DE13416C - Neuerungen an einschienigen Eisenbahnen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

J. L. HADDAN in WESTMINSTER. Neuerungen an eiη schienigen Eisenbahnen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. December 1879 ab.

Zweck vorliegender Neuerungen ist, beim Eisenbahnbau Erdwerke und Kunstbauten entbehrlich zu machen und eine leichte, schnell herstellbare Bahn zu bauen. Dieser Zweck soll hauptsächlich durch die specielle Construction des Oberbaues und die davon abhängige Form der Fahrzeuge, sowie durch die Vertheilung der Betriebskraft über eine gröfsere Länge der Bahn erreicht werden.

Abschnitt A.

Die erhöhte Eisenbahn besteht aus einem System von Pfosten oder Stützen, die einen einschienigen, für sattelartige Wagen oder Lasten bestimmten Oberbau tragen.

Fig. ι ist die Eisenbahn mit Fahrzeugen im Aufrifs, und zwar sind α die Pfosten, b die Tragschienen, c Führungsschienen, d Zugbänder, und e Druckstrebeil der Eisenbahn, während AB CDEF Wagen vorstellen, deren jeder mit Motoren versehen ist, welche den Rädern eine directe. Bewegung ertheilen, wie nachstehend näher beschrieben wird.

Der mittlere Wagen A dient zum Transport von Brennmaterial für die von den Wagen B B getragenen Kessel, und wenn hydraulische Motoren angewendet werden, führen die Wagen CC die nöthigen Dampfmaschinen und Pumpen, während die übrigen Wagen zum Personen- oder Gütertransport dienen.

Fig. 2 stellt eine Spannweite einer erhöhten Bahn, in gröfserem Mafsstab dar, und zwar bezeichnet f die Schiene, b die Pfosten, a Reibungs- oder Gleitflächen und d Zugbänder (Zugstangen, Ketten, Seile).

In Fig. 2 a ist ein System gezeigt, das nur Bänder oder Zugstangen c anwendet, während in Fig. 2b ein System von Druckstreben e Anwendung findet. Die Keile c c in Fig. 2 b dienen zur Feststellung des Winkels, welchen die Schienen mit den Pfosten bilden, wenn die Bahn auf geneigtem Boden hergestellt wird.

Fig. 3 zeigt dasObere Ende eines aus I-Eisen bestehenden Pfostens b, in welchem die Schiene/ durch einen Keil festgehalten wird.

Fig. 4 zeigt einen aus I-Eisen bestehenden und durch Streben ί gestützten Pfosten b, wobei die Streben die Flantschen von' b bei tt umklammern, aber nicht damit fest verbunden sind und so nur eine verticale Bewegung oder ein Setzen von b gestatten.

Fig. 5 zeigt einen aus zwei Winkeleisen oder T-Eisen gebildeten, sogenannten Zwillingspfosten. Die beiden Theile lassen sich an einander verschieben, die punktirten Linien zeigen ihre gegenseitige Stellung auf ebenem Boden und die voll gezeichneten Linien ihre Stellung auf abschüssigem Boden.

Fig. 6 zeigt gufseiserne Pfosten, die mit Schuhen versehen sind, welche exzentrisch sind und abwechselnd nach b oder i'^x zu die tragende Fläche gerichtet haben. Diese Anordnung wird, wo es vortheilhaft erscheint, z. B. bei Curven modificirt, indem man die Pfosten auf derjenigen Seite beschuht, welche am besten den Spannungen zu widerstehen geeignet ist.

Fig. 7 stellt eine Modification der unter dem Namen von Sutcliffe's Telegraphenstangenfundation bekannten Construction dar, wo a eine unten scharfkantige Hülse und b den Pfosten oder Pfahl darstellt.

Fig. 7 a zeigt einen durch daran angebrachte Einschnitte α und einen losen konischen Ring b verstellbaren Pfosten. Der genannte Ring greift in die Einschnitte, kann aber durch eine Viertelumdrehung aufser Eingriff mit denselben gebracht und dann auf- oder abgeschoben werden. Der Keil c dient dazu, den Ring b in seiner Stellung zu erhalten.

Fig. 8 zeigt eine Art verstellbarer Pfosten und Schwellen, die für temporäre Anlage besimmt sind, und zwar ist b ein Pfosten, α eine darauf geschobene, mit Schraubengewinde versehene Röhre, und c eine Mutter, deren Umdrehung den Bahnkörper hebt oder senkt und dadurch demselben die beabsichtigte Neigung giebt.

Abschnitt B.

Die Räder des Zuges erhalten eine eigene Bewegung, indem secundäre Motoren an denselben angebracht sind, welche von dem in den Wagen C, Fig. 1, angebrachten Mechanismus getrieben werden.

Für den hydraulischen Betrieb wird ein Apparat verwendet, in welchem Dampfkolben auf hydraulische Kolben oder Pumpen einwirken, Welche ihrerseits durch Röhren mit einer Anzahl von secundären Wasserdruckmotoren in Verbindung stehen. Letztere sind über den ganzen Zug oder einen Theil desselben vertheilt und setzen die Triebräder in Bewegung, und Ventile oder Schieber sind so angebracht, dafs die secundären Motoren umgesteuert werden können, während die Hauptmotoren ihre Vorwärtsbewegung fortsetzen, oder dafs die letzteren in Bewegung bleiben können, ohne auf die secundären Motoren einzuwirken, oder dafs die Flüssigkeit im Röhrensystem abgesperrt und dadurch bei einer Störung des Mechanismus der letztere zum Stillstand gebracht werden kann.

Ein solches Ventil ist in Fig. 9 und 9a angegeben, worin f die mit den Hauptmotoren oder Pumpen in Verbindung stehende Röhre, ζ die nach den secundären oder Wasserdruckmotoren führende Druckröhre z\ die das verbrauchte Wasser von den Motoren zurückführende Röhre, und d die mit dem Pumpenreservoir in Verbindung stehende Abflufsöffnung bezeichnet. Das Ventil ist mit Kanälen 1, 2, 3, 4, 5 versehen, welche je nach Bedürfnifs mit den Röhren f ζ z^l in Verbindung gesetzt werden.

Wenn z. B. 1 mit f communicirt, so steht 2 mit ζ in Verbindung und leitet die Druckflüssigkeit nach den Motoren, 3 communicirt mit z¹ und leitet die verbrauchte Flüssigkeit durch 5 nach dem Abflufsrohr d. Wird das Ventil in der Richtung des Pfeiles gedreht, so schliefst der Theil 6 den Ausflufs von / und schliefst die Flüssigkeit im Apparat ein. Die Fortsetzung der Drehbewegung verbindet den Kanal 2 mit / und 1 mit z¹, so dafs die Druckflüssigkeit jetzt durch die frühere Abflufsröhre geht, während die Function der letzteren von der Röhre ζ übernommen wird, welche die Flüssigkeit durch 4 nach 5 und von dort in die Abflufsröhre zurückführt, und so wird die Umdrehung der Motoren umgekehrt.

Setzt man die Drehung fort, bis sowohl 2 als 3 nach / offen sind und 1 nach ζ und z¹, so wird die Druckflüssigkeit durch f gepumpt und zurückgeführt und die verbrauchte Flüssigkeit nach dem Reservoir geleitet; die Motoren können dann keinen Widerstand überwinden.

Wird ι auf/ gestellt und das Ablaufventil D geschlossen, so herrscht in beiden Röhren der gleiche Druck und die Motoren werden zu Pumpen, welche das Wasser in ζ und z¹ zu comprimiren suchen, dadurch zum Stillstand gebracht werden und die Räder aufhalten.

Fig. 10 ist ein verticaler Längsschnitt, Fig. ioa ein Grandrifs und Fig. 1 ob ein verticaler Querschnitt eines Schieberventils für einen ähnlichen Zweck, und zwar ist α die Eintrittsöffnung der Röhre d, Fig. 11 und na, nach dem Schieberkasten, b der durch den Kolben χ entlastete Schieber, cc¹ die mit der Hauptleitung für die secundären Röhren in Verbindung stehenden Röhren, d in Fig. 10 ist die Abflufsöffnung nach dem Reservoir, aus welchem die Pumpen gespeist werden. In der» durch die Zeichnung angegebenen Stellung des Schiebers kann die Flüssigkeit in keine der beiden Röhren c und c^x dringen. Eine Bewegung des Schiebers nach links verschafft Zutritt zu c und eine Bewegung nach rechts Zutritt nach c¹, wodurch die Motoren nach Belieben umgesteuert werden können.

Um den Gang der Motoren und den' Aufwand von Betriebskraft zu reguliren, können folgende Methoden in Anwendung kommen.

Fig. 11 ist theilweise Aufrifs, theilweise Verticalschnitt der betreffenden Vorrichtung, Fig. na ein Grundrifs, Fig. lib halb Vorder-, halb Hinteransicht, und Fig. nc eine halbe Endansicht nach Wegnahme der Federn^, um die dahinter liegenden Theile besser zu zeigen. α ist der Dampfcylinder, b die Druckpumpe, beide sind durch Schubstangen k bezw. k¹ mit dem Hebel h verbunden, c ist das Saugrohr, c¹ die Saugventile, d das Druckrohr, d¹ die Druckventile, e der in den Fig. 10, ioa und iob detaillirte Vertheilungsschieber, / das vom Schieberkasten nach den Hauptspeiseröhren, ζ führende Druckrohr, g das Speisewasserreservoir für die Pumpen, h ein um den Punkt i schwingender Hebel, j ein die automatische Regulirung vermittelndes, an h auf- und abgleitendes Gleitstück, k die Pumpenschubstange, / eine zur Verstellung der Gleitbacke j und dadurch zur Veränderung des Pumpenhubes dienende Stange, welche bei m mit der Schubstange k verbun-

den ist, η ist ein um die Axe ο schwingender Hebel oder Balancier, / eine Schraubenfeder, die mit dem einen Ende an dem Hebel η und mit dem anderen an einem Punkt q des Maschin enrahm ens befestigt ist und die Rückbewegung des im Cylinder r befindlichen Kolbens bewirkt; r ein Cylinder, dessen Kolben durch die Stange ί mit dem Hebel η in Verbindung steht, derart, dafs eine Veränderung des Druckes in der Hauptleitung z, mit welcher Cylinder r in Verbindung steht, eine entsprechende Veränderung des Hubes der Pumpe b verursacht, so dafs letzterer von dem in der Hauptleitung herrschenden Druck, und folglich von dem damit in directem Verhältnifs stehenden Widerstand abhängt, u ist ein mit der Schwinge h fest verbundener Hebel, der mittelst der Schubstange w und der Kurbel χ die Welle ν bewegt. Von dieser Welle ν aus wird die Maschine gesteuert, ζ ist eine der Hauptspeiseröhren, welche mit einer Reihe D-förmiger oder anders profilirter Wulste versehen sein kann, um die Biegung auf Curven zu erleichtern, wie in Fig. 12 angedeutet. Die gleiche Vorrichtung kann auch zum Comprimiren von Luft dienen, welche die secundären Motoren treibt. In diesem Fall wird das Wasserreservoir durch einen Windkessel ersetzt, welcher einerseits mit dem Druckrohr der Pumpe (Compressionspumpe) und andererseits mit den Hauptspeiseröhren ζ in Verbindung steht.

y y sind die den Wagen bewegenden Mo-.toren, deren Anordnung aus Fig. 13 deutlicher hervorgeht.

In dieser Figur sind y y die Cylinder der (secundären) Motoren, y¹ y¹ die Kolben, welche die Kurbelnjy²jy² bewegen,^³ sind die Kuppelstangen, welche die Kurbeln mit einander verbinden. Die Cylinder oscilliren um die hohlen Axen z¹, deren Gestalt in der Figur angegeben ist, und welche durch Kanäle mit dem Cylinder in Verbindung stehen.

Jede der von den Axen gebildeten Kammern ist mit einer der Röhren ζ verbunden und dient als Eintritts- oder als Ausflufsrohr, je nach der Stellung des Ventiles e, Fig. 11 und na. Die Kuppelung der Röhren ζ ist an einem Ende als ein Kuppelgelenk und am anderen Ende als eine Stopfbüchse gezeichnet, um eine gegenseitige Verschiebung der Röhren zu gestatten, welche bei der Bewegung auf Curven oder geneigten Strecken nöthig ist.

Fig. 13a zeigt im' gröfseren Mafsstabe den Zusammenhang zwischen dem Cylinder y und der hohlen Axe ζ¹. Diese Axe ist durch eine Wand in zwei Kammern α und b getheilt, deren jede mit einer der Hauptröhren ζ in Verbindung steht, welche je nach der Stellung des Ventiles e, Fig. 11, das Druckrohr oder das Abflufsrohr ist. Jede Kammer hat einen Kanal c bezw. d, mit welchem der Kanal e des Cylinders y abwechselnd in Verbindung gebracht wird, während der Cylinder innerhalb des Winkels 0 p q oscillirt, f ist eine Backe, deren Stellung mittelst der Schraube g regulirt wird, und h ist ein an dem Wagengestell befestigtes Lager, welches zur Unterstützung der Axe ζ¹ dient.

Fig. 14 zeigt meine zweite Methode der Regulirung. α ist ein von der Grundplatte b getragener Cylinder, der zwischen dem primären Motor und der Pumpe angebracht ist. c ein mit dem Motor in Verbindung stehender Kolben, d ein mit der Pumpe verbundener Kolben, e ein von der Feder f so regulirter Kolben, dafs der normale, von c auf das Quecksilber oder eine andere im Cylinder a enthaltene Flüssigkeit ausgeübte Druck keine Bewegung von e verursacht, g ist eine zur Regulirung der Feder f dienende Schraubenmutter. Sobald der Druck von c die normale Gröfse, auf welche die Feder/ eingestellt ist, übersteigt, so weicht der den gleichen Querschnitt wie c besitzende Kolben e zurück, wodurch der Hub des Kolbens d verkürzt wird. Auf diese Weise erhält der Kolben d in Bezug auf c eine Differentialbewegung, sobald der dem Kolben dargebotene Widerstand den von c ausgeübten Druck übersteigt. Um den Rückgang des Kolbens d vor Beendigung des Hubes zu verhindern, ist die Anwendung eines Systems von zwei oder mehr Cylindern empfehlenswerth.

Fig. 15 zeigt die Vorrichtung, durch die eine Differential wirkung von der Pumpe ausgeübt werden soll, α ist der Pumpencylinder, f die Feder, c der Pumpenkolben, g und h sind die Saug- und Druckrohre, die mit entsprechenden Ventilen versehen sind. Das Druckrohr h steht mit der Hauptleitung oder einem Windkessel in Verbindung. Derselbe Zweck ist durch die Regulirung des Dampfzutrittes mittelst eines Kolbens und Hebels analog dem in den Fig. 11, na, ι ib und nc gezeichneten und auf die Stange k einwirkenden Kolben r und Hebel η und eines Expansionsschiebers erreichbar.

Die Fig. 16 und 16a zeigen einen Wagen, der mit hydraulischem Betrieb versehen ist, und zwar bezeichnet ζ ζ die mit den hohlen Axen ζ ^x mittelst der Zweigröhren z² in Verbindung stehenden Hauptröhren, y sind die Motoren.

Die für hydraulischen Betrieb construirten Vorrichtungen lassen sich theilweise für Dampf-, Gas- oder Luftbetrieb verwenden. Die secundären Motoren können dann von einem Hauptreservoir oder von einem Dampfkessel gespeist werden, wodurch sich der Mechanismus bedeutend vereinfacht, und die Wasserdruckmotoren sind durch kleine Dampfmaschinen, Gasmotoren oder pneumatische Motoren zu ersetzen.

Die Fig. 17, 17a und 17b zeigen eine Anordnung für Dampfbetrieb im Aufrifs, Grundrifs und Endansicht, und zwar sind α α die Cylin-

der, die mit den Triebrädern b b b verbunden sind, von der Röhre c mit Dampf gespeist werden und denselben in die Röhre d abblasen. Die nöthige Nachgiebigkeit ist durch Verbindung der Röhren benachbarter Wagen mittelst Kautschuk- oder anderer biegsamer Kupplungsröhren e e gesichert.

Fig. 18 zeigt eine Endansicht (entsprechend der Fig. 17b) in gröfserem Mafsstabe, woraus die Anordnung der Mechanismen, die Construction des Wagens und der Schnitt der Bahn deutlicher zu ersehen ist. Die Röhren c und d sind hier mit Zweigen c^l c"* c^z C^ und d¹ d? d^s d^l versehen, welche Anordnung für das Zusammenkuppeln der Röhren vortheilhaft sein soll, da nach Meinung des Erfinders vier Kautschukröhren von kleinerem Durchmesser gröfsere Sicherheit bieten, als eine einzige Kupplungsröhre von grofsem Durchmesser. Die Personensitze können aufgeklappt werden, um für gröfsere Kisten oder Gepäcke Platz zu machen, wie dies bei .S in punktirten Linien angedeutet ist.

In der durch Fig. 19 angedeuteten Anordnung sind sämmtliche Triebräder des Zuges durch endlose Seile r r bewegt. Da die Seile (das rechte und linke) sich zwischen je zwei auf einander folgenden Rollenaxen kreuzen, so ist jede Axe mit einer losen Rolle q versehen, die abwechselnd auf der rechten und linken Seite angebracht ist und zur Führung des Seiles dient, während das feste mit zwei Rinnen versehene Rad / vom endlosen Seil getrieben wird.

Fig. 20 zeigt zwei einschienige Eisenbahnen, die in einem bestimmten Abstand gebaut sind, so dafs aufsergewöhnliche Lasten gleichzeitig auf beiden Linien unterstützt und so transportirt werden können, α ist ein einschieniger Zug, und g ein die aufsergewöhnliche Last darstellendes Geschützrohr.

Fig. 21 zeigt die Bewegung eines einrädrigen Transportvehikels durch Thiere; der gleiche Dienst kann auch von Menschen verrichtet werden, α ist das auf einer Schiene oder in einer Rinne laufende einzige Rad, y ein Joch, b ein Korb oder Behälter und/ ein Wulst oder Kragen, der genügend Auftrieb besitzt, um die Last bei etwaigem Eintauchen in Wasser schwimmend zu erhalten.

Die Fig. 22, 22a und 22b zeigen eine besondere Anordnung und Verbindung der Triebräder von einschienigen Wagen, f ist die T-förmige Schiene, w sind die eigentlichen Räder, d Flantschenscheiben, c Kurbelzapfen, b die Kuppelstange.

Abschnitt C.

Die Lastkisten werden zum bequemen Abnehmen vom Zuge mit Rädern versehen. Diese Anordnung erscheint darum besonders nützlich, weil die Auflösung eines mit continuirlichem Antrieb versehenen Zuges schwer ausführbar ist. Fig. 23 zeigt das Gerippe des Zuges im Querschnitt, α zeigt eine auf Rollen laufende Wagenkiste, im Begriffe, vom Wagen abzufahren nnd oben Raum für Passagiere übrig lassend, b zeigt die Personenplattform aufgeklappt, um für eine gröfsere Kiste Platz zu machen. Auf diese Weise kann das gleiche Wagengestell für Personen-, Vieh- oder Gütertransport oder gleichzeitig für mehrere der genannten Zwecke eingerichtet werden, ζ sind die Arbeitsübertragungsröhren.

Abschnitt D.

Wo Wasser gespart werden mufs, z. B. auf Eisenbahnen, die durch trockene Gegenden oder Steppen gehen, ist es vortheilhaft, zur Condensation von Abdampf die comprimirte Luft zu verwenden, was mittelst einer durch Fig. 24 dargestellten Vorrichtung geschehen kann, w sind Drahtgeflechte oder Siebe, durch deren Zwischenräume die von der Luftkammer herkommende Luft ausströmt, nachdem dieselbe mit dem Abdampf in Berührung gebracht worden ist. Die Expansion der Luft kühlt den ausströmenden Dampf ab und condensirt denselben. Das Condensationswasser kann dann gesammelt und wieder zum Speisen des Kessels verwendet werden.

α ist die Zuleitungsröhre für comprimirte Luft, b das Abdampfrohr, c der Ausflufs für das Condensationswasser. Der Boden der Expansionskammer, sowie die Flächen w können wellenförmig gebogen oder gekrümmt sein.

Zur Compression der hierzu nöthigen Luft wird in der Nähe der Kraftmaschine eine Luftpumpe und ein Windkessel so angebracht, dafs die Pumpe nach Belieben abgestellt oder mit der Kraftmaschine verbunden und von derselben bewegt werden kann.

Abschnitt E.

Die Vorrichtung zum Ueberschieben von Zügen oder Wagen von einer erhöhten Bahnlinie auf eine andere, sind den gewöhnlichen Eisenbahnweichen und Schiebebühnen analog und bestehen aus Balken oder hohen Schienen, die auf beweglichen Rahmen gelagert sind, welch letztere entweder am Ende mit Zapfen oder Scharnieren versehen und drehbar gemacht sind, oder sich ihrer ganzen Länge nach wie eine Schiebebühne seitwärts verschieben. Das letztere ist in Fig. 25 im Querschnitt gezeigt, wo a einen Balken oder Pfosten und b den verschiebbaren Rahmen bezeichnet. Um das gewünschte Resultat schon durch eine mäfsige Bewegung der Weichen zu erlangen, wird die in den Fig. 26 und 27 im Grund- und Aufrifs gezeigte Anordnung gewählt. Die festen Stücke sind mit α bezeichnet und schraffirt, während die

Claims (10)

beweglichen Theile mit b bezeichnet sind. pp sind Getriebe; die Stellung der beweglichen Schienen, nach deren Rückkehr in die Hauptlinie oder gerade Bahn, ist in punktirten Linien und die Bewegungsrichtung für die Rückkehr in die gerade Bahn mit Pfeilen angegeben. Fig. 25 zeigt auch eine Methode, nach welv eher die Kästen, Waarenkisten oder Körbe C selbst den Wagen bilden, indem dieselben von Jochen y getragen werden, die ihrerseits provisorisch mit Rädern w versehen sind. Paten τ-Ansprüche:

1. Die Combination einer erhöhten einschienigen Eisenbahn mit einem Zuge, dessen Betriebskraft auf die Räder aller Wagen direct durch besondere secundäre Motoren übertragen werden kann, wie in den Abschnitten A. und B. beschrieben.

2. Bei erhöhten Eisenbahnen die Streben ί mit den Gleitstücken t, Fig. 4, zum Zweck, das Setzen von b zuzulassen.

3. Der in Fig. 9 und 9 a dargestellte Hahn zur Umsteuerung der secundären Motoren, wie im Abschnitt B. beschrieben.

4· Der durch Fig. 11, na, lib und nc illustrirte und im Abschnitt B. beschriebene Mechanismus zur Veränderung des Hubes der Pumpe je nach dem in der Hauptleitung herrschenden Drucke.

5. Die in Fig. 13 und 13a dargestellte Anordnung von secundären Motoren mit oscillirenden Cylindern zur Bewegung der Triebräder bei einschienigen Eisenbahnen.

6. Die im Abschnitt B. zweite Modification, beschriebenen und durch Fig. 14 und 15 illustrirten Differential - Mechanismen zur Uebertragung von Arbeit von der Kraftmaschine auf die Pumpe, Fig. 14, oder zur Ausgleichung des von der Pumpe zu überwindenden Widerstandes, Fig. 15.

7. Bei den Motoren für einschienige Eisenbahnen die im Abschnitt D. beschriebene und durch Fig. 24 dargestellte Methode der Condensation des Abdampfes bezw. der Wiedergewinnung des Speisewassers durch die Expansion comprimirter Luft.

■8. Die Anwendung der Kuppelstange b zwischen den auf derselben Schiene laufenden Triebrädern d und w, wie in bezug auf Fig. 2 2 und 22a beschrieben.

9. Weichen und Schiebebühnen für erhöhte Eisenbahnen, wie im Abschnitt E. in Bezug auf Fig. 25 bis 27 beschrieben.

10. Die Anordnung von zwei einschienigen Eisenbahnen in einer bestimmten Entfernung für von einer einschienigen Locomotive bewegte Fahrzeuge, im wesentlichen wie im Abschnitt B. beschrieben und durch Fig. 20 erläutert.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen.