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Steuerungsantrieb für Lokomotivdampfmaschinen mit Ventilsteuerung
Es ist bereits bekannt, bei Lokomotivdampfmaschinen mit Ventilsteuerung, deren Antrieb
von einer der Treibachsen durch eine Zwischenwelle mit Schraubenräderpaaren und
einer am Fahrzeugrahmen gelagerten Querwelle erfolgt, von der der Antrieb der Steuerorgane
abgeleitet ist, das Federspiel dadurch auszugleichen, daß die Schraubenräderpaare
mit gleichen Winkelgeschwindigkeiten gegenläufig zueinander angeordnet und die Lagergehäuse
der beiden Schraubenräderpaare um ihre An- bzw. Abtriebswelle schwingbar gelagert
sind. Eine derartige Steuereinrichtung vermag allen Schwankungen in der Höhenlage
nachzukommen, jedoch nicht Verschiebungen quer zum Fahrgestell, die, wenn auch nicht
groß, doch einen nachteiligen Einfluß auf die Übertragung durch ungleiche Widerstände
im Getriebe haben.
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Um diesem Mangel abzuhelfen, hat man weiterhin die Zwischenwelle mit
ihren Lagern in der Querrichtung des Fahrzeugrahmens ausschwingbar angeordnet, so
daß Lager und Gehäuse je ein Kardangelenk bilden.
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Aber selbst bei dieser Einstellmöglichkeit der Zwischenwelle müssen
die Zähne der ineinandergreifenden Räder ein gewisses freies Spiel haben, das Ungleichmäßigkeiten
in der Übertragung zur Folge hat. Außerdem sind bei den bisher bekannten Antrieben
die einfacher, genauer und billiger herzustellenden Kegelräder nicht verwendbar.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, alle Ungleichmäßigkeiten im
Antrieb auszuschalten und zur Übertragung an Stelle der teuren und weniger wirtschaftlichen
Schraubenräder Kegelräder benutzen zu können. Erreicht wird dies dadurch, daß die
Zwischenwelle mit den beiden Räderpaaren und den sie einschließenden Gehäusen eine
in sich geschlossene Übertragungseinheit bildet, die sich auf Seite der Treibachse
wie auf Seite der
Querwelle an kugeligen Flächen abstützt und bei
gleichmäßiger Übertragung der Drehbewegung eine innerhalb gewisser Grenzen zulässige
allseitige freie Einstellung der Treibachse bzw. der Querwelle zu dieser Übertragungseinheit
ermöglicht. Des weiteren betrifft die Erfindung eine weitere Durchbildung eines
derartigen Steuerungsantriebes.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Mittelschnitt durch den Steuerantrieb links auf
der Treibradseite und rechts auf der Steuerwellenseite mit unterbrochener Zwischendelle;
in Fig. 2 zeigt die rechte Hälfte einen lotrechten Schnitt durch das auf einer Treibradachse
sitzende Getriebegehäuse und die linke Hälfte eine Seitenansicht; in gleicher Weise
zeigt in Fig. 3 die linke Hälfte einen lotrechten Schnitt durch das auf der Steuerwelle
sitzende Getriebegehäuse und die rechte Hälfte eine Seitenansicht.
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Es ist i eine der Treibachsen der Lokomotive und 2 die am Rahmen der
Lokomotive quer zur Fahrtrichtung gelagerte Querwelle, von der der Antrieb der Steuerorgane
abgeleitet ist. Zur Übertragung der Drehbewegung der Treibachse auf die Querwelle
dient ein von der Achse i angetriebenes Kegelräderpaar 3, 4, das mittels einer Zwischenwelle
5 ein Kegelräderpaar 7, 8 und mit diesem die Querwelle 2 antreibt. Die Treibachse
i hat in der Mitte eine Kugelfläche g angedreht, auf der mittels einer gleichen
kugelförmigen Ausdrehung der Nabe i i das große Kegelrad 3 gelagert ist. Es wird
von der Treibradachse aus durch Mitnehmer 1o mitgenommen, die mit ihren gewölbten
Köpfen in kreisförmige Nuten iia der Nabe 1i eingreifen. Um das Kegelrad 3 auf die
Achse i aufbringen zu können, ist es zweiteilig ausgebildet. Seine beiden Hälften
werden durch Schrauben zusammengehalten.
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Auf der Nabe i i des Kegelrades 3 sitzt verschwenkbar ein zweiteiliges
Gehäuse 12. Seine beiden Hälften «-erden durch Schraubbolzen 13 zusammengehalten.
Durch seitlich aufgesetzte Deckel abgeschlossen, schließt es das Kegelräderpaar
3, 4 öl- und staubdicht ein.
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An das Gehäuse 12 ist ein Lagerbock 14 angeflanscht. in welchem das
eine Ende der Zwischenwelle 5 mit dem auf ihr sitzenden kleinen Kegelrad 4. gelagert
ist. Der ganze schwingbar aufgehängte Gehäuseblock 12, 14 mit den eingebauten Zahnrädern
wird durch die Übertragungswelle 5 geführt und in seiner Lage festgehalten. Die
Achse i mit der in der Mitte angebrachten Kugelfläche kann daher in jeder beliebigen
Richtung um ein gewisses Maß auspendeln, ohne daß dadurch die Übertragung der Drehbewegung
der Treibachse auf das große Zahnrad 3 im geringsten beeinflußt wird. Das Gehäuse
12 hat unten eine Vertiefung 15 für den ölsumpf und enthält so viel Öl, daß die
Zähne des großen Kegelrades darin eintauchen. Diese schleudern beim Lauf das Öl
im Gehäuse um. Durch geeignete Anordnung von Rippen wird das Öl von den Gehäusewänden
in die Schmiernuten der Lager geleitet. Die Zwischenwelle 5 überträgt ihre Drehbewegung
auf das Kegelräderpaar 7, 8, das in einem auf der Steuerwelle 2 angeordneten Gehäuse
untergebracht ist. Dieses Gehäuse besteht aus zwei an Kugelflächen sich abstützenden,
gegeneinander verstellbaren Teilen 16, 17, von denen der eine Teil gleichachsig
mit der Steuerwelle 2 an einem am Fahrrahmen befestigten Bock 18 gelagert ist und
selbst wieder aus zwei durch Ansätze einer Büchse 22 in Abstand gehaltenen Kugelhalbschalen
16 gebildet wird. Die kugelige Umfläche 1g dieser Schalen gibt die Sitzfläche ab
für den aufgesetzten zweiteiligen Abschlußkörper 17, in welchem die Antriebsräder
7, 8 für die Querwelle gelagert sind. Die beiden Hälften des Abschlußkörpers 17
werden durch Schrauben 28 zusammengehalten. Die nach unten liegende Hälfte besitzt
einen Ölsumpf 29, in den die Zähne des großen Kegelrades 8 eintauchen, die das Öl
. innerhalb des öl- und staubdicht abgeschlossenen Gehäuses zerstäuben und so für
die Schmierung der einzelnen Lagerstellen sorgen.
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Das Kegelrad 8 überträgt seine Drehbewegung durch in Längsnuten 2o
seiner Nabe eingreifende Mitnehmer 21 auf die Büchse 22. Diese ist innen mit Längsnuten
23 versehen, in die die Zähne einer auf der längs verschiebbaren Querwelle 2 sitzenden
Keilwellenverzahnung 24 eingreifen. Es kann daher zur Einstellung der Steuerung
die Querwelle :2 axial verschoben werden, ohne daß ihr Antrieb eine Unterbrechung
erfährt.
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Um die Zwischenwelle 5 an das auf der Querwelle sitzende Getriebegehäuse
16, 17 anzuschließen, ist an dem Abschlußkörper 17 dieses Gehäuses ein Lagerbock
25 angeflanscht, der das Lager für den Wellenstummel 6 des kleinen Kegelrades 7
bildet. Das Stummelende ist ausgebohrt und bildet eine Führung für das in die Bohrung
eingreifende Ende der Zwischenwelle 5. An dem Stummelende sitzt noch eine angeschweißte
Hülse 26, die das Ende der mit einer Keilwellenverzahnung 27 versehenen Zwischenwelle
5 übergreift. Dadurch ist einerseits die Kraftübertragung zwischen den beiden Zahnräderpaaren
sichergestellt. Andererseits kann sich die Länge der Zwischenwelle beim Auftreten
eines Federspieles der jeweiligen Entfernung der Angriffspunkte an der Treibradachse
und an der Steuerwelle selbsttätig anpassen.
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Bei dieser Ausbildung des Steuerantriebes bilden die Zwischenwelle
mit den beiden Räderpaaren und den sie einschließenden Gehäusen eine in sich geschlossene
Übertragungseinheit, bei der alle Zahnräder auch bei auftretendem Federspiel oder
Verwindungen des Rahmens stets in gleichem Eingriff bleiben, weil Lagenänderungen
der Treibachse und der Querwelle infolge der Abstützung dieser Übertragungseinheit
an Kugelflächen keinen Einfluß mehr auf den Antrieb haben.