks for the purpose of accessibility to the surrounding parts. The rounded roof of the driver's cab gradually merges into the boiler cladding or the water tank cover. The roof can also, as shown in Fig. 5 by a dashed line, be drawn from the outer edges of the water tanks over the boiler cladding, so that any corners in the cladding are avoided. The filling opening for the charcoal container can, according to Fig. 4, be designed in such a way that a flap is provided for each container, which is opened from the inside to the outside, so that when both flaps are opened, a pouring funnel is created which at the same time closes the two containers performs held in streamlined shape pop; bare hood 10 covers the tensile and shock \ - device on the head of the vehicle, thereby increasing the beneficial effect of the streamline shape. ".

Bei dem Ausführungsbeispiel für die Antriebsmaschine nach den Abb. 6 und 7 ist eine Dreizylinderbauart gewählt worden, wo-,. bei sämtliche Zylinder auf einer Seite der Kurbelwelle liegen. Die drei Zylinder 11 sind zwischen den Rahmenwangen 1 angeordnet und arbeiten mittels Kolbenstangen, Kreuz·- köpfen und Pleuelstangen auf ihre gemeinsame Kurbelwelle 13. Die Kurbelwelle ist mit Gegengewichten versehen. An ihren beiden Enden trägt die Kurbelwelle je ein Ritzel 14, welches mit den großen Zahnrädern 15 im Eingriff steht, die auf einer Blindwelle ifi sitzen. Von den großen Zahnrädern 15 aus erfolgt der Antrieb der Lokomotive in üblicher Weise durch Zapfen und Treibstangen. Die Getriebeteile sind in einem Hilfsrahmen 17 gelagert, der aus einem Stahlgußstück bestehen kann und durch Bleche zu einem geschlossenen Gehäuse ergänzt wird, so daß alle bewegten Teile in öl laufen. Das Zahnradvorgelege 14, 15, das sich außerhalb des Rahmens befindet, kann in einem besonderen Gehäuse untergebracht sein. Nach Lösen der Lagerdeckel 18 und 19 kann die Kurbelwelle 13 un'd die Blindwelle 16 nach unten ausgebaut werden, ohne daß sonstige Ausbauten erforderlich sind, Die Rahmenwangen 1 können an denjenigen Stellen, wo sich die Zylinder 11 und die Kreuzkopfgleitbahn befinden, hochgezogen werden, um die Befesti- ioo gung der Dampfmaschine zu verbessern. Auch der Kesselträger 20 kann einen besseren Halt an den hochgezogenen^ Rahmenwangen finden.In the exemplary embodiment for the prime mover according to Figs. 6 and 7, a three-cylinder design has been chosen, where,. all cylinders are on one side of the crankshaft. The three cylinders 11 are arranged between the frame cheeks 1 and work by means of piston rods, cross - heads and connecting rods onto their common crankshaft 13. The crankshaft is provided with counterweights. The crankshaft has a pinion at both ends 14, which is in engagement with the large gears 15, which on a jackshaft ifi sit. The locomotive is driven in the usual way from the large gears 15 Way by tenons and connecting rods. The gear parts are in a subframe 17 stored, which can consist of a steel casting and through sheets to a closed Housing is supplemented so that all moving parts run in oil. The gear reduction 14, 15 that is outside the frame is located, can be housed in a special housing. After loosening the bearing caps 18 and 19, the crankshaft can 13 un'd the jackshaft 16 removed downwards without any other expansions being necessary, the frame cheeks 1 can be at those points where the cylinders 11 and the crosshead slide are, be pulled up to improve the fastening of the steam engine. The boiler carrier 20 can also have a better hold on the raised ^ frame cheeks Find.

In den Abb. 8 und 9 ist ein Triebwerk mit einer Vierzylinderverbunddampflokomotive veranschaulicht. Die Zylinder sind in zwei Gruppen auf jeder Seite der Kurbelwelle 23 angeordnet. Jede Zylindergruppe besteht aus einem Hochdruckzylinder 21 und einem Niederdruckzylinder 22. Die beiden Zylindergruppen, die Kreuzkopfgleitbahn und die Zahnradvorgelege sind in einem gemeinsamen Hilfsrahmen 27 untergebracht, der beispielsweise aus Stahlguß hergestellt sein kann. Dieses Stahlgußstück bildet zugleich den Kessel träger und ergibt eine wesentliche Versteifung des Lokomotivrahmens. Das ganze Antriebsaggregat kann mit dem Hilfsrahmen zusammengebaut werden und dann mit diesem .in zusammengebautem Zustande in den Lokomotivrahmen eingebaut werden.Figs. 8 and 9 show an engine with a four-cylinder composite steam locomotive illustrated. The cylinders are in two groups on each side of the crankshaft 23 arranged. Each cylinder group consists of a high pressure cylinder 21 and a low pressure cylinder 22. The two cylinder groups, the crosshead slide and the gear reduction are in a common Housed subframe 27, which can be made, for example, of cast steel. This cast steel also forms the boiler support and provides substantial stiffening of the locomotive frame. The whole drive unit can be assembled with the subframe and then with this. be installed in the assembled state in the locomotive frame.

Die beiden Zylinderblöcke mit je einem Hoch- und einem Niederdruckzylinder sind gleich und austauschbar ausgebildet. Die Blindwelle 26 liegt"bei diesem Ausführungsbeispiel unter der Kurbelwelle und wird von dieser mittels, der Ritzel 24 und der Zahnräder 25 angetrieben. An Stelle der zwei Vorgelege könnte auch ein einziges verwendet werden, welches dann in der Mitte der Lokomotive angeordnet wäre. Der' Hilfsrahmen kann durch Bleche zu einem geschlossenen Gehäuse ergänzt werden. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Abb. 6 und 7 können für die Zahnradvorgelege besondere Gehäuse angeordnet sein. Die Lagerung der Blindwelle ist so ausgebildet, daß nach Entfernung des Verbindungsstückes oder Lagerdeckels 28 die Blindwelle nach unten ausgebaut werden kann. Die Kurbelwelle wird nach Lösen des Lagerdeckels 29 angehoben und durch die Aussparung 30 aus dem Stahlgußstück 27 seitlich ausgebaut. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel können auch hier die Rahmenwangen hochgezogen werden, um einen besseren Halt für das Antriebsaggregat und für den Kesselträger zu bilden. Bei der Vierzylinderverbundanordnung kann ein vollkommener Massenausgleich dadurch erreicht werden, daß die Kolbengewichte ■ für die Hoch- und die Niederdruckzylinder gleichgehalten werden. Der Antrieb der Lokomotive erfolgt durch Zapfen und Treibstangen von den Zahnrädern 25 aus. Bei den beiden Ausführungsbeispielen liegt die Dampfmaschine unterhalb des Kessels bzw. unterhalb der Rauchkammer. Der Schwerpunkt des Antriebsaggregats liegt daher verhältnismäßig tief, was für die Laufeigenschaften der Lokomotive günstig ist. Die Herstellung des Stahlgußstückes für den Zwischenrahmen mit den Kreuzkopfgleitbahnen und den Lagerungen aus einem Stück verringert das Gewicht und vereinfacht den Zusammenbau des Triebwerks. Die Ergänzung der Hilfsrahmen zu geschlossenen Gehäusen schützt das Antriebsaggregat vor dem Eindringen von Staub, Schmutz, Feuchtigkeit usw., wodurch die Betriebssicherheit wesentlich gesteigert wird.The two cylinder blocks, each with one high-pressure and one low-pressure cylinder, are the same and designed to be interchangeable. The jackshaft 26 is "under" in this embodiment the crankshaft and is driven by this by means of the pinion 24 and the gear wheels 25. Instead of the two additional gears could a single one can also be used, which is then placed in the middle of the locomotive were. The 'subframe can be supplemented by metal sheets to form a closed housing. As in the first embodiment According to Figs. 6 and 7, special housings can be arranged for the gear reduction. The storage of the jackshaft is designed so that after removal of the connecting piece or bearing cover 28 the jackshaft can be removed downwards. After loosening the Bearing cover 29 is raised and removed laterally through the recess 30 from the steel casting 27. As in the first embodiment the frame cheeks can also be pulled up here to provide a better hold for the drive unit and to form for the boiler support. With the four-cylinder compound arrangement a perfect balance of masses can be achieved in that the piston weights ■ for the high and the low pressure cylinders are kept the same. The locomotive is driven by pins and drive rods from the gears 25. In the two exemplary embodiments the steam engine is below the boiler or below the smoke chamber. The center of gravity of the drive unit is therefore relatively deep, which is favorable for the running properties of the locomotive. The manufacture of the Cast steel piece for the intermediate frame with the crosshead slideways and the bearings one piece reduces weight and simplifies assembly of the engine. The addition of the subframes to closed housings protects the drive unit against the ingress of dust, dirt, moisture, etc., thereby increasing operational safety is increased significantly.

Claims

Patent claims:

1. Piston steam locomotive for high speeds, characterized in that the driver's cab (3) is located in front of the end of the locomotive in the direction of travel and forms the head of a streamlined cladding with an approximately semicircular front wall and rounded roof and contains the driver's cab (3) and the heater booth (7), Both of which are equipped with all the operating devices required for running the locomotive and are connected to one another by a corridor (8), on both sides of which are the fuel containers (6), the common filling opening of which is in the roof, and the engine (11, 13 and 21, respectively -23) is a multi-cylinder piston steam engine, which lies within the frame cheeks (1) and below the boiler (2) or the smoke chamber and with all cylinders (11 or 21, 22) via a common crankshaft (-13 or 23) and one or more gears (14, 15 or / 24, 25 ) drives the drive wheels.

2. Piston steam locomotive according to claim i, characterized in that Cylinders (11, 21, 22), crosshead slideways and crank (13, 23) and jackshaft (16, 26) are stored in a common subframe to which Frame cheeks (1) is attached and forms a cast steel piece on which to enable after removing the jackshaft (16,, 26) and crankshaft (13, 23) Bearing caps (18, 19 or 28, 29) which can be removed at the top or at the bottom are provided are.

1 sheet of drawings