DE700593C - Lokomotive mit einer als Dieselmaschine mit direktem Antrieb wirkenden Hauptmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung- betrifft eine Lokomotive mit einer als Dieselmaschine mit direktem Antrieb wirkenden Hauptmaschine und einem die Hilfsmaschinen antreibenden Hilfsmotor. Eine Diesellokomotive mit direktem Antrieb benötigt stets mindestens einen Hilfsmotor, der die für das Anfahren und für den Betrieb der Lokomotive erforderlichen Hilfseinrichtungen antreibt. Da ein. Teil der Hilfseinrichtungen nach dem Anfahren der Lokomotive außer Tätigkeit gesetzt werden kann, hat man bei Anwendung mehrerer Hilfsmotoren zum Antrieb der Hilfsmaschinen wenigstens einen derselben über den ganzen Fahrbereich der Lokomotive in Betrieb gehalten, um die noch in Betrieb verbleibenden restlichen Hilfsmaschinen anzutreiben. In solchen Fällen, wo nur'ein Hilfsmotor zum Antrieb der Hilfsmaschinen vorhanden war, hat'man die für den normalen Fahrbetrieb nicht mehr notwendigen Hilfsmaschinen abgekuppelt. Der Hilfsmotor braucht dann nur noch einen Rest seiner vorherigen Leistung zum Antrieb der noch in Betrieb verbleibenden Hilfsmaschinen aufzubringen.

Es hat sich nun gezeigt, daß der Betrieb einer solchen Lokomotive im Bereich des normalen Fahrbetriebes unwirtschaftlich ist, und zwar aus zweierlei Gründen. Es verbraucht nämlich einerseits der Hilfsmotor einen beträchtlichen Teil des Gesamtbrennstoffes, insbesondere dann, wenn nur ein Hilfsmotor für den Antrieb der ganzen Hilfsmaschinenanlage angeordnet wird. Andererseits ist der Brennstoffverbrauch der Hauptmaschine im Verhältnis zu der von ihr verlangten Leistung zu hoch. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Hauptmäschine nach Fortfall der Beschleunigungsleistung bei beendigtem Anfahren nicht mehr voll belastet ist.

Die Erfindung bezweckt nun, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Lokomotive zu ?chafren, die eine wirtschaftliche Ausnutzung des Brennstoffes gestattet. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der während des normalen Fahrbetriebes der Lokomotive erforderliche Hilfsleistungsrest von der Hauptmaschine abgenommen und der Hilfsmotor stillgesetzt wird. Dadurch wird einerseits die Hauptmaschine während des normalen Fahrbetriebes entsprechend ihrer Größe richtig belastet, andererseits fällt der Brennstoffverbrauch des Hilfsmotors fort. Die Abnahme des Hilfsleistungsrestes von der Hauptmaschine kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Hilfsmasch.in.en können von der Hauptmaschine entweder direkt, beispielsweise durch einen mechanischen Antrieb, öler auch indirekt, z. B. durch hydraulische oder elektrische Übertragung, angetrieben werden. Es ist natürlich auch möglich, einen gemischten Antrieb der Hilfsmaschin'cii vorzusehen, der zum Teil direkt und zum Teil indirekt wirkt.

Die Zeichnungen zeigen in den Abb. ι bis 4 schematische Ausführuiigsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Bei der Lokomotive nach Abb. 1 wirkt eine Zweitaktdieselmaschine 1 als Hauptmaschine über das Gestänge 2. und 3 direkt auf die Antriebsräder 4 und 5. Ein Hilfsmotor 6 treibt die zum Antrieb der Hauptmaschine 1 erforderlichen Hilfseinrichtungen an. Diese sind ein Kompressor 7 zur Erzeugung der Anfahrdruckluft, ein Gebläse 8 zur Erzeugung der Spülluft und andere, z. B. Pumpen und Lüfter zur Kühlung der Hauptmaschine. Die zuletzt genannten Hilfsmaschinen, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, können in der Regel infolge ihrer ungünstigen Anordnung" zum Hilfsmotor 6 nur auf umständliche Weise von diesem direkt angetrieben werden. Sie werden deshalb von ebenfalls nicht dargestellten Elektromotoren betätigt, die ihren Strom von einem Generator 9 erhalten, der mit dem Hilfsmotor 6 gekuppelt ist. Die Anordnung der einzelnen Hilfsmaschinen zum Hilfsmotor 6 ist nun so getroffen, daß der Teil der Hilfsmaschinen, lie nur zum Anfahren der Lokomotive in Betrieb zu sein brauchen, auf der einen und die übrigen Hilfsmaschinen, die während der ganzen Betriebsdauer der Lokomotive in Betrieb sein müssen, auf der anderen Seite des Hilfsmotors 6 stehen. Zu der ersten Art von Hilfsmaschinen gehört in der Regel nur der !-Compressor 7 zur Erzeugung der Anfahrluft, während zu der zweitgenannten Art von Hilfsmaschinen alle anderen Hilfsmaschinen 8 und 9 usw. gehören. Die Hilfsmaschinen 8 und g, die während der ganzen Betriebsdauer der Lokomotive in Betrieb sein müsset!, stehen noch mit einem von der Hauptmaschine ι antreibbaren Antrieb in Verbindung. Derselbe besteht aus einem mit der Achse 10 verbundenen Kegelrad 11, einem Kegelrad 12, einer Teleskopwelle 13 und einem Kegelradpaar 14, 15. Die Teleskopwelle 13 ist zum Ausgleich des Federspiels der Achse 10 vorgesehen. Der Kompressor 7 ist starr mit dem Schwungrad 16 des Hilfsmotors 6 gekuppelt. Die unter sich starr gekuppelten Hilfsmaschinen 8 und 9 sind mit dem Hilfsmotor 6 und mit dem Antrieb 10 bis 15 der Hauptmaschine 1 über Freilaufkupplungen 17 und 18 verbunden.

Die Wirkungsweise der Lokomotive nach Abb. ι ist folgende:

Nachdem der Hilfsmotor 6 in Betrieb gesetzt worden ist und alle Hilfsmaschinen 7, 8, 9 usw. von diesem angetrieben werden, kann die Hauptmaschine 1 anlaufen und die Lokomotive tntreiben. Solange die Lokomotive noch nicht ihre volle Fahrgeschwindigkeit erreicht hat und bei stehender Loko- "5 motive läuft die Kupplung 17 frei. Nach beendetem Anfahren, d. h. wenn die Lokomotive ihre normale Fahrgeschwindigkeit erreicht hat, wird der Hilfsmotor 6 stillgesetzt. Damit bleibt auch der Kompressor 7 9» stehen. Derselbe wird ja während des normalen Fahrbetriebes der Lokomotive nicht mehr benötigt. Nunmehr übernimmt die Hauptmaschine 1 den noch verbleibenden Hilfsleistungsrest zum Antrieb der Hilfsmaschinen 8 und 9 usw. über den Antrieb 10 bis 15 und die Kupplung 17. In diesem Falle läuft die Kupplung 18 frei.

Beim Befahren von größeren Steigungen und beim Beschleunigen in der Ebene muß '^oo die Zugkraft der Lokomotive erhöht werden. Wenn diese nun mit ihrer normalen Höchstleistung nicht auskommt, muß sie mit Zuladung betrieben werden. Die Zuladeluft wird dem Kompressor 7 entnommen, der durch die ">5 Wiederinbetriebsetzung des Hilfsmotors 6 in Gang gesetzt wird. Mit der Wiederinbetriebsetzung des Hilfsmotors 6 werden auch die übrigen Hilfsmaschinen 8, 9 usw. wieder über die Kupplung 18 angetrieben, so daß die ^|10 Hauptmaschine 1 über die Freilaufkupplung 17 von dem Hilfsleistungsrest entlastet ist und somit ihre volle Leistung an die Räder 4 und 5 der Lokomotive abgeben kann.

Eine Erhöhung der Zugkraft der Loko- «15 motive zum Befahren von Steigungen und zum Beschleunigen in der Ebene kann auch dadurch erreicht werden, daß außer dem Spülgebläse 8 und dem Anfahrkompressor.7 noch ein besonderes Aufladegebläse, z. B. ein Rootsgebläse, angeordnet ist. Dies kann ebenfalls, wie die anderen Hilfsmaschinen,

wahlweise entweder vom Hilfsmotor 6 oder von der Hauptmaschine ι angetrieben werden. Der Antrieb des Aufladegebläses könnte auch so ausgebildet werden, daß derselbe nur von der Hauptmaschine ι erfolgt. In diesem Falle wäre die Wiederinbetriebsetzung des Hilfsmotors 6 beim Befahren von Steigungen und beim Beschleunigen in der Ebene nicht notwendig. Der Kompressor 7 würde dann

ίο nur zum Anfahren dienen.

Die Abb. 2 zeigt eine Lokomotive, bei der ein Hilfsmotor 19 den Kompressor 20 zur Erzeugung der Anfahrdruckluft und einen Elektrogenerator 21 antreibt. Der durch den Elektrogenerator 21 erzeugte Strom wird dazu benutzt, alle anderen Hilfsmaschinen, die über den ganzen Fahrbereich der Lokomotive in Betrieb sein müssen, über Elektromotoren anzutreiben. Der Einfachheit halber ist nur das Spülgebläse 22 mit seinem Elektromotor 23 dargestellt. Die Dieselmaschine 24 als Hauptmaschine wirkt wiederum über ein Gestänge 25 und 26 direkt auf die Antriebsräder 27 und 28. Mit der Achse 29 der Antriebsräder 28 ist über Zahnräder 30 und 31 ein Elektrogenerator 32 gekuppelt, der in' Tatzlageranordnung eingebaut ist. Durch die Anordnung des Tatzlagergenerators 32 ist es möglich, den im normalen Fahrbetrieb in der Ebene nach Fortfall der Anfahrbeschleunigung erforderlichen Hilfsleistungsrest auf elektrischem Wege indirekt von der Hauptmaschine 24 zu entnehmen.

Die Wirkungsweise 'der Lokomotive nach Abb. 2 ist folgender

Nachdem der Hilfsmotor 19 in Betrieb gesetzt worden ist und derselbe den Anfahrkompressor 20 und den Generator 21 antreibt, laufen gleichzeitig, durch den Strom des Generators 21 angetrieben, alle übrigen Hilfsmaschinen. Die Hauptmaschine 24 kann nunmehr angelassen werden und die Lokomotive somit anfahren. Nachdem die Lokomotive ihre normale Fahrgeschwindigkeit erreicht hat und der Anfahrkompressor 20 infolge des Fortfalls der Anfahrbeschleunigungskräfte nicht mehr benötigt wird, kann der Hilfsmotor 19 stillgesetzt werden. Da damit auch der Generator 21 stehenbleibt, würden die Motoren 23 usw. der übrigen Hilfsmaschinen 22 usw. stehenbleiben. Dies ist jedoch nicht der Fall. In dem Augenblick nämlich,^N in dem der Hilfsmotor 19 stillgesetzt wird, wird der Strom des Tatzlagergenerators 32 auf die Motoren 23 usw. der Hilfsmaschinen 22 usw. geschaltet. Damit übernimmt die Hauptmaschine 24 den Hilfsleistungsrest, der während des normalen Betriebes der Lokomotive erforderlich ist.

In den Zeiten, in denen kein Strom vom Tatzlagergenerator 32 entnommen wird, d. h.

in den Zeiten, in denen der Hilfsmotor 19 läuft, ist derselbe von dem Netz der Motoren der Hilfsmaschinen getrennt. Er verbraucht daher keine nennenswerte Antriebsleistung, so daß die' Hauptmaschine 24 ihre volle Leistung an die Räder 27' und 28 abgeben kann. Die Anordnung des Tatzlagergenerators 32 kann auch so getroffen werden, daß er durch irgendeine geeignete Kupplung mit '/<> seinem Antrieb von dem Stillsetzen des Hilfsmotors 19, verbunden bzw. nach der Inbetriebnahme des Hilfsmotors 19 gelöst wird. Die Schaltung der beiden Generatoren 21 und 32 auf das Netz der Motoren der Hilfsmaschinen ist natürlich so getroffen, daß bei dem Übergang von einem Generator auf den anderen keine Stockung in der Stromversorgung der Motoren der Hilfsmaschinen eintreten kann. Dies kann dadurch erreicht werden, daß vor einer Umschaltung erst beide Generatoren parallel auf das Netz der Antriebsmotoren für die Hilfsmaschinen geschaltet werden, um dann denjenigen, der außer Wirkung gesetzt werden soll, abzuschalten.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 wird auch bei dieser Lokomotive beim Befahren von Steigungen und beim Beschleunigen in der Ebene der Hilfsmotor 19 in Betrieb gesetzt, damit die Hauptmaschine 24 durch die vom Anfahrkompressor 20 erzeugte Druckluft mit Zuladung arbeiten kann. Die Motoren der Hilfsmaschinen werden dann wieder von dem Generator 21 gespeist. Es wird somit auch hier ermöglicht, daß die Hauptmaschine 24 in solchen Fällen ihre ganze Leistung an die Räder 27 und 28 der Lokomotive abgeben kann.

Die Abb. 3 und 4 zeigen als ferneres Bei- ' spiel eine Lokomotive mit Einzelachsantrieb. Bei ihr wirkt von den Zweitaktdieselmotoren 33) 34) 35 je einer direkt über Zahnräder auf eine der Achsen 36, 37 und 38. Ein Hilfsmotor 39 treibt einerseits den Anfahrluftkompressor 40 und andererseits das Spülgebläse 41 und einen Generator 42 an. Das Spülgebläse'4i liefert die* Spülluft für alle Hauptmotoren 33, 34 und 35, während der Generator 42 den Strom zum Antrieb der >»» übrigen, der Einfachheit halber nicht dargestellten Hilfsmaschinen liefert, die von besonderen, ebenfalls nicht dargestellten Elektromotoren angetrieben werden. Der Antrieb des Spülgebläses 41 und des Generators 42 «»5 erfolgt von dem Hilfsmotor 39 über Zahnräder 43 und 44. Das Zahnrad 44 steht außerdem noch mit einem Zahnrad 45 einer Hauptmaschine 35 in Eingriff. Die Zahnräder 43 und 45 weisen je einen Freilauf auf. Da- 12« durch kann der Antrieb des Spülgebläses 41 und des Generators 42 entweder von dem

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Hilfsmotor 39 oder auch von der Hauptmaschine 35 erfolgen.

Die Wirkungsweise der Lokomotive nach den Abb. 3 und 4 ist im wesentlichen die gleiche wie die der Lokomotive nach Abb. 1. Beim Anfahren der Lokomotive aus dem Stand, beim Beschleunigen in der Ebene und beim Befahren von Steigungen läuft der Hilfsmotor 39 und treibt den Kompressor 40 zur Erzeugung der Anfahr- bzw. Zuladeluft und über die Zahnräder 43 und 44 das Gebläse 41 zur Erzeugung der Spülluft und den Generator 42 zum Antrieb der Hilfsmaschinen. Das Zahnrad 45 läuft frei. Beim normalen Fahrbetrieb der Lokomotive in der Ebene wird der Hilfsmotor 39 stillgesetzt. Damit bleibt auch der Kompressor 40 stehen, denn für den normalen Fahrbetrieb wird keine Druckluft benötigt. Den Hilfsleistungsrest, bestehend aus Spülgebläse 41 und Generator 42, übernimmt die Hauptmaschine 35 über das Zahnrad 45. Das Zahnrad 43 läuft dann frei.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel

nach den Abb. 3 und 4 ist eine Hilfsmaschinenanlage für alle Hauptmotoren 33, 34 und 35 vorgesehen. Es ist natürlich ebenso möglich, für jeden der Hauptmotoren sinngemäß eine besondere, entsprechend kleiner bemessene Hilfsmaschinenanlage vorzusehen.

:i» Dadurch würde der Betrieb der einzelnen Antriebseinheiten voneinander unabhängig.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. i, 3 und 4 wurden Freilaufkupplungen angewandt, um einmal den Antrieb der Hilfsmaschinen vom Hilfsmotor und einmal von der Hauptmaschine abnehmen zu können. Es können an Stelle der Freilaufkupplungen auch andere geeignete Kupplungen benutzt werden, die entweder von Hand oder selbsttätig eingerückt werden können.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Lokomotive mit einer als Dieselmaschine mit direktem Antrieb wirkenden Hauptmaschine und einem die Hilfsmaschinen antreibenden Hilfsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der während des normalen Fahrbetriebes der Lokomotive erforderliche Hilfsleistungsrest von der Hauptmaschine abgenommen und der Hilfsmotor stillgesetzt wird.
2. 2. Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsleistungsrest von der Hauptmaschine direkt über ein Getriebe abgenommen wird.
3. 3. Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsleistungsrest von der Hauptmaschine indirekt z. B. über eine hydraulische oder elektrische Einrichtung abgenommen wird.
4. 4. Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsleistungsrest von der Hauptmaschine zum Teil direkt über ein Getriebe und zum Teil indirekt über eine hydraulische oder elektrische Einrichtung abgenommen wird.
5. 5. Lokomotive nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrogenerator (9) vorgesehen ist, der entweder vom Hilfsmotor (6) oder von der Hauptmaschine (1) angetrieben wird, und daß dessen Strom zum Antrieb einiger oder aller Hilfsmaschinen über besondere Elektromotoren benutzt wird.
6. 6. Lokomotive nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektrogeneratoren (21, 32) vorgesehen sind, von denen der eine (21) vom Hilfsmotor (19) und der andere (32) von der Hauptmaschine (24) angetrieben wird, und daß deren Strom wechselweise zum Antrieb einiger oder aller Hilfsmaschinen benutzt wird.
7. 7. Lokomotive nach den Ansprüchen 1,3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hauptmaschine angetriebene Elektrogenerator (32) durch eine Kupplung von seinem Antrieb lösbar oder mit demselben kuppelbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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