DE119613C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat eine Theilleiter- oder Contacteinrichtung für elektrische Bahnen zum Gegenstande, und zwar eine solche mit elektromagnetischen Relais.

Bei derartigen Anordnungen, von denen bereits eine gröfsere Anzahl beschrieben und bekannt sind, kommen elektromagnetisch gesteuerte Schalter oder Relais zur Verwendung, welche die zeitweilige Verbindung von denjenigen Theilleitercontacten herstellen, welche gerade von dem oder den Fahrzeugen befahren werden.

Zur Erregung dieser Magnetspulen in den Schaltern sind sowohl Haupt- als Nebenschlufs- und auch Verbundspulen in verschiedenster Schaltungsweise bereits vorgeschlagen worden.

Bei allen diesen Einrichtungen mit Ausnahme derjenigen, die mit Nebenschlufswickelung und Umschaltung verschiedener Stromkreise arbeiten, sind nicht nur Leitungen von der Hauptleitung nach dem oder den Schaltern, sondern auch solche zwischen mehreren Schaltern unter einander nothwendig, d. h. es werden aufser der Hauptleitung noch eine oder mehrere durchlaufende stromdurchflossene Leitungen angeordnet.

Nachstehend beschriebene Einrichtung unterscheidet sich von den früheren grundsätzlich insofern, als bei ihrer Verwendung mit Hülfe von nur einer Spule in jedem Relais und ohne. Umschaltung in demselben aufser der Hauptleitung keine Leitungen längs der Strecke verlegt zu werden brauchen, wie dies beispielsweise auch bei den Anordnungen mit rein magnetisch beeinflufsten Theilleitern möglich ist. Um nun zunächst die allgemeine Schaltung zu erläutern, dient die Fig. i.

In derselben bezeichnen ab, a^lb^l, a¹ b² u. s. w. die Contacte oder Theilleiter — im vorliegenden Falle zwischen den Fahrschienen R R liegend dargestellt, während sie natürlich auch an anderer Stelle liegen können —, die zu je zwei neben einander liegen und dauernd mit je einer Magnetspule c c^l c² u. s. w. verbunden sind.

Sie sollen weiterhin als »Doppelcontacte« bezeichnet werden. Die Spulen heben einen Anker d, sobald sie von Strom durchflossen werden. Dieser Anker stellt nun, wenn angehoben, eine leitende Verbindung zwischen der Hauptleitung e und den Theilleitern her, während er diese Verbindung wieder trennt, sobald er in seine Ruhelage zurückfällt.

Auf den Theilleitern schleifen zwei metallene, am Fahrzeug befestigte Schlitten f und g, zwischen welchen eine auf dem Fahrzeug befindliche Stromquelle h, vorzugsweise eine kleine Sammlerbatterie geschaltet ist, und welche sodann über den Fahrschalter i mit dem oder den Motoren k in der gezeichneten Weise in Verbindung gebracht wird.

Der andere Pol der Motoren ist mit der Stromrückleitung, und zwar in der Zeichnung der Einfachheit halber mit den als Rückleitung dienenden Fahrschienen R R durch das Wagenrad / verbunden.

In den durch die Stromquelle h und die Spule c bezw. c¹ u. s. w. gebildeten Local-

Stromkreis, der fortan Hilfsstromkreis genannt werden soll, ist vortheilhafterweise noch ein Hülfswiderstand m geschaltet (Fig. i), derart, dafs die nach dem Fahrschalter führende Leitung zwischen m und h angeschlossen ist, jedoch ist dieser Widerstand, dessen Zweck weiter unten erläutert werden wird, nicht durchaus nothwendig und bildet deshalb nicht einen unerläfslichen Theil der Erfindung.

Die Länge der Schlitten oder Stromabnehmer f und g mufs gröfser sein, als der Längsabstand zweier Doppelcontacte beträgt.

So lange sich nun das Fahrzeug in Ruhe befindet und der Hülfsstromkreis geschlossen ist, giebt die Stromquelle h Strom in der nach unten zeigenden Pfeilrichtung durch die Spule c und bewirkt dadurch das Anheben des Ankers d und die Verbindung von α und b mit der Hauptleitung.

Sobald jetzt zum Anfahren der Mötorstromkreis geschlossen wird, fliefst der Hauptstrom von e nach Punkt /, verzweigt sich dort in einen Theil, der durch die Stromquelle h in umgekehrtem Sinne als vorher, und einen anderen, der die Magnetspule und den Hülfswiderstand im gleichen Sinne wie vorher durchfliefst. Die beiden Zweigströme vereinigen sich wieder in Punkt 2 und durchfliefsen den Fahrschalter und die Motoren, um schliefslich durch die Rückleitung den Kreislauf zu vollenden. Es ist ersichtlich, dafs man durch richtige Wahl des Hülfswiderstandes m die erwähnten beiden Zweige des Hauptstromes derart bemessen kann, dafs bei Verwendung einer Secundärbatterie h diese Stromquelle durch einen Theil des Hauptstromes wieder aufgeladen wird, während die Magnetspule nur von dem zur Magnetisirung nothwendigen Theil durchflossen wird. Kommen die Stromabnehmerspitzen mit einem zweiten Doppelcontact in Berührung, so wird in demselben Zeitpunkt auch dessen Anker angehoben, und beide Schalter nehmen parallel geschaltet an der Stromlieferung für die Motoren Theil. Verlassen dann die Stromabnehmer den hinteren Doppelcontact, so verliert dessen Spule ihren Magnetismus und läfst den Anker abfallen.

Eine Stromunterbrechung im Schalter selbst findet dabei nicht statt, da vorher schon die Stromabnehmer den Stromkreis unterbrochen hatten.

Sollte während der Fahrt der eine Stromabnehmer g seinen Contact durch Schmutz, Sand oder dergl. zeitweilig verlieren, während der andere f Contact behält, so würde bei der Schaltung (Fig. 1) der Hauptstrom nur durch b und h m'efsen und die Spule stromlos werden.

Der betreffende Anker würde dann unter Strom öffnen. Dieser Fall wird nur sehr vereinzelt auftreten, und kann man durch geeignete Vorkehrungen dafür sorgen, dafs die auftretenden Oeffnungsfunken im Relais unschädlich bleiben und ausgelöscht werden; jedoch kann in folgender Weise dieser Uebelstand vollständig behoben werden.

Wenn man nämlich in Leitung hf einen Ausschalter η einfügt und diesen jedesmalnach dem ersten Anfahren öffnet, so kann der Hauptstrom ausschliefslich durch die Magnetspule nach den Wagenmotoren gelangen, so dafs beim etwaigen Ausbleiben der leitenden Berührung des Schlittens g mit seinen Contacten α α¹ der Hauptstrom nicht in den Relais, sondern zwischen Schlitten und Theilleiter unterbrochen wird.

Man kann diesen Ausschalter η auch ohne Weiteres mit dem Fahrschalter selbst derartig vereinigen, dafs Leitung hf nur in der ersten oder den ersten Stellungen des Fahrschalters geschlossen, nachher aber geöffnet ist.

Ebenso bietet es keine Schwierigkeiten, durch den Fahrschalter den Hülfswiderstand m kurzzuschliefsen, nachdem Leitung hf unterbrochen ist, da m dann überflüssig ist und nur einen, wenn auch kleinen, Spannungsverlust verursachen würde. Fährt jetzt der Wagen mit geöffnetem Schalter η und kurzgeschlossenem Widerstand m weiter, so findet die Erregung der vorausliegenden Relaisspulen in derselben Weise wie beim Anfahren mit der Hülfsbatterie statt, indem zwischen den Contacten / und den Theilleitern α α¹ u.. s. w. jedesmal ein Spannungsabfall proportional der Stromstärke und dem Widerstand der Spule auftritt, d. h. zwischen Schlitten f und g herrscht ein Spannungsunterschied, der zum Erregen der vorausliegenden Spule dient.

Der Hauptstrom theilt sich dann in der Zeit, wo die Schlitten zwei Doppelcontacte decken, in zwei gleiche Theile in den beiden Relaisspulen. Man erreicht mit dieser Schaltung neben den geschilderten Vortheilen noch den weiteren, dafs während der Fahrt Verunreinigungen der Strafsencontacte mit der vollen Betriebsspannung und nicht nur mit der geringen Spannung der Hülfsbatterie durchbrochen werden, und dies geht aus folgender Ueberlegung hervor.

Angenommen, die Stromabnehmer befinden sich in der Bewegungsrichtung, welche der Pfeil (Fig. 1) andeutet. Relais I sei geschlossen, II dagegen noch geöffnet, weil einer der Theilleitera¹^¹ mit einer dünnen Isolirschicht bedeckt ist. Leitung hf sei unterbrochen. Sobald jetzt Schlitten g, der etwas kürzer als f gewählt wird, den Theüleiter zu verlassen anfängt, bildet sich ein immer länger werdender Abreifsfunken zwischen g und a, mithin wächst auch die Spannung zwischen g und b bis zur Betriebsspannung, weil im ersten Moment der

Anker d . noch angezogen bleibt. Da nun b über die Spule c mit verhä'ltnifsmäfsig geringem Widerstand dauernd mit α verbunden und α in leitender Verbindung mit g ist, entsteht plötzlich zwischen f und g die volle Betriebsspannung, die erfahrungsgemäfs sicherer den Contact herstellt als die niedrige Spannung der Hülfsstromquelle.

Um denselben Vortheil der Contactherstellung durch die Betriebsspannung zu erreichen, kann man sich auch anderer Mittel bedienen, die aber nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung gehören, und von denen deshalb nur noch eine Methode kurz angedeutet werden soll.

Fig. 2 zeigt nämlich insofern eine Abänderung der Schaltung, als die Spitze g¹ und das Ende g¹ des Stromabnehmers g vom Mittelstück isolirt und durch einen Umschalter ρ einzeln entweder über einen Widerstand ο nach Erde oder mit dem Mittelstück verbunden werden können. Fährt man in der Richtung des Pfeiles, dann 'stellt man den Umschalter auf die voll gezeichnete Stellung und verbindet dadurch g¹ über ο mit Erde und g²· mit g. Die Folge davon ist, dafs in der gezeichneten Stellung ein Strom von I über b b¹ durch c¹, a¹ und g¹ über den Widerstand ο nach Erde fliefst und den Anker d¹ anhebt. Uebergangswiderstände zwischen f und b¹ bezw. g¹ und a¹ werden in diesem Falle während der Fahrt auch mit der Betriebsspannung durchschlagen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:
   Eine Stromzuführung für elektrische Bahnen mit Theilleiterbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dafs zum Ein- und Ausschalten der Theilleiter selbsttätige Schalter mit Hauptstromspulen ohne Umschaltung verschiedener Stromkreise verwendet werden, zu dem Zweck, die Verbindungsleitungen zwischen den Theilleitern zu vermeiden.
   Bei der unter i. gekennzeichneten Stromzuführung die Verbindung von in zwei Reihen angeordneten Theilleitercontacten (a b, a¹ b^x) zu je zweien durch eine Magnetspüle (c), so dafs beim Einschalten dieser Spule (c) an eine Hülfsstromquelle (h) ein Anker (d) angehoben und hierdurch die Verbindung beider Theilleiter (a b) mit der Hauptleitung (e) ohne Verwendung von Umschaltern bewirkt wird.
   Bei der unter ι. gekennzeichneten Stromzuführung die Schaltung der auf den Theilleitern (a b, Ci₁ b₁) schleifenden Stromabnehmer (f g) eines Fahrzeuges mit einander, mit den Steuerungen (i) und den Motoren (k) in der Weise, dafs eine Hülfsstromquelle (h) beim Anfahren des Fahrzeuges den Strom zur Erregung der Magnetspule (c) liefert und nach dem Anfahren der für die Fahrzeugmotoren (k) aus der Hauptleitung (e) entnommene Strom ganz oder theilweise die Spule (c) und in umgekehrter Richtung zu der beim Anfahren die Hülfsstromquelle (h) durchfiiefst.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.