DE667956C

DE667956C - Regelvorrichtung fuer den Gleichlauf einzeln angetriebener Achsen von Lokomotiven

Info

Publication number: DE667956C
Application number: DEW96464D
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH WITTE DIPL ING
Current assignee: FRIEDRICH WITTE DIPL ING
Priority date: 1935-05-03
Filing date: 1935-05-03
Publication date: 1938-11-23

Description

Bei Anwendung des Einzelachsenantriebes bei Dampflokomotiven, bei dem also jede Treibachse einen besonderen Antriebsmotor erhält und vom gemeinsamen Dampfkesse! aus gespeist wird, besteht die Gefahr, daß infolge Schleuderns einer Treibachse den übrigen Achsmotoren der Dampf entzogeint und der Schleuderzustand nun erst recht auf-¹ rechterhalten wird. Es ist deshalb erforderlieh, bei diesen durch keinerlei mechanische Mittel (Treibstangen) gekuppelten Treibachsen eine Vorrichtung zu schaffen, die das¹ Schleudern der Treibachse, hervorgerufen durch irgendwelche nicht zu beherrschenden und auch nicht zu beseitigenden Vorgänge zwischen Rad und Schiene, sofort unterbricht und dann wieder normale Belastungsverhältnisse für die Achsen herstellt.

Es ist an sich bekannt, die Drehzahldiffe«.

renz zweier umlaufenden Wellen als Regulierimpuls zu allen möglichen Steuerungszwecken zu benutzen. Es. ist auch bekannt, Differentialgetriebe zur selbsttätigen Überwachung der Geschwindigkeitsverhältnisse umlaufender Wellen zu verwenden. Alle diese Einrichtungen können aber weder in ihrer bestehenden Form noch in einer anderen naheliegenden sinngemäßen Abwandlung die oben gestellten Forderungen erfüllen, da es ja hier nicht auf einen absoluten Synchronlauf ankommt, sondern nur auf die Verhinderiung erheblicher Drehzahlunterschiede, wie sie nur beim Schleudern einer Achse auftreten können. Kleine Drehzahlunterschiede, wie sie sich im Fahrzeugbetrieb zwangsläufig durch die Konizität der Radreifen und auch die ungleichmäßige Abnutzung der Bandagen ergeben, müssen auf die Regelung ohne Einfluß bleiben. Ferner muß die Einrichtung in allen möglichen Geschwindigkeitsbereichen wirksam bleiben, da ja die Fahrzeugachsen bekanntlich nicht nur bei Ideinen Geschwindigkeiten schleudern.

Die Regeleinrichtung nach der Erfindung entspricht diesen Forderungen. Sie ist dadurch !gekennzeichnet, daß eine von einem. Differentialgehäuse angetriebene Zahnradpumpe einen Druckmittelkreislauf speist, der je nach der Drehrichtung der Zahnradpumpe das Einlaßventil einer der beiden Antriebsmaschinen der benachbarten Achsen beeinflußt und zum Ausgleich der stets vorhandenen geringfügigen Drehzahlunterschiede der Treibräder infolge ungleicher Durchmesser eine Kurzschlußleit'ung von geringem Durchlaßquerschnitt besitzt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung arbeiten zwei von benachbarten Achsen angetriebene Fliehkraftregler gegeneinander auf eine gemeinsame Reglermuffe, welche direkt oder durch Servomotor das Einlaßventil oder die Steuerung einer der beiden Antriebsmaschinen beeinflußt und infolge Einschaltung eines mechanischen Widerstandes, z. B. einer Feder, erst bei größeren Drehzahlunterschieden anspricht.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die eine Achse mit dem dreh-

baren Anker, die andere mit dem drehbaren, Feld eines elektrischen Generators verbunden, und der bei verschiedenen Drehzahlen des in gleichem Sinne umlaufenden Feldes und. Ankers erzeugte elektrische Strom wirkt"direjfjjt' oder indirekt über ein Relais auf das Drosselventil oder die Steuerung der jeweils schneller laufenden Dampfmaschine ein.

Die Abb. ι bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen der drei grundsätzlichen Ausführungsmöglichkeiten.

A) Hydraulische Regelung (Abb. ι bis 3) Die Drehzahl beider angetriebener Achsen i, 2 wird über ein leichtes Gestänge 4 mit Kegelrädern 3 und 5 zum Antrieb eines Differentials benutzt. Solange n^x = n² ist, steht das Differentialgehäuse 6 still. Erst wenn Λ¹ größer oder kleiner als /z³ wird, beginnt .es sich zu drehen, und zwar hängt die Drehrichtung davon ab, welche Achse schneller läuft. Das Differentialgehäuse 6 treibt nunmehr eine Zahiiradölpumpe 7 an, die je Antriebsrichtung Drucköl in Richtung α oder b fördert.

Da nun bekanntlich die Radreifen nicht mechanisch gekuppelter Achsen sich durch verschiedene Bremswirkung, Unterschiede im Baustoff iisw. verschieden abnutzen, so ist stets mit einem geringen Drehzahlunterschied zwischen den Achsen 1 lind 2 zu rechnen. Damit wird aber auch das Differentialgehäuse ständig einen geringen Antrieb erfahren. Das dadurch geförderte Öl der Zahnradpumpe läuft ohne nennenswerte Druckerzeugung über die Drosselbohrungen e .'und d leer um. Erst die plötzliche Drehzahlsteigerung infolge Schleudems bewirkt Druckanstieg in Richtung α oder b.

Bild 2 zeigt nun die Verwendung des erzeugten Öldrucks zur Steuerung eines bekannten, ausgeglichenen Ventilreglers in der Frischdampfleitung zum jeweiligen Dampfmotor, wärtsfahrt erzielt werden muß, werden durch Kupplung mit der Umsteuerung die Öldruck-Da die gleiche Wirkung für Vor- wie Rückleitungen 8 und 9 durch den Vierwegeschieber 10 beim Wechsel der Fahrtrichtung vertauscht.

Bild 3 und 4 zeigen die Ausführung für Füllungsveränderung.

Die Aufgabe läuft darauf hinaus, beispielsweise die Aufwerfhebel 10, 11 und 12, 13 gegeneinander zu verstellen, damit die Füllung der schleudernden Maschine verkleinert bzw. auf ο gebracht wird. Hierzu sind die Auf werf hebel ι ο und 12 auf der Steuerwelle 14 verdrehbar gelagert, und zwar unter Zwischenschaltung einer axial verschiebbaren Gewindemuffe 1.5. Ein Verschieben von 15 gegen 14 bewirkt eine Verdrehung des Hebels ίο gegenüber ίο« in die Stellung io^J. Die Verschiebung der Muffe 15 erfolgt unter dem Öldruck der Pumpe 7 durch den Kolben 18, . der in Mittelstellung durch Federn 19 und 20 ■gehalten wird. Auch hier ist wieder ein Um- \steuerschieber 21 neben dem Schieber 10 (Bild 2) notwendig, da die Verstellung des Aufwerfhebels je nach Fahrtrichtung umgekehrt werden muß.

B) Mechanische Regelung

(Abb. 5)

Von jeder Treibachse 1, 2, 3 bzw. einem Übertragungsglied zwischen Motor und Treibachse werden die Zentrifugalregler a, b, c, d normaler Bauart angetrieben und so geschaltet, daß sich ihre Wirkungen auf eine gemeinsame Reglermuffe e bei gleicher Drehzahl benachbarter Achsen aufheben.

Kommt z.B. Achsei zum Schleudern, so erhöht sich ihre Drehzahl und die des mit ihr gekuppelten Reglers erheblich gegenüber der Drehzahl der Achse 2.

Die Regelkräfte des Reglers α überwiegen daher und schließen durch Mitnahme des Schalthebels / das in die Dampfzuleitung zur Dampfmaschine der Achse 1 gelegene Drosselventil h. Dieses Ventil h kann aber erst ansprechen, wenn die Differenzdrehzahl zwischen den beiden Reglern λ und & und damit die Verstellkraft des Reglers α groß genug ist, um außer der Gestängereibung auch noch die einstellbare Spannung der Feder/ zu überwinden. Dadurch wird erreicht, daß durch die geringen vmvermeidlichen Drehzahlunterschiede der Achsen das Drosselventil noch nicht in Tätigkeit tritt. Kommt Achse 2 zum Schleudern, so bewirkt das Schnellerlaufen des Regierst lediglich ein Anlegen des Schalthebeis / gegen den Anschlag g. Gleichzeitig läuft aber auch der mit der Achse 2 gekuppelte Regiere schneller, so daß seine Wirkung gegenüber dem Regler d überwiegt und eine Schaltkraft im Sinne der Schließung des Drosselventils k frei wird.

Der durch die Differenzdrehzahl zweier Achsen erzeugte Regulierimpuls kann in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, zur Verstellung der Steuerung benutzt werden. Ebenso steht der Zwischenschaltung eines Servomotors zur Vergrößerung der Schaltkräfte nichts im Wege.

C) Elektrische Regelung

(Abb. 6)

Die beim Schleudern zweier Achsen auftretende Differenzdrehzahl wird in diesem Fall benutzt, um zwischen dem mit der einen Achse gekuppelten Dynamogehäuse und dem mit der anderen Achse gekuppelten Anker eine Relativbewegung herbeizuführen. Diese Relativbewe-

gung hat einen Strom zur Folge, der über ein, elektromagnetisches Schütz das Drosselventil d betätigt. Selbstverständlich kann auch hier zur Vergrößerung der Schaltkraft ein Servomotor oder ein Relais verwendet werden. Ebenso läßt sich anstatt des Drosselventils auch die Steuerung in der oben geschilderten Weise betätigen. Die Federn hat in diesem Fall dieselbe Aufgabe wie bei der ίο mechanischen Regelung die Feder /. Sie verhindert also ein Ansprechen, des Drosselventils bzw. der Steuerung bei sehr geringen Differenzdrehzahlen.

Claims

Patentansprüche:

i. Regelvorrichtung für den Gleichlauf einzeln angetriebener Achsen von Lokomotiven;, bei der der Drehzahlenunterschied zweier benachbarter Achsen den Steuerimpuls hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Differentialgehäuse (6) angetriebene Zahnradpumpe (7) einen Druckmittelkreislauf ispeist, der je nach der Drehrichtung der Zahnradpumpe das Einlaßventil einer der beiden Antriebsmaschinen, der benachbarten Achsen beeinflußt und zum Ausgleich der stets vorhajndenen geringfügigen Drehzahlenunterschiede der Treibräder infolge ungleicher Durchmesser eine Kurzschlußleitung von geringem Durchlaßquerschnitt besitzt.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von benachbarten Achsen angetriebene Fliehkraftregier {a, b) gegeneinander auf eine gemeinsame Reglermuffe (e) arbeiten, welche direkt oder durch Servomotor das Einlaßventil (Ä) oder die Steuerung einer der beiden Antriebsmaschinen beeinflußt und .infolge Einschaltung eines mechanischen Widerstandes, z. B. einer Feder (/), erst bei größeren Drehzahlunterschieden anspricht..
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Achse mit dem drehbaren Anker, die andere mit dem drehbaren Feld eines elektrischen Generators (a) verbunden ist und daß der bei verschiedenen Drehzahlen des in gleichem Sinne umlaufenden Feldes und Ankers erzeugte elektrische Strom direkt oder indirekt über ein Relais auf das Drosselventil (d) oder die Steuerung der jeweils schneller laufenden Dampfmaschine einwirkt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen