DE69642C - Kuppelung von Locomotiv - Lenkachsen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

Diese Neuerung bezweckt die Kuppelung von in Krümmungen einstellbaren Lokomotivachsen zum Zwecke der Vergröfserung des Adhäsionsgewichts und damit der Zugkraft der Lokomotive. Sie ist hauptsächlich für Lokomotiven für Neben- und Kleinbahnen bestimmt, welche bei verhältnifsmäfsig geringer Fahrgeschwindigkeit grofse Zugkraft und leichte Beweglichkeit in Krümmungen besitzen sollen.

In den Fig. 1 bis 4 sind die Einzelheiten der Construction dargestellt; Fig. 5 und 6 zeigen die Anwendung des Princips bei einer vierachsigen . Tenderlokomotive für Nebenbahnen mit normaler Spurweite.

Sä'mmtliche Achsen der Maschine sind gekuppelt. Die beiden der Rauchkammer zunächst liegenden Achsen A und A₁ sind als steife Achsen angeordnet. Die Achsbüchsen derselben sind in gewöhnlicher Weise in den auf die ganze Länge der Maschine durchgehenden Längsrahmen geführt. , Die Achsbüchsen der beiden der Feuerbüchse zunächst liegenden Achsen B und B₁ sind durch eine weiter unten beschriebene Einrichtung derartig verbunden, dafs die beiden Achsen sich in Geleiskrümmungen so einstellen, als wenn sie in einem besonderen Drehgestell gelagert wären, dessen Drehpunkt über Mitte der vorderen, dieser beiden Achsen B liegt.

Kuppelung der Achsen zum Zweck der Kraftübertragung.

Da bie beiden Vorderachsen A A₁ sowohl als auch die beiden Hinterachsen B B₁ unter sich ihre gegenseitige Lage auch in Krümmungen nicht ändern, so sind sie je unter sich auf die gewöhnliche Weise durch Kuppelstangen verbunden. Die Kuppelung der so entstandenen beiden Achsgruppen mufs indefs auf andere Weise erfolgen, da deren gegenseitige Stellung in Krümmungen sich ändert. Die Kuppelung derselben wird bewirkt mit Hülfe einer Blindwelle C und zweier dreieckiger Stangenrahmen abc (Fig. 1 und 2). Der Endpunkt α jedes dieser Rahmen umfafst den kugelförmigen Kuppelzapfen der Treibachse A, der Endpunkt c einen eben solchen Kurbelzapfen der Blindachse C. Der Kopf b umfafst den kugelförmigen Kuppelzapfen der Achse B. Den Lagerschalen dieses letzteren Zapfens ist eine Verschiebung in horizontalem Sinne im Lagerkopfe gestattet. Die Blindwelle C ist, wie unten näher ausgeführt wird, derart gelagert, dafs der Abstand ihrer Lager von den Lagern der Achsen A und B — eine bestimmte Ablenkung der Achsgruppe B B₁ aus der Mittelstellung vorausgesetzt —- constant bleibt, auch wenn die Achsen A und B ihre Lage in senkrechterRichtung infolge mangelhafter Geleislage verändern sollten.

Stehen sämmtliche Achsen unter sich parallel, wie dies in gerader Strecke der Fall ist, so drehen sich die Zapfen a, b und c und damit auch der zugehörige Kuppelungsrahmen in derselben senkrechten Ebene. Ist bei der Fahrt in einer Krümmung die Achsgruppe B B₁ aus ihrer Mittelstellung abgelenkt, so dreht sich der Zapfen b jetzt in einer Verticalebene, die mit der ebengenannten einen Winkel gleich dem Ablenkungswinkel bildet. Die beiden Zapfen α und c verharren jedoch in ihrer Drehungsebene. Der Stangenrahmen dreht sich

deshalb jetzt nicht mehr in dieser Ebene, er erhält vielmehr durch die Drehung von b noch eine periodische Ablenkung aus derselben, wobei er um eine Achse schwingt, die durch die Mitte der Zapfen α und c geht. Diese Abweichung von der einfachen Rotation des Rahmens in seiner Ebene bedingt die kugelige Gestalt der Zapfen a, b und c.

(Die Kuppelung hat demnach Aehnlichkeit mit der im Engineering, Mai 1870, Seite 357 beschriebenen, welche für die Kuppelung der Tender- mit den Lokomotivachsen bestimmt ist. Die dort vorgeschlagene Anordnung macht jedoch die Kröpfung der zu kuppelnden Locomotiv- und Tenderachsen sowohl als auch der Blindachse nothwendig, wodurch diese Kuppelung in senkrechter Richtung so viel Raum erfordert, dafs ihre Anwendung zur Kuppelung zweier unter dem Langkessel liegenden Achsen kaum möglich sein dürfte.)

Unterstützung der Blindwelle.
Wie bereits oben bemerkt, ist es für die richtige Bewegung der Kuppelungsrahmen erforderlich, dafs der Abstand der Lager der Blindwelle von den Lagern der Achsen A und B constant bleibt, auch wenn eine dieser Achsen bei schlechter Geleislage sich hebt oder senkt. Deshalb darf die Blindwelle nicht in dem Hauptmaschinenrahmen gelagert sein, da sie in diesem Falle dem Federspiele folgen würde. Sie wird deshalb in zwei Nebenrahmen R R gelagert, welche in ihren Eckpunkten d und e mittels der Stützen S gelenkig mit den Achsbüchsen der Achsen A und B verbunden sind (Fig. i, 2 und 3). Der Eckpunkt/ der Rahmen ist durch eine horizontale Lenkstange L mit dem Hauptrahmen verbunden. Hebt sich die Achse B, so wird demnach der Eckpunkt d des Rahmens R horizontal, der Eckpunkt f vertical geführt. Der Rahmen dreht sich also um einen Pol, der in der Mitte der Achse A liegt. Hebt sich die letztere Achse, so dreht sich der Rahmen ebenso um einen Pol in der Mitte der Achse B. Auf diese Weise ist, wie leicht ersichtlich, die obige Bedingung für die Unterstützung der Blindachse C mit genügender Genauigkeit erfüllt. Die Bewegung des Rahmens R erfolgt zwar in der That nur angenähert in der eben beschriebenen Weise. In Wirklichseit werden beim Heben der Achse B die Punkte f und d durch die Lenkstangen L und S statt in einer verticalen bezw.. horizontalen Geraden in Kreisbogen geführt, welche diese Geraden berühren (s. Fig. 7, in welcher der Rahmen R mit Zubehör schematisch gezeichnet ist, und zwar ausgezogen in der Normalstellung der Achsen und punktirt in der Stellung, welche er annimmt, wenn die Achse B aus der Normalstellung in die Lage B₁ gehoben ist). Der Pol der Bewegung des Rahmens rückt bei dieser Hebung demnach aus der Mitte ρ der Achse A auf der angedeuteten Polbahn in den Punkt p_x der letzteren. Die Mitte der Blindwelle C beschreibt demnach nicht genau einen Kreisbogen um den Punkt p, sondern eine Bahn, welche sich diesem Kreisbogen nur nähert. Da die Hebung der Achse B in Wirklichkeit aber nur sehr gering ist, so genügt die erzielte Annäherung für den beabsichtigten Zweck vollkommen.

Da der Druck in den Lagern der Blindwelle abwechselnd nach oben und unten wirkt, und dieser Druck durch die Rahmen R auf die Achsbüchsen der Achsen A und B übertragen wird; so müssen diese Achsbüchsen, abweichend von den gewönlichen Lokomotiv-Achsbüchsen, so eingerichtet sein, dafs sie in verticaler Richtung Druck nach beiden Seiten aufnehmen können.

Verbindung der Lenkachsen mit dem Hauptrahmen.

Die Kuppelung der beiden hinteren Achsen B und B₁ zum Zwecke der Arbeitsübertragung würde die Lagerung derselben in einem besonderen Drehgestell erfordern, wie dies z. B. bei der Lokomotive von Fink ausgeführt ist.

Diese Anordnung hat indefs den Uebelstand, dafs das hintere Ende des Kessels eine Relativbewegung gegen das Drehgestell mit dem Führerhause u. s. w. erhält, wodurch unter anderen Uebelständen eine verwickelte Kesselunterstützung nothwendig wird. Aus diesem Grunde ist der Hauptrahmen in der gewöhnlichen Weise auf die ganze Länge durchgeführt, und sind die beiden Achsen mit demselben und unter einander derart verbunden, dafs ihre Bewegung gegen den Hauptrahmen so erfolgt, als wenn sie in einem besonderen Drehgestell gelagert wären, welches seinen Drehpunkt über der Mitte der Achse B hat (Fig. 2 und 4).

Zu dem Zweck sind zunächst die Achsbüchsen jeder Achse durch Traversen mit einander fest verbunden. Die Achse B ist ferner mittels des zwischen die Traversen eingesetzten Zapfens Z drehbar mit dem Hauptrahmen in Verbindung gebracht. Um die Parallelität der beiden Achsen zu wahren, sind ferner die auf derselben Seite der Maschine liegenden Achsbüchsen durch Stangen K gelenkig verbunden. Wenn demnach die Diagonalverschiebung des von diesen Stangen K und den beiden Achsen B und B₁ gebildeten Parallelogrammes verhindert wird, so würde damit die geforderte Bedingung erfüllt sein. Dies wird erreicht, indem die hintere Achse B₁ für sich gegenüber dem Hauptrahmen so geführt wird, als wenn sie sich ebenfalls ■ um den Zapfen Z drehte. Diese Führung der Achse kann auf die bekannte Weise mittels bogenförmiger

Achsbüchsenführungen, besonderer Bogenführungen oder, wie in der Zeichnung angegeben, durch entsprechend gestellte Lenkstangen erfolgen (Fig. ι und 2).

Durch die beiden ersteren Einrichtungen wird die Führung in geometrisch genauer Weise bewirkt, durch die " gezeichneten Lenkstangen dagegen nur angenähert. Fig. 8 stellt schematisch die genaueren Verhältnisse der Bewegung der beiden Achsen bei dieser Anordnung dar. Der Pol der Bewegung der Achse B₁ fällt nur bei der mittleren Stellung der letzteren in die Mitte ο des Zapfens Z. Im übrigen ist der Pol beweglich auf der Polbahn P und nimmt auf derselben bei der angenommenen gröfsten Ablenkung die Stellungen O₁ und O₂ ein. Die Punkte der Achse B₁ bezw. der mit ihr verbundenen Theile bewegen sich demnach nicht in Kreisbogen um den Mittelpunkt ο von Z, sondern in CurvenT¹, welche diese Kreisbogen in der Mittelstellung von B nur berühren, wie dies für die Mitten m der Achsbüchsen von B₁ angedeutet ist. Die Abweichung dieser Curven von den Kreisbogen ist indefs für die in Frage kommenden Ablenkungen der Achse B₁ so gering, dafs dieselbe durch das Spiel, welches die Bolzen der Lenkstangen sowie der Zapfen Z in ihren Lagern haben müssen, vollkommen unschädlich gemacht wird.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Eine Kuppelung von zwei Lokomotivachsen, von denen die eine steif, die andere als Lenkachse construirt ist, mit Hülfe einer Blindachse und zwei aus einem System von je drei Schubstangen gebildeten Rahmen, deren je drei Eckpunkte — die Stangenköpfe. —, die kugeligen Kuppelzapfen der drei parallelen auf derselben Maschinenseite liegenden Kurbeln dieser drei Achsen umfassen, wobei die Verschiebbarkeit der Lenkachse und ihres Kuppelzapfens dadurch ermöglicht ist, dafs die Lagerschalen dieses letzteren eine horizontale Verschiebbarkeit in ihrem Stangenkopfe besitzen, in Verbindung mit der Unterstützung der Blindachse durch zwei zu beiden Seiten des Maschinenhauptrahmens angeordnete Nebenrahmen, von denen jeder mit den beiden auf derselben Seite liegenden Achsbüchsen der zu kuppelnden Lokomotivachsen durch je eine verticale Stütze und mit dem Längsrahmen derselben Seite durch eine horizontale Lenkstange so verbunden ist, dafs der Nebenrahmen beim Heben oder Senken einer der gekuppelten Achsen sich in seiner Ebene angenähert um die Mitte der anderen Achse als Pol dreht.

   Bei der durch Anspruch 1. gekennzeichneten Kuppelung von Lokomotivachsen der Ersatz eines Drehgestelles für zwei Lokomotivachsen durch Verbindung der beiden Achsbüchsen jeder Achse mittels Traversen und der beiden Achsbüchsen auf derselben Seite der Maschine durch Lenkstangen in der Weise, dafs ein durch die Achsen und die beiden Lenkstangen gebildetes Gelenkparallelogramm entsteht, wobei die von der Vorderachse gebildete Seite dieses Parallelogramms den Zapfen trägt, um den sich das ganze System gegenüber dem Hauptrahmen der Maschine dreht, während Diagonalverschiebungen des Gelenkparallelogramms dadurch verhindert werden, dafs die Hinterachse durch bogenförmige Achsbüchsenführungen, besondere Bogenführungen, Lenkstangen u. s. w. zwangläufig so geführt wird , dafs ihre Bewegung gegenüber dem Hauptrahmen genau oder angenähert eine Drehung um den mit der Vorderachse verbundenen Zapfen darstellt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.