DE117639C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elek-, irische Bahnanlage mit Theilleiter- und Relaisbetrieb derjenigen Art, bei der die Theilleiter durch elektromagnetische Umschalter, welche von magnetischen Relais beeinflufst sind, an die Hauptleitung angeschaltet werden. Auf die Relais wirkt nach einander ein starkes, unter dem Wagen erzeugtes magnetisches Feld' ein.

Der Gegenstand der Erfindung ist im Wesentlichen eine Anordnung, durch welche den elektromagnetischen Umschaltern und den Relais die erforderliche Zeit gewährt wird, ehe sie ihre Arbeit verrichten sollen, und durch welche ein genügender magnetischer Stromkreis zwischen dem unter dem Wagen geführten magnetischen Felde und den magnetischen Relais erzeugt wird, so dafs deren Wirkungsweise zuverlässiger wird.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 eine' schematische Ansicht der elektrischen und magnetischen Stromkreise unter dem Wagen. In diesem Schema sind das Gleis im Grundrifs, die Wagenräder, die Motoren, der Stromabnehmerschuh, die Relais und die Hauptmagnete jedoch im Aufrifs gezeichnet. Fig. 2 ist ein Grundrifs des Gleises mit der elektrischen Ausrüstung. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Strafsenbettes nach Linie X-X der Fig. 2 und Fig. 4 einen senkrechten Längsschnitt eines Theiles in der Mitte des Strafsenbettes. Fig. 5, 6 und 7 sind schematische Ansichten besonderer Ausfuhrungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Mit Bezug auf Fig. 1 stellt F eine 500 Volt Spannung besitzende Hauptleitung dar; w w*¹ sind Zweigleiter davon, welche zu festen Contactpunkten in den elektromagnetischen Umschaltern ■ M M¹ führen. w^l n>^s sind Drähte, welche von den Umschaltern nach den Theilleitern B B¹ führen. F¹ ist eine 50 Voltleitung mit Abzweigungen w* ji'⁶, die zu den Spulen der elektromagnetischen Umschalter MM¹ führen; die anderen Enden der Spulen sind mit nach festen und für gewöhnlich offenen Contactpunkten - magnetischer Relais, die in luftdicht verschlossenen Behältern D D'² enthalten sind, führenden Drähten w^ w¹ verbunden. Die ' beweglichen Contacttheile in diesen Behältern DD'² sind beständig mit der Erde oder der Rückleitung verbunden, so dafs nach Herstellung des Contactes zwischen den festen und den beweglichen Theilen ein Strom durch die Spulen der Magnete MM¹ fliefst, welcher die Umschalter veranlafst, sich zu schliefsen und dadurch eine Verbindung zwischen den Theilleitern B B¹ und der Hauptleitung herzustellen. Magnetische Ergänzungsrelais von gleicher Anordnung . (s. D¹ D³) befinden sich vor ihren entsprechenden Elektromagneten und sind durch Drähte n>^s n>⁹ n>¹⁰ parallel mit dem oben erwähnten Satze von Relais derart verbunden, dafs ein Umschalter, z. B. M¹, entweder durch ein oder durch beide Relais D¹ Z)² geschlossen werden kann.

R und R¹ sind die Schienen; T¹ T² T^s T* sind Verbindungsstangen, die bei dieser Anlage

Verein deutscher Jngenieure Bezirksverein a. d. niederen Ruhr.

den Nebenzweck haben, einen magnetischen Stromkreis zwischen dem Contactschuh S¹, den magnetischen Relais und den Schienen zu vervollständigen. C C¹ C² C³ sind Polfortsätze für die magnetischen Relais D D¹ D² D³; diese Polstücke oder Fortsätze sind aus dünnem Eisenblech hergestellt und in das Asphaltpflaster zwischen die Schienen etwa 25 mm unter dem Contactschuh S¹ eingelagert. Diese Polfortsätze haben den Zweck, die magnetischen Kraftlinien von dem Schuh S¹ zu sammeln und sie in die Nähe der freien Enden der in den Relaisbehältern D D¹ D'² befindlichen magnetischen Contactnadeln zu führen und dadurch zu veranlassen, dafs diese freien Enden angezogen und emporgehoben werden, bis die unteren nichtmagnetischen Theile der Contactnadeln gegen die oben erwähnten feststehenden Contacte stofsen. Die anderen Enden dieser Contactnadeln befinden sich vermöge weiterer, sich nach abwärts erstreckender Polfortsätze in magnetischer Nähe der oben erwähnten Verbindungsstangen (Fig. 4).

S² S³ stellen schematisch die magnetischen Kerne des Contactschuhes S¹ dar, um welche die Spulen M'² M³ gewickelt sind, die ihren Erregerstrom von einer kleinen Speicherbatterie B* erhalten, welche vom Wagen getragen wird. Die oberen Theile dieser magnetischen Kerne befinden sich in nächster Nähe der Wagenachsen AA¹, wie Fig. 1 zeigt.

Durch den von der Batterie B* nach dem Contactschuh S¹ und den Spulen M'² M³ der magnetischen Kerne fliefsenden Strom werden diese Kerne derart magnetisirt, dafs ihre unteren Enden Nordpolarität und ihre oberen Enden Südpolarität erhalten. Wenn ihre unteren Enden (wie es der Fall ist) durch den Stahlschuh S¹ verbunden sind, so pflanzen sich die magnetischen Kraftlinien in folgender Weise fort: Von den Kernen S² S³ nach dem Schuh S¹, nach den unmittelbar unter diesem gelegenen, aus weichem Eisenblech hergestellten Polfortsätzen C C¹ C'² und somit nach den freien Enden der in den Relaisbehältern befindlichen Magnetnadeln, durch welche die Kraftlinien sich nach den abwärts reichenden Polfortsätzen an der anderen Seite der Relaisbehälter und nach den Verbindungsstangen T¹ T² T³ geleitet werden, wo sie sich von selbst theilen, indem eine Hälfte in der einen Richtung nach Schiene R und die andere Hälfte in der entgegengesetzten Richtung nach Schiene R¹ fliefst, von da durch die Wagenräder und Wagenachsen nach den oberen Enden der magnetischen Kerne S² S³, auf welche Weise der Stromkreis vervollständigt wird.

Während der Vorwärtsbewegung des Wagens bleibt der Magnetismus in dem Contactschuh S¹, den Kernen S² S³, den Wagenachsen AA¹ und den Wagenrädern W W¹ constant, aber er pflanzt sich über die Schienen in ähnlicher Weise fort, wie der Magnetismus in einem Ankerkern, der vor einem Polstücke im Kreise bewegt wird. Hieraus ist ersichtlich, dafs die Magnetnadeln in den Relaisbehältern mit ihren aus dünnem, ausgeglühtem Eisenblech hergestellten Polfortsätzen und die Verbindungsstangen die einzigen Theile sind, von denen schnelle Annahme ihrer Mägnetisirung verlangt wird. Wegen ihrer kleinen Abmessungen und ihrer magnetischen Eigenschaften ist wohl anzunehmen, dafs diese Theile auf magnetische Veränderungen ebenso schnell reagiren, wie die mit dünnen Plättchen überzogenen Kerne eines Wechselstromumformers.

Die Wirkungsweise der elektrischen Stromkreise ist, wenn der Wagen sich in der Richtung des Pfeiles (Fig. 1), d. h. von links nach rechts fortbewegt, die folgende:

Bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Wagens wird der Theilleiter B wirksam gemacht auf Grund der Schliefsung des Relais D, welches seinerseits den elektromagnetischen Umschalter M in der früher beschriebenen Weise geschlossen hat. Der Theilleiter B speist nun von der 500 Volthauptleitung aus ' die Motoren und, falls der Strom kräftig genug ist, auch die Magnete M'² M³ und die Batterie B ⁴, indem er letztere, wie in dem Schema gezeigt, ladet. Die Relais D¹ X)² werden ebenfalls geschlossen, und der elektromagnetische Umschalter M¹ hat Zeit gehabt, sich zu schliefsen, während der Schuh S¹ sich von dem Polfortsatze C¹ des Relais" D¹ nach dem Polfortsatze C² des Relais ΰ² fortbewegte. In anderen Worten: das Relais D' hat den Zweck, den Umschalter M¹ zu schliefsen, ehe ihn der Contactschuh berührt, damit der Theilleiter B¹ wirksam, sei, bevor er von dem Contactschuh erreicht wird. Relais D² hält den Umschalter Af¹ geschlossen, während die Zuführung von Strom von dem Theilleiter B¹ in derselben Weise geschieht, wie bei Relais D, Umschalter M und Theilleiter B.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind RR¹ die beiden Schienen, BB¹ ein Paar der Theilleiter, die aus kurzen Stücken gewöhnlicher T-Schiene bestehen, wie Fig. 4 deutlich zeigt. Diese Theilleiter sind an einem Isolatorblocke oder einer Schwelle befestigt, die zweckmäfsig aus mit Asphalt behandeltem Holz besteht. An den Seiten dieser Schwelle sind mit Asphalt behandelte Bretter angenagelt, die auf der Kante stehen, wie Fig. 3 zeigt. Das Ganze bildet einen fortlaufenden engen Trog, in dem (aufser den Theilleitern BB¹) die Relaisbehälter DD¹D²D³ mit ihren Polfortsätzen, die Drähte W⁸Jf⁹JP¹⁰ und die 50 Volt-

leitung J⁵*¹ enthalten sind. Dieser Trog ist mit Asphalt rings um die Theilleiter und die Relaisbehälter gefüllt, und die oberste Schicht wird besonders hart und glatt gemacht, um eine für das Darübergleiten des Contactschuhes geeignete Fläche zu bilden. Die Theilleiter ragen nur ein wenig (etwa 6 mm) über die Asphaltoberfläche empor, gerade hinreichend zur Sicherung eines guten Contactes mit dem Contactschuh. E E sind gufseiserne Umschalterbehälter mit Deckeln E¹E¹ für die elektromagnetischen Umschalter.

Fig. 4 zeigt die aus Messing oder anderem nichtmagnetischen Materiale hergestellten Relaisbehälter D D¹, welche die Magnetnadeln NN¹-enthalten. Diese Nadeln sind aus gut ausgeglühtem Eisenblech (etwa ³/₄ mm dick) hergestellt und an den Stellen HH¹ lose eingehängt, bei welchen sie in ständiger elektrischer Verbindung mit den Behältern DD¹ stehen. Diese Behälter sind ihrerseits mit der Erde oder der Rückleitung verbunden. Die Enden n* der magnetischen Nadeln befinden sich in der Nähe der weiteren Polfortsätze C C¹ und schwingen in nächster Nähe der Polfortsätze JJ¹ innerhalb der Behälter, wenn sie durch den Contactschuh magnetisirt werden. Die Theile nn¹ der Nadeln sind aus Kupfer oder anderem nichtmagnetischen Material hergestellt und geeignet zur Herstellung des elektrischen Contactes mit den isolirten Kohlenspitzen KK¹, welche ständig mit ihren entsprechenden Umschalterspulen verbunden sind, wie Schema Fig. ι zeigt. An den Aufhängpunkten der Nadeln NN¹ sind andere Eisenblechstücke LL¹ innerhalb der Behälter angebracht, um die magnetische Ab₇ stofsung zwischen den Nadeln und den abwärts reichenden Polfortsätzen t t^x an der anderen Seite der Relaisbehälter zu vermindern.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der die Relais D¹ D³, die Polfortsätze C^lC^s und die zugehörigen Leiter n>^ w¹⁰ zur Schliefsung des Stromkreises nach dem nächsten Theilleiter B¹ fortgelassen sind; die diesen Theilen zukommende Aufgabe wird in diesem Falle (Fig. 5) durch die dargestellte Anordnung der Polfortsätze C C² gelöst, welche je eine der Entfernung zwischen den Umschalterbehältern und den Theilleitern entsprechende Länge besitzen. Die Enden dieser Polfortsätze reichen , nach unten und liegen gegen die Behälter in nächster Nähe der freien Enden w^x der darin eingeschlossenen magnetisirbaren Nadeln.

Bei dieser abgeänderten Anordnung wird der Polfortsatz C², unmittelbar nachdem die Spitze des Schuhes S¹ den Leiter B erreicht, bei der Vorüberbewegung von links nach rechts in Richtung des Pfeiles magnetisirt, wirkt daher auf die Magnetnadel in dem Behälter D², veranlafst auf diese Weise den Magneten M¹, seinen Umschalter anzuziehen, die Contacte zwischen den Zweigleitern w¹ w^% nach dem' Theilleiter B¹ zu schliefsen, und gewährt hierdurch einen für die Thätigkeit der Umschalter erforderlichen Zeitraum. Es ist augenscheinlich, dafs auf Grund der magnetischen Verwandtschaft des Schuhes S¹ und des langen magnetischen Polfortsatzes C², der parallel und in nächster Nähe hierzu liegt, letzterem hinreichend magnetische Kraft während des Vorübergleitens des Schuhes mitgetheilt werden wird, um bei den'gewöhnlichen Geschwindigkeiten den zunächst davor liegenden Umschalter zu beeinflussen.

Fig. 6 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der ,Erfindung, bei der die in Fig. ι dargestellen Relais D ß² und die Polfortsätze C C² fortgelassen sind. Die Stellung des Relais D¹ D³ ist umgekehrt und ihre Polfortsätze C¹ C³ sind mit dünnen Plättchen überzogen und erstrecken sich nach den vorausliegenden Theilleitern zu. Bei dieser Anordnung wird einem Umschalter, beispielsweise M¹, der erforderliche Zeitraum zum Schliefsen gewährt auf Grund der Stellung des Relais D ^J, das vor dem Umschalter und seinem Theilleiter B¹ liegt. Der lange Polfortsatz C¹ dient dazu, das Relais D¹ und den Umschalter Af¹ geschlossen zu halten, bis der Contactschuh S^l den Theilleiter B^l verlassen hat.

Anstatt die Drähte w* n>⁶ mit der Hülfsleitung .F¹ zu verbinden, wie in Fig. 6 dargestellt, kann man sie an Erde legen, wie Fig. 7 zeigt. In diesem Falle würden die Nadeln der Relais isolirt und durch einen Draht mit dem erwähnten Hülfsleiter F¹ verbunden sein. Diese Anordnung soll jede Gefahr einer unbeabsichtigten Stromabgabe von den Drähten w^s w⁹ durch fehlerhafte Isolation oder dergl. und einer Schliefsung des Stromkreises der Umschaltermagnete durch die Erde, ohne dafs die Nadeln der Relais durch den Wagen beeinflufst werden, beseitigen.

Die Drähte W^ w¹ in Fig. 5 können bei Bedarf auch mit der Erde verbunden und die Nadeln der Relais mit dem Hülfsleiter F¹ in ähnlicher Weise verbunden sein, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine elektrische Bahn mit einer Reihe von Theilleitern, elektromagnetischen Schaltvorrichtungen und Relais zur Einschaltung dieser letzteren, dadurch gekennzeichnet, dafs magnetisirbare Polstücke (C C¹ C² C³ . . .) in der Längsrichtung zwischen den einzelnen

   Theilleitern (B B¹ . . .) und den Relais (DD¹D²...) angeordnet sind, so dafs beim Anlangen des magnetisirten Wagenschuhes (S]) an dem einen Ende des magnetisirbaren Polstückes (C¹ C³ . . .) dieses letztere die erforderliche magnetische Kraft weiterleitet, um ein in der Nähe seines anderen Endes gelegenes Relais (D¹ D³) einzuschalten.

   Eine Anordnung der Einrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, dafs das magnetisirbare Polstück zwischen dem Theilleiter und einem dahinter befindlichen Relais angeordnet ist, so dafs das letztere geschlossen gehalten werden kann, bis der Wagenschuh den früher als dies Relais in wirksamen Zustand versetzten Theilleiter verlassen hat.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.