DE153259C

DE153259C -

Info

Publication number: DE153259C
Application number: DENDAT153259D
Authority: DE

Description

Siawifcuwt ben fi'vz- O

KAISERLICHES

PATENTAMT.

NTSCHRIFT

M 153259
KLASSE 20/.

LIMITED in LONDON.

Bahnwagen.

Die vorliegende Erfindung betrifft Neuerungen an Bremsvorrichtungen für elektrische Bahnwagen und dient dazu, dem Wagen den Sicherheitsgrad zu geben, der bei elektrischen Aufzügen bereits erreicht ist und der im Hinblick auf die zahlreichen Unfälle im Straßenbahnverkehr, wo der Wagenführer die Kontrolle über den Wagen bei Weggefälle verliert, für den elektrischen Bahnbetrieb erwünscht erscheint.

Es ist der besondere Zweck der vorliegenden Neuerungen, vermittels elektrischer, Vakuumbremsen o. dgl. eine selbsttätige Bremsung des Wagens zu bewirken, wenn die Stromzufuhr zum Motor beispielsweise durch Herausspringen des Stromabnehmers aus der Leitung, Wegschmelzen der Sicherung u. dgl. unterbrochen wird, so daß also nicht mehr wie bei der in solchen Fällen möglichen Bremsung durch Kurzschließung des Motors oder Anziehen der Handbremse die Bremstätigkeit dem Wagenführer überlassen bleibt. Die Erfindung ist besonders für solche elektrisch betriebene Wagen anwendbar, die mit in bestimmtem Falle als Generatoren arbeitenden Verbundmotoren ausgerüstet sind. Wie bekannt, ist eine untrennbare Begleiterscheinung eines solchen elektrischen Motors, , der unter Umständen als Stromerzeuger wirkt, die Verzögerung, welche dadurch entsteht, daß der Motor sich selbst bremst. Erhält daher ein mit solchem Motor ausgestatteter Wagen einen Antrieb von einer anderen als der eigenen Kraftquelle, so wird der Motor sofort und selbsttätig ein elektrischer Generator und Kraftbremse.

Diese Umwandlung der Motoren in Generatoren findet schon dann statt, wenn die Geschwindigkeit der Wagen nur um ein bestimmtes geringes Maß über diejenige Geschwindigkeit steigt (beispielsweise infolge der Beschleunigung beim Herabfahren auf schräger Bahn), die jeweilig durch die Stellung des Fahrschalt- bezw. Geschwindigkeitsregelungshebels gegeben ist. Der Motor wirkt dann sofort verzögernd, bremsend auf die Fahrgeschwindigkeit des Wagens. Es besteht somit offenbar ein wichtiger und wertvoller Sicherheitsfaktor darin, daß, so lange als die" elektrische Ausrüstung des Wagens sich in gehörig arbeitsfähigem Zustande befindet, das Fahrzeug innerhalb der Grenzen der normalen Geschwindigkeit gehalten wird und nicht fortlaufen kann. In dem Falle jedoch, wo beispielsweise durch Herausspringen des Stromabnehmers aus der Leitung oder beim Wegschmelzen der Sicherung u. dgl. die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen wird, wird das Fahrzeug sofort dieses Sicherheitsfaktors beraubt und sein Lauf nur mittels der ge- 6q bräuchlichen Handbremsen oder dadurch zu bremsen sein, daß ein Kurzschluß des Motors herbeigeführt wird. Diese Bremsmittel sind aber keineswegs verläßlich, zumal es bei denselben sehr auf die Geistesgegenwart und Schnelligkeit des Führers ankommt, wenn sie

im Bedarfsfalle zweckmäßig zur Wirkung kommen sollen, so daß die, wenn erforderlich, mit Sicherheit selbsttätig eintretende Bremsung gemäß vorliegender Erfindung einen wesentlichen Fortschritt bezeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die selbsttätige Bremseinrichtung mittels Regenerativmotors durch mechanische oder sonstige selbsttätige -Kraftbremsen vervollkommnet, und die Bremssysteme sind derart angeordnet, daß beim Versagen der Bremswirkung der elektrischen Ausrüstung des Wagens, aus welcher Ursache sie auch entstehen möge, sofort und selbsttätig die mechanische Bremse an deren Stelle tritt.

Zu diesem Zwecke ist das Bremssystem so angeordnet, daß die Bremsen für gewöhnlich in der untätigen oder Freistellung durch einen elektromagnetischen Schalter oder eine sonstige elektrische Steuerungsvorrichtung gehalten werden, die zu elektrischen Stromkreisen und ortfesten Kontakten gehört, welche durch einen durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflußten bezw. mittels eines durch den Fahrschalter gesteuerten, beweglichen Kontaktes in Tätigkeit gesetzt werden. Die Vorrichtung ist derart getroffen, daß die Übertragung der Bremsung vom Regenerativmotor auf die mechanische Bremse sofort erfolgt, wenn ersterer in Unordnung oder außer Betrieb gerät, gleichviel, ob zufällig beim Versagen der Stromzuleitung oder beim

- beabsichtigten Ausschalten des Stromes durch den Wagenführer zum Zwecke des Anhaltens des Wagens.

. Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der neuen Vorrichtung zum Teil in schematischer Darstellung verbildlicht, und zwar ist Fig. 1 eine Ansicht der Stromkreise, der ortfesten und beweglichen Kontakte bei Benutzung eines elektrodynamischen Geschwindigkeitsanzeigers zur Überwachung des beweglichen Geschwindigkeitskontaktes.

Fig. 2 stellt die Stromkreise und Kontakte in Verbindung mit einem Fliehkraftregler dar. Fig. 3 und 4 zeigen beispielsweise eine Ausführungsform einer elektrischen Bremsvorrichtung.

A ist in Fig. 1 der elektrodynamische Geschwindigkeitsanzeiger bezw. in Fig. 2 der Fliehkraftregler und α der bewegliche Geschwindigkeitskontakt in Gestalt einer Nadel. Der bewegliche Kontrolläpparatkontakt ist mit B und der Bremseinschalter mit C bezeichnet. Die ' ortfesten Kontakte a¹ a² a^z α⁴ werden durch den beweglichen Geschwindigkeitskontäkta, die ortfesten Kontakte £>? b'² i>³ b* durch den beweglichen Kontrolläpparatkontakt B beeinflußt. Der- Kontaktrahmen <z⁵ in Segmentförm besteht aus leitendem Materiale und—sitzt drehbar auf der- Achse der Kontaktnadel a, ist jedoch von letzterer isoliert. Die -der Nadel benachbarte Radialseite des Rahmens besitzt einen gabelartigen Vorsprung mit zwei Anschlägen α⁶ α¹, deren einer, a'', von dem Rahmen a^r° isoliert ist. Die Nadel α liegt zwischen den beiden Anschlägen, und zwar für gewöhnlich außer Berührung mit dem Anschlage a⁽ⁱ und durch eine Feder α⁸ gegen den Anschlag d¹ angedrückt. Wenn nun beim Wachsen der Geschwindigkeit des Wagens die Nadel α sich vorbewegt, so trennt sie sich vom Anschlage a⁷, fährt gegen den Anschlag aⁿ und nimmt bei weitergehender Bewegung den Rahmen a^r> mit, so daß dadurch alle ortfesten Kontakte, welche die Nadel berührt, mit dieser elektrisch verbunden werden, solange die Nadel die Bewegung fortsetzt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird ein kleiner elektrischer Generator D direkt oder indirekt von der Motorwelle oder einer Wagenachse angetrieben. In den Stromkreis dieses Generators ist der Geschwindigkeitsanzeiger A in Gestalt eines kräftigen Voltmeters eingeschaltet, und zwar im Nebenschluß zu einem Widerstände d. Die Nadel a dieses Voltmeters schließt bei ihrer Drehbewegung infolge verschiedener Geschwindigkeitswerte durch den Anschlag a⁶ einen oder mehrere der Stromkreise x¹ x² x³ x⁴, die den beweglichen, mit dem Fahrschalter zwangläufig gekuppelten Kontakt B und das Solenoid des elektromagnetischen Schalters C einschließen. Die zu den verschiedenen Geschwindigkeitsstellungen gehörigen ortfesten Kontakte α¹ α² α³ λ⁴ des Voltmeters werden durch die Leitungen X¹X²X³X* derart mit. den ortfesten Kontakten b¹ b" b^s b^l des Fahrschalters verbunden, daß, wenn die Handkurbel des Fahrschalters auf einem gegebenen Einstellpunkte steht, der bewegliche Kontaktzeiger B des Fahrschalters durch einen oder den anderen der feststehenden Kontakte b¹, b², bⁿ oder £⁴ und die Leitung x¹, x², x^a oder x⁴ mit dem Kontakt α¹ α² α^Ά α⁴ des Voltmeters elektrisch verbunden ist, entsprechend der Höchstgeschwindigkeit für jenen Einstellpunkt des Kontrollhebels B. Angenommen, die Teile befinden sich in der in Fig. 1 dargestellten Stellung, d. i. der Wagenführer hat die 'Handkurbel des Fahrschalters auf den Punkt eingestellt, bei .welchem der Kontaktzeiger B auf dem ortfesten Kontakt b'² liegt; wenn nun die Nadel α des Voltmeters infolge des Ansteigens der Fahrgeschwindigkeit über die für jenen Einstellpunkt des Fahrschalthebels zulässige Geschwindigkeit hinaus den Kontaktrahmen a⁵ bis an den Kontakt a² bringt, so wird der Stromkreis x'² geschlossen und Strom geht durch, die. Nadel α, den Anschlag a⁽\ den Rahmen a^r\, zum . Kontakte a\

Claims

zum Zeiger B und von da zum Schalter C, der die mechanische Bremse beeinflußt. Der Schalter C wird in Tätigkeit gesetzt und die Bremsen treten in Wirkung.
Die Bremsvorrichtung selbst kann beispielsweise derart beschaffen sein, daß an dem gewöhnlichen, von der Handbremskurbel zu bewegenden Bremsgestänge starke Federn F (Fig. 3) in der Weise angebracht sind, daß sie dauernd bestrebt sind, die Bremsbacken G an die Räder zu drücken, also bremsend zu wirken. Um diese Wirkung für gewöhnlich, wenn sie nicht gewünscht wird, zu verhindern, ist ein kleiner, in den Stromkreis für den-Wagen eingeschalteter Motor E (Fig. 4) angeordnet, der, wenn er in Bewegung ist, etwa durch Reibungsräder HJ, durch Hebel oder sonst geeignete Übertragungsmittel, derart auf das Bremsgestänge K einwirkt, daß die Wirkung der genannten Federn ausgeglichen oder aufgehoben wird. Wird nunmehr das den Schalter C steuernde Solenoid erregt, dann wird durch die Öffnung des Kontaktes dieses Schalters die Stromzufuhr durch die Leitung N zum Motor E unterbrochen, die Bremsen-treten in Wirkung und verlangsamen die Fahrgeschwindigkeit oder bringen den Wagen zum Stillstand.

Wird der Fahrschalterhandgriff weiter auf den nächstfolgenden Punkt eingestellt, so ■wird auch der Zeiger -B den folgenden Kontakt b^?' erreichen. Die Fahrgeschwindigkeit des Wagens wird dann natürlich dementsprechend erhöht. Geht sie aber über die dieser Hebelstellung entsprechende Geschwindigkeit hinaus, so wird auch die Nadel a weit genug vorgehen, um den Kontaktrahmen a.·' auf den. Kontakt a^s zu bringen; Strom geht dann von diesem Kontakt durch den Stromkreis x³ zum ortfesten Kontrollkontakte b^s und zum Zeiger B und weiter zum Schalter C mit der geschilderten Wirkung der Bremsen.

Wenn die Fahrschalterkurbel anstatt um eine beispielsweise um zwei weitere Schaltstufen vorbewegt würde, so daß der Zeiger B von b² auf b* gelangte, so würden die mechanischen Bremsen nicht in Wirkung treten, es sei denn, daß die Fahrgeschwindigbis zum normalen oder zulässigen Maximum der Hebelstellung entsprechend dem Kontakt b^l wüchse und der Kontaktrahmen d^ö den entsprechenden ortfesten Kontakt a* des Voltmeters erreichte.

Dreht man den Fahrschalterhandgriff und den Zeiger B zurück auf den dem ortfesten Kontakte b¹ entsprechenden Punkt, so wird, falls die Fahrgeschwindigkeit, wie unter normalen Verhältnissen geschehen würde, sich entsprechend verringerte, die Nadel α und ihr Kontaktrahmen a^ö sich zurückbewegen, bis letzterer den ortfesten Kontakt a} des Voltmeters erreicht. Während dieser Bewegung liegt die Nadel α gegen den isolierten Anschlag a¹ an. Wenn aber die Fahrgeschwindigkeit sich nicht so weit verringert, vielmehr wächst, so wird die Nadel α gegen den Anschlag a^ü sich anlegen, dadurch mit dem Kontakt a^x durch den Rahmen leitend verbunden und Strom durch den Stromkreis x¹ zum Zeiger B und zum Schalter C fließen lassen, wobei die Bremsen in Tätigkeit treten.

Bei der unwirksamen oder Nullstellung des Fahrschalters, d. h. also, wenn kein Strom dem Wagenantriebsmotor zugeführt wird, ist auch die Stromzufuhr zum Motor E für die Bremse unterbrochen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird an Stelle des Voltmeters ein Fliehkraftregler bekannter Art benutzt, und zwar ist hierbei beispielsweise eine Vakuum bremse an Stelle der elektrischen Bremsvorrichtung der Fig. 1 gesetzt. Die Hülse a^x des Reglers A ist mit der Nadel α durch ein geeignetes Hebelgestänge a^xx verbunden, das die Bewegung der Hülse in vergrößertem Maße auf die Nadel überträgt. Der Schalter C steuert das Ventil c der Vakuumbremse. Der Regler A erhält seinen Antrieb in bekannter Weise von go der Motorankerwelle oder von einer Wagenachse aus; die Nadel liegt im Stromkreise einer Batterie x⁵ und des Solenoides des Schalters C durch den beweglichen Kontaktzeiger B. Die ortfesten Kontakte a¹ a" d^A aⁱ und b^l b'² b³ £⁴ sowie die Stromkreise x¹ x² x³ x⁴ sind ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. ι angeordnet, auch entspricht die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung. Bei der unwirksamen oder Ruhelage liegt der bewegliche Kontakt B gegen den feststehenden Kontakt b^x an und Strom fließt dann durch die Stromkreise x^x x^x direkt zum Schalter C durch den beweglichen Kontakt .B, wodurch die Bremsen, wie vorher beschrieben, in Tätigkeit gesetzt werden.

Patent-A ν Sprüche:

i. Bremsvorrichtung für mit Regenerativmotoren ausgerüstete elektrische Bahnwagen, bei welchen die infolge Zunahme der Fahrgeschwindigkeit über eine festgesetzte Höhe stattfindende Umwandlung des Motors öder der Motoren in einen Generator oder in Generatoren selbsttätige Bremsung des Wagens bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß, sofern infolge der Unterbrechung der Stromzufuhr zum Wagen (z. B. beim Entgleisen der Stromabnehmerrolle) die Bremsung durch die

Generatorwirkung der Motoren in Fortfall kommt, sofort durch die vereinte Wirkung zweier beweglicher Kontakte und das daraus folgende Arbeiten eines Schalters selbsttätig Kraftbremsen in Tätigkeit treten, die eine Verminderung der Fahrgeschwindigkeit oder ein Halten des Wagens bewirken.
2. Eine Ausführungsform der Bremsvorrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Bremsen durch zwei bewegliche Kontakte ausgelöst werden, von denen der eine (B) durch die Stellung des Fahrschalthebels von Hand, dagegen der andere (a) durch Änderungen in der Fahrgeschwindigkeit selbsttätig beeinflußt wird.
3. Eine Ausführungsform der Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen elektrodynamisch oder in sonst geeigneter Art beeinflußten Geschwindigkeitsanzeiger (A), dessen Wirkung von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängt und der einen beweglichen Kontakt (Nadel a) mit segmentförmigem Kontaktrahmen (α^Λ) besitzt, einen vom Fahrschalthebel beeinflußten beweglichen Kontakt (B), einen elektromagnetischen Schalter (C) und zwei Sätze feststehender Kontakte mit Stromkreisen (x¹ x² x³ x*) in solcher Anordnung, daß, wenn einer der feststehenden Kontakte des einen Satzes (a^l bis a^) mit dem beweglichen Kontakt (a) und ein feststehender Kontakt des anderen Satzes (b^x bis b^l) mit dem anderen beweglichen Kontakt (B) leitend verbunden wird, der Schalter (C) erregt wird und die Bremsen in Tätigkeit setzt.
4. Eine Ausführungsform der Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmen (a^s) des beweglichen Kontaktes (Nadel a) zwei Anschläge (a^a a¹) vorgesehen sind, deren einer (a⁷) isoliert ist und deren Abstand voneinander so bemessen ist, daß zwischen Rahmen und Nadel toter Gang auftritt, so daß die Nadel, je nachdem sie mit dem einen oder dem anderen Anschlage in Berührung tritt, eine Stellung einnimmt, bei der sie entweder mit dem Rahmen leitend verbunden oder von ihm isoliert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.