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Schmieranlage an Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine an
Schienenfahrzeugen vorzusehende Schmieranlage zum Zuführen und Aufbringen von Schmiermitteln
zur Verringerung der Reibung zwischen den Spurkränzen und Schienenköpfen; in dieser
Schmieranlage wird das Schmiermittel durch eine beim Fahren des Fahrzeuges -ständig
angetriebene Pumpe gefördert und mittels einzelner Schmiervorrichtungen auf den
Spurkranz je eines Rades bzw. auf die das Rad führende Flanke des Schienenkopfes
aufgebracht: Die Verbindungen zwischen der Druckleitung der Pumpe und den einzelnen
Schmiervorrichtungen werden von einem Steuerglied beherrscht, das durch die gegenseitige
Lageänderung zweier Teile des Fahrzeuges oder Zuges beim Einfahren in Kurven verstellt
wird, so daß es die Druckleitung der Pumpe in der Kurve mit einer oder mehreren
der Schmiervorrichtungen verbindet.
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Da die Reibung zwischen Spurkranz und Schienenkopf beim Einfahren
des Fahrzeuges in die Kurve am größten ist, ist es wichtig, daß die Schmierung des
Spurkranzes oder des Schienenkopfes möglichst frühzeitig einsetzt, nachdem das Fahrzeug
oder der Zug den Anfang der Kurve erreicht hat und Teile des Fahrzeuges, wie Drehgestelle,
Lenkachsen, schwenkbare Zughaken usw. ihre Lage in bezug auf den Körper des Fahrzeuges
zu ändern beginnen. Bei bekannten Schmieranlagen der eingangs umschriebenen Art
ist einmal eine verhältnismäßig große gegenseitige Lageänderung der kurvenabhängig
verstellbaren Teile des Fahrzeuges oder des Zuges notwendig, bis die Förderung des
Schmiermittels in die zu den Schmiervorrichtungen führenden Leitungen beginnt. Außerdem
stehen diese Leitungen während der Fahrt auf gerader Strecke nur unter geringem
Druck, so daß eine fühlbare Zeitspanne erforderlich ist, um sie unter den für das
Arbeiten der Schmiervorrichtung notwendigen Druck zu setzen. Es ist zwar bekannt,
diese Zeitspanne dadurch zu verkürzen, daß der Schmierstoff mittels Druckluft
an
die Schmierstellen gefördert wird; dazu ist aber notwendig, daß das Fahrzeug mit
einer Druckluftanlage versehen ist.
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Die Erfindung bezweckt, ohne Inanspruchnahme von Druckluft das rasche
Einsetzen der Schmierung beim Einfahren in die Kurve sicherzustellen. Gemäß der
Erfindung werden in neuartiger Weise durch das Steuerglied auf geradem Gleise alle
Schmiervorrichtungen mit den Druckleitungen der Schmiermittelpumpe verbunden und
ist eine zwischen diesen Druckleitungen und dem Schmiermittelvorratsrauin vorgesehene,
in der Kurve unterbrochene Verbindung zwar hergestellt, aber gedrosselt, und außerdem
sind die selbsttätigen Ventile der an die Druckleitung angeschlossenen Schmiervorrichtungen
derart ausgebildet bzw. eingestellt, daß sie sich erst unter der Einwirkung eines
höheren als des durch diese Drosselung auf geradem Gleise hervorgerufenen Schmiermitteldruckes,
d.11. in der Kurve, öffnen, so daß das Schmiermittel ständig in den Druckleitungen
bis zu diesen Ventilen unter Druck steht und beim Auftreten des höheren Druk-Ices
in der Kurve sofort austritt.
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Damit auch das Steuerglied beim Einfahren des Fahrzeuges in die Kurve
frühzeitig in die entsprechende Arbeitsstellung gelangt, kann in sein Betätigungsgestänge
ein nachgiebiges Glied eingebaut werden, so daß das Steuerglied seinen vollen Weg
schon bei einer kleinen gegenseitigen Verschiebung der kurvenabhängig beweglichen
Fahrzeugteile zurücklegen und hierauf bei einer größeren gegenseitigen Verschiebung
dieser Teile in einer seiner Endstellungen verharren kann. So kann eine gute Schmierwirkung
schon in Kurven von geringer Krümmung und ganz am Anfang von Kurven erzielt werden,
ohne daß das Steuerglied bei engen Kurven einen großen Weg zurücklegen müßte.
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In der Abbildung ist eine Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch
im Grundriß dargestellt.
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Der in der Zeichnung nicht dargestellte Rahmen des Fahrzeuges, welches
sich in der durch den Pfeil i angegebenen Richtung bewegen soll, ruht an seinem
vorderen Ende auf dem Tragkranz 2 des Drehgestelles 3, das sich in bezug auf den
Fahrzeugrahmen um den Drehzapfen .I drehen kann.
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Das Gehäuse 5, welches die Schmierstoffpumpe und die Verteilv orrichtung
enthält, ist am vorkragenden Vorderende des Fahrzeugrahmens befestigt und unten
durch einen Kübel abgeschlossen, in welchem sich der Schmierstoffvorrat befindet.
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Indem Gehäuse 5 ist eine Welle 6 gelagert, die von einem Rad des Fahrzeuges
aus über eine biegsame Welle oder eine Kardanwelle in nicht gezeichneter Weise angetrieben
wird. Dieser Antrieb kann z. B. mit dem Antrieb des Geschwindigkeitsmessers des
Fahrzeuges verbunden sein.
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Auf der Welle 6 sitzt ein breites Zahnrad 7; mit diesem steht ein
zweites Zahnrad 8 im Eingriff, das mittels einer Stellschraube 9 auf einer `Felle
io befestigt ist. Diese Welle ist bei i i und 12 im Gehäuse 5 längs verschiebbar
und drehbar gelagert und hat einen Fortsatz 13, der als Kolben in einem im Gehäuse
5 vorgesehenen Zylinder i-. ausgebildet ist. In der Nabe 15 des Zahnrades 8 ist
eine in sich geschlossene Steuernut 16 vorgesehen, die an zwei einander gegenüberliegenden
Stellen 17 und 18 des Nabenumfanges senkrecht, auf den c,azwischenliegenden Stücken
des Nabenunifanges, z. B. bei i9, dagegen schräg zur Achse der Welle io verläuft.
In die Steuernut 16 ragt mit seinem vorderen Teil, der elliptischen oder sonst länglich
gerundeten Ouerschnitt hat, ein im Gehäuse 5 gelagerter Zapfen 20.
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In der Zeichnung ist der vordere Teil des Zapfens von seiner Schmalseite
gesehen: seine größte Breite entspricht der Breite der Nut 16 und ist strichpunktiert
angegeben. Der Schaftteil :2i des Zapfens hingegen ist zylindrisch und in einer
entsprechenden Bol1-rung des Gehäuses 5 drehbar. Er ist drehfest mit einer Skalenscheibe
22 verbunden und mittels einer Sechskantschraube 23 in jeder Drehstellung feststellbar.
Wenn die Welle io umläuft, kommt der Zapfen 20 in seiner ausgezogen gezeichneten
Stellung mit den Flanken der Steuernut 16 nicht in Berührung, und es findet keine
Hinundherbewegung des Rades 8 und der Welle io statt. Ist hingegen der Zapfen 2o
so gestellt. daß er einen größeren Teil der Breite der Steuernut 16 einnimmt oder,
wie in der Zeichnung strichpunktiert angegeben, deren volle Breite beansprucht,
so kommt beim U anlaufen der Welle io abwechselnd die linke Flanke des einen schrägen
Stückes, z. B. i9, der Nut und nach einer halben Umdrehung die reclit#! Flanke des
gegenüberliegenden scllr.-igeil Stückes der Nut finit dem Zapfenende 2o in Berührung
und gleitet daran ab, so daß das mit der Nut 16 versehene Zahnrad 8 und finit ihm
die ganze Welle io hin und her bewegt wird. Der Ausschlag dieser @inundheri>ewegung
kann durch Drehen des Zapiens 2r; verändert werden.
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In den Zylinder 14. münden einai:der gegenüber ein Saugkanal 24, der
an ein senkrecht zur Zeichnungsebene nach unten in den Schmierstoffvorrat reichendes
Rohr 25 angeschlossen ist, und ein Druckkanal 2(-), der c1,11 Zylinder 14 mit der
Verteilvorrichtung verbindet. Der Kolben 13 ist finit einer Nut 27
versehen,
deren Stellung in bezug auf die Nut 16 so gewählt ist, daß sie beim Umlaufen des
Kolbens dessen Arbeitsraum 28 mit dem Saugkanal 24 verbindet, wenn sich der-Kolben
auswärts (in der Zeichnung nach rechts) bewegt und mit dem Druckkanal26, wenn sich
der Kolben einwärts (in der Zeichnung nach links) bewegt.
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Neben den Zylinder 14 der Pumpe enthält das Gehäuse 5 den Zylinder
29 der Verteilvorrichtung, in welchen ein Schieber 30 dicht eingepaßt ist. In den
Zylinder 29 münden die Kanäle 31 und 32, die beide an den Druckkanal 26 der Pumpe
angeschlossen sind, die Rücks.trömkanäle 33 und 34, die beide, der eine nach unten
und der andere seitwärts im Gehäuse 5, in den Schmierstoffvorratskübel zurückführen
und die Austrittskanäle 35 und 36, an welche die zu den Schmierstellen führenden
Leitungen 37 und 38 angeschlossen sind.
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Der Schieber 30 ist mit Ausnahme der Steuernuten 39 und 4o,
wo er einen kleineren Durchmesser hat als der Zylinder 29, dicht in diesem eingepaßt.
Die Nut 39 des Schiebers ist begrenzt von der Steuerkante 41, welche die Mündung
des Rückströmkanals 33 steuert, und von der Steuerkante 42, welche die Mündung des
Verbindungskanals 31 steuert. Die Steuerkanten 43 und 44, welche den Verbindungskanal
32 und den Rückströmkanal 34 steuern, begrenzen die Nut 4o des Schiebers. Bei allen
Stellungen des Schiebers 3o, dessen Weg durch Anschläge 45 und 46 nach beiden Richtungen
begrenzt ist, stehen der Austrittskanal 35 mit der Nut 39 und der Austrittskanal
38 mit der Nut 40 in offener Verbindung.
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Am Drehgestell 3 sind an Trägern 47, 48 Spritzvorrichtungen 49, 5o
so montiert, daß das Düsenloch einer jeden von ihnen auf einen der Spurkränze 51,
52 der vorderen Räder 53, 54 des Drehgestells gerichtet ist und daß jede Stelle
des Spurkranzes an der betreffenden Spritzvorrichtung vorbeiläuft, bevor sie mit
der Schiene, auf welcher das Rad läuft, in Berührung kommt. Die Einzellieiten der
Spritzvorrichtungen 49, 5o sind in der Zeichnung nicht ,dargestellt; zweckmäßig
sind diese Vorrichtungen ähnlich ausgebildet wie die bekannten Einspritzvorrichtungen
für Dieselmotoren. Da die Spritzvorrichtungen 49, So am Drehgestell und das Gehäuse
5 am Fahrzeugrahmen befestigt sind, müssen die Leitungen 37 und 38 biegsam ausgeführt
sein.
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Der Schieber 30 ist mittels eines Zapfens 55 an einem Winkelhebel
56 angelenkt, der auf dem Zapfen 57 am Gehäuse 5 schwenkbar gelagert ist.
Der andere Arm dieses Winkelliebels ist durch das nachstehend beschriebene Gestänge
mit einem am Drehgestell 3 montierten Hebelarm 58 verbunden: Am Hebelarm 58 ist
bei 59 eine Stange 6o angelenkt, an der zwei einander zugekehrte Anschläge 61 und
62 gebildet sind. Eine auf die Stange 6o aufgeschobene Druckfeder 63 drückt mit
ihrem einen Ende einen Federteller 64 gegen den Anschlag 61 und mit ihrem andern
-Ende einen Federteller 65 gegen den Anschlag 62. Die Federteller 64 und
65 sind im rohrförmigen Ende 66 einer am Zapfen 67 des Winkelhebels 56 angelenkten
Stange 68 geführt. Diese Führung hat an ihren Enden Anschläge 69 und 70, die voneinander
gleichen Abstand haben wie die Anschläge 61 und 62, so daß die Federteller 64 und
65 unter dem Druck der Feder 63 auch an ihnen anliegen.
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Wenn .das Fahrzeug in der Richtung des Pfeiles i fährt, so wird die
Welle 6 mit dem Rad 7 in -der Richtung des Pfeiles 71, das Rad 8 mit der Welle io
in der Richtung des Pfeiles 72 angetrieben. Wegen des Zusammenwirkens des Zapfens
2o mit der Nut 16 bewegen sich Rad 8, Welle io und Kolben 13 von dessen Arbeitsraum
28 weg (in der Zeichnung nach rechts), während die Nut 27 der Mündung des Saugkanals
24 .gegenübersteht. Infolgedessen saugt der Kolben 13 aus dem Schmierstoffvorratskübel
Schmierstoff über die Leitung 25 und den Kanal 24 in den Arbeitsraum 28. Ungefähr
zur Zeit; wo die Nut 27 infolge der Drehung der Welle io die Mündung des Kanals
24 verläßt, hört infolge der Form. der Nut 16 auch die Längsbewegung des Kolbens
13 auf. Dieser ist in der Zeichnung in der Drehstellung dargestellt, in der er sich
einen Augenblick später befindet.
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Beim Weiterdrehen der Welle io kommt die Nut 27 vor die Mündung des
Verbindungskanals 26, während sich der Kolben 13 in den Arbeitsraum 28 hinein zu
bewegen beginnt. Dabei drückt er den bei der vorhergegangenen halben Umdrehung angesaugten
Schmierstoff über den Kanal26 nach dem Verteiler.
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In der Zeichnung sind das Drehgestell 3,
der Steuerschieber
3o und das sie verbindende Gestänge 55 bis 70 in der Stellung dargestellt,
die sich bei der Fahrt auf geradem Gleise ergibt. Dann befinden sich die Steuerkanten
41, 42, 43 und 44 des Steuerschiebers 30 gerade vor den Mündungen des Rückströmkanals
33, des Verbindungskanal 31, des Verbindungskanals 32 und des Rückströmkanals 34.
Der vorn Pumpenkolben 13 in den Kanal 26 geförderte Schmierstoff fließt deshalb
sowohl über den Verbindungskanal 31, die Schiebernut 39 und den Rückströmkanal 33,
als auch über den Verbindungskanal 32, die Schiebernut 40 und den Rückströmkanal
34 in den Vorratsraum im Kübel unter
dem Gehäuse 5 zurück. In den
ebenfalls mit den Schiebernuten 39 und 4o über Leitungen 37 und 38 und die Kanäle
35 und 36 in Verbindung stehenden Spritzvorrichtungen 49 und 5o wird dabei der zum
Üffnen des gegebenenfalls vorgesehenen Spritzventils und zum Ausspritzen des Schmierstoffes
durch die Spritzdüse erforderliche Druck nicht erreicht, so daß auf geradem Gleise
das Schmieren der Spurkränze unterbleibt.
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Die Spritzvorrichtungen 49 und 5o werden zweckmäßig mit selbsttätigen
Ventilen versehen, welche sich erst öffnen, `nenn der Druck in der entsprechenden
Leitung 37, 38 eine bestimmte Höhe erreicht. Es ist dann von Vorteil, die Steuerkanten
4i und 44 so anzuordnen, daß sie bei der gezeichneten Mittelstellung des Steuerschiebers
3o den Übertritt des Schmierstoffes von der Nut 39 nach dem Rückströmkanal 33 und
von der Nut 4o nach dem Rückströmkana134 drosseln, und zwar so stark, daß sich in
diesen Nuten ein Druck einstellt, der bei der höchsten in Frage kommenden Geschwindigkeit
des Kolbens 13
noch etwas unterhalb des Druckes liegt, bei welchem sich das
Ventil der betreffenden Spritzvorrichtung öffnet. Da die zu den Spritzvorrichtungen
49, 5o führenden Leitungen 37, 38 bei der Schieberstellung für die Fahrt auf geradem
Gleise mit den Nuten 39, 40 in offener Verbindung stehen, bleiben sie somit auch
zwischen den Spritzperioden unter erhöhtem Druck, solange die Pumpe arbeitet. Es
bedarf also wegen der geringen noch zu erzielenden Drucksteigerung und wegen des
durch den Überdruck verhinderten Eindringens von Luft in die Leitungen beim Einlaufen
des Fahrzeuges in die Kurve nach dem Verstellen des Schiebers 3o nur der Förderung
einer ganz geringen Schmierstoffmenge durch den Pumpenkolben 13, bis sich
das Ventil der betreffenden Spritzvorrichtung 49 oder 5o öffnet und der Schmierstoff
auf den Spurkranz 51 oder 52 gespritzt wird.
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Wenn das Fahrzeug in eine Rechtskurve einfährt, dreht sich das Drehgestell
3 im Uhrzeigersinne um den Zapfen 4 und verstellt dabei mittels des Hebels 58 die
Stange 6o. Ihr Anschlag 62 nimmt den Federteller 65 mit: da das Verstellen des Schiebers
30 keine die Vorspannung der Feder 63 übersteigende Kraft erfordert, überträgt diese
Feder die Bewegung des Federtellers 65 auf den Federteller 64, der durch den Anschlag
69 am rohrförmigen Ende 66 der Stange 68 diese mitnimmt. Über den Winkelhebel
56
und den Zapfen 55 wird die Bewegung auf den Steuerschieber 30 übertragen,
so daß dessen Kante 41 die Mündung des Rückströmkanals 33 ganz freigibt und dessen
Kante 42 diejenige des Verbindungskanals 31 absperrt. Dagegen gibt die Steuerkante
43 die Mündung des Verbindungskanals 32 ganz frei, und die Steuerkante 44 sperrt
die Mündung des Rückströmkanals 34 ab, so daß der beim Druckhub des Pumpenkolbens
13 von diesem aus dem Arbeitsraum 28 verdrängte Schmierstoff unter Druck durch die
Ausnehmung 27, die Verbindungskanäle 26 und 32, die Schiebernut 40, den Austrittskanal
36 und die Druckleitung 38 zur Spritzvorrichtung So fließt. Dort öffnet der Schmierstoffdruck
das Düsenventil, falls ein solches vorhanden ist, und spritzt in möglichst geschlossenem
Strahl gegen den Spurkranz 52 des Rades 54, das auf der linken, bei der Rechtskurve
also kurvenäußeren Schiene läuft.
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Unmittelbar nach dem Durchlaufen des Schmierstoffstrahles kommen die
jeweils geschmierten Stellen des Spurkranzes 52 mit der Innenflanke der Schiene
in Berührung, wobei ein Teil des Schmiermittels an dieser Schienenflanke haftenbleibt.
Dadurch wird die Reibung nicht nur zwischen dem Spurkranz 52, sondern auch zwischen
den auf dieser Schiene nachfolgenden Rädern und der Schienenflanke herabgesetzt.
Das ist nicht nur für die nachfolgenden. Räder desselben Fahrzeuges oder desselben
Zuges der Fall, sondern auch für die auf der betreitenden Schiene laufenden Räder
von anderen, später in der einen oder anderen Richtung über die Strecke fahrenden
Zügen.
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Das gegenseitige Längenverhältnis der Hebelarme 4-59, 67-57 und 57-55
ist so gewählt, daß der Steuerschieber 3o schon bei einer geringen Schwenkung des
Drehgestelles 3 seinen vollen Weg durchläuft, der im beschriebenen Fall einer Rechtskurve
durch das Auftreffen des Anschlages 46 an der Innenfläche des Gehäuses 5 begrenzt
ist. Daher arbeitet die Einrichtung schon kurz nach dem Einlaufen des Fahrzeuges
in die Kurve, wo das Drehgestell 3 noch in seiner Schwenkbewegung begriffen ist
und sich noch nicht ganz entsprechend der Schienenkrümmung eingestellt hat, so daß
ein höherer Druck zwischen Spurkranz und Schienenflanke herrscht als im späteren
Verlauf der Kurve. Bei diesem höheren Druck wirkt sich die beschriebene Schmierung
besonders vorteilhaft aus.
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Bei stärkerer Drehung des Drehgestells ist wegen des Anschlages 46
eine Weiterbewegung des Steuerschiebers 30 nicht möglich. Infolgedessen kann
auch die Stange 68 sich nicht weiter verschieben, so daß die Feder 63 entsprechend
der durch die zusätzliche Drehung des Drehgestelles 3 bewirkten Verschiebung der
Stange 6o und des Federtellers 65 zusammengedrückt wird. Beim Auslauf aus der Rechtskurve
entspannt sich zunächst
die Feder 63, bis der Federteller 65 den
Anschlag 7o an der Stange 68 erreicht; dann überträgt sie über diesen Federteller
und diesen Anschlag auf die Stange 68 die Bewegungen, die ihr von dem in seine Mittellage
zurückkehrenden Drehgestell 3 über den Hebel 58, die Stange 6o, deren Anschlag 61
und den Federteller 64 übermittelt werden. Dadurch wird auch der Schieber
30 in seine Mittellage zurückgeführt, = so daß der vom Kolben 13 geförderte
Schmierstoff nicht mehr unter Druck kommt, sondern über die Kanäle 33 und 34 abfließen
kann. Die Schmierstofförderung durch die Leitung 38 und die Spritzvorrichtung 5o
auf den Spurkranz 52
hört damit auf.
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In analoger Weise dreht sich beim Einfahren in die Linkskurve das
Drehgestell 3 entgegen dem Uhrzeiger. Dessen Bewegung wird zunächst über den Hebel
58, die Stange 6o, deren Anschlag 61, den Federteller 64, die Feder 63, den Federteller
65 und den Anschlag 7o auf die Stange 68 und von dieser über den Winkelhebel 56
auf den Steuerschieber 30 übertragen, bis dessen Anschlag 45 das Pumpengehäuse
5 erreicht. Dann wird der Federteller 64 durch den Anschlag 61 vom Anschlag 69 abgehoben,
und die Drehung des Drehgestelles 3 wird im Gestänge durch Zusammendrückung der
Feder 63 aufgenommen. Bei der erreichten Stellung des Steuerschiebers 3o verbindet
dessen Nut 39 den Verbindungskanal 31 mit dem Austrittskanal 35, während die Mündungen
der Kanäle 43 und 33 abgesperrt sind und die Nut 4o mit den Kanälen 34 und 36 in
Verbindung steht. Der vom Pumpenkolben 13 verdrängte Schmierstoff wird dann über
die Kanäle 26,
31 und 35, die Leitung 37 und die Spritzvorrichtung 49 nach
dem Spurkranz 5z des Rades 53 befördert, das in diesem Falle auf der kurvenäußeren
Schiene läuft.
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Wenn das Fahrzeug für das Fahren in beiden Richtungen eingerichtet
sein soll, werden Schmiervorrichtungen zweckmäßig an beiden Enden des Fahrzeuges
je bei den Spurkränzen der Räder der äußersten Achse angebracht und wird für jede
dieser Achsen eine besondere Schmierstoffpumpe mit Verteile orrichtung vorgesehen.
Das Verstellen des Steuerschiebers wird zweckmäßig ebenfalls für jede der beiden
Einrichtungen besonders bewirkt, und zwar von dem Drehgestell, mit dem die betreffende
Achse verbunden ist. Im Antrieb einer jeden der beiden Pumpen kann eine Freilaufvorrichtung
vorgesehen sein, die bewirkt, daß die Pumpe nur dann, und zwar in ,der Drehrichtung,
wo sie in der beschriebenen Weise arbeitet, angetrieben wird, wenn das Fahrzeug
in der Richtung fährt, in der die betreffende Achse die vorderste ist.