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Österreichische PATENTSCHRIFT N 19027.
DR. JOHANN SAHULKA IN V1IEN.
Betriebseinrichtung für elektrische Kraftanlagen, insbesondere für elektrische Bahnen, unter Anwendung von elektrischem Antrieb und Druckluftantrieb.
Das nachfolgend beschriebene Betriebssystem bezweckt, bei elektrischen Kraftanlagen und elektrischen Bahnen Motoren anwenden zu können, welche beim Angehen keine oder nur eine geringe Zugkraft entwickeln, doch kann jede Art von Motoren benutzt werden. Dieses System bietet in Anwendung auf Vollbahnen den Vorteil, dass im Bereiche der
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geordnet zu sein brauchen.
Das Wesen des Systems besteht darin, dass für den Antrieb der zu treibenden Achse einer Kraftanlage oder eines elektrischen Fahrzeuges zwei Motoren angeordnet sind, und zwar ein elektrischer Motor von solcher Leistung, dass er bei voller Geschwindigkeit der zu treibenden Achse den Antrieb derselben allein besorgt, und ein Druckluftmotor, welcher mit dem elektrischen Motor nur unter Vermittlung der angetriebenen Achse im Zusammenbang steht und welcher während des Anlassens der Kraftanlage bezw. während des Anfahrens dos elektrischen Fahrzeuges und während der Fahrt mit geringer Geschwindigkeit den Achsenantrieb allein zu besorgen imstande ist ;
dabei beginnt aber bei allen Ausführungsformen des Systems der elektrische Motor die Achse erst dann anzutreiben, wenn dieselbe bereits eine grössere Rotationsgeschwindigkoit erlangt hat. Zu den beiden Motoren ist noch eine besondere Ladeeinrichtung für einen Druclduftrezipienten hinzugefügt, aus welchem die zu dem Betriebe dos Druckluftmotors erforderliche Druckluft entnommen wird.
Der elektrische Motor und der Druckluftmotor können auch durch Gruppen von gleichartigen Motoren ersetzt werden, welche aber so wirken müssen, dass sie sich stets so verhalten wie ein einziger Motor. Statt des Druckluftmotors könnte irgendein anderer nicht elektrischer Motor benutzt werden, bei welchem ein Druckmittel die Triebkraft liefert.
Die Ladeeinrichtung für den Druckluftrezipienten, der in bekannter Art mit einem Reduzierapparat versehen sein kann, erfordert im Vergleich mit den beiden Antriebsmotoren nur einen verhältnismässig geringen Energieaufwand, so dass sie auch während der Zeit, wenn die apcdtriel) ene Achse mit voller Geschwindigkeit rotiert, beständig tätig sein kann, wodurch leicht die erforderliche Druckluftmenge aufgespeichert wurden kann, um während des An- lassens der Kraftanlage bezw. während des Anfahrens eines elektrischen Fahrzeuges oder während der Fahrt im Bereiche der Stationen einer elektrischen Bahn, wenn daselbst keine
Stromzuleitungen angeordnet sind, den Achsenantrieb mittels des Druckluftmotors allein bewirken zu können.
Im Falle der elektrische Motor nicht von selbst angeht, also ein einphasiger Induktionsmotor ist, oder wenn im Bereiche der Stationen einer elektrischen
Bahn keine Stromzufülhrungsleitungen angeordnet sind, kommt der elektrische Motor unter
Vermittlung der vom Druckluftmotor angetriebenen Achse (der Fahrzeugachsen) ohne An- wendung anderer Hilfsmaschinen in Gang und erlangt so eine volle Geschwindigkeit, worauf er ohne Anwendung von Vorschaltwiderständen und Regelungseinrichtungen un- mittelbar an die Stromleitungen angeschlossen werden kann.
Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, dass der elektrische Motor erst zur Wirkung gelangt, wenn die angetriebene Achse die volle Geschwindigkeit erlangt hat ; derselbe kann
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des Druckluftmotors kann mittels getrennter oder mittels eines gemeinsamen Reglers (Kontrollors) erfotgen ; da der elektrische Motor ert bei grösserer Geschwindigkeit ein- geschaltet wird, braucht der Kontroller nur mit einem einzigen. Stromschlusskontakte für den elektrischen-Motor versehen zu sein. Infolge dieser Einfachheit der Regelungseinrichtungen eignet sich das System insbesondere auch für elektrisch betriebene Züge, in welchen mehrere Motorwagen angeordnet sind, die von einer Stelle aus gemeinsam geregelt werden sollen.
Falls im Bereiche der Stationen einer elektrischen Bahn keine Stromloitungen angeordnet sind, braucht man bei Anwendung dieses Systems während der Fahrt nicht sehr sorgfältig darauf zu achten, wo gerade die Stromzuführungsleitung wieder beginnt.
Das System kann als ein gemischtes elektrisch-pneumatisches Betriebssystem bezeichnet werden, wobei aber der elektrische Motor als der Hauptantriebsmotor anzusehen ist, da er während des grössten Teiles des Betriebes allein den Achsenantrieb bewirkt. Die Ökonomie ist daher auch dieselbe wie die eines rein elektrischen Systems, denn bei Anwendung eines solchen finden beim Anlassen der Motoren ebenfalls Verluste statt.
Gegenüber bereits bekannten Systemen weist das vorliegende System wesentliche Unterschiede auf.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 673975 ist eine kraftspeichernde Bremse beschrieben, wobei die Bremsung eines elektrisch oder in anderer Weise oder gar nicht angetriebenen Fahrzeuges anstatt mittels Bremsklötzen in der Weise bewirkt wird, dass von der Fahrzeugachse aus bei Einstellung des Bremshahnes in die Bremsstellung eine Druckluftmaschine als Kompressor betrieben wird, welcher Druckluft in einen Rezipienten pumpt ; beim Anfahren wirkt die Druckluftmaschine als Motor und unterstützt den elektriscben Antriebsmotor, so dass die exzessiven Anfahrstromstärken vermieden sind. Der
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Druckluftmotor zu wirkte.
Derselbe muss mit grosser Zugkraft angehen, die Anlasswiderstände und Regelungseinrichtung müssen ebenso beschaffen sein, wie ohne Anwendung der kraftspeichernden Bremse und ebenso müssen im Bereiche der Stationen einer elektrischen Bahn die Stromzuführungsleitungen angebracht sein.
Dadurch, dass gemäss dem vorliegenden
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kann und dass der elektrische Motor nicht gleichzeitig, sondern erst nach Erlangung einer gewissen Geschwindigkeit die Achse anzutreiben beginnt, sind alle die erwähnten Ver- einfachungen erzielt, dass die Anlasswiderstände ganz oder zum grössten Teile entfallen können, dass die Regelungseinrichtungen sehr vereinfacht werden, indem der Kontroller nur einen Stromsehlusskontakt zu erhalten braucht, dass Einphasen-Induktionsmotoren an- gewendet werden können u. s. w. Es ist dadurch zum Unterschiede von der in der amerika- nischen Patentschrift beschriebenen Bremseinrichtung ein neues Betriebssystem geschaffen, während gemäss der amerikanischen Patentschrift die gebräuchlichen Betriebssysteme zur
Anwendung kommen.
In den britischen Patentschriften Nr. 20088 und 20101 aus dem Jahre 1901 sind zwei Systeme von Arnold beschrieben, bei welchen ebenfalls ein elektrischer Motor, welcher nicht von selbst angeht, in Anwendung kommt. Für den Antrieb der Fahrzeugachse sind ausser diesem Motor gemäss beiden Patenschriften noch zwei Druckluftmaschinen bezw.
Gruppen von Druclluftmaschinen zugeordnet. Gemäss Patentschrift Nr. 20088 sind beide
Teile des elektrischen Motors beweglich, gemäss Patent Nr. 2010J ist der Feldmagnet des
Motors unbeweglich. Bei beiden Systemen rotiert der elektrische Motor unabhängig von der Wagengeschwindigkeit stets mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die beiden Druckluft- maschinen sine nachgiebige Übersetzung zwischen dem Motor und der Fahrzeugachse bilden, so dass der elektrische Motor die Fahrzeugachsen schon beim Anfahren und bei geringer Wagengeschwindigkeit treibt.
Gemäss dem vorliegenden Systeme ist zur Erreichung des gleichen Effektes, der mit
Anwendung der beiden Arnoldschen Systeme erreichbar ist, nur eine Druckluftmaschine für den Antrieb erforderlich, welche mit dem Elektromotor nur unter Vermittlung der
Achse in Zusammenhang steht. Abgesehen von diesem Vorteile ermöglicht das vorliegende
System eine ausserordentliche Vereinfachung der Regelungseinrichtungen im Vergleiche mit den beiden Arnoldschen Systemen.
Von diesen unterscheidet sich das vorliegende System noch dadurch, dass eine besondere Ladeeinrichtung für den Druckluftrezipientenvotgesehen t ist, welche verhältnismässig wenig Energie erfordert und während der ganzen Betriebszeit bezw. im Falle der Anwendung auf elektrische Bahnen während der ganzen Dauer der
Fahrt wirken kann, während gemäss den Arnoldschen Systemen ein Pumpen bei Fahrt mit voller Geschwindigkeit nicht stattfindet, sondern nur bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit
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oder beim Stillstande des Fahrzeuges ; daher kann nur ausnahmsweise eine stromlose Strecke befahren werden, nicht aber im Bereiche der Stationen die Stromzuleitung weggelassen werden, wie gemäss dem vorliegenden Systeme.
Die beiliegenden) Figuren stellen verschiedene Ausführungsformen des Systems dar.
In den bezügliche Stellen der Beschreibung ist der kürzeren Ausdrucksweise halber stets
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achsen allein an, dann übernimmt der elektrische Motor den Antrieb. Die Fig. 6 stellt eine Änderung der Antriebseinrichtung dar. Die Fig. 7 stellt einen Fall vor, in welchem der elektrische und der Druckluftmotor während eines Teiles der Anfahrperiode zusammenwirken ; der letztere soll aber so gross gewählt sein, dass er das Anfahren allein bewirken kann und'dass eventuell in den Stationen keine Stromzuleitungen angeordnet zu sein brauchen ; falls der Zug zufälligerweise auf der Strecke halten muss, kommt derselbe unter Wirkung beider Motoren sehr rasch in Gang. Die Fig. 8a, 8b, 8c, 8d, 8e und 8f stellen verschiedene Schnitte durch den Regler (Kontroller), die Fig. 9 eine Seitenansicht desselben dar.
Die Fig. 10, 11, 12 zeigen die Anwendung des Systems für den Fall, dass in einem Zuge mehrere Motorwagen angeordnet sind. In ! LIen Figuren haben die Buchstaben dieselbe Bedeutung. Der Einfachheit wegen ist stets nur eine Stromleitung 0 und eine Stromrückleitung Z durch die Schiene angenommen, doch lassen sich die Ausführungsformen unmittelbar auch fUr Mehrphasenstrom anwenden. In allen in den Figuren gezeichneten Ausführungsformen kann der Regulatorhahn die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Einrichtung haben, wobei demselben filnf Hauptstellungen gegeben werden können. Die Wirkungsweise des Regulators ist weiter unten näher erläutert. Bei Stellung b, d. i. Bremsstellung, strömt aus dem pneumatischen Akkumulator R Druckluft in eine Bremsleitung.
Die Stellung 0 ist die Ausschaltestellung ; dabei sind alle Rohrleitungen geschlossen und der elektrische Strom unterbrochen. Bei Stellung 1 sind die Bremsen gelöst, aber die Motoren P und E nicht eingeschaltet. Bei der Stellung 2, der Anlassstellung, gelangt aus dem Akkumulator R Druckluft zum Motor P, welcher dadurch die Wagenachse A antreibt.
Der Strom für den Motor E ist im allgemeinen noch nicht geschlossen, nur bei der in
Fig. 4 dargestellten Ausftihrungsform erhält der Motor bereits Strom. Bei der Stellung 3 ist der Strom für den Motor E stets geschlossen, dagegen die Druckluftleitung für den
Motor P vom Akkumulator (Rezipieuten) R getrennt : es treibt daher der Motor E allein die Wagenaehsen A an.
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schalter, welcher den Stromkreis des Motors E unterbricht, wenn die Wagengeschwindigkeit unter ein gewisses Mass sinkt.
Mit p ist stets ein Kompressor bezeichnet, dessen Leistung verhältnismiissig l ;lein ist im Vergleiche zur Leistung des Druckluftmotors P ; der Kompressor p hat nur die beim Anfahren des Wagens und die für die Bremsung verbrauchte Druckluft zu ersetzen, kann aber während der ganzen Fahrzeit und eventuell auch während der Aufenthalte wirken.
Mit cl'c2 ist eine in der Fig. 5 näher dargestellte Einrichtung bezeichnet, welche bewirkt, dass, falls die Druckluft im Akkumulator R dem, zulässigen Maximalwert erreicht, eine Zahnstange z plötzlich verschoben wird, so dass der Kompressor P leer arbeitet, indem die von demselben ausgehende Rohrleitung durch den Hahn hl mit der Aussenluft verbunden wird. Beim Sinken des Druckes im Rezipienten R geht die Zahnstange z plötzlich zurück, wodurch der Hahn h1 so verstellt wird, dass die Verbindung zwischen dem Kompressor P und dem Akkumulator R hergestellt ist. Einrichtungen dieser Art, wenn auch in anderer Ausführung, sind bereits bekannt.
Die aus der Fig. 5 ersichtliche Einrichtung ist folgende : Innerhalb des kleinen Zylinders c1, welcher stets mit der Aussenluft in Verbindung steht, befindet sich ein unter Federdruck stehender Kolben. Vom y1inder cl führt ein Rohr in den Zylinder c2, in welchem sich ebenfalls ein unter Federdruck stehender Kolben beendet ; der Zylinder es steht auch mit der Aussenluft in Verbindung. Die Feder im Zylinder cl übt einen starken Druck auf den Kolben, so dass sich dieser nur verschiebt, wenn der Druck im Akkumulator R den Maximalwert erreicht hat ; in diesem Falle kann Druckluft in den Zylinder c2 einströmen und verschiebt, da die Kraft der Feder im Zylinder c2 verhältnismässig gering ist, den Kolben und dadurch auch die Stange z, wodurch die Verstellung des Hahnes h1 bewirkt wird.
Wenn der Druck im Akkumulator J ? sinkt, bewegt sich der Kolben im Zylinder cl zurück : dadurch kann die Druckluft aus dem Zylinder c2 ausströmen, der Kolben in c2 wird durch die Wirkung der Feder wieder zurückbewegt und der Hahn 111 wieder in die Arbeitsstellung gebracht. Um
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in der, vom Kompressor zum Akkumulator führenden Rohrleitung angeordnet sein, wie dies iu Fig. 1 gezeichnet ist, doch ist diese Einrichtung in den meisten Ausführungformen des Systems nicht notwendig. Wenn der Hahn h2 eine solche Stellung hat, dass die vom Kompressor kommende Rohrleitung mit der Aussenluft in Verbindung ist, so leistet der Kompressor keine Arbeit, selbst wenn sich der Hahn'''l in der Arbeitsstellung befindet.
Die in den einzelnen Figuren gezeichneten Ausführungsformen des neuen Betriebs- systems sind folgende :
In Fig. 1 treiben die nur unter Vermittlung der anzutreibenden Achse allein in
Abhängigkeit stehenden Motoren E und P die Wagenachse A ; von dieser aus wird der kleine Kompressor p getrieben ; beim Anfahren wirkt nur der Motor P allein, erst bei Erreichung einer bestimmten Wagengeschwindigkeit erfolgt beim Regulatorhahn (Kontroller) H
Stromschluss für den Motor E, während P unwirksam wird. Der Motor E hat keine Anlass- widerstände und wirkt so lange allein, bis wieder angehalten werden soll.
Damit beim
Anfahren der Motor P nicht gleichzeitig die Achsen A und den Kompressor p treiben muss, kann mit dem Regulatorhahn H der Hahn Ag in Verbindung stehen, wodurch erreicht wird, dass erst nach Abschaltung von P und Anschaltung von E der Kompressor p zu arbeiten beginnt, Die spezielle Beschaffenheit des Hahnes 1I und ebenso die Einrichtung, dass der Kompressor während der Ingangsetzung des Antriebsmotors P leer geht, bildet nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung. Der Hahn Ag muss nicht unbedingt angeordnet sein, weil der Kompressor p im Vergleiche zu P nur eine geringe Leistung hat ; überdies wird in der Regel von der vorgängigen Fahrt der Akkumulator R vollständig gefüllt sein, so dass bereits der Hahn/ für Leerlauf des Kompressors eingestellt ist.
Bei der ersten
Inbetriebsetzung des Wagens muss R bereits gefüllt sein ; dies kann von einer äusseren
Quelle aus erfolgen. Während der Fahrten wird R stets gefüllt ; im Akkumulator R wird auch nach mehrstündiger Einstellung des Betriebes genügend Druckluft vorhanden sein, um ein Anfahren sicher zu ermöglichen. Eine eventuelle Nachfüllung von R nach längerer
Einstellung des Betriebes bietet keine Schwierigkeit, weil der Akkumulator R nur die für das erste Anfah-en erforderliche Druckluft zu enthalten braucht und daher verhältnis- mässig klein sein kann.
Man könnte, wenn R ganz entladen ist, die Ladung auch dadurch bewirken, dass das Fahrzeug von einem anderen eine Strecke weit gefahren wird ; bei dem angezogenen Fahrzeug müsste H die Ausschaltestellung haben, h2 müsste fehlen.
In Fig. 2 ist die Einrichtung von der in Fig. 1 dargestellten nur insofern ver- schieden, als der Hahn Ag weggelassen ist und der Kompressor p von der Elektromotor- achse angetrieben wird. In Fig. 3 ist zum Unterschiede von Fig. 1 angenommen, dass der
Motor E direkt auf die Wagenachse aufgesetzt ist, was mit Rücksicht darauf leichter möglich ist als bei anderen Systemen, weil der Motor erst bei voller Geschwindigkeit eingeschaltet wird ; ausserdem ist aber angenommen, dass der Kompressor p von einem kleinen Explosionsmotor 9 (llenzin- oder Petroleummotor oder beliebigen Gasmotor) ange- trieben wird. Diese Einrichtung bietet für nach dem vorliegenden System ausgeführte elektrische Bahnanlagen einen sehr grossen Vorteil.
Es brauchen bei einer Bahnanlage von der Einfahrt in die Stationen bis zur Ausfahrt und auch in den für die Lokomotiven bestimmten Remisen gar keine Ladestellen, weder für Strom, noch für Druckluft vorhanden zu sein. Die Lokomotiven bekommen erst ausserhalb der Ausfahrt hochgespannten Strom zugeführt. Sollte durch irgendeinen Umstand einmal während der Fahrt der Akkumulator sich entladen, so ist an beliebiger Stelle auch bei Anwendung von einphasigem Wechsel- strom wieder ein Anfahren möglich, da der Explosionsmotor den Akkumulator bald laden kann.
In der Fig. 4 ist angenommen, dass der Motor E auch während des Stillstandes des
Wagens läuft und durch eine Kupplung K mit der Wagenachse gekuppelt werden kann.
Das Anfahren erfolgt mittels des Motors P allein. Nach Erreichung einer bestimmten
Fahrgeschwindigkeit wird bei Einstellung des Regulators in die Stellung 3, wie weiter unten erläutert ist, die Kupplung eingerückt ; in dem dargestellten Beispiele ist an- genommen, dass die Kupplung eine elektrische ist ; die Einrichtung für den Stromschluss für die Kupplung ist genau dieselbe wie bei den früheren Figuren. Die Einrückung der
Kupplung erfolgt bei gleicher oder angenähert gleicher Geschwindigkeit der zu kuppelnden
Teile. Statt einer elektrischen Kupplung könnte auch eine mechanische oder durch Druck- luft beeinflusste'Kupplung angeordnet sein ; in beiden Fällen könnte durch den Regulator H die Einrückung der Kupplung bewirkt werden, indem z.
B. statt Stromschluss für eine
Batterie B zu bewirken, welche Strom für elektrische Kupplung liefert, Druckluft in eine
Druckluftleitung eingelassen würde. Der Motor E ist mit einem Anlasser versehen. Der Sehalthebel wird einerseits durch Federkraft F oder Gewicht beeinflusst, andererseits durch ein Solenoid S, welches im Nebenschlüsse liegt. Die Feder F sucht den Motor aus- zuschalten, das Solenoid S denselben durch Anziehung des mit dem Schalthebel ver- bundenen Eisonkernus einzuschalten ; wenn das Solenoid stromführend ist, überwiegt die
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wird, schaltet sich der Motor E selbsttätig aus und umgekehrt schaltet er sich wieder ein, wenn die Bahnstrecke wieder Strom erhält.
Der Motor E muss in vorliegendem Falle die Eigenschaft haben, dass er wenigstens im unbelasteten Zustande von selbst angeht.
Vom Motor E wird auch der kleine Kompressor p angetrieben und soll durch die beschriebene Einrichtung bewirkt werden, dass p während des Stillstandes des Fahrzeuges auch von E angetrieben wird. Mit Rücksicht auf die Komplikation, welche durch die Anordnung eines Anlassers, für E, einer Kupplungseinrichtung K und der Anlage von Stromleitungen im Bereiche der Stationen bedingt ist und mit Rücksicht darauf, dass der Kompressor p klein ist, erscheinen die früher besprochenen Ausführungsformen des Systems als wesentlich einfachere Lösungen.
Bei der Einrichtung gemäss Fig. 5 ist angenommen, dass der Kompressor p von einem kleinen Elektromotor e angetrieben wird ; im übrigen ist die Anordnung dieselbe wie in Fig. 1. Der Elektromotor e ist mit einer Anlassvorrichtl1ng versehen, welche analog der in Fig. 4 dargestellten ist, jedoch mit dem Hahn 1. 1 in besonderer Art zusammenwirkt.
An die zum Motor E führenden Hauptstromleitl1ngen ist im Nebenschluss einerseits das den Schalthebel beeinflussende Solenoid s, andererseits der Motor e angeschaltet. Die Feder f sucht den Motor auszuschalten, das Solenoid s denselben einzuschalten ; die Feder f soll die Kraft der Feder im Zylinder Cg überwiegen. Wenn der Wagen ausser Betrieb gesetzt ist, so ist im Akkumulator R der Druck zu gering und daher ist der Zylinder C2 auf beiden Seiten des Kolbens mit der äusseren Luft in Verbindung.
Die Feder f bringt den Schalthebel in die punktiert gezeichnete Ausschaltestellung, in welcher der Hahn h1 die Rohrleitung abschliesst. Bekommt der Wagen Strom, so wird der Schalthebel infolge der Wirkung des Solenoides s langsam in die Arbeitsstellung gedreht ; dabei wird der Hahn 111 zunächst aus der Anfangsstellung in jene Stellung gedreht, in welcher er p mit der Aussenluft verbindet ; in diesem Moment wird auch der Stromkreis für e geschlossen ; der Schalthebel wird noch weiter verdreht, wobei der Widerstand-c allmählich ausgeschaltet und 111 in die Arbeitsstellung gebracht wird. Der Motor e geht daher leer an.
Hat R allmählich vollen Druck erhalten, so wird durch die in c2 eindringende Druckluft der Hahn hl und dadurch auch der Schalthebel mit einer die Wirkung des Solenoides bedeutend überwindenden Kraft in die Ausschaltstellung gebracht. Der Motor e steht nun so lange still, bis der Druck in R sinkt. Wenn bei der Inbetriebsetzung des Wagens in R schon Voll druck herrschte, bleibt der Motor e in Ausschaltstellung. Der Schalthebel ist mit einer FlUssigkeitsbremse versehen, welche in der Figur nicht gezeichnet ist. Durch die besprochene Einrichtung ist es möglich, den Kompressor p sich selbst zu überlassen, ohne dass man darauf zu achten hat, ob auf der Bahnstrecke die Stromleitung überall angeordnet ist oder nicht und wo sie gerade wieder anfängt.
Es kann ja auch der Fall vorkommen, dass die Stromleitung plötzlich stromlos wird und nach Verlauf einer Zeit wieder stromzuführend ; auch in diesem Falle ist der Motor e, ebenso wie der Motor E in den früheren Figuren nicht gefährdet. Beim Stromloswerden der Leitung wird der Motor e sofort ausgeschaltet, wenn h1 auch in Arbeitsstellung war und erst wieder eingeschaltet, wenn di < Leitung wieder stromführend wird. Der Motor E wird beim Stromloswerden der Leitung ebenfalls ausgeschaltet, da die Fahrgeschwindigkeit sinkt und daher durch die Wirkung des Zentrifugalregulators c der zugehörige Ausschalter betätigt wird.
Im Bereiche der Stationen der elektrischen Hahn brauchen auch in diesem Falle keine Stromleitungen angeordnet sein ; es ist hinreichend, wenn in der Motorwagenremise oder allenfalls noch an den Stellen des Bahnplanums, wo bei Dampfssisenbahuen die Wasser- krane angeordnet sind, ladekontakte angebracht werden, damit die Kompressoren p bei Stillstand des Wagens allenfalls auch arbeiten können.
In der Fig. 6 ist nur eine Abänderung der Antriebseinrichtung für die Wagenachse A gezeichnet. Die Motoren E, P wirken wie früher, doch treibt P die Achse A nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung von E ; ebenso könnte P zwischen E und I zwischengeschaltet sein.
Während bisher angenommen wurde, dass die Motoren P, E die Achse nicht gleich- zeitig antreiben, stellt die Fig. 7 eine Ausführungsform dar, bei welcher die Motoren während eines Teiles der Anlassperiode die Achse J gleichzeitig antreiben können ; nach
Erlangung einer bestimmten Geschwindigkeit wirkt wieder nur E allein ; dabei soll aber der Motor P in bezug auf seine Leistung so gross bemessen sein, dass er das Anfahren a) lein bewirken kann und E den Antrieb erst nach Erlangung einer grösseren Geschwindigkeit bewhken. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann geeignet wenn der Motor E keine sehr hohe Antaufskraft hat, a ! so z. B. ein Gleichstrom-Nebenschluss-oder ein Drehstrom- motor ist.
Der Motor E ist in der Figur als Gleichstrommotor angenommen. Der Regulator-
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sein. Die Stellungen des Hahnes B sind dieselben, wie früher erörtert wurde ; nur muss der Hahnkörper mit einem entsprechenden Stromschliesser versehen sein. Bei der Einrichtung gemäss Fig. 7 wird bei Einstellung der mit einem Schalthebel versehenen Reglervorrichtung in die Bremsstellung pneumatisch und elektrisch gebremst. Bei der Talfahrt kann elektrische Energie an das, Netz zurückgegeben werden und ausserdem, wenn R nicht gefüllt ist, auch R gefüllt werden. Der Kompressor p wird gemäss Fig. 7 von A angetrieben.
Sollte bei Inbetriebsetzung des Wagens R entleert sein, so kann in der Remise der Wagen etwas gehoben und die Ladung von R mittels E bewirkt werden ; eventuell könnte E mit der Achse lösbar gekuppelt sein. Im allgemeinen wird diese Manipulation nur sehr selten oder niemals notwendig sein.
In der Fig. 8 sind verschiedene Schnitte durch den Regulatorhahn B gezeichnet, während die Fig. 9 eine Seitenansieht derselben darstellt. Bei mit Druckluft betriebenen Bahnen sind bereits Regulatorhähne in Anwendung, welche die früher besprochenen Einstellungen b, 0, 1, 2 ermöglichen ; in vorliegendem Falle kommt noch eine weitere Hauptstellung 8 hinzu, in welcher der Druckluftmotor P wieder abgeschaltet ist. Am Hahnkörper sind auch entsprechende Stromschlussstücke angeordnet, um die erforderlichen Stromschliessungen und Unterbrechungen zu bewirken, In den Figuren ist angenommen, dass die Druckluft in den Bahnkörper durch das Rohr Rx einströmt (Fig. 9), während sie durch das unterhalb befindliche Rohr Px zum Druckluftmotor gelangen kann.
Unterhalb des Rohres px schliesst einerseits seitlich die Bremsleituug bx an, andererseits ist seitlich ein Anlass ax angeordnet. Am Regulatorhahn können noch andere Bohrungen angebracht sein, wenn z. B. für pneumatische Kupplungen Druckluft benötigt wird. Die Fig. 8 a stellt einen Schnitt durch die Ebene x,-x in Fig. 9 dar ; die Fig. 8 b, 8 c und 8 d stellen Schnitte durch. r2-x2, die Fig. 8e und 8f Schnitte durch arg-a'g dar. An der Eintrittsstelle für die Druckluft (Fig. 8a) ist im Hahnkörper eine ringförmige Ausnehmung gemacht, von welcher aus parallel zur Hahnachse zwei Bohrungen Dl, D2 im Hahnkörper nach abwärts gehen.
Die I.'3hruugen sind gleich lang ; während jedoch Dl etwas tiefer nach abwärts reicht, bis zu a, b (x3-x3), reicht D1 etwas über die ringförmige Ausnehmung in der Ebene ru hinauf. Der Hahn ist in dieser Ausführung entlastet. Die
Bohrungen Dj, Dg können durch Querkanäle verbunden sein. In der Ebene x3, x3, wie aus den Fig. Se und 8f ersichtlich, ist am Hahnkörper eine Ausnehmung a vorhanden, welche während der ganzen Drehung des Hahnes mit der Aussenluft in Verbindung bleibt.
Von der Ausnehmung a geht im Hahnkörper parallel zur Achse eine Bohrung al nach aufwärts, reicht jedoch nicht bis in die Ebene x1, x1.
Die a. m Eingänge der Beschreibung mit b, 0, 1, 2, 3 bezeichneten Stellen beziehen sich Huf die Lage der Bohrung D1. Die an früherer Stelle beschriebene Wirkungsweise des Hcguiators ist'aus den Figuren ersichtlich. Die Fig. 8b, 8c und 8d beziehen sich auf den Drucklufteinlass für den Motor P ; bei Stellung o (Fig. 8b) ist der Motor abgeschaltet, bei Stellung 2 (Fig. 8c) arbeitet der Motor P, bei Stellung 3 (Fig. 8 d) ist er wieder abgeschattet. Die Fig. 8e und 8f beziehen sich auf die Bremseinrichtung. Die Fig. 8e bezeichnet die Stellung 1, in welcher die Bremsen gelöst sind, aber der Motor P noch nicht arbeitet, bei der Stellung b gemäss Fig. Sf ist auf Bremsung geschaltet.
Das beschriebene System ! ässt sich mit Rücksicht darauf, dass die Reguliermechanismen in der früher beschriebenen Art selbsttätig wirken, für Züge anwenden, in denen mehrere elektrische Motorwagen angeordnet sind. Dabei braucht der Regulator H, um mehrere
Motorwagen gleichzeitig von einer Stelle aus regeln zu können, keine Änderung zu erleiden, nur müssen entsprechende, durchgehende Druck ! uftleitungen und Stromleitungen angeordnet
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zuführungsleitung 0 geht in jedem Wagen unter Vermittlung des Stromabnehmers eine Stromleitung zu H, von dort aus eine Leitung zu der durchgehenden Stromleitung L ; zwischen letztere und die Stromrückleitung, als welche z.
B. die Schienen Z gedacht sind,
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(it - ; ersten Wagens wird die Zufuhr von Druckluft und Strom für alle Motoren P und E allein geregelt ; der Stromabnehmer des ersten Wagens würde nach der gezeichneten Aus- führuttgsform den Strom für alte Motoren zuführen ; will man dies vermeiden, so müsste noch eine durchgehende Stromleitung angeordnet werden, an welche die Stromabnehmer
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geschaltet sind. Wie ersichtlich, kann man bei Anwendung von einphasigem Wechselstrom oder (Gleichstrom mit zwei durchgehenden Stromleitungen auskommen, wobei aber eine dieser Stromleitungen durch die Schienen gebildet sein kann. Bei Anwendung von Mehrphasenstrom ist die Zahl der durchgehenden Stromleitungen um eine vermehrt. Die Druckluftleitung Da kann eventuell entfallen.
Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, wenn dem Wagen hochgespannter Strom zugeführt und durch am Wagen angeordnete Transformatoren Tl bezw. T'g umgeformt wird. Die Zahl der Stromleitungen bleibt dieselbe wie bei Fig. 10. Die Fig. 12 bezieht sich auf den gleichen Fall, doch führen zu den Regulatoren H nun Niederspannungsleitungen ; in diesem Falle ist die Zahl der durchgehenden Leitungen um eine vermehrt.
Bei dem beschriebenen System läuft in allen Ausführungsformen während der Fahrt mit normaler Geschwindigkeit der Motor P stets leer mit. Derselbe könnte durch Anordnung ausrückbare Kupplungen, z. B. nach Art der im amerikanischen Patente Nr. 673975, be- schriebenen, ausgerückt werden, welche ebenfalls unter Vermittlung des Regulators H beeinflusst werden könnten. Die Wiedereinrückung ist bei vorliegendem System, falls die Wiedereinrückung nur bei Stillstand des Wagens erfolgen soll, selbst bei Anwendung von Ktauenkupplungen möglich, weil vor Ingangsetzung des Wagens der mit dem Motor P verbundene Teil der'Kupplung unter Anwendung der Druckluft ganz langsam so verstellt werden kann, dass die Einrückung der Kupplung möglich ist.
Bei Anwendung von Friktions- kupplungen ist die Einrückung jederzeit möglich.
Bei Anwendung des beschriebenen Systems könnte endlich noch in jedem Wagen ein besonderer Schalter angeordnet sein, welcher gestattet, dass der Motor E auch dann Strom erhält, wenn durch den Regulatorhahn H oder den Zentrifugalregulator c Stromunter- brechung bewirkt ist. Falls auf der Bahnstrecke eine kürzere steile Strecke zu überwinden ! st, kann durch Handhabung des erwähnten Schalters bewirkt werden, dass der Wagen elektrisch und pneumatisch angetrieben wird. Eventuell konnte der Regulator II auch so eingerichtet sein, dass er bei einer besonderen Einstellung den Antrieb durch beide Arten von Motoren ermöglicht.
Das beschriebene Betriebssystem ist nicht bloss für elektrische Bahnen, sondern auch für elektrische, stationäre Kraftanlagen aller Art anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Eine Botriebseinrichtung für elektrische Kraftanlagen, insbesondere für elektrische
Bahnen, unter Anwendung von elektrischem Antrieb und Druckluftantrieb, dadurch ge- kennzeichnet, dass beim Anfahren die zu treibende Achse zuerst bis zur Erreichung einer grösseren Geschwindigleit ausschliesslich von einem Druckluftmotor (oder einer Gruppe derartiger Motoren) und nach Erlangung der normalen Geschwindigkeit ausschliesslich von einem Elektromotor allein (oder einer Gruppe derartiger Motoren) angetrieben wird, während in der Zwischonporiode der Druckluftmotor entweder allein oder in Verbindung mit dem Elektromotor die Zugboschleunigung bewirkt,
wobei der Elektromotor mit dem Druckluftmotor nur unter Vermittlung der angetriebenen Achse in Zusammenhang steht und wobei die Anlasswidorstände für den Elektromotor im Gegensatz zur gebräuchlichen
Ausführung ganz oder zum grossen Teile weggelassen und die Regelungseinrichtungen dem- entsprechend vereinfacht sind, zu dem Zwecke, Elektromotoren verwenden zu können, welche beim Angeben keine oder nur eine geringe Zugkraft entwickeln und um im Falle der Anwendung des Systems auf eine elektrische Bahn im Bereiche der Stationen die
Stromzuleitung weglassen zu können.