DE275708C

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Publication number: DE275708C
Application number: DENDAT275708D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft einen Hilfstriebwagen für Eisenbahnzüge, und zwar insbesondere für solche mit Dampflokomotivbetrieb.

Es ist bekannt, die beim Bremsen oder in Gefällen überschüssige Kraft aufzuspeichern und die aufgespeicherte Kraft zur Unterstützung der Haupttriebkraft der Lokomotive zu benutzen. Der Erfindung gemäß enthält der Hilfstriebwagen sowohl die für sich selbständige Vorrichtung zur Aufspeicherung und zur Wiedernutzbarmachung der Kraft als auch alle Apparate und Schaltvorrichtungen, so daß der Hilfstriebwagen ohne weiteres in einen beliebigen Zug eingeschaltet werden kann.

Vorteilhaft werden die Schalt vorrichtungen für gewöhnlich selbsttätig entsprechend dem Kraftbedarf eingestellt, jedoch so ausgebildet, daß sie unabhängig von der selbsttätigen Wirkung zeitweilig willkürlich gesteuert werden können.

Die selbsttätige An- und Abschaltung der Maschinen und Apparate des ' Hilfstriebwagens kann mittels elektrischer oder elektromagnetischer Schalter erfolgen, die in an sich bekannter Weise von der Geschwindigkeit der Wagenradachsen beeinflußt werden, z. B. mittels von den Radachsen angetriebener Fliehkraftregler. Um zeitweilig die selbsttätige Schaltung außer Wirkung zu setzen und das Steuern von Hand zu ermöglichen, können die vom Fliehkraftregler beeinflußten Schaltvorrichtungen mittels eines auf der Lokomotive untergebrachten Schalters durch Kurzschluß oder elektromagnetische Abschaltung außer Wirkung gesetzt werden.

Sofern der Hilfstriebwagen mit einer Preßluftbetriebseinrichtung versehen ist, können die zur Umschaltung der Hähne zwischen Preßluftakkumulator und Kompressor einerseits und j Preßluftakkumulator und Preßluftmotor andererseits dienenden Elektromagnete wechselweise selbsttätig unter dem Einfluß der Wagengeschwindigkeit, z. B. mittels eines Fliehkraftschalters oder auch durch einen auf der Lokomotive vorzusehenden Handschalter, ein- öder ausgeschaltet werden.

Die Zeichnungen veranschaulichen schematisch einige Ausführungsformen der Einrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. ι ist das Schema einer Betriebseinrichtung mit einer Dynamomaschine und einem Elektromotor.

Fig. 2 ist das Schema einer elektrischen Betriebseinrichtung mit abwechselnd als Dynamo oder Elektromotor laufender Betriebsmaschine.

Fig. 3 veranschaulicht das Betriebsschema einer Ausführungsform der Betriebseinrichtung des' Hilfstriebwagens mit Preßluftbetrieb.

In allen Figuren sind die schematischen Umrisse des Hilfstriebwagens mit a, des hinteren Endes der Lokomotive mit b bezeichnet; die Wagenachsen der in Fig. 1 und 2 gezeichneten Räder des Hilfstriebwagens tragen die Bezeichnungen c bzw. d.

Bei der durch Fig. 1 veranschaulichten Anordnung der Teile des Hilfstriebwagens α ist eine Akkumulatorenbatterie e vorhanden, die von einer Dynamomaschine f geladen wird und einen Elektromotor g zeitweilig antreibt. In der Darstellung Fig. 1 sind diese beiden Maschinen der Einfachheit halber als mittels eines einfachen Zahnradgetriebes h bzw. i mit den

Wagenradachsen c bzw. d gekuppelt-dargestellt. In allen Figuren sind zur Erzielung größerer Übersichtlichkeit der Darstellung alle selbstverständlichen Hilfsapparate, wie Widerstände, Zellenschalter, Meß- und Kontrollapparate u. dgl., fortgelassen worden.

Bei allen Figuren erfolgt die selbsttätige An- und Abschaltung der Maschinen des Hilfstriebwagens mittels eines Fliehkraftreglers k (punktiert angedeutet), der mittels einer geeigneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Übertragung mittelbar oder unmittelbar von einer der Wagenachsen aus angetrieben wird. Dieser Fliehkraftregler beeinflußt mittelbar oder unmittelbar einen für gewöhnlich in einer Mittelstellung verbleibenden Schalter I derart, daß unterhalb einer gewissen Wagengeschwindigkeit der Motor oberhalb einer gewissen Wagengeschwindigkeit die Dynamomaschine bzw, bei Druckluftbetrieb der Kompressor eingeschaltet wird.

In der Fig. 1 besteht der Schalter I aus zwei' voneinander isolierten Hebeln I₁,I₂, von denen I₁ in der Stromschlußstellung mit einem Kontakt W₁; I₂ mit einem Kontakt m₂ in Berührung kommt. In der oberen Schaltlage des Fliehkraftschalters, also bei erhöhter Wagengeschwindigkeit, z. B. bei Gefällen, ist der Ladestromkreis der Batterie e von der Dynamomaschine f über eine Leitung 1, Leitung 2 vom anderen Pol der Batterie e, den Kontakt W₁, den Schalterhebel I₁ und die Leitungsteile 3 und 4 geschlossen. In der unteren Schaltlage des Schalters I, also bei verminderter Wagengeschwindigkeit, z. B. bei Steigungen oder beim Anhalten des Zuges, ist der Elektromotor g in den Batteriestromkreis über die Leitungsteile 2, 5, den Kontakt w₂₎ den Schalterhebel I₂ und die Lei-: tungsteile 6 und 1 gelegt.

Zur Anschaltung der Dynamo bzw. des Elektromotors von Hand von der Lokomotive aus dient ein Schalter 0, bei dessen Anstellung die in gleichem Sinne wirkenden Kontaktteile des Fliehkraftschalters I kurzgeschlossen und die im entgegengesetzten Sinne wirkenden Teile des Fliehkraftschalters selbsttätig abgeschaltet werden, so daß eine entgegengesetzte Einwirkung des Fliehkraftschalters bei Steuerung des Handschalters von der Lokomotive aus, z. B.

wenn gebremst werden soll, wenn bei freier . Fahrt zeitweilig die Batterie geladen werden soll oder wenn vorübergehend sowohl die volle Lokomotivkraft als auch die motorische Kraft des Hilfstriebwagens ausgenutzt werden soll, ausgeschlossen ist. In der oberen Lage des Schalters 0 in Fig. 1 berühren die Kontaktteile O₁, o₂ einander, und dabei ist dann der Ladestromkreis der Batterie und der Dynamomaschine f über die Leitungen 4, 7, 8, 2 und 1 geschlossen. Ein kleiner, in der Leitung 1 liegender oder eventuell in einem Nebenschluß zu dieser Leitung angeordneter Elektromagnet p öffnet dabei einen Schalter q in der Fliehkraftschaltleitung des Elektromotors g und verhindert so die Anschaltung des Elektromotors g, solange die Dynamomaschine f durch den Handschalter angeschaltet ist. In der unteren Schaltlage dieses Handschalters, wobei die Kontaktteile O₃, O₄ einander berühren, ist dagegen über die Leitungsteile i, 6, 9,10 und 2 der Elektromotor g eingeschaltet, während der in der Leitung6 liegende Elektromagnet r den Schalterhebel s im oberen Teile der Leitung 1 zur Dynamomaschine f gleichzeitig geöffnet hat.

Statt die Elektromagnete -p und r in den Hauptstromkreis zu legen, können diese Elektromagnete auch in den Nebenschluß gelegt werden, da der Strombedarf nur gering ist. Statt die Dynamomaschine bzw. den Elektromotor selbst ein- und auszuschalten, bzw. außer dieser Ein- und Ausschaltung könnten auch elektrische Kupplungen zur Verbindung dieser Maschinen mit den zugehörigen Radachsen ein- und ausgeschaltet werden. Die Fliehkraftregler können auch ersetzt werden durch kleine dynamoelektrische Maschinen, die elektromagnetische Schalter speisen. Eventuell können die kleinen Dynamomaschinen auch auf der Achse des Fliehkraftreglers sitzen.

Bei der durch Fig. 2 schematisch veranschaulichten Ausführungsform der Betriebseinrichtung des Hilfstriebwagens mit zeitweilig als Dynamo, zeitweilig als Elektromotor schaltbarer Betriebsmaschine, die deshalb mit der Doppelbezeichnung f, g versehen worden ist, ist eine elektrische Kupplung t zwischen der Maschine und dem Getriebe h ohne ausführliche Darstellung des elektrischen Leitungssystems für diese Kupplung angedeutet worden. Der elektrische Strom fließt einmal von der Betriebsmaschine f, g als Dynamomaschine· über den Schalterhebel I₁, den Kontakt W₁ und die Leitung 2 zur Akkumulatorenbatterie e und von dort durch die Leitung 1 zum Kontakt m₂ durch den Schalterhebel I₂ zur Maschine zurück. Bei der Schaltung als Elektromotor ist der Strom der Batterie e über Leitung 1, Kontakt W₄, Schalterhebel I₄, die Maschine f, g, den Schalterhebel I³, den Kontakt W₃ und die Leitung 2 geschlossen.

Bei der Anschaltung der Maschine als Dynamomaschine mittels des auf der Lokomotive vorgesehenen Handschalters ist der Leitungsstromkreis der Batterie e von der Maschine f, g über die Leitung 5, die Kontakte O₁, O₂ des Handschalters, die Leitung 6, Leitung 2, die Batterie e, Leitung 1, Leitung 7, die Kontakte O₃, O₄ des in der oberen Lage befindlichen Handschalters und Leitung 8 geschlossen.

In der unteren Lage des Handschalters auf der Lokomotive geht der Batteriestrom über die Leitung 2, Leitung 9, die Kontakte O₅, O₆ des

Handschalters, Leitung ίο, die Maschine f, g als Elektromotor, die Leitung ii, die Kontakte ο,, o₈ des Handschalters und die Leitungen 12 und i.

In der Fig. 2 sind die El'ektromagnete q und r weggelassen worden, da sich deren Anordnung, in identischer Weise wie in Fig. ι ebenso wie die zugehörigen Abschalthebel zwecks Ausschaltung des durch den Handschalter außer

ίο Wirksamkeit zu setzenden Fliehkraftschalters ohne weiteres ergibt.

Bei der durch Fig. 3 veranschaulichten Betriebsanordnung mit Preßluftbetrieb an Stelle der elektrischen Betriebsmaschinen bezeichnet u den Preßluftakkumulator, der durch ein Leitungsrohr U₁ mit dem Kompressor v, der von der Achse c angetrieben wird, und durch ein Leitungsrohr M₂ mit dem Preßluftmotor w verbunden ist. Durch einen umsteuerbaren Hahn X₁ kann der Kompressor ν einmal mit dem Preßluftakkumulator u, das andere Mal für den Leerlaufbetrieb mit der ins Freie führenden Rohrleitung U₃ verbunden werden. Der umsteuerbare Hahn X₂ in der Rohrleitung u_% öffnet

.25 und sperrt diese Zuleitung zwischen dem Preßluftakkumulator u und dem Preßluftmotor w. Die Steuerung der Hähne erfolgt bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel durch je einen Elektromagneten y_lt y₂, die durch eine kleine Batterie β_λ gespeist werden, welche eventuell, wie angedeutet, durch einen auf der Wagenradachse sitzenden kleinen elektrischen Generator ζ geladen werden kann. Der Fliehkraftschalter k, I schließt in diesem Falle in seiner oberen Schalt lage den Strom der Batterie e_x über den Elektromagneten J₁, der dabei den Hahn X₁ zwecks Druckluftaufspeicherung in die den Kompressor ν mit dem Preßluftakkumulator u verbindende Stellung bringt. Bei der Einschaltung des Elektromagneten y₂ öffnet der Hahn X₂ des Rohres U₂ die Verbindung zwischen dem Preßluftakkumulator u und dem Preßluftmotor w, der in diesem Falle angetrieben wird und seine Kraft an die Wagenradachse c abgibt.

Der Batteriestrom fließt in der oberen Lage des Fliehkraftschalters, also z. B. bei Fahrtbeschleunigung durch Gefälle über die Leitung 1, den Elektromagneten y^ die Leitung 2, den kleinen Abschaltelektromagneten f, den Abschaltkontakthebel s, den Schalthebel I₁ und den Kontakt M₁ des Fliehkraftschalters und die Leitung 3 zur Batterie zurück. Bei der Anschaltung des- Preßluftmotors w durch öffnung des Hahnes X₂ fließt der Batteriestrom über die Leitung 1, die Leitung 4, den Abschalthebel q, den Elektromagneten r, die Fortsetzung der Leitung 4, den Elektromagneten y₂, die Leitung 5, den Hebel Z₂ des Fliehkraftschalters und die Leitung 3 zum anderen Pol der Batterie e_v Bei der Umstellung des Handschalters auf der Lokomotive in die obere Lage geht der Batteriestrom der Batterie e_x über die Leitung 1, den Hahnelektromagneten y_ls Leitung 2, den Abschalt elektromagnet en p, den Abschalthebel s, die Leitung 6, die Kontakte O₁, O₂ des Handschalters, die Leitung 7 und die Leitung 3. In der unteren Lage des Handschalters ist der Batteriestrom geschlossen über die Leitungen 1 und 4, den Abschalthebel q, den Abschaltelektromagneten r, die Fortsetzung der Leitung 4, den Hahnelektromagneten y₂₎ die Leitung 5, die Leitung 8, die Kontakte o_g, o_i des Handschalters und die Leitungen 9 und 3.

Statt in den Leitungen 2 bzw. 4 könnten die Abschaltelektromagnete -p bzw. r auch in eine der Leitungen 6 oder 7 bzw. 8 oder 9, die zu dem Handschalter führen, eingeschaltet werden.

An Stelle eines Preßluftakkumulators u könnten deren mehrere und an Stelle eines Preßluftmotors w können zwei oder mehrere Preßluftmotoren vorgesehen werden. Es könnten auch an Stelle von Kolbenpreßluftmotoren Preßluftturbinen treten. Die Anordnung könnte auch derart getroffen werden, daß auch während des Betriebes des Preßluftmotors der Kornpressor υ arbeiten kann. Zur Vermeidung unzulässiger Überdrucke im Preßluftakkumulator « können selbsttätig wirkende Sicherheitsventile, die sich bei einem bestimmten Maximaldruck öffnen oder den Kompressor abstellen bzw. mit der Außenluft verbinden, vorgesehen werden.

An Stelle des Zentrifugalschalters könnte auch eine andere von der Wagengeschwindigkeit beeinflußte Einrichtung treten, z. B. ein kleiner elektrischer Stromgenerator, der in geeigneter Übersetzung von einer Wagenradachse angetrieben wird und dessen Spannungsänderungen in bestimmten Minimal- und Maximalgrenzen mittelbar oder unmittelbar zur Anstellung von Schaltvorrichtungen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausgenutzt werden können. Die An- und Abschaltung der Dynamomaschine bzw. des Elektromotors bzw. bei Druckluftbetrieb des Kompressors oder des Druckluftmotors könnte ferner z. B. auch mittels eines oder mehrerer Quecksilberturbinenschalter bzw. -unterbrecher erfolgen, die von der Wagenradachse mit der veränderlichen Fahrgeschwindigkeit angetrieben werden.

Die elektrische Verbindung zwischen den Einrichtungen des Hilfstriebwagens und dem Handschalter auf der Lokomotive erfolgt zweckmäßig mittels einer Leitungskupplung bekannter Art für das biegsame Verbindungskabel. Der Handschalter braucht auf der Lokomotive auch nicht fest montiert zu sein, sondern kann, wie bereits eingangs erwähnt, mit den zugehörigen weiteren Apparaten transportabel ausgebildet sein, um so bei der Einfügung des Hilfstriebwagens in den Zug auf einer beliebigen Lokomotive aufgestellt lao zu werden.

Das vorliegende neue Betriebssystem für

Dampfeisenbahnen mittels eines besonderen, alle Einrichtungen für den Hilfskraftbetrieb enthaltenden Hilfstriebwagens, in welchem zum Teil selbsttätig, zum Teil unter dem Einfluß des Lokomotivführers zeitweilig Kraft aufgespeichert wird, um bei Bedarf zur Unterstützung der Haupttriebkraft der Lokomotive, besonders beim Anfahren und bei Steigungen, entnommen zu werden, dürfte in der Praxis bemerkenswerte

ίο Vorteile ergeben. Es kann dabei in für andere Betriebssysteme bekannter Art die große Bremsenergie der schweren Dampfeisenbahnzüge aufgespeichert und wieder nutzbar gemacht werden, besonders zur Erhöhung der Antriebskraft und damit zur Beschleunigung des Anfahrens solcher schwerer Dampfeisenbahnzüge, die dadurch den rasch anfahrenden elektrischen Vollbahnen konkurrenzfähiger gemacht werden könnten. Auch eine Ersparnis an Feuerungsmaterial dürfte sich mit dem neuen Betriebssystem erreichen lassen. Außer den bereits genannten Abänderungsmöglichkeiten des Betriebssystems könnte man den Handschalter auf der Lokomotive auch in zwangläufige Verbindung mit dem Dampfregulator bringen, um mindestens einige Schaltungen ohne besondere Handhabung zu bewirken. Bei Preßluftbetrieb könnte ferner auch nebenher Preßgas für Beleuchtungszwecke und' eventuell auch sogar Preßluft bzw. Preßgas für die Feuerung der Lokomotive in der Kompressionsanlage des Hilfstriebwagens erzeugt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

' i. Hilfstriebwagen mit Kraftaufspeicherung beim Bremsen und bei Gefällen und Abgabe von Hilfsenergie zur Unterstützung der Haupttriebkraft der Lokomotive von Eisenbahnzügen, insbesondere mit Dampflokomotivbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstriebwagen sowohl die für sich selbständige Vorrichtung zur Aufspeicherung und zur Wiedernutzbarmachung der Kraft, als auch alle Apparate und Schaltvorrichtungen enthält, so daß der Hilfstriebwagen ohne weiteres in einen beliebigen Zug eingeschaltet werden kann.
2. Hilfstriebwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtungen für gewöhnlich selbsttätig entsprechend dem Kraftbedarf angestellt werden, zeitweilig jedoch unabhängig von der selbsttätigen Wirkung willkürlich gesteuert werden können.
3. Hilfstriebwagen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätigen An- und Abschaltungen der Maschinen und Apparate des Hilfstriebwagens mittels elektrischer oder elektromagnetischer Schalter erfolgt, die in an sich bekannter Weise von der Geschwindigkeit der Wagenradachsen beeinflußt werden, z. B. mittels von den Radachsen angetriebener Fliehkraftregler.
4. Hilfstriebwagen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fliehkraftregler beeinflußten Schaltvorrichtungen *_v mittels eines auf der Lokomotive untergebrachten Schalters durch Kurzschluß oder elektromagnetische Abschaltung außer Wirkung gesetzt werden können.
5. Hilfstriebwagen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Preßluftbetriebseinrichtung des Hilfstriebwagens die zur Umschaltung der Hähne zwischen Preßluftakkumulator und Kompressor einerseits und Preßluftakkumulator und Preßluftmotor andererseits dienenden Elektromagnete wechselweise selbsttätig unter dem Einfluß der Wagengeschwindigkeit, z. B. mittels eines Fliehkraftschalters oder auch durch einen auf der Lokomotive vorzusehenden Handschalter, ein- und ausgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.