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KaiserlichesImperial

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 20/. GRUPPECLASS 20 /. GROUP

EDWIN JOHN NEWTON in DENVER, V. St. A.EDWIN JOHN NEWTON in DENVER, V. St. A.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1909 ab.Patented in the German Empire on May 12, 1909.

Bei Druckluftbremsen für elektrisch betriebene Fahrzeuge ist es bekannt, den Luftkompressor mittels einer elektromagnetischen Kupplung mit einer Fahrzeugachse zu kuppeln und die elektromagnetische Kupplung unter den Einfluß eines von dem in dem Hauptdruckluftbehälter ,herrschenden Druck gesteuerten Stromunterbrechers zu stellen.In the case of air brakes for electrically operated vehicles, it is known to use the air compressor to be coupled to a vehicle axle by means of an electromagnetic clutch and the electromagnetic clutch under the influence of one of that in the main pressurized air tank to provide the prevailing pressure-controlled circuit breaker.

Gemäß der Erfindung wird nun bei derartigenAccording to the invention is now with such

ίο Einrichtungen der Luftkompressor zwecks Regelung des Stromverbrauches in der Regel nur in der Nullstellung des Fahrschalters, in wel-■ eher also die Motoren keinen Strom verbrauchen, oder auch in der vollen Fahrstellung, in welcher der Stromverbrauch der· Motoren verhältnis-, mäßig gering ist, an die Wagenachse gekuppelt, und in den anderen Stellungen nur im Notfalle, d. h.. wenn der Druck im Hauptluftbehälter der Druckluftbremse unter ein bestimmtes niedriges Maß gesunken ist. Zu diesem Zwecke ist auf dem Fahrschalter an dessen Nullstellung ein Kontaktstück vorgesehen, welches durch eine Leitung über die.von dem Druckluftbehälter, d. h. von dem in diesem herrschenden Druck beeinflußte Schaltvorrichtung mit der elektromagnetischen Kupplung für den Kompressor verbunden ist. Ferner ist der selbsttätige Schalter unterteilt, derart, daß in der Regel nur die • mit dem in der Ausschaltstellung des Fahr-.ίο facilities of the air compressor for the purpose of regulation the power consumption usually only in the zero position of the drive switch, in wel- ■ rather, the motors do not consume any electricity, or in the full driving position, in which the power consumption of the motors is moderately low, coupled to the carriage axle, and in the other positions only in an emergency, d. h .. if the pressure in the main air reservoir of the air brake falls below a certain value low level has decreased. For this purpose, the travel switch is at its zero position a contact piece is provided which, through a line via the compressed air tank, d. H. influenced by the pressure prevailing in this switching device with the electromagnetic Coupling for the compressor is connected. There is also the automatic switch divided in such a way that usually only the • with the in the off position of the driving.

schalters vorgesehenen Kontaktstück verbundene Leitung für die Kupplung geschlossen wird, die übrigen Leitungen, welche an verschiedene Kontakte für die verschiedenen Fahr geschwindigkeiten des Wagens angeschlossen sind, stromlos bleiben, dagegen bei zu großer Druckabnahme im Druckluftbehälter, also irn Notfalle auch in einer Fahrstellung des Fahrschalters geschlossen werden, in der Regel aber nur in der vollen Fahrstellung, in welcher der Stromverbrauch der Motoren verhältnismäßig gering ist. Nur im Notfalle werden auch die übrigen Fahrstellungen zur Kupplung des Kompressors mit der Wagenachse herangezogen.switch provided contact piece connected line for the coupling closed will, the remaining lines, which to different contacts for the different driving speeds of the car are connected, remain de-energized, on the other hand, if they are too high Pressure decrease in the compressed air tank, i.e. in an emergency also in a driving position of the driving switch are closed, but usually only in the full driving position in which the Power consumption of the motors is relatively low. Only in an emergency will they other driving positions are used to couple the compressor to the car axle.

Fig. ι der Zeichnung ist eine schematische Darstellung der Antriebsmittel eines elektrischen Fahrzeuges, das entsprechend der -Erfindung ausgerüstet ist; Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes; Fig. 3 zeigt in Ansicht und teilweisem Schnitt den von einer Druckkraft bedienten Schalter; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der elektromagnetischen Kupplung, die beim Gegenstande der Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann. .Fig. Ι of the drawing is a schematic representation of the drive means of an electric Vehicle equipped according to the invention; Fig. 2 shows a modified one Embodiment of the subject matter of the invention; Fig. 3 shows in view and partial section the switch operated by a pushing force; Fig. 4 shows a cross section through an embodiment the electromagnetic clutch, which is advantageous in the subject matter of the invention can be used. .

Auf der Achse a² (Fig. 1), welche die Wagenräder α trägt, sitzt fest ein in das Ritzel c\ eingreifendes Zahnrad b. Das Ritzel c¹ (Fig. 1 und 4) sitzt lose auf der Kurbelwelle d, die den Luftkompresspr e antreibt, und ist (Fig, 4) so ■ ausgestaltet, daß es ein Element der elektromagnetischen Kupplung c bildet. Das andere Element c² dieser Kupplung ist auf der Kurbelwelle d befestigt. Die elektromagnetische Kupplung enthält eine Spule c³ (Fig. 4), deren leitende und von den metallischen Teilen der Kupplung gut isolierte Enden c⁹ und c¹⁰ mit den Schleif- ■On the axis a ² (Fig. 1), which carries the wagon wheels α , a gear wheel b engaging in the pinion c \ is firmly seated. The pinion c ¹ (Fig. 1 and 4) sits loosely on the crankshaft d, which drives the Luftkompresspr e , and is (Fig, 4) so ■ designed that it forms an element of the electromagnetic clutch c. The other element c ^{2 of} this clutch is attached to the crankshaft d. The electromagnetic coupling contains a coil c ³ ^{(Fig. 4), the conductive ends c 9} and c ^{10 of} which are well insulated from the metallic parts of the coupling with the grinding ■

ringen c⁸ und c' verbunden sind. Die Schleifringe werden von einem Isolierring c¹¹ getragen und sind mit den Stromzuführungsbürsten c⁵ bzw. c⁶ verbunden. Die Bürsten sind isoliert auf einer der Büchsen d² der Kurbelwelle d gelagert. , rings c ⁸ and c 'are connected. The slip rings are carried by an insulating ring c ¹¹ and are connected to the power supply brushes c ⁵ and c ⁶ , respectively. The brushes are insulated and mounted on one of the bushes d ^{2 of} the crankshaft d . ,

Die Kurbelwelle d trägt zwei Kurbeln d¹ (Fig. i), an welche'die Pleuelstangen e¹ und e² eines Luftkompressors e angeschlossen sindThe crankshaft d carries two cranks d ¹ (FIG. I) to which the connecting rods e ¹ and e ^{2 of} an air compressor e are connected

ίο (an Stelle der Druckluft kann auch' ein anderes Druckmittel, z. B. Flüssigkeit, treten). Die Druckluft wird aus dem Kompressor e mittels des Rohres e³ in den Bremsluftbehälter f und aus diesem über das Führerbremsventil durch die Leitungen f¹ und i¹ in den Bremszylinder k geführt. Die Kolbenstange k¹ bewirkt in bekannter Weise durch das Gestänge P-, I das Anlegen oder Abziehen der Bremsklötze I^s.
■ Mit dem Behälter f ist ein' durch Druckluft bedienter Schalter A verbunden. Dieser Schalter umfaßt eine Anzähl von Kontaktpaaren A¹ bis A⁶ (Fig. 3), die auf Isolierstreifen A⁸ gelagert sind, die ihrerseits von Ständern A⁹ gehalten werden. Die Ständer A⁹ werden von dem Druckzylinder g¹ getragen. Die Kontakte A¹ bis A⁶ sind in zwei Reihen so angeordnet, daß ihre Kontaktflächen in parallelen Ebenen liegen, und zwischen diesen beiden Kontaktreihen ist eine. leitende Brücke A⁷ angeordnet, die längs der Kontakte sich bewegen und so die Steuerströme für die elektromagnetische Kupplung c zwischen den aufeinander folgenden Kontakt-• paaren schließen und während eines Teiles ihrer Bewegung geschlossen halten kann. Die Schaltbrücke A⁷ wird von dem einen Ende der Kolben-. stange g^l getragen, deren .anderes Ende mit einem im Zylinder g¹ bewegten Kolben g³ verbunden ist. . Zwischen dem Kolben und dem oberen Zylinderdeckel ist eine Druckfeder g² angeordnet, welche.den Kolben gegen das untere Ende des Zylinders zu bewegen und die Schaltbrücke A⁷ auf alle Kontaktpaare A¹ bis A⁶ zu legen sucht. ■ ■ίο (Instead of compressed air, another pressure medium, e.g. liquid, can also be used). The compressed air is fed from the compressor e by means of the pipe e ³ into the brake air reservoir f and from there via the driver's brake valve through the lines f ¹ and i ¹ into the brake cylinder k . The piston rod k ¹ effects the application or removal of the brake pads I ^s in a known manner through the linkage P-, I.
A switch A operated by compressed air is connected to the container f. This switch comprises a number of contact pairs A ¹ to A ⁶ (FIG. 3), which are mounted on insulating strips A ⁸ , which in turn are held by stands A ⁹ . The stands A ⁹ are supported by the printing cylinder g ¹ . The contacts A ¹ to A ⁶ are arranged in two rows so that their contact surfaces lie in parallel planes, and between these two rows of contacts is one. Conductive bridge A ⁷ arranged, which move along the contacts and so close the control currents for the electromagnetic clutch c between the successive contact • pairs and can keep them closed during part of their movement. The switching bridge A ⁷ is from one end of the piston. rod g ^l carried, whose .anderes end is connected to a piston g ³ moved in the cylinder g ¹ . . ^{A compression spring g 2 is} arranged between the piston and the upper cylinder cover, which tries to move the piston towards the lower end of the cylinder and to place the switching bridge A ⁷ on all contact pairs A ¹ to A ⁶ . ■ ■

Wenn der Druck im Behälter f steigt, wird der Kolben g³ die Brücke. A⁷ nach und nach von den Kontaktpaaren entfernen, und wenn der Druck einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der Schalter A⁷ aus dem Räume zwischen den Kontaktpaaren A¹ bis A⁶ vollständig herausgetreten sein (Fig. 1) und sämtliche Steuerströme unterbrochen haben.When the pressure in container f rises, piston g ³ becomes the bridge. A ⁷ gradually remove from the contact pairs, and when the pressure has reached a certain value, the switch A ^{7 will have completely stepped} out of the space between the contact pairs A ¹ to A ⁶ (Fig. 1) and have interrupted all control currents.

Der Fahrschalter η (Fig. 1), der die Kontakte für die Steuerung der Motoren enthält, wird nun gemäß der Erfindung entweder selbst mit einer weiteren Reihe von Kontakten zur Steuerung der Erregerströme der elektromagnetischen Kupplung c verbunden, oder diese Kontakte sind auf einem besonderen Schalter, der von der Fahrschaltkurbel mit gesteuert wird, angebracht. Diese für die Steuerung der elektromagnetischen Kupplung c bestimmten Kontakte sind in Fig. 1 mit »'■■bis n^ß und die Kontakte für den Motorstrom mit n⁸ bis n¹² bezeichnet. Die letzteren Kontakte sind mit den Regelungswiderständen r verbunden, die nach und nach aus dem Stromkreise ausgeschaltet werden, wenn die Fahrkurbel entgegen der Bewegung des Uhrzeigers gedreht wird.The drive switch η (Fig. 1), which contains the contacts for controlling the motors, is now either itself connected to a further series of contacts for controlling the excitation currents of the electromagnetic clutch c, or these contacts are on a special switch , which is also controlled by the drive crank, attached. These contacts intended for controlling the electromagnetic clutch c are denoted in FIG. 1 with »'■■ to n ^ß and the contacts for the motor current with n ⁸ to n ¹² . The latter contacts are connected to the regulating resistors r , which are gradually switched off from the circuit when the crank handle is turned counterclockwise.

Jeder der Kontakte n¹ bis n^e für die Kupplungsströme ist mittels der Leitungen 1 bis 6 mit den entsprechenden Kontaktpaaren A¹ bis A⁶ des Schalters A verbunden (Fig. 1). Die. überbrückten Kontaktpaare sind an eine Leitung 8 .(Fig. 1) angeschlossen, die zu einer Bürste und zu einem Schleifring der Kupplung c führt. Von hier geht der Strom durch die Spule c³ (Fig. 4) der Kupplung, dann durch · den anderen Schleifkontakt und durch die zweite Bürste und von hier durch das Laufwerk des Fahrzeuges zur Schienenrückleitung. Die Fahrkurbel ri¹ ist in der in Fig. 1 gezeichneten Lage mit dem Fahrdraht 9 mittels der Leitung 7 und des Stromabnehmers verbunden. Die Kurbel w⁷ schließt also, wenn sie über die Kontakte bewegt wird, nacheinander die verschiedenen Zweige des Kupplungsstromes, wobei durch jeden einzelnen Zweig Strom in die Kupplung c geliefert wird, die dabei unter der Einwirkung des Druckschalters A⁷ (Fig. 3) steht.Each of the contacts n ¹ to n ^e for the clutch currents is connected to the corresponding contact pairs A ¹ to A ⁶ of switch A by means of lines 1 to 6 (FIG. 1). The. Bridged pairs of contacts are connected to a line 8 (Fig. 1), which leads to a brush and a slip ring of clutch c. From here the current goes through the coil c ³ (FIG. 4) of the coupling, then through the other sliding contact and through the second brush and from here through the running gear of the vehicle to the rail return line. In the position shown in FIG. 1, the travel crank ri ¹ is connected to the contact wire 9 by means of the line 7 and the pantograph. The crank w ⁷ , when it is moved over the contacts, successively closes the various branches of the coupling current, with current being supplied through each individual branch to the coupling c , which is under the action of the pressure switch A ⁷ (FIG. 3) .

Wenn man nun die· Stellungen der Kon^ takte n¹ bis n⁶ zur Fahrkürbel n⁷, ferner die Stellungen der Kontakte A¹ bis A^e zur'Schaltbrücke A⁷ und schließlich die Verbindungen der Kontakte n¹ bis w⁶ mit denjenigen A¹ bis h^e auf der Zeichnung verfolgt, so erkennt man ohne weiteres, daß im allgemeinen, d. h. wenn der Druck im Hauptluftbehälter f niemals so weit sinkt, daß. die Schaltbrücke A⁷ mit ihrer Unterkante unter die Kontakte A¹ zu liegen kommt, die Kupplung c nur dann erregt und somit der Kompressor ,e nur dann an die Triebachse α gekuppelt ist, wenn der Fahrschalter '■■ in der Nullstellung sich befindet, also der Kompressor nur während der Auslauf- und Bremsperioden des Fahrzeuges, in welchen Motorstrom nicht gebraucht wird, arbeitet und Strom für sich beansprucht. Genügen diese Arbeitsperioden nicht, Um den Druck im Hauptluft_r behälter f auf der erforderlichen Höhe zu erhalten, dann wird zeitweise die Schaltbrücke A⁷ auch auf die Kontakte A⁶ treten und der Kompressor e auch in der äußersten Fahrstellung n¹² des Fahrschalters, in welcher sämtlicher Widerstand, aus dem Motorstromkreise ausgeschaltet, also auch verhältnismäßig wenig Motorstrom 115. gebraucht wird, arbeiten und Strom für sich beanspruchen.If we now consider the positions of the contacts n ¹ to n ⁶ to the control crank n ⁷ , furthermore the positions of the contacts A ¹ to A ^{e to the} switching bridge A ⁷ and finally the connections of the contacts n ¹ to w ⁶ with those A ¹ to h ^{e followed} on the drawing, it can be seen without further ado that in general, ie when the pressure in the main air tank f never drops so far that. the lower edge of the jumper A ⁷ comes to lie under the contacts A ¹ , the clutch c is only energized and thus the compressor e is only coupled to the drive axis α when the drive switch is in the zero position, ie the compressor only works during the coasting and braking periods of the vehicle, in which motor power is not needed and requires power for itself. Satisfy this work periods not to maintain the pressure in the main air _r tank F at the required level, then the switching bridge A is temporarily ⁷ also occur and to the contacts A ⁶ e compressor in the outermost driving position n ¹² of the driving switch, in which all resistance from which motor circuits are switched off, i.e. also relatively little motor current 115. is needed, work and demand current for themselves.

. Das wird in der Regel immer genügen, um den Druck im Hauptluftbehälter f auf der erforderlichen Höhe zu halten. Im Notfalle jedoch, d. h. wenn die Schaltbrücke A⁷ unter die Kontakte A⁶ sinken sollte, wird der Kompressor e . As a rule, this will always be sufficient to keep the pressure in the main air tank f at the required level. In an emergency, however, ie if the switching bridge A ⁷ should drop below the contacts A ⁶ , the compressor e

auch auf die übrigen Fahrstellungen n¹¹ bis n^s arbeiten, aber immer nur so, daß diejenige Stellung, in welcher der wenigste Widerstand im Motorstromkreise eingeschaltet ist, am. häufigsten, und diejenige Stellung, in welcher .der meiste Widerstand eingeschaltet ist, am seltensten als Arbeitsstellung für den Kompressor- in Frage kommt.also work in the other driving positions n ¹¹ to n ^s , but always only in such a way that the position in which the least resistance in the motor circuit is switched on most frequently, and the position in which the most resistance is switched on the least often as a working position for the compressor comes into question.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist im allgemeinen derjenigen der Fig. 1 ähnlich.The embodiment shown in FIG. 2 is generally similar to that of FIG.

Die hinzugefügten Teile haben den Zweck, den für die Erregung der elektromagnetischen Kupp-. lung benötigten Strom bei Stillstand des Wagens selbsttätig auszuschalten. ■ .The added parts have the purpose for the excitation of the electromagnetic coupling. The required power is switched off automatically when the car is at a standstill. ■.

Gemäß Fig. 1 wird der Strom der Kupplung c geschlossen, wenn der Fahrschalter ausgeschaltet und der Druck im Behälter f so weit gesunken ist, daß die Kontakte h¹ überbrückt werden. Hierbei geht nun der Strom ununterbrachen durch die Magnetspule der Kupplung. Ist diese Spule richtig bemessen, so wird der Strom verhältnismäßig schwach sein und der Wirksamkeit der neuen Bremsvorrichtung nicht schädlich werden können. Wenn jedoch aus irgendwelchem Gründe verlangt wird, diesen Strom auszuschalten, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, so kann dies durch Verwendung der in Fig. 2 beschriebenen Anordnung : bewirkt, werden. ;According to FIG. 1, the current of the clutch c is closed when the drive switch is switched off and the pressure in the container f has fallen so far that the contacts h ^{1 are} bridged. In this case, the current now goes uninterrupted through the magnetic coil of the clutch. If this coil is correctly dimensioned, the current will be relatively weak and the effectiveness of the new braking device cannot be damaged. However, if for any reason it is required to turn this power off when the vehicle comes to a standstill, this can be accomplished using the arrangement described in FIG. ;

^: Bei dieser ist den bisher beschriebenen Teilen ein Elektromagnet, p hinzugefügt, der einen Anker jt>² "besitzt. Dieser schließt den Kontakt p¹ der Leitung I, die von dem Kontakt h¹ des Schalters h¹ zum Kontakt n¹ des Fahrschalters führt. Die Wicklung des Elektromagneten p kann, wie dargestellt, in einen Lokalstromkreis eingeschaltet werden, der durch den Kontakt n^ls an der Fahrkurbel und den feststehenden Hilfskontakt M¹⁴ geschlossen wird. ^: In this, an electromagnet p is added to the parts described so far, which has an armature jt> ² ". This closes contact p ¹ of line I, which leads from contact h ¹ of switch h ¹ to contact n ^{1 of} the drive switch The winding of the electromagnet p can, as shown, be switched into a local circuit which is closed by the contact n ^ls on the crank and the fixed auxiliary contact M ^14.

Die Kontakte n¹, n¹³ an. der Kurbel n¹ sind voneinander isoliert. Steht nun die Kurbel η^η, wie dargestellt, in der Ausschaltlage, so ist ein Lokalstromkreis geschlossen, der durch die Leitung 10, den Anker w² des Motors, dessen Feldwindungen m¹, die Spule des Relais p, die Leitung 1* und die Kontakte η^1Ά und w¹⁴ geht. : Der Motor, durch den Wagen als Generator, getrieben, liefert alsdann Strom, der den Elektromagneten p erregt, wodurch dessen Anker angezogen und ein Stromkreis der elektromagnetischen Kupplung geschlossen wird, der durch' die Schalterkontakte A¹, die Leitung 1, Relaisanker p², Kontakt p¹, Kontakt n¹ und die Fahrkurbel zur Fahrleitung 9 geht. Sobald aber der Wagen zum Stillstand kommt, hört der Motor auf, Strom zu erzeugen; infolgedessen wird das Relais p stromlos, sein Anker p ² fällt herab und unterbricht den soeben angegebenen Kupplungsstromkreis, so daß die Wicklung der Kupplung -nicht unnötig mit Strom belastet, ist. 'The contacts n ¹ , n ¹³ on. the crank n ¹ are isolated from each other. If the crank η ^η , as shown, is in the switch-off position, a local circuit is closed, which runs through the line 10, the armature w ^{2 of} the motor, its field windings m ¹ , the coil of the relay p, the line 1 * and the Contacts η ^1Ά and w ¹⁴ goes. : The motor, driven by the car as a generator, then supplies current, which excites the electromagnet p , whereby its armature is attracted and a circuit of the electromagnetic clutch is closed, which is through 'the switch contacts A ¹ , the line 1, relay armature p ² , Contact p ¹ , contact n ¹ and the crank to the contact line 9 goes. But as soon as the car comes to a standstill, the engine stops generating electricity; As a result, the relay p is de-energized, its armature p ² drops and interrupts the coupling circuit just mentioned, so that the winding of the coupling is not unnecessarily loaded with current. '

Claims

Patent Claims:

1. Device on electrically operated, braked by compressed air railway vehicles of the type in which an air compressor is automatically coupled by means of an electromagnetic clutch with a wheel axle when the pressure in the main air tank falls below a certain level, characterized in that the circuit of the electromagnetic clutch (c) is monitored by special contacts, which are arranged in such a way that the circuit in question usually only closes automatically when the switch is in its zero position or, if this position is not sufficient to maintain the required air pressure, also is in a relatively little power 'consuming driving position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the switch (h) controlled by the pressure prevailing in the compressed air tank ff) has several fixed pairs of contacts fh ¹ to h ^e ) which are connected to the piston (g ^z ) of the cylinder (g ¹ ) connected contact bridge fh ⁷ ) when the pressure in the container decreases ff) are bridged one after the other by spring force and lie in lines (1 to 6), all of which lead to the winding fc ^s ) of the electromagnetic clutch on the one hand, and of which the one (1) in the zero position of the travel switch, the others (2 to 6) are connected to the catenary (9) in one of the travel positions of the travel switch.

3. Device according to claim 1, characterized in that the circuit for the magnetic coupling is influenced by a switch dependent on the 100th movement of the car (p ¹ , p ^% in Fig. 2) so that when the car comes to a standstill, that circuit opens automatically. .

4. Device according to claim 1 and 3, characterized in that the switch monitoring the clutch circuit (p ¹ , p ^% in Fig. 2) is kept closed by an electromagnet (p) switched on in the short-circuit circuit of the car engine fm) as long as the carriage moves, on the other hand, when the carriage comes to a standstill, it opens and switches off the clutch circuit. . : ■

1 sheet of drawings.