DE14678C - Vorrichtung zur Nutzbarmachung der Bremsarbeit bei Eisenbahnfahrzeugen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Qj^ElSENBAHNBETRIEB. j

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7. April 1880 ab.

Nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf die Nutzbarmachung von . Reibungsarbeit, und zwar dadurch, dafs. diese nicht in Wärme, sondern in Elektricität umgewandelt wird. Die in Elektricität verwandelte Reibungsarbeit wird zunächst zum Verrichten aufzuspeichernder mechanischer Arbeit verwendet und diese wiederum zur Erzeugung eines elektrischen Stromes.

Zu diesem Zweck sind dynamo - elektrische Rotationsapparate in solcher Weise mit einer Eisenbahnwagenaxe verbunden, dafs sie bei Bremsung deren Rotation aufnehmen und die entwickelte Elektricität einem stationären Accumulator zuleiten, und dafs sie bei Antrieb der Wagen, vom Accumulator Elektricität empfangend, auf die Axen drehend einwirken.

Soll der Eisenbahnwagen, Fig. 1 und 2, gebremst werden, so wird vermittelst des Riemenführers r¹ der Riemen von der losen Riemscheibe Q¹ auf die feste Q ² übergeführt, und somit die Drehbewegung der Wagenaxe mittelst der Riemscheiben Q und Q² dem auf dem Rahmen J? ruhenden Siemens'schen dynamoelektrischen Rotationsapparat ^S mitgetheilt; die hierzu nöthige Kraft wird der lebendigen Kraft des Zuges entnommen, und es wird dadurch bremsend auf denselben eingewirkt. Der Strom : der von dem Rotationsapparat in Elektricität umgesetzten Bewegung geht durch den Draht i¹ über einen weiter unten ausführlich beschriebenen Commutator K nach dem »Contactor« C, von diesem durch die auf paraffinirten Schwellen ruhende isolirte Leitimgsschiene /, mit welcher C in leitender Berührung ist,, nach einem auf der Station aufgestellten Rotationsapparate, welcher die empfangene Elektricität wieder in Arbeit umsetzt, indem er etwa Wasser in ein höher gelegenes Reservoir pumpt. Von hier geht der Strom durch die Eisenbahnfahrschienen, die Wagenräder und Axen zum Rahmen R und gelangt über den Commutator K hinweg mittelst des Leitungsdrahtes ζ⁵ zum Apparat zurück.

Der Riemenführer r¹, ,.welcher in beliebiger Weise am Gestell angebracht sein kann, wird durch eine Feder so weit zurückgezogen, dafs er den Riemen stets auf die feste Scheibe Q ² leitet. Soll der Riemen auf die lose Scheibe Q¹ zurückgeführt werden, so wird die Wirkung der Feder durch die Thätigkeit eines Elektromagneten Ot² aufgehoben.

Fig. 3 zeigt diese Anordnung in etwas gröfserem Mafsstabe. Die Armatur des Magneten »z² trägt einen in einen Sector r eingreifenden, federnden Haken b. Der Sector r ist durch eine Stange r ² mit dem Riemenführer r¹ verbunden. Der Haken b kann so lange arbeiten, bis die Stange r² sich auf die Drehaxe des Sectors r auflegt, wobei die Bewegung des - Hakens b von Zahn zu Zahn durch den Magneten m² bewirkt wird, der mit einem Selbstunterbrecher bekannter Construction versehen ist. Ein zweiter Magnet m ^x hat den Zweck, den Sperrhaken χ aus dem Sector r herauszuziehen, wenn die Feder den Riemenführer r¹ wieder auf die feste Scheibe Q ² zurückführen soll. Beide Elektromagneten erhalten die erforderliche Elektricität von einem in gleicher Weise am Tender angebrachten Rotationsapparat.

Durch entsprechende Bewegung des dortigen Riemenführers wird auf ihn die Drehung der Tenderaxe übertragen, und die entwickelte Elek-

gerexemp

tricität geht nach den noch besonders neben den gewöhnlichen Buffern angebrachten elektrischen Buffern B¹ 2?², welche auch durch beliebige andere Mittel behufs Ueberleitung des Stromes von Wagen zu Wagen ersetzt werden können, und zwar, wenn die Elektromagneten m¹ mitarbeiten sollen, nach dem Mittelbuffer B¹, von welchem der Strom mittelst des Drahtes P nach den Elektromagneten in¹ geleitet wird. Von da geht der Strom weiter über die nächsten Mittelbuffer B* und umkreist die Elektromagnete m¹ der folgenden Wagen. Vom Buffer B¹ des letzten Wagens wird der Strom durch den Leitungsdraht nach der Wagenaxe geführt und geht von hier durch die Räder und Schienen nach dem Tenderrotationsapparat zurück.

Damit der Strom keine Ablenkung erfahre, ist die Leitung von den Buffern nach der Wagenaxe bei allen Wagen unterbrochen, indem der Draht durchschnitten ist. Beide Schnittenden sind durch einen Hohlkegel getrennt, und nur beim letzten Wagen werden beide Drahtenden durch Einsetzen eines Vollkegels in den Hohlkegel mit einander leitend verbunden. Sollen die Elektromagnete /;z² umkreist werden, so wird der am Tender befindliche Leitungsschalter umgestellt, und der durch die Tendermaschine entwickelte Strom geht nun nach den äufseren Buffern .S², die mit einander leitend verbunden sind, ferner durch den Leitungsdraht z³ über die Magnete m² nach den Buffern am anderen Wagenende und so durch den ganzen Zug, an dessen Ende der Strom wieder Leitungsschlufs nach den Fahrschienen findet.

Die Drähte z², welche die Mittelbuffer B¹ verbinden und die Magnete in^l umkreisen, sind somit von der Parallelleitung z'³, welche die Aufsenbuffer B^% verbindet und nach den Magneten ;/z² geht, isolirt, und beide Leitungen können je nach der Stellung des Stromschalters auf dem Tender nach Belieben zur Durchleitung des auf dem Tender entwickelten Separatstromes benutzt werden.

Der Contactor C, welchen Fig. 4 in etwas gröfserem Mafsstabe zeigt, ist mit der isolirten Mittelschiene /, welche natürlich nur auf den Bahnhöfen oder auf Abhängen, nicht auf der ebenen freien Strecke verlegt wird, in stetiger Berührung, was durch die Feder f bewirkt wird. Der Contactor ist hier als Drahtbesen dargestellt; doch ist der Ueberleitung des Stromes durch Rollen (ähnlich wie es auf der Fahrschiene durch die Räder geschieht) der Vorzug zu geben, indem man ein Gehäuse mit einer genügenden Anzahl Rollen gegen die Schiene / drücken läfst.

Die Fig. 7,8, 9 und 10 zeigen einen solchen Rollencontactor, welcher, mit dem Axengehäuse F am Fahrzeug isolirt befestigt, dazu bestimmt ist, mit der zur Mittelschiene rechtwinklig stehenden Rollenanordnung die Mittelschiene unter Druck zu fassen und somit leitende Verbindung herzustellen. Der Vorgang ist kurz folgender. Die Gleitbacken ff fassen die Mittelschiene und führen den Contactor, welcher in α begrenzt stellbar aufgehängt ist, dem keilförmig verjüngten Ende der Mittelschiene zu. Der Keil zwängt nun die durch Gummibuffer g g gegen einander gedrängten Gleitrollen aus einander und stellt somit, da die Vierkante H (die Rollenträger) unter einander leitend verbunden sind, den Contact her. Diese Rollenträger laufen in den Seitenbacken dd, welche, um eine bessere Führung zu ermöglichen, an den entsprechenden Stellen verstärkt sind. Für die bezw. Verwendung von Rollencontactoren würde die Mittelschiene höher sein müssen.

Der Commutator K ist in Fig. 5 und 6 im Detail dargestellt. Auf einem Cylinder von -Horn, Holz oder Hartgummi schleifen die Federn abc und d, welche mit Leitungsdrähten in Verbindung stehen, und zwar führt α nach dem Contactor C, b und c nach den Polen der dynamo-elektrischen Maschine und d nach dem Wagengestell. Durch zwei flache Löcher des Cylinders sind die Leitungsplatten e e durchgesteckt, und die Leitungsschienen g g sind auf der Peripherie des Cylinders befestigt, und zwar in der Entfernung von Y₆ Kreisumfang. Auf der entgegengesetzten Seite liegen in ^:/₆ Kreisentfernung zwei Erhöhungen des Cylindermaterials; der Strom wird unterbrochen, wenn die Federn darauf schleifen.

Der Cylinder ist in beliebiger Weise auf dem Wagengestell gelagert, und zwei Eisenstangen mit Kurbeln machen seine Verstellung von der Aufsenseite des Wagens möglich.

Der Commutator gestattet also drei Stellungen, und zwar vermittelt die erste (in Fig. 1 angenommen) : Ueberleitung des den dynamo - elektrischen Apparat umkreisenden Stromes durch Draht z^G nach der Fahrschiene und durch Draht i¹ nach der Mittelschiene /;

die zweite: Unterbrechung des Stromes;

die dritte: Ueberleitung des Stromes durch Draht z'¹ nach der Fahrschiene und durch Draht z'⁶ nach der Mittelschiene /.

Soll ein Zug, welcher mit den vorbeschriebenen Apparaten ausgerüstet ist, aus der Station ausfahren, so läuft ein Wagenverbinder den Zug entlang und stellt alle Commutatoren nach vorn in die erste Stellung.

Den Accumulator der Station, welcher durch Turbinen bewegt wird, wenn die durch ihn aufgespeicherte Kraft z. B. gepumptes Wasser ist, läfst man erst kurz vor Abgang des Zuges arbeiten. Der davon ausgehende elektrische Strom findet, nun die einzelnen Apparate auf den Eisenbahnwagen umkreisend, Schlufs und unterstützt die Fortbewegung des Zuges bezw.

hilft bergauf. Auf ebener freier Strecke werden dann die Riemen von den festen Scheiben (?² auf die losen Q¹ gerückt, indem vom Tender aus Elektricität entwickelt und in der beschriebenen Weise über die Elektromagneten m ² geleitet wird.

Ist dies geschehen, so bringt man den Apparat des Tenders durch Ausrücken des Treibriemens mit der Hand in Ruhe, und erst, wenn der Zug in die nächste Station einfährt, wo der Accumulator zur Aufnahme neuer Kraft vorbereitet ist (durch Umstellung eines Strom-Wenders), werden durch einen Strom vom Tender über die Magnete m * die Sperrhaken χ aus den Sectoren r herausgezogen, Fig. 3, der Haken b wird vermöge der Construction des Sperrhakens χ nach hinten gedrückt, läfst mithin die Zähne des Sectors fahren, und die Riemenführer, durch die nun wirkenden Federn angezogen, bringen die Riemen auf die festen Scheiben Q\

Sobald die Contactoren C auf die isolirte Mittelschiene des Bahnhofs auflaufen, und damit der Strom sich schliefst, erfolgt eine energische Bremsung und Bewegung der stationären Accumulatormaschine.

Sollen einzelne Wagen des stehenden Zuges ausrangirt werden, so müssen alle Commutatoren K (die noch nach vorn stehen) auf Ruhe gestellt (II. Stellung) und die der rückwärts abzuschiebenden Wagen nach hinten (III. Stellung) gestellt werden. Alsdann umkreist der vom Accumulator gegebene Strom nur die Apparate der auszurangirenden Wagen, und zwar in solcher Richtung, dafs eine Rückwärtsdrehung der Axen, also Rückwärtsabschieben, erfolgt. Das Rangiren auf den Bahnhöfen überhaupt kann in dieser Weise ohne Locomotiven geschehen. Soll der Zug weiter fahren, so werden alle Commutatoren wieder nach vorn gestellt.

Diese Anordnungen können ' nun nach zwei Seiten hin wesentlich vereinfacht werden, und zwar erstens durch Hinfortlassung der Mittelschiene und der Contactoren. Für diesen Fall müfste zwischen einem der Räder und der Axe sich eine Isolirschicht befinden, und wäre dann der negative Strom der einen Schiene verhindert, direct durch die Räder und Axen hindurch sich mit dem positiven Strom -der zweiten Schiene zu vereinigen, vorausgesetzt natürlich, dafs keine Zugbolzen von Schiene zu Schiene gehen bezw. dieselben gleichfalls isolirt sind. Fig. ι ο stellt eine solche Isolirung zwischen Rad und Axe dar, und besteht dieselbe in der Papierschicht a, welche zwischen Büchse und Nabe angebracht ist. Die Büchse besteht nach dieser Construction aus zwei abgestutzten Kegeln, welche wiederum durch Schraubenbolzen zusammengezogen sind. Eine zweite Vereinfachung würde die Fortlassung der elektro-dynamischen Maschine auf dem Tender, der zugehörigen Leitungen nebst Buffern, der Elektromagnete und Riemenführer bezwecken, wenn man davon absieht, die elektro-dynamischen Apparate während der Fahrt in Ruhe zu haben.

Der Widerstand, den die dauernd rotirenden Apparate bieten, wenn kein Stromschlufs vorhanden ist, ist ziemlich gering, so dafs man von einer "Vorrichtung, die Riemen auf eine lose Scheibe überzuführen, absehen kann; die Apparate laufen alsdann immer mit, sobald die Wagen in Bewegung sind, und eine energische Bremswirkung tritt sofort ein, sobald der Zug entweder mit den Contactoren auf die isolirte Mittelschiene der Station aufläuft oder in irgend einer beliebigen Weise Stromschlufs zwischen den beiden Fahrschienen erfolgt, die in der oben angegebenen Weise von einander isolirt sind.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Bremsung von Eisenbahnzügen mit Hülfe von dynamo-elektrischen Maschinen und zur Fortleitung der dabei erzeugten elektrischen Ströme zu einer stationären (Accumulator genannten) Maschine behufs dynamo-elektrischer Uebertragung der Bremsarbeit auf diesen Accumulator; gekennzeichnet durch:'
   i. die Contactvorrichtung (Contactor genannt) in der vorliegenden Construction, wie beschrieben und in den Fig. 7, 8 und 9

   dargestellt;
   . 2. die angegebene Vorrichtung zur Verschiebung des Treibriemens von der losen Scheibe auf die feste und umgekehrt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.