DE197718C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Feld bewirkt wird.

Es sind Vorschläge gemacht worden, elektrische Bahnen in der Weise zu betreiben, daß an Stelle sich drehender Motoren mit dem Wagen verbundene Spulen treten, welche auf einer mit der Strecke fortlaufenden Vor-

■ richtung dauernd einen Zug zur Bewegung des Fahrzeuges hervorbringen. Gemäß der Erfindung soll diese Anordnung für Eisenbahnen in der Weise benutzt werden, daß

ίο nicht nur die innere Reibung, d. i. die Reibung der-Maschinenteile, sondern auch die äußere, d. i. die Reibung zwischen Fahrzeug und Gleise, möglichst vermieden wird, und zwar geschieht das dadurch, daß die Gestelle der Wagen Schuhe tragen, welche im Ruhezustande mit ihrem vollen Gewicht auf dem Gleis aufliegen, dagegen während der Fahrt ganz oder teilweise entlastet sind. Es geschieht dies auf elektromagnetischem Wege,

ao indem ein magnetisches Kraftfeld verschoben wird und durch die Verschiebung Bewegungskräfte erzeugt werden. Da dabei kein Motor im engeren Sinne, also eine Maschine mit drehenden Teilen benutzt wird, so fällt die

as innere Reibung fort sowie die Verluste, die durch Spannungen in den hin und her bewegten Teilen bedingt werden. Infolgedessen kann die neue Eisenbahn mit beträchtlich größerer Geschwindigkeit fahren.

Fig. ι zeigt eine Anordnung in Seitenansicht und teilweisem Schnitt, Fig. 2 in Endansicht, ebenfalls teilweise geschnitten. Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Wagengestelles, Fig. 4 eine Draufsicht von unten. Fig. 5

zeigt die oberirdisch angebrachten Führungsplatten, Fig. 6 dasselbe in Seitenansicht. Fig. 7 zeigt die entsprechende Platte am Motorgestell. Fig. 8 zeigt die Wicklung der Magnete, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der einzelnen Sektionen und Streifen, Fig. 10 dasselbe von der anderen Seite gesehen. Fig. 11 bis 16 sind schematische Darstellungen der magnetischen Felder und zugehörigen Teile. ^; Fig. 17 bis 19 zeigen die Wirkung der Spule, welche sich aus Streifen zusammensetzt.

Das Gleis wird von zwei Ständern A (Fig. 2) getragen, an deren seitlichen Vorsprüngen A¹ I-Eisen A³ und hieran wieder Schienen Ĺ befestigt sind. Da die Schienen A^ zur Führung dienen, so ist für das Gestell eine Bauart vorgesehen, durch welche gleichzeitig eine Sicherung der Bewegung nach oben und nach der Seite erreicht wird. Von einem Ständer A zum anderen geht eine Kopfplätte B aus magnetischem Material. Diese ist so bemessen, daß sie die Belastung, welche durch das Wagengestell auf sie 'ausgeübt wird, mit Leichtigkeit trägt. Die Kopfplatte B ist mit Aussparungen B¹, B² zur Aufnahme elektrischer Leiter ausgestattet. Durch diese Aussparungen entsteht eine nach unten vorspringende Rippe B^s und zu beiden Seiten je eine ähnliche Rippe B*. Das Gestell C, welches den Wagen (Fig. i) trägt, wird im Ruhezustande von geeignet gestalteten Schuhen C¹, C², die von den Führungsschienen A² eingeschlossen sind, getragen. Dabei gestatten die Schuhe durch ihre Bemessungen, daß hin- -

reichend Spiel bleibt, um Kurven zu durchlaufen. Das Wagengestell C ist ebenso wie die Kopfplatte B aus magnetischem Material und ist gleichfalls mit Vorsprängen und Aussparungen, die denen der Kopfplatte entsprechen, versehen, so daß eine mittlere Rippe C⁵ und zwei Seitenrippen C entstehen, die den Rippen J5³ und B* gegenüberstehen. Kanäle C\ C⁴ dienen dazu, horizontale Spulen D¹

ίο und D² aufzunehmen, und weiter dazu, Raum für die Bürstenvorrichtung usw. zu bieten, welche später beschrieben wird.

Die Spulen D¹, D², die, wie in Fig. 8 angedeutet, gewickelt sind, erzeugen dasmagnetische Feld, welches von der mittleren Rippe C⁵ ausgeht und über die Seitenrippen B* und C⁰ sich in sich selbst schließt. Es ist wichtig, daß senkrecht verlaufende Kraftlinien verwendet werden, da senkrechte Kräfte zur

ao Hebung des Wagengestelles auftreten müssen, um die Schuhe C¹, C² anzuheben, so daß die gleitende Reibung verschwindet. Die Aussparungen B¹, B² in der Kopfplatte B dienen dazu, die elektrischen Speiseleiter F¹, E² (Fig. 2) sowie die Kontaktstreifen F¹ bis F¹¹ und G¹ bis G", durch welche der Strom hin-

, durchgeht, aufzunehmen, und zwar bilden die ■ Streifen in der Kopfplatte die obere Hälfte einer Spule, während die Leiter der unteren Hälfte P bis /^u am Gestell befestigt sind und die Zwischenverbindung durch die Bürsten

. ·.! K\ K² . .. hergestellt wird. In Fig. 2, 4, 5, und Io erkennt man, daß die Leiterstreifen

.in kurzen Längen angeordnet sind, da sie in Gruppen (Fig. 9 und 10), welche voneinander isoliert bleiben, geteilt sind. Zusammengehalten werden die Leiterstreifen z. B. durch isolierte Bolzen und isolierte Hängevorrichtungen. In der Zeichnung sind elf Streifen jeder Gruppe in einem Kanal angeordnet. Im Kanal B^x beispielsweise befinden sich die Streifen F¹ bis F¹¹, im Kanal B² die Streifen G¹ bis G¹¹. Kupferbänder H\ H², H³ (Fig. 5, 9 und 10) sind an dem einen Ende mit je einem Kontaktstreifen (mit Ausnahme eines) des einen Kanals und an dem anderen Ende

t mit je' einem Streifen des anderen Kanals verbunden. Eine ähnliche Verbindung ist von jedem Speiseleiter F¹, E² (Fig. 2 und 5) zu einem der Streifen hergestellt, so daß sich zwölf Querbänder ergeben. Die Verbindungen sind derart getroffen, daß der Speiseleiter F¹ bzw. F.² in jedem Kanal B¹ bzw. B² mit dem am meisten nach innen liegenden Streifen G¹ bzw. F¹ im anderen Kanal B² bzw. B¹ in

·' Verbindung steht (vgl. Fig. 5). Der äußerste Streifen F¹¹ bzw. G¹¹ ist ebenfalls mit dem dem innersten Streifen nächstliegenden G² bzw. F² verbunden.

Das Wagengestell führt in ähnlicher Weise wie die Kopfplatte eine Reihe kreuzweise verbundener isolierter Bänder /' bis /^u (Fig. 7), welche von einem zu dem anderen Kanal führen und welche mit den Bürsten K¹ bis K²² in Verbindung stehen. Diese Bürsten sollen gegen die Kontaktstreifen Fund G, an welche die Kreuzbänder H angeschlossen sind, schleifen. Aus Fig. 5 und 7 ist ersichtlich, daß die Bürsten für die unteren Bänder so angeordnet sind, daß Strom aus einem der Speiseleiter, beispielsweise F¹, entnommen werden kann. Der Strom geht dann über das Kreuzband H¹ (Fig. 5) über den Streifen G¹, auf dem die Bürste K¹ (Fig. 7) schleift; er tritt nunmehr in das untere Band P über die 75 # Bürste K² in den dritten Kontaktstreifen F⁹, über das Band H² (Fig. 5) zum Streifen G⁴, durch Bürste K^z zum zweiten unteren Teil P über Bürste K* zum Kontaktstreifen F⁰ usw. Die Anordnung von oberen und unteren -80 Kreuzbändern und Bürsten ist also derart getroffen, daß eine sozusagen gespaltene Spule erzeugt wird, über welche und längs der magnetische Kraftlinien fließen, sobald der Stromkreis geschlossen ist.

Die magnetischen Kraftlinien außerhalb der Spule verlaufen im wesentlichen horizontal und in der Längsrichtung des Gestelles (senkrecht zur Papierebene der Fig. 2), also quer zu den vorher erwähnten, von den Spulen D¹ und D² erzeugten vertikalen Kraftlinien (in der Papierebene der Fig. 2), welche in den · zentralen Rippen C⁵, C und B³, B* senkrecht verlaufen. Es tritt somit eine Verdrehung der vertikalen Kraftlinien ein. Da nun aber die Kopfplatte B im Gleis festliegt, ergibt sich eine Zugkraft auf das Gestell, welche dieses fortzubewegen bestrebt ist. :

Stellt man den Schalter L⁴ (Fig. 8), der die Richtung der Ströme im Gestell bestimmt, ioo um, so ändert sich auch die Richtung der. vertikalen Kraftlinien und es muß eine Rückwärtsbewegung eintreten.

Der Vorgang möge an Hand der Fig. 11 bis 13 klargestellt werden". In diesen Figuren ist ein Teil der Kreuzbänder, welche die Spulen bilden, durch einfache Kreise dargestellt, und zwar in einiger Entfernung voneinander. Die Richtung der Kraftlinien durch die mittleren Rippen ist durch die Pfeillinien angedeutet. Gemäß Fig. 11 fließt kein Ström durch die Querbänder und der Verlauf der Kraftlinien ist deshalb einfach von unten nach oben. In Fig. 12'und 13 sind die Leerkreise der Fig. 11 durch solche, welche einen Punkt oder Kreuzband enthalten, ersetzt, um" dadurch verschiedene Stromrichtung anzudeuten. Je nach Richtung des Stromes entsteht nun, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt ist, eine Verzerrung der Kraftlinien in dem einen oder iao

anderen Sinne. Diese Verzerrung bringt aber, wie man sich leicht überzeugt, eine seitliche Zugkraft zwischen Kopfplatte und Gestell hervor, da die Kraftlinien das Bestreben haben, auf kürzestem Wege zu verlaufen. Gleichzeitig findet natürlich eine Anziehung zwischen der festen Kopfplatte und der Kopfplatte des Gestelles statt. Bei Umkehrung der Stromrichtung ändert die seitliche Ver-Schiebungskraft ihren Sinn.

Bei der praktischen Ausführung wird die Spule, in Form von breiten und flachen Bändern , welche so eng nebeneinander angeordnet'sind, daß die Magnetfelder ineinander verlaufen, hergestellt, so daß sich die Vorgänge, wie in Fig. 15 und 16 dargestellt ist, gestalten. Es ist also nicht nur ein Heben, sondern auch ein seitliches Verschieben des Gestelles die Folge der elektrischen Ströme und der durch sie entstehenden Magnetfelder. Hervorgehoben sei, daß, während die obige Beschreibung den Vorgang prinzipiell darstellt, auch durch die gespaltene Spule allein eine gewisse Zusammenwirkung erzielt wird,

as welche die Bewegung des Gestelles durch die Verzerrung der Kraftlinien unterstützt. Dies ist aus den Fig. 17 bis 19 ersichtlich. Während nämlich Strom durch zwölf obere Kreuzbänder H im Gleise fließt, geht er nur durch elf untere Kreuzbänder / im Gestell. Fig. 17 zeigt den Fall, daß die Bänder genau untereinander liegen. Dabei befindet sich das zwölfte festliegende Kreuzband H¹ um' eine Bandlänge in Voreilung, so daß das Bestreben, die Stellung nach Fig. 18 zu erzielen, eintritt. Sobald aber diese Stellung erreicht ist, schaltet die mit dem Bandgestell sich bewegende Bürstenvorrichtung die Spule H¹² (rechts in Fig. 18) ein und die Spule H¹'² (links in Fig. 18) dagegen aus, so daß sich die Verhältnisse der Fig. 19 ergeben, welche so lange andauern, bis wiederum die der Fig. 17 erreicht sind.

Während die Störung des Gleichgewichts in diesem Fall durch die Anzahl der Spulen bewirkt wurde, läßt sie sich auch auf andere Weise erzielen. Z. B. kann das Metallband

. am Gestell sich nach einer Richtung weiter erstrecken, hierdurch aber verhindert es den magnetischen Widerstand für die Kraftlinien, die um dieses Ende gehen, und schafft dadurch wieder den Zustand des gestörten Gleichgewichtes. Das Bestreben aber, das Gleichgewicht wieder herzustellen, wird durch das Voreilen der Bürstenvorrichtung vereitelt. Die gespaltene Spule bleibt bei der Bewegung des Fahrzeuges selbstverständlich immer bestehen, indem immer neue Teile wieder eingeschaltet werden. Die Stärke des magnetisehen Zuges läßt sich durch geeignete Stromregler in beliebigen Grenzen verändern. Fig. 8 zeigt eine solche Reglervorrichtung, bei der der vertikale Zug selbsttätig geregelt wird. Die Abzweigungsleitungen L', L² leiten Strom zu dem Widerstand L³ und dem Umsohalter IJ nach den Gestellspulen D¹ und D².. Mit dem ,■ Widerstandsarm ist' der Hebel L⁵ verbunden. Seine Stellung hängt von der Erregung der Spulen L^e und L⁷ ab, welche in Parallelschaltung angeordnet sind. Ein Hebel V stellt die Stromverbindung über Kontakt L⁸ zu der einen oder anderen Spule her. Dieser Hebel V ist vom Wagengestell elektrisch isoliert, aber mit ihm mechanisch verbunden, so daß, sobald sich die Gestellschuhe gegen die Führungsschienen lehnen (wenn der Wagen zu stark gehoben wird), der Hebel L" sich dreht und dadurch die Spule L¹ erregt, infolgedessen Widerstand eingeschaltet wird. Wenn aber die Gestellschuhe sinken, so wird 80' ■die Verbindung zu der ersten Spule V unterbrochen und zur zweiten L''' hergestellt, damit aber der Widerstand vermindert. Auf diese .Weise kann eine Einstellung derart bewerkstelligt werden, daß die Schuhe C¹, C² mit den Schienen A³ (Fig. 2) ohne erhebliche Reibung in Berührung stehen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:
2. I. Elektromagnetische Eisenbahn, bei welcher die Fahrbewegung durch ein fortschreitendes Feld bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Kontakt-. vorrichtung zwischen Wagen und längs der Linie fortlaufenden Spulen, welche mit zwischen den Spulen liegenden Polansätzen ausgestattet sind, auf im Wagen angebrachten, sich unterhalb dieser PoI-. ansätze befindenden entsprechenden Gegenpolansätzen ein gleichmäßig fortschreitendes Wanderfeld erzeugt wird, welches so • beschaffen ist, daß es fortwährend in jeder Stellung des Wagens zu den Schienen einen Zug, sowohl aufwärts als horizontal gerichtet, hervorruft, zum Zweck, das Fahrzeug unter ganzer oder teilweiser Aufhebung der Reibung zwischen Schienenweg und Fahrzeug fortzubewegen.
   . 2. Elektromagnetische Eisenbahn nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, daß sowohl auf dem Fahrzeug als auch auf der Strecke Leiter vorgesehen sind, welche durch sie berührende Bürsten zu einer Spule in der Weise vervollständigt werden, daß sowohl ein horizontaler wie vertikaler Zug auftritt.
3. 3. Für die elektromagnetische Eisenbahn nach Anspruch 1 und 2 eine Regelungseinrichtung für den vertikalen Zug, um zu starkes Anheben zu vermeiden, da- iap

   durch gekennzeichnet, daß vom Wagengestell elektrisch isoliert, aber mit ihm mechanisch verbunden ein Arm (V) angeordnet ist, welcher sich dreht, sobald die Gestellschuhe sich gegen die Führungsschienen (A²J anlehnen, so daß durch

   die Drehung eine Spule (V) und durch diese Widerstand eingeschaltet wird, während bei Sinken der Gestellschuhe die Verbindung zu einer zweiten Spule (L^a) hergestellt und damit Widerstand ausgeschaltet wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.

   BERUN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.