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Umsteuervorrichtung für Dampflokomotiven Die Erfindung bezieht sich
auf eine Umsteuer-oder Reversiervorrichtung für Dampflokomotiven aller Art, bei
welcher die Kolbendampfmaschine mittels eines Getriebes umgesteuert wird, das aus
einem mit Dampf, Druckluft oder sonstigem geeignetern Mittel arbeitenden Antriebszylinder
und aus einem hydraulischen Bremszylinder besteht, der dazu dient, das Getriebe
in jeder gewünschten Stellung zu verriegeln.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art weisen neben anderen zwei Hauptmängel
auf: Erstens war es schwierig, den hydraulischen Verriegelungszylinder vollständig
zu füllen und sicherzustellen, daß beim füllen die ganze Luft ausgetrieben wird;
zweitens ist selbst bei anfänglich vollständiger Füllung des hydraulischen Zylinders
bis zu einem gewissen Maße ein Lecken unvermeidlich,°und bei den derzeit verwendeten
üblichen Einrichtungen wird alle Leckflüssigkeit durch Luft ersetzt.
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Die Anwesenheit von Luft aus irgendeiner der beiden Ursachen hat zur
Folge, daß eine unbedingt wirksame Verriegelung nicht erreicht wird, das Getriebe
vielmehr schleicht.
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Hauptzweck der Erfindung ist es, diesen Mängeln abzuhelfen und eine
unbedingt wirksame Verriegelung für jede beliebige Stellung der Umsteuervorrichtung
zu gewährleisten. Das wesentlichste Merkmal der Erfindung besteht darin, bei Umsteuergetrieben
der
.erwähnten Art die Zutrittsöffnungen fü'r das hydraulische Medium zum Verriegelungszylinder
nächst der tiefsten Stelle jedes Endes dieses Zylinders sowie Mittel a,nzuondnen,
um das hydraulische Medium diesen Zuführungsöffnungen unter Druck zuzuleiten, Auf
diese Weise erfolgt das anfängliche Füllen des Zylinders von unten nach oben, 'die
ganze Luft wird mit dem Steigen des Flüssigkeitsspiegels ausgetrieben, und jeder
Flüssigkeitsverlust aus dem Zylinder während des Getriebes infolge Undichtigkeiten
wird sofort ausgeglichen bzw. unschädlich gemacht.
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Die Speisung des Zylinders mit Druckflüssigkeit erfolgt vorzugsweise
durch eine Kolbenpumpe, deren Tauchkolben federbelastet ist. Die Pumpe wird zur
anfänglichen Füllung des Verriegelungszylinders in der üblichen Weise gehandhabt
und der Pumpenzylinder gefüllt belassen. Leckverluste an Flüssigkeit aus dem Verriegelungszylinder
rufen selbsttätig die Zuförderung von Ersatzflüssigkeit durch die Pumpe unter der
Wirkung ihrer Belastungsfeder hervor.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, Umsteuervorrichtungen der genannten
Art mit einer federbelasteten Pumpe auszustatten, um Leckverluste auszugleichen.
Nach diesem früheren Vorschlag jedoch war die Druckseite der Pumpe mit dem oberen
Teil des Verriegelungszylinders durch Brems- oder Drosselventile verbunden, mittels
welcher die beiden Zylinderenden verbunden oder voneinander getrennt werden können.
Beim Füllen des Zylitrders von oben her wird unvermeidlich etwas Luft im Zylinder
und in den Ventilkanälen zurückgehalten bzw. gefangen. Weiter kann die Druckdifferenz,
die zur öffnung der federbelasteten Drosselventile und zum Eintritt von Ersatzflüssigkeit
in den Zylinder notwendig ist, die Ursache des Eindringens von Luft in den Zylinder
sein, bevor der Leckverlust ausgeglichen ist. Daher wird bei dem bekannten Vorschlag
der Zweck der- Erfindung nicht erreicht.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen derselben sowie aus
den Ansprüchen.
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In den Zeichnungen ist Fig. i eine Seitenansicht der Gesamtanordnung
der neuen Vorrichtung in Anwendung auf eine Lokomotivumsteuervorrichtung der bekannten
allgemeinen Art, Fig. 2 ein Schni.tt nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 ein Schnitt
durch die Pumpe, welche sich an (der rechten Seite der Fig. i 'befindet, Fig. 4
eine Draufsicht zu Fig. 3, Fig. 5 eine Endaneicht zu Fig: 3; Fig. 6 ein Schnitt
durch den hydraulischen Verriegelungszylinder mit einer Ausführungsform des hydraulischen
Steuerventils, Fig. 7 ein Querschnitt*hierzu; Fig. 8 und 9 sind gleiche ?Darstellungen
wie die Fig. 6 und 7 einer anderen Ausführung des hydraulischen Steuerventils.
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Fig. i zeigt die allgemeine Anordnung einer Umsteuervorric!htung,
die aus dem Antriebszylinder A, dem hydraulischen Verriegelungszylinder B und dem
Steuerhebel C besteht, der bei D an einen Betätigungshebel E im Führerstand angeschlossen
ist. Der Steuerhebel C ist ferner bei F mittels des Lenkers G mit dem Kreuzkopf
H der Umsteuerkolbenstange und bei I mittels Lenkern mit den Hebeln des Kraftventils
K bzw. des hydraulischen Ventils L verbunden. Unabhängig von der Form der Aus£"uhrungen
von Umsteuervorrichtungen mit hydraulischen Zylindern ist es die Aufgabe der letzteren,
den Antrieb in jeder gewünschten Stellung zu verriegeln.
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In den Fig. 3 bis 5 ist die selbsttätige Pumpe, die ein Merkmal der
Erfindung bildet und in Fig. i mit P bezeichnet ist, in Einzelheiten dargestellt.
Die Pumpe enthält einen Tauchkolben M, der durch eine Feder N belastet und von einem
Handhebel O aus betätigbar ist. Durch Betätigung des letzteren wird Flüssigkeit
aus einem Vorratsbehälter P' durch das Rückschlagventil Q hindurch in die Pumpenkammer
R eingesaugt. Der unter der Belastung der Feder N stehende Kolben
M übt auf die Flüssigkeit einen Druck aus und preßt diese durch das Rückschlagventil
S, das Rohr T und die Rückschlagventile U (Fig. 6) hindurch zu den beiden Enden
des hydraulischen Zylinders B. Die Rückschlagventile U sind in Fig. 6 als Kugelventile
dargestellt, doch können auch andere Formen solcher Ventile zur Verwendung kommen.
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Ein Zeiger am Pumpengehäuse läßt erkennen, ob der Pumpenkolben M sich
in der Stellung der vollständigen Füllung des Zylinders oder in einer anderen Stellung
befindet. Die PumpeP kann im Fiührerstand oder an einer sonstigen geeigneten Stelle
untergebracht sein. Zum anfänglichen Füllen des hydraulischen Zylinders B werden
zunächst die Luftlochstopfen h (Fig. 6) entfernt und das hydraulische Steuerventil
L in die Offen-Stellung gebracht. Der Pumpenvorratsbehälter P' wird mit einer geeigneten
Flüssigkeit, gewöhnlich öl oder Wasser, gefüllt und die Pumpe P so lange betätigt,
bis die in den Zylinder B über das Rohr T und dessen Abzweigungen
T' und T2 eintretende Flüssigkeit durch die Luftlöcher am Scheitel des hydraulischen
Zylinders B ausfließt. Der Vorratsbehälter P' wird von Zeit zu Zeit je nach Notwendigkeit
so lange nachgefüllt, bis die Erstfüllung des Zylinders B vollständig ist.
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Die Stopfen V werden dann wieder an Ort und Stelle gebracht, der Pumpenvorratsbehälter
P' wieder gefüllt und der Hebel O in die in Fig. i mit vollen Linien dargestellte,
der Vollfüllung des Pumpenzylinders R entsprechende Stellung (Voll-Stellung) bewegt.
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Sollte späterhin durch die Stopfbüchsen des hydraulischen Zylinders
B Flüssigkeit entweichen oder, sonstwo ein Lecken eintreten, so wird die Flüssigkeit
unter dem Druck des Kolbens M, der von der Feder N hervorgebracht wird, in den hydraulischen
Zylinder B fließen, diesen wieder füllen und den Zutritt von Luft verhindern, der
sonst erfolgen würde.
Die einzige Wartung des Apparates unter normalen
Betriebsverhältnissen besteht darin, den Flüssigkeitsspiegel im Behälter P' aufrechtzuerhalten
und gelegentlich den Handhebel O in die Voll-Stellung zu bewegen.
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Zur Herstellung einer Verbindung oder einer Trennung der Enden des
hydraulischen Zylinders B ist dieser mit einem verbesserten Antrieb für Drosselventile
ausgestattet. Dieser besteht (Fig.6 und 7) aus zwei federbelasteten Rohrventilen
W, die über Schwingarme Y durch einen vom Steuerhebel C bewegten Nocken
X betätigt werden. Diese Ausbildung verringert die Abnutzung der Ventilspindeln.
Die leiden Enden des hydraulischen Zylinders B sind voneinander vollständig und
wirksam getrennt, sobald sich der Nocken X in der in der Zeichnung dargestellten
Schließ-Stellung befindet. Wie ersichtlich ist, werden, je höher der Druck im hydraulischen
Zylinder 13 bei betätigter Lokomotivumsteuerung ist, die Ventile W um so dichter
geschlossen, und damit wird jede Tendenz zu einem Schleichen der Umsteuervorrichtung
beseitigt.
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Eine abgeänderte Ausführung des Ventils W ist in den Fig. 8 und g
veranschaulicht. Dieses besteht aus einem zylindrischen Kolbenventil Z, das in einer
Büchse A.4 gleitet und mittels des Hebels BB verschoben werden kann. Im Ventil Z
und in der Büchse A,1 sind Kanäle oder Bohrungen derart angeordnet, daß durch Verstellung
des Ventils in jeder Richtung von der tnittigen Schließ-Stellung die Flüssigkeit
von einem Ende des hydraulischen "Zylinders zum anderen fließen kann und es so ermöglicht,
die Umsteuervorrichtung so lange zu bewegen, bis das hydraulische Ventil in die
mittlere oder Scliließ-Stellung zurückgekehrt ist.
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Zur Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit der Umsteuer- oder Reversiervorrichtung
wird zweckmäßig eine besondere Vorkehrung getroffen, beispielsweise in Gestalt eines
Drosselstopfens CC, dessen Wirkung darin besteht, die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit
von einer Seite des hydraulischen Kolbens zu dessen anderer Seite zu regeln. Die
Einstellung erfolgt durch Änderung der Bemessung jenes Teiles des Drosselstopfens,
der in den Kanal des hydraulischen Zylinders hineinragt.
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Die Wirkungsweise der Umsteuereinrichtung ist wie folgt: Wird der
Betätigungshebel E in die gewünschte neue Stellung bewegt, so nimmt er den Steuerhebel
C mit, der sich dabei um den Punkt F dreht. Dadurch werden das Ventil L und das
Kraftventil K geöffnet. Durch die Öffnung des letzteren Ventils kann Dampf in das
gewünschte Ende des Antriebszylinders A eintreten, so daß der Kreuzkopf H bewegt
wird und das Umsteuergetriebe betätigt. Dabei wird der Hebel C um den Punkt D verschwenkt.
Sobald der Hebel C wieder eine senkrechte Stellung eingenommen hat, wird das Kraftventil
K wiederum geschlossen, so daß seine Weiterbewegung unterbrochen ist, ebenso wird
das Sperrventil L geschlossen und hält somit die Teile in ihrer neuen Stellung fest.