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Einrichtung zur Umsteuerung von Turbinenlokomotiven Es ist bekannt,
daß bei der Verwendung von Dampfturbinen als Antrieb für Lokomotiven verschiedeneHilfseinrichtungen
nötig sind, um die Mängel auszugleichen, die infolge der Eigenart der Dampfturbinen
im Lokomotivbetrieb auftreten.
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In erster Linie handelt es sich hierbei um den Übergang von Vorwärts-
auf Rückwärtsfahrt oder umgekehrt, weil die Drehrichtung der Turbine nicht ohne
weiteres umkehrbar ist. Bisher war man daher gezwungen, eine Rückwärtsturbine mit
a11 ihren Nachteilen, welche z. B. in hohem Dampfverbrauch und geringer Leistung
bei Rückwärtsfahrt, hohem Lüfterverlust bei Vorwärtsfahrt bestehen, einzubauen,
oder man versuchte, um diesem Übelstand abzuhelfen, beispielsweise Vorwärts- und
Rückwärtsturbine in verschiedene Gehäuse einzubauen und die Turbine mit Kupplungen
zu versehen, um je nach der gewählten Fahrtrichtung die eine oder andere Turbine
ausschalten zu können, oder bei anderen bekannten Ausführungsformen ein- und ausschwenkbare
Zahnräder in die Zahnradgetriebe einzubauen, welche sowohl eine Vorwärts- als auch
eine Rückwärtsfahrtder Lokomotive ermöglichen sollten, ohne daß die Turbine ihre
Umlaufrichtung verändern mußte.
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Diesen Einrichtungen haften aber noch zahlreiche Mängel an, die zum
Teil darauf beruhen, daß bei Verwendung von Lokomotiven mit Schlepptender ein grundlegender
Unterschied zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt besteht, da bei Rückwärtsfahrt
derartigerLokomotiven die vorschriftsmäßige, zulässige Höchstgeschwindigkeit nur
höchstens halb so groß sein darf wie bei der Vorwärtsfahrt. Diese Eigenart bedingt
aber für Turbinenantrieb der bisher bekannten Bauarten bei Rückwärtsfahrt nur die
halbe Umdrehungszahl .der Turbine gegenüber der bei Vorwärtsfahrt der Lokomotive
erforderlichen, was wirtschaftlich sowie technisch Nachteile, insbesondere hinsichtlich
des Dampfverbrauchs und der Leistung ides Fahrzeuges, zur Folge hat.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun eine besondere Bauart für durch
Turbinen angetriebene Lokomotiven zugrunde, durch welche die geschilderten übelstände
und Nachteile beseitigt werden sollen.
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Die Erfindung besteht darin, daß durch Umschaltung eines stets im
Eingriff befindlichen Umsteuergetriebes das Übersetzungsverhältnis zwischen Turbinenwelle
und Triebrädern bei Rückwärtsfahrt gegenüber dem bei Vorwärtsfahrt erheblich vergrößert
ist. Es ist bei der vorliegenden Bauart insbesondere dem Umstand Rechnung getragen,
daß bei Tenderlokomotiven, trotz der geringen zulässigen Höchstgeschwindigkeit bei
Rückwärtsfahrt, die Umdrehungszahl der Turbine gleich oder annähernd gleich derjenigen
bei Vorwärtsfahrt sein kann.
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Es wird also erfindungsgemäß eine Kraftanlage
geschaffen,
die eine Verbesserung der bisherigen Turbinenlokomotiven insofern bedeutet, als
der Dampfverbrauch der Lokomoth-e bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt auf wirtschaftlicher
Höhe bleibt.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i einen senkrechten Schnitt durch die Umsteuerungsvorrichtung,
Abb. :2 und 3 eine schematische Ansicht der Umsteuerung bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt
gemäß der Erfindung, Abb. 4 einen senkrechten Schnitt einer Ausführungsform der
Umsteuerungsanordnung in Verbindung mit einer Rutschkupplung.
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In Abb. i bedeutet A die Turbine zum Antrieb der Lokomotive, B das
auf der Turbinenwelle sitzende Kitzel und C das zugehörige große Zahnrad. Dieses
Rad ist auf der Welle D gelagert, welche auf ihrem entgegengesetzten Ende ein kleines
Zahnrad Q trägt, das beispielsweise mittels der vorgesehenen Stangen G in starrer
Verbindung mit der Gabel T kraftschlüssig auf dem in der Welle sitzenden Keil H
hin und her verschoben werden kann. Das Zahnrad Q ist auf seiner einen Stirnseite
mit Klauen J ausgerüstet, welche mit Klauen der zu einem Topf ausgebildeten hohlen
Hauptritzelwelle K in Eingriff gelangen können. Das topfförmige Ende ist außerdem
mit einer Innenverzahnung S ausgebildet. Die Kupplung des kleinen Zahnrades Q mit
dem Zahnkranz S wird durch Planetenräder F erreicht, welche in dem Käfig E gelagert
sind. Der Käfig E trägt ferner die Klauen L, welche mit entsprechenden Klauen des
Lagerkörpers all in Eingriff gelangen; der Käfig ist auf dem Zahnrad Q fest gelagert
und nimmt jeweilig an dessen Verschiebung teil.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens ist in Abb. a beispielsweise
die Wirkungsweise der Umsteuerung bei Vorwärtsfahrt schematisch dargestellt. Das
kleine Zahnrad Q wird mittels der Stangen G in Pfeilrichtung verschoben, so daß
die Klauen J zum Eingriff kommen. Die hohle Hauptritzelwelle K ist nunmehr unmittelbar
mit der Welle D gekuppelt; somit arbeiten die Hohlwelle K, Käfig E und kleines Zahnrad
Q mit derselben Geschwindigkeit und gleichartigem Drehsinn wie die Welle D. Die
Planetenräder F stehen in bezug auf das kleine Zahnrad Q und den Innenzahnkranz
S still, das Getriebe ist somit ausgeschaltet. Die Kraftübertragung von der Welle
D erfolgt durch den Keil H auf das Rad Q, durch die in Eingriff stehenden Nocken
J gleichzeitig auf die Hauptritzelwelle K. Diese Kraft überträgt sich nunmehr auf
ein zweites Über-
setzungsgetriebe, bestehend aus dem Kitzel IV und dem Blindwellenzahnrad
0, auf den Kurbelzapfen P sowie die Treibräder der Lokomotive (s. Abb. i). _ Diese
Einrichtung ergibt den Vorteil, .daß die Zahnräder des Wendegetriebes bei Vorwärtsgang,
d. h. bei der größten Betriebsdauer, nicht in Tätigkeit sind und die Übertragung
der Leistung unmittelbar durch die Klauenkupplung erfolgt. -Die Wirkungsweise des
Planetengetriebes wird durch Abb. z veranschaulicht: Das kleine Zahnraid Q, fest
verbunden mit dem Käfig E und den Planetenrädern F, wird mittels der Zugstange G
in Pfeilrichtung verschoben, so daß die Klauen L zum Eingriff kommen; der Käfig
E ist sodann mit dem Lagerkörper 17 fest gekuppelt. Erst jetzt treten die Planetenräder
F in Tätigkeit. Sie wälzen sich auf dem kleinen Zahnrad Q und dem Innenzahnkranz
S des Blindwellentopfes ab. Der Drehsinn der Hauptritzelwelle K ist nun, in bezug
auf die Welle D, entgegengesetzt. Die Lokomotive ist damit von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt
umgesteuert.
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Wählt man bei dieser Ausführungsform die Radien der Innenverzahnung
S des Blindwellentopfes und des kleinen Rades Q derart, daß durch das Verhältnis
(s. Abb. i) die niedrigere Umdrehungszahl der =Hauptritzelwelle bei Rückwärtsfahrt
ganz oder annähernd ausgeglichen wird, so wird dadurch erreicht, daß sowohl bei
Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt die Welle D sowie die Antriebsturbine A annähernd
die gleichen Umlaufzahlen haben, trotzdem die Geschwindigkeiten der Lokomotive wesentlich
verschieden sind.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Umsteuerung mittels der Zugstange
G in Verbindung mit der Gabel T. Es können aber auch. andere Vorrichtungen verwendet
werden, wie eine Ausführungsart beispielsweise in der Abb. d. dargestellt- ist.
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An Stelle der Stangen G und Gabeln T tritt eine mit der Welle D gleichaxiale
Stange U,
welche durch eine Bohrung der Welle D an einen Ouerkeil W angreift,
der in eine Ausdrehung X des kleinen Rades Q eingesetzt ist. Durch Einstellung der
Stange U in Pfeilrichtung wird das Verschieben des Rades Q und somit auch das Eingreifen
der Klauen T oder L entsprechend der jeweils gewählten Fahrtrichtung erreicht.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, die Klauenkupplung durch Reibungskupplungen,
die hydraulisch, mechanisch oder elektrisch (Magnetkupplung) eingestellt werden,
zu ersetzen.
Damit die Kraftanlage gegen etwa auftretende Überbeanspruchungen
geschützt ist, wird erfindungsgemäß eine Rutschkupplung V vorgesehen (s. Abb, q.),
welche die Übertragung unbeabsichtigt großer Drehmomente verhindert. Für die Wirkqng
dieser Rutschkupplung ist es nicht erforderlich, dieselbe im Wendegetriebe einzubauen,
sie kann an beliebiger Stelle im Kraftfluß, beispielsweise an einem der Zahnräder,
untergebracht sein.