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Rangieranlage für Eisenbahnfahrzeuge
Die Eisenbahntechnik hat zum Zwecke der Zerlegung und Zusammensetzung von Eisenbahnzügen Rangieranlagen geschaffen, in welchen die zu zerlegenden Zuge über einen Weichenfächer auf die so- genannten Richtungsgleise rangiert werden. Die einlaufenden Wagen werden dort wieder gekuppelt und so zu neuen Zügen formiert. Die für die Rangierung nötige Bewegungsenergie wird den Wagen heute vor- nehmlich durch einen sogenannten Ablaufberg vermittelt. welcher vor der Weichenzone angeordnet ist und über den der entkuppelte Zug mit Hilfe einer Lokomotive abgedrückt wird.
Die Wagen rollen dann
Infolge der durch den Berg erteilten kinetischen Energie je nach dem Laufwiderstand eine gewisse Strecke ins Richtungsgleis hinein. Die Berghohe wird so bemessen, dass ein Schlechtläufer noch bis ans Ende des
Richtungsgleises rollt. Ein Gutläufer würde in einer solchen Anlage zu weit rollen oder mit grosser Ge- schwindigkeit auf die bereitstehenden Wagen auffahren, was Rangierschäden zur Folge hätte. Solche Anlagen müssen daher mit Bremsen ausgerüstet werden, mittels welcher die kinetische Energie der Wagen entsprechend dem Laufwiderstand und der Laufweite bemessen werden kann. In neueren Anlagen werden vor, in oder nach der Weichenzone ortsfeste, meist mechanisch wirkende Bremsen eingebaut. Ausserdem werden die Wagen in den Richtungsgleisen durch Hemmschuhe aufgefangen.
DieHemmschuhbedio- nung Ist aber eine ausserordentlich gefahrvolle Arbeit, welche hohe Personalkosten verursacht. Ausserdem verhindern die Hemmschuhe meistens das kuppelreife Beilaufen der Wagen, so dass zum Zwecke der Kupplung die Wagenkolonne vorerst mit einer Lokomotive zusammengeschoben werden muss, was weitere Kosten verursacht und Zeit beansprucht.
Durch Anordnen von Gleisbremsen nach der Weichenzone lassen sich die günstigsten Resultate inbezug auf Leistung der Anlage und Güte der Laufzielbremsung erzielen. Da diese Technik eine Vielzahl von Bremsen bedingt, ist sie praktisch nur anwendbar, wenn eine Bremstype vorliegt, welche In der Beschaffung und im Unterhalt sehr billig ist. In diesem Zusammenhang sind rein elektrodynamisch wirkende Bremsen bekanntgeworden, welche keine mechanisch bewegten Teile aufweisen und die bei kleinen Geschwindigkeiten auch als Beschleuniger wirken können.
Es zeigte sich jedoch, dass selbst bei grossem Aufwand an und Recheneinrichtungen zur Steuerung solcher Bremsen eine befriedigende Laufzielbremsung nur in Sonderfällen erreicht werden kann. In der Regel kann bei verlangten Auftreffgeschwindigkeiten von weniger als 1 m/sec auf die Hemmschuh- leger und die Lokomotivbeidfückarbeit nicht verzichtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Wagenführung in den Richtungsgleisen zu ermöglichen, dass die Hemmschuhleger und die Lokomotivbeidrackarbeit gänzlich überflüssig werden, was einen entscheidenden Fortschritt im Sinne der Vollautomatisierung des Ablaufbetriebes bedeutet. Diese Wagenführung erfordert, dass alle Wagen nach Durchfahren der Weichenzone einheitlich auf die
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einrichtung übernommen werden, welche sie mit ungefähr dieser Geschwindigkeit bis annähernd an das Laufziel führt. Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Ausrüstung der Richtungsgleise im Sinne der vorgenannten Wagenführung.
Es handelt sich dabei um eine Rangieranlage für Eisenbahnfahrzeuge, enthaltend eine Beschleunigungszone, eine Weichenzone, ferner eine Anzahl Richtungsgleise, welche an der der Weichenzone zugekehrten Seite einen Auffangabschnitt aufweisen, in denen mindestens die eine der beiden Fahrschienen mit Magnetjochen ausgerüstet ist, die derart angeordnet sind, dass die Radkränze der in diesem Abschnitt befindlichen Radsätze eines Eisenbahnfahrzeuges die durch die Magnetjoche ge-
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die Radsätze eines sich darin befindlichen Eisenbahnfahrzeuges einen elektrischen Stromkreis schliessen, der von der einen Fahrschiene über die Radsätze zur andem Fahrschiene führt und mindestens eine Strom- quelle für eine solche Stromstärke enthält,
dass in bekannter Weise elektrodynamische Bewegungskräfte auf die Radkränze des Eisenbahnfahrzeuges ausgeübt werden.
Die Fig. 1 - 5 der Zeichnung dienen der Erläuterung des Erfindungsgedankens. In Fig. 1 ist eine einfache Rangieranlage dargestellt, wobei jedes Gleis durch einen Strich symbolisiert ist. Der Ablauf der Wagen wird von links nach rechts vollzogen. Demzufolge sind zuäusserst links im Bild die Beschleu- nigungszone l, daran nach rechts anschliessend die Weichenzone 2, der Auffangabschnitt 3, ein Bei- drückabschnitt 4, die Schutzstrecke 5 und ein weiterer Beidrückabschnitt 6 angeordnet. Im gezeich- neten Beispiel sind zwölf Richtungsgleise vorhanden.
Die Beschleunigungszone 1 besteht beispielsweise aus einem Ablaufberg, dessen Höhe mindestens so gross ist, dass auch der Schlechtläufer noch mit Sicherheit durch die Weichenzone hindurchläuft. Durch Vergrösserung der Höhe lässt sich die Leistungsfähigkeit der Anlage steigern, die Leistungsfähigkeit des
Auffangabschnittes muss dann allerdings auch entsprechend erhöht werden.
Der Auffangabschnitt eines Gleises ist in den Fig. 2, 4 und 5 näher dargestellt. Die beiden Fahrschie- nen dieses Gleises sind mit 1" und 7" beziffert. Sie sind voneinander elektrisch isoliert, was beispielsweise durch Montage auf Holzschwellen 21 erreicht wird. Aus diesem Gronde est der Auffangabschnitt über Isolierstösse 30 mit der Weichenzone verbunden (Fig. 1). Parallel zu den Schienen sind elektrische Zu- satzleiter 8', 8", 9', 9" geführt. Die inneren Zusatzleiter 9'und 9"sind von den Schienen elektrisch isoliert, was in der Fig. 4 durch die Isolationen 10', 10"angedeutet ist. Ir.
Fig. 2 sind sie. deshalb in grö- sserer Distanz von den Schienen gezeichnet als die äusseren Zusatzleiter 8'. 8", welche mit den Schie- nen 7'bzw. 7"elektrisch leitend verbunden sind, was durch die Kontaktpunkte 11 angedeutet ist. Die Zusatzleiter bestehen aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Kupfer oder Aluminium, und sind für Ströme bis einige zehntausend Ampere dimensioniert. Schiene und Zusatzleiter sind von Magnetjoche 12', 12" aus ferromagnetischem Material, z. B. Stahl, von unten her U-förmig derart umgeben, dass der Radkranz 19 eines darauf sich befindlichen Radsatzes 20 einen magnetischen Kreis 13 schliesst, welcher sich durch hohe magnetische Leitfähigkeit auszeichnet.
Nebst diesem durch direkten metallischen Kontakt ausgezeichneten magnetischenpfad ergeben sich in der Umgebung parallel dazu noch weitere Pfade, welche mehr oder weniger grosse Luftspalte einschliessen, welche aber trotzdem, speziell bei starker Erregung wegen der auftretenden Sättigungserscheinungen für die Flussführung sehr wirksam sind. Die Magnetjoche besitzen mit Vorteil eine der Schwellenteilung entsprechende Länge, so dass sie ohne weiteres in einem Gleis mit üblichem Oberbau eingebaut werden können, was besonders gut möglich ist, wenn sie, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist, aus drei Teilen zusammengeschraubt sind. Die Joche sind über die Federelemente 14 und die Traverse 15 am Schienenfuss elastisch gelagert und mittels der Stellschrauben 16 in der Höhe gegenüber dem Schienenkopf einstellbar.
Aufeinanderfolgende Joche sind durch Laschen 17 und Bolzen 18 miteinander mechanisch gekuppelt, so dass sich die bei Anwesenheit eines Rades sich ergebende Einfederung eines Joches den Nachbarjochen mitteilt, wodurch ein ruhiger Wagen1a. uf gewähr- leistet ist.
Im Beidrückabschnitt 4 wird die elektrische Leitfähigkeit der Schienen mit Vorteil ebenfalls durch einen oder zwei Zusatzleiter 22', 22" und eventuell 23', 23"verstärkt. Diese sind mit den entsprechenden Schienen in gewissen Abständen elektrisch verbunden, was durch die Kontaktpunkte 24 angedeutet wird. Magnetjoche braucht dieser Abschnitt keine zu enthalten, speziell nicht, wenn das Gleis ein Gefälle von einigen Promille aufweist und somit die Bewegungsrichtung auch im magnetjochfreien Gleis eindeutig gegeben ist. Gespeist werden diese Schienen 7'. 7" nach der in Fig. 2 angedeuteten Schaltung über die Zusatzleiter 9'und 9" aus der Stromquelle 25. Der Stromkreis schliesst sich über die Schie- ne 7' und den Radsatz 20 zur Schiene 7", wie dies in Fig. 2 und 4 angedeutet ist.
Er ist so dimensioniert, dass er Ströme von mehreren tausend bis einige zehntausend Ampere führen kann. Der Stromfluss hat, wie beispielsweise In der Schweizer Patentschrift Nr. 329991 beschrieben ist, eine elektrodynamische Bewegungskraft in der vorgegebenen Bewegungsrichtung zur Folge, weshalb diese Einrichtung zum Beidrücken der aus dem Auffangabschnitt auslaufenden Wagen geeignet ist.
Im Falle die Schienen des Abschnittes 3 von denen des Abschnittes 4 isoliert sind, was in der Fig. 2 durch die Isolierstösse 26 angedeutet ist, liegt im Auffangabschnitt 3 an den Schienen keine Spannung. Die Radsätze führen beim Durchlaufen dieses Abschnittes keinen über die Schienen fliessenden externen Strom. Dementsprechend erfahren sie auch keine elektrodynamischen Antriebskräfte. Dagegen erfah-
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ren die bewegten Räder in den zufolge der Verbindung 27 durch einen Strom in denZusatzleitem 9'und 9" erregten Magnet jochen 12'und 12" Wirbelstrombremskräfte. Um zu verhindern, dass der Wagen in der Auffangzone zum Stillstand kommt, kanndasGleisdesAbschnittes 3 in ein einige Promille betragendes Gefälle gelegt werden.
Statt dessen, oder zur Unterstützung dieser Massnahme kann man jedoch mit Vorteil die Isolierstosse 26 weglassen und die Schienen 7'bzw. 7"der beiden Abschnitte 3 und 4 elektrisch durchverbinden. Durch diese Massnahme werden die durchlaufenden Radsätze bereits im Abschnitt 3 von den Schienen aus mit einem elektrischen Strom beschickt. Dadurch wird der Auffangabschnitt 3 zu einem elektrodynamischen Bewegungsmechanismus, welcher in der dargestellten Schaltung die Wagen mit einer bestimmten Stationärgeschwindigkeit in Ablaufrichtung bewegt. Die Richtung der Stationärgeschwindigkeit
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digkeit bei Speiseströmen von einigen zehntausend Ampère unter etwa 1 m/sec. Laufen die Wagen mit kleinerer Geschwindigkeit ein, werden sie beschleunigt ; laufen sie mit grösserer Geschwindigkeit ein, werden sie gebremst.
Der so gespeiste Auffangabschnitt sorgt somit dafür, dass die Wagen unabhängig von der Einlaufgeschwindigkeit den Abschnitt mit einer ungefährlichen Auslaufgeschwindigkeit verlassen, ohne dass der Speisestrom reguliert zu werden braucht. Im Falle dieser Schaltung kann die Verbindung 27 auch weggelassen werden.
Diese ausserordentlich einfache Einrichtung gestattet nun, den Ablaufbetrieb weitgehend zu automatisieren, insbesondere wenn man sie mit Beidrückabschnitten 4,6 kombiniert. Letztere bezwecken, die aus dem Auffangabschnitt 3 auslaufenden Wagen elektrodynamisch weiterzubewegen, bis sie sich an die bereits vorhandenen Wagen anreihen, wo sie gekuppelt werden können. Diese Längsführung der Wagen macht eine Zielbremsung überflüssig. Durch die Anordnung des Beidrückabschnittes 4 kann die Bremswirkung der Auffangzone selbsttätig in dem Masse verstärkt werden, wie die Aufreihung der Wagen dem Ende der Auffangzone näherrückt. Die Wirkung kommt durch sukzessive Verkleinerung des Stromkreiswiderstandes zustande. Insgesamt bringt sie eine Erhöhung der Regulier-und damit der Leistungsfähigkeit der Anlage.
Die Anordnung einer Schutzstrecke 5, welche aus einem nach beiden Seiten elektrisch isolierten Gleisabschnitt von einer die grösste Wagenlänge übertreffenden Länge mit voneinander elektrisch isolierten Schienen besteht, gestattet, im Beidrückabschnitt 6 die Stromquellen 29 (s. Fig. 3) unabhängig von der Stromquelle 25 zu wählen. Während die Stromquelle 25 mit Rücksicht auf die Flussverteilung in den Magnet jochen 12', 12" und die Geräuschdämmung mit Vorteil eine Gleichstromquelle ist, verwendet man für die Stromquelle 29 aus Gründen der Einfachheit mit Vorteil eine Wechselstromquelle mit einer Frequenz
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sätze speisen. Dies kann mit Hilfe von im Primärkreis der Stromquellen angeordneten Schaltern 28 ge- schehen.
Die Schalter 28 können auch in Abhängigkeit des Wagenlaufes gesteuert werden, so dass jeweils nur die dem Wagen zunächstliegenden Stromquellen in Betrieb sind. Diese Massnahme dient zur Verminderung der Verluste und der Erwärmung der Speiseaggregate.
Wird auf eine selbsttätig wirkende Vergrösserung der Bremskraft bei sich verkleinernder Laufweite verzichtet, so kann der Beidrückabschnitt 4 weggelassen werden. In diesem Fall schliesst die Schutzstrecke 5 direkt an den Auffangabschnitt 3 an. Wird anderseits darauf verzichtet, verschiedenartige Stromquellen zur Speisung heranzuziehen, so können die Schutzstrecke 5 und eventuell auch der Beidrückabschnitt 6 wegfallen.
Nebst der in Fig. 2 dargestellten Schaltung zur Erregung der Joche gibt es noch andere, z. B. mit mehreren Windungen, die durch Unterteilung der Zusatzleiter entstehen und die ähnliche Eigenschaften wie die dargestellte aufweisen. Die dargestellte Schaltung hat jedoch den Vorteil einer kleinen Speisespannung, was in bezug auf die Berührungsgefahr von Bedeutung ist.
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