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Österreichische PATENTSCHRIFT N 16839.
FRANZ JANECEK IN MAARSSEN (HOLLAND).
Unterirdische Stromzuführungsanlage für elektrische Bahnen mit geschlossenem Kanal und darin laufendem, motorisch bewegtem Stromabnehmerwagen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine unterirdische Stromzuführungsanlage für elektrische Bahnen mit in einem hermetisch geschlossenen Kanal laufendem Strom- abnohmerwagen, dessen Antriebsmotoren durch Drehstrom getrieben werden, einerlei, weicher Strom in dem Leitungsnetz herrscht, wobei die Stromzuführung zu den Drehstrommotoren durch eine einzige Reihe von Teilleitern mittelst am Stromabnehmerwagen angeordneter Schleifkontakte erfolgt, welchen Teilleitern der Drehstrom vom Fahrzeuge aus durch besondere, an diesem befestigte Schleifkontakte zugeführt wird und wobei einer der Schleifkontakte des Stromabnehmerwagens gleichzeitig zur Abgabe des Arbeitsstromes an den über ihm befindlichen Schleifkontakt des Fahrzeuges dient.
Der Drehstrom für die Antriebsmotoren des Stromabnohmerwagens wird hiebei, wo Drehstrom im Netz herrscht, dem letzteren in bekannter Weise entnommen, wo jedoch Gleichstrombetrieb besteht, mittelst besonderer Gloichstrom-Drehstromumformer erzeugt.
Auf der Zeichnung ist eine derartige Stromzuführungsanlage in Fig. 1 im Querschnitt und in Fig. 2 im senkrechten Längsschnitt nach der Mittellinie A-A der Fig. 1 für einpolige Zuleitung dargestellt, während die Fig. 3 bis 5 schematisch die Leitungsverbindungen zwischen dem Fahrzeugmotor und sämtlichen auf den Teilleitern schleifenden Bürsten in drei verschiedenen Ausführungen zeigen u. zw. Fig. 3 und 4 für doppelpolige Zuleitung (Fig. 3 für Gleichstrom doppelpolig, Fig. 4 für Drehstrom einpolig geerdet) und Fig. 5 für einpolige Zuleitung von Gleichstrom.
Der durch ein Profileisen a gebildete Kanal ist oben durch gutschliessende, abnehmbare,
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Glasstein, dicht abgedeckt, wobei in dem bezel die oberen Teilleiter c, die unteren cl und die leitend mit beiden verbundenen Stifte e eingehettet sind. Den Stromzuleiter bildet ein auf Tragstücken f aus Isoliermaterial unten im Kanal a festgebettetes und isoliertes U-Eisen y, welches zugleich als Fahrbahn oder-Schiene für den Stromabnehmer 11 dient, der einen kleinen zweiachsigen Wagen bildet, bei welchem beide Achsen durch direkt gekuppelte und parallel arbeitende Drehstrommotoren i, k (mit Kurzschlussankern) angetrieben werden.
Mit dem Wägelchen sind starr verbunden der Schleifkontakt (Bürste, Roll, bügel für den Arbeitsstrom und die Schleifkontakte m, 11 für zwei Phasen des Drehstromes zum Antrieb des Stromabnehmers, wobei der erstere l zur zeitweiligen leitenden Verbindung des Zuleiters g, die letzteren m, zur zeitweiligen leitenden Verbindung der Klemmen der Drehstrommotoren mit den Teilleitern d, c dienen. Die dritte Phase des Drehstromes wird mitteist Arbeitsstromkontaktes übertragen. Über dem Kontakt l befindet sich zu jeder Zeit die am Unterteile des Fahrzeuges befestigte Kontaktvorrichtung o, welche den Fahrzeugmotoren den Arbeitsstrom zuleitet.
Damit der Kontakt l nie ausserhalb der Stellung der Fahrzug-Kontaktvorrichtung o
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Stromabnehmer l 11 innerhalb erlaubter Grenzen genau allen Bewegungen des Fahrzeuges folgt. Dies geschieht am einfachsten, wie bekannt, in der Weise, dass man die Umdrehungs- zahl der Motoren i, k so wählt, dass die Geschwindigkeit des Abnehmers li immer etwas
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grösser ist wie die des Fahrzeuges. In diesem Falle laufen (bei Fahrt in der Richtung des Pfeiles) die Kontakte ni, tu immer etwas vor den dieser Drohrichtung der Motoren entsprechenden Kontakten p, q, welche zugleich mit entgegengesetzt geschalteten Phasenkontakten qt, p1 am Unterteile des Fahrzeugen, über die Teilleiter schleifend, befestigt sind.
Sobald nun die Verbindung der Kontakte p mit m und q mit 11 gelöst wird, werden die kleinen Motoren i, k stromlos und bleiben in der Geschwindigkeit zurück, bis die Verbindung wieder durch das nachfolgende, den Stromabnehmer h einholende Fahrzeug hergestellt wird. Sollte das Fahrzeug plötzlich auf einer Strecke mit grossem Gefälle gebremst werden, so dass die Gefahr entstände, der Stromabnehmer könnte weglaufen, so kommen die Kontakte m, n in leitende Verbindung mit den Kontakten ql, pl, weiche den Drehstrom in entgegengesetzter Aufeinanderfolge der Phasen den Motoren i, k zuführen, so dass die Drehrichtung derselben geändert und hiedurch der Stromabnehmer h aufgehalten und dann zurückgetrieben wird.
Durch diese Anordnung ist der Stromabnehmer gezwungen, sich in den Grenzen der Entfernung der Kontakte p, ql resp. q, pI zu halten, und ein Wegfahren desselben vom Fahrzeug ist unmöglich. Die Kontaktvorrichtung o muss soviele Teilleiter bestreichen, dass innerhalb der angegebenen Grenzlagen für den Stromabnehmer h zu dem Fahrzeuge der Arbeitsstrom nicht unterbrochen wird. Beim Fahren des
Fahrzeuges in entgegengesetzter Richtung wird die Drehrichtung der Motoren des Stromabnehmers h von selbst geändert, da alsdann die Kontakte M, M mit den liontakten ql, pl, welche den Drehstrom in entgegengesetzter Aufeinanderfolge der Phasen führen, in Verbindung treten.
In Fig. 3 ist ein Schema einer doppelpoligen Zuleitung (Gleichstrom mit Zu- und
Rückleitung) gegeben. Ilier wird man statt eines U-Eisens zwei nebeneinander laufende und voneinander isolierte Winkeleisen als Stromleiter und zugleich als Fahrbahn für den Ab-
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Einzelräder r, r bozw. , ' geteilt sind : die Kontakte m, it der Motoren i, k werden zwischen den Kontakten s, t für den Arbeitsstrom angeordnet. Oben auf den Teilleitern schleifen die am Fahrzeug befestigten Kontakte u, v für den Arbeitsstrom und in gleicher
Weise, wie in Fig. 2 dargestellt, die Drehstromkontalite p, ql und q, pI. Die Steuerung geschieht in ähnlicher Weise, wie sie für das einpolige System beschrieben wurde.
Man kann naturgemäss auch alle drei Phasen des Drehstromes isoliert dem Fahrzeuge durch nur eine Reihe von Teilleitern zuführen. Es bezeichnen in Fig. 3 10 die Fahrzeugmotoren, y den Gieicbstrom-Drehstromumformer, y dip Erregerwicklung für denselben und : die zur Erregung dienende Batterie. 1, 2, 3 bezeichnen die den drei Phasen des Stromes ent- sprechenden Leitungen.
Fig. 4 stellt die Ausführung für Drehstrom im Netz mit geernteter dritter Phase dar.
'bezeichnet den Fahrzeugmotor, j den Fahrschalter des Fahrzeuges.
Fig. 5 entspricht der Fig. 2 in Bezug auf den Stromabnehmer und die einpolige
Zuleitung bei Gleichstrombetrieb, unterscheidet sich jedoch von Fig. 2 dadurch, dass die Bürste o nicht mehr zwischen p und p1, sondern ausserhalb dieser Kontakte sitzt, dem- entsprechend sich natürlich auch der stets unter o befindliche Arbeitsstromkontakt l des
Stromabnehmers ausserhalb der Kontakte m, 1t für die zwei nicht durch Arbeitsstrom- kontakt übertragenen Phasen des Drehstromes befindet.
Ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 4 und abweichend von der Darstellung in Fig. 2 und 3 ist angenommen, dass die Bürsten q und ql zu einer einzigen, in der Mitte zwischen p und pt sitzenden Bürste q vereinigt sind, wobei natürlich der Abstand zwischen p und q gleich dem zwischen q und pl und weiter gleich dem Abstand zwischen m und n sein muss mit Rücksicht auf die Vor- eilung und Steuerung des-Stromabnehmers in Bezug auf das Fahrzeug.
Wie schon oben kurz gesagt, wird bei Gleichstrombetrieb (Fig. 3 und 5) der zum
Antrieb des Stromabnehmers erforderliche Drehstrom in einem rotierenden Gleichstrom- Drchstromumformer tf erzeugt, dessen Erregung mittelst einer Batterie z geschieht. Dies hat den Zweck, zu verhindern, dass die Erregerwicklung y beim zufälligen Versagen der
Gleichstrom-Kontaktvorrichtung stromlos wird, was der Fall wäre, wenn die Erregung vom
Netz aus geschähe. Dem Anker des Umformers wird zweckmässig ein grosses Trägheits- moment gegeben, welches ausreicht, um bei etwaiger Unterbrechung des Gleichstromes für kurze Zeit die nötige Energie zum Speisen des Stromabnehmers zu liefern.
In den Erreger- stromkreis kann auch zwischen Erregerwicklung und Batterie ein Regulierwiderstand ein- geschaltet werden, mittelst dessen man die Periodenzahl des Umformers einstellen und regeln kann.
Da man bei Drehstrombahnen ruhende Transformatoren benutzen kann, ist man in der Lage, auch die Netzspannung klein wählen zu können, wodurch die betriebssichere
Anwendung von Drehstrom auch für so kleine Motoren, wie sie hier für den Strom- abnehmerwagen in Frage kommen, ermöglicht ist. Um die Betriebssicherheit für den
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Stromabnehmer und damit auch für das Ganze zu erhöhen, wird der Abnehmer mit zwei Motoren versehen, die so stark sind, dass jeder derselben allein imstande ist, den Stromabnehmer zu ziehen. Die Motoren können nicht nur direkt mit den Laufachsen gekuppelt sondern auch mittelst geeigneter Übersetzung mit denselben verbunden sein.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Unterirdische Stromabnehmeranlage für elektrische Bahnen mit einem in einem geschlossenen Kanal laufenden, durch einen oder zwei Drehstrommotoren angetriebenen Stromabnehmerwagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführung zu dem Drehstrom-
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angeordneter Schleifkontakte (7, m, n) erfolgt, deren einer (1) gleichzeitig zur Abgabe des Arbeitsstromes an den darliber befindlichen Schleifkontakt (o) des Fahrzeuges dient.