DE279686C

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Publication number: DE279686C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 279686 KLASSE 20 k. GRUPPE

MANLEY EDWIN STURGES in NEW YORK.

Elektrische Bahnanlage mit Wanderfeldmotorantrieb.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1913 ab.

Die Erfindung betrifft elektrische Bahnen mit Wanderfeldmotorantrieb, bei denen also der feste Teil des Antriebsmotors der Strecke entlang angeordnet ist, und der bewegliche Teil an dem auf der Bahnstrecke laufenden Fahrzeug.

Die Erfindung besteht

vermittels derer die Fahrzeuge

in Einrichtungen, auf verschiedenen Stellen der Strecke mit verschiede-,

ίο ner Geschwindigkeit vorwärts bewegt oder an jedem gewünschten Punkt der Bahnlinie beschleunigt oder verzögert werden können, besonders an den Enden oder Haltestellen oder in deren Nähe. Dabei sind diese Einrichtungen wirtschaftlich, wirksam und zuverlässig im Betriebe und von verhältnismäßig einfacher Zusammensetzung. Sie sind derart beschaffen, daß man die Endstellen nach Wunsch erreichen kann, ohne daß irgendwelche besonderen Vorrichtungen gehandhabt zu werden brauchen. Zu diesem Zwecke werden gemäß der Erfindung die Motorteile an verschiedenen Stellen der Strecke mit Strömen verschiedener Frequenz gespeist. Derartige Anordnungen sind für Fahrzeugmotoren gewöhnlicher Bauart bekannt, die Erfindung besteht daher in der Anwendung des bekannten Prinzips auf Bahnen mit Wanderfeldmotorantrieb.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt in teilweise schematischer Zeichnung ein Stück einer elektrischen Bahnstrecke mit einem gleichfalls schematisch veranschaulichten Wagen.

Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt durch die Anordnung in Fig. 1.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen einen senkrechten Schnitt bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild der Einrichtung für eine elektrische Bahnanlage gemäß der Erfindung.

Auf den Schwellen ι (Fig. 2) sind die Laufschienen 2 befestigt. Auf ihnen sitzen außerdem zwei Reihen von Winkelstücken 3, deren jedes am oberen Ende parallel mit den Laufschienen 2 eine Führungsschiene 4 trägt. Zugleich tragen die Winkelstücke 3 noch in zwei Reihen gegenüberliegend Teile des Motors, die aus geblätterten, zur Aufnahme einer genau passenden Wicklung 6 mit Nuten versehenen Kernen 5 bestehen. Auf diese Weise befindet sich der ganzen Bahnstrecke entlang zu beiden Seiten j e eine Reihe von festen Motorteilen, die einander mit ihren wirksamen Flächen gegenüberstehen.

Die auf der Strecke laufenden Wagen können von beliebiger Bauart sein. Auf der Zeichnung ist ein offener Tragrahmen 7 (Fig. 1) veranschaulicht, der in irgendeiner geeigneten Weise auf einem der Wagendrehgestelle befestigt, ist. Der Rahmen besitzt eine Anzahl nach unten vorspringender Ausleger 8 (Fig. 2), die je zu zweien eine Stange oder Schiene 9 aufnehmen, die quer unter dem Rahmen liegt. Die nebeneinanderliegenden Enden von je

zwei Querstangen 9 tragen einen Rahmen 10 (Fig. 1), der in wagerecht verlaufenden Schlitzen io^a die in den Stangen sitzenden, im wesentlichen senkrecht stehenden Bolzen g^a aufnimmt. Auf jeder Stange 9 zwischen dem Rahmen 10 und dem Ausleger 8 daneben ist

. je eine Feder 11 angebracht, die zusammen derart wirken, daß sich jede Querschiene 9 mit den Rahmen 10 zu dem Tragrahmen 7 und daher dem Drehgestell des Wagens frei einstellen kann.

Jeder Rahmen 10 reicht, wie gesagt, von einer Querstange 9 zur anderen, kann aber auch mehr als zwei davon miteinander verbinden. An jedem Rahmen sind zwei oder mehr Führungsrollen 12 angebracht, die so liegen, daß sie auf den Führungsschienen 4 laufen können. Außerdem trägt jeder Rahmen 10 ein Stück der beweglichen Motorteile, das jedes aus einem langen geblätterten Eisenkern 13 mit einer Mehrphasenwicklung 14 besteht. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß durch die an den Schienen 4 laufenden Führungsrollen 12 die Außenfläche jedes Stückes 13 mit seiner Wicklung in ganz bestimmtem Abstande von dem davor befindlichen Kern 5 mit seiner Wicklung 6 gehalten wird, der den festen Teil des Motors in der Bahnanlage darstellt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die am Drehgestellrahmen 7 angebrachten Motorteile dreiteilig, so daß der damit versehene Wagen sehr gut auch Kurven von verhältnismäßig kleinem Halbmesser nehmen kann, ohne daß das genaue Arbeiten der Vorrichtung beeinträchtigt wird. Wenn die Wagen über die Bahnstrecke laufen, gestatten die Federn 11 eine Bewegung der verschiedenen Querstangen 9 gegenüber dem Drehgestellrahmen, der sie trägt, und die Führungsrollen 12 erhalten dauernd den richtigen Luftspalt zwischen den festen und den beweglichen Motorteilen gleichmäßig aufrecht.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist nur eine Reihe von festen Motorteilen vorgesehen, die mitten zwischen den Laufschienen 2 liegen und mit der entsprechenden Wicklung 15 versehen sind. Der Drehgestellrahmen 7 trägt in seinen Auslegern 8 die Ouerstangen g^a, auf denen zwischen seitlich nachgiebigen Federn 11 die Tragstücke 16 in ge.wissen Grenzen verschiebbar gelagert sind. An den Tragstücken 16 sind dann die beweglichen Motorteile befestigt, die wiederum aus geblätterten, mit den Wicklungen 14 versehenen Eisenkernen 13 bestehen.

Nach der vorliegenden Anordnung sind leiterartige kurzgeschlossene Leitungen (vgl.

auch Fig. 5) der Bahnstrecke entlang gelegt, und zwar für gewöhnlich auf langen geblätterten Eisenkernen. Die Wagen besitzen dann gleichfalls geblätterte Kerne, die mit durch geeignete Schleifkontakte an Speiseleitungen angeschlossenen Mehrphasenwicklungen versehen sind. Bei ähnlichen Anlagen hat es sich stets als eine schwierige Aufgabe erwiesen, die Wagen mit den beweglichen Motorteilen nach Belieben anzuhalten oder allmählich wieder in Gang zu setzen, und bisher ist es noch nicht gelungen, nach Wunsch gegebenenfalls an verschiedenen Stellen der Strecke die Fahrgeschwindigkeit selbsttätig zu ändern.

Um alle diese Forderungen zu erfüllen, werden gemäß der Erfindung die folgenden An-Ordnungen benutzt.

Der Strecke entlang sind ein oder mehrere lange geblätterte Kerne 5 (Fig. 5) mit Wicklungen angebracht, die wie die Wicklung des links gezeichneten Teilstückes zweckmäßig kurzgeschlossene Leiter besitzen und in dem dargestellten Falle eine lange leiterartige Form 17 aus Kupfer oder Aluminium haben, durch deren Querschlitze, die Ansätze des geblätterten Kernes hindurchgreifen. Jeder bewegliche Teil 18 am Wagen (Fig. 5, links unten) ist gleichfalls mit einem oder mehreren geblätterten Kernen versehen, deren jeder eine Wicklung 14 trägt. Die beiden Wicklungen 14 sind nach der Zeichnung durch Leiter 19, 20 und 21 mit Schleif- oder Rollenkontakten 22, 23 und 24 verbunden; dieselben sind auf dem Wagen so angeordnet, daß sie an den Linienleitungen 25,26 und 27 liegen, die von einem Dreiphasenstromerzeuger 28 gespeist werden.

Bei einer bestimmten gewählten Art und Größe der Wicklungen 17 und 14 erreichen bekanntlich die Wagen auf der Strecke im Betriebe eine gewisse Geschwindigkeit, die von der Frequenz des vom Stromerzeuger 28 ge- too lieferten Stromes abhängt. Will man nun die Fahrgeschwindigkeit gegenüber derjenigen ändern, die beim Vorbeilaufen an dem Leiter 17 auftritt, so versieht man gemäß der Erfindung den Streckenabschnitt daneben mit einer Wicklung 29, die über einen Frequenzwandler 30 mit einem Mehrphasenstromerzeuger 31 in Verbindung steht, so daß sie Strom von anderer Frequenz erhält, als ihn der Stromerzeu-i ger 28 liefert. Durch Änderung der-Frequenz des Stromes in der Wicklung 29 kann man also nach Belieben die Fahrgeschwindigkeit erhöhen oder verringern, wenn der Wagen über den Teil der Strecke läuft, der derartige Wicklungen besitzt.

In gleicher Weise kann, falls es wünschenswert erscheint, ein weiter anschließendes Stück der Strecke mit einem anderen Satz Wicklungen 32 versehen werden, die über einen Frequenzwandler 33 an einen Mehrphasen-Strom-

Claims

erzeuger 34 angeschlossen sind und auf diese Weise mit Strom gespeist werden können, der eine von der Frequenz des von den Stromerzeugern 28 und 31 gelieferten Stromes verschiedene Frequenz hat. Auf jeden Fall kann der Unterschied in der Frequenz so gewählt werden, daß die Wagen sich verlangsamen oder beschleunigen lassen. So kann ein Wagen, der mit außerordentlich großer Geschwindigkeit über einen Teil der Strecke gelaufen ist, der beispielsweise kurzgeschlossene Leiter besitzt, in der Nähe einer End- oder Haltestelle derart zum langsamen Fahren gebracht werden, daß er leicht und sicher zum Halten kommt.

Natürlich können auch die Wagen mit irgendeiner Art von Frequenzwandler ausgestattet sein, so daß sich die Frequenz des an ihre AVicklungen 14 abgegebenen Stromes beliebig ändern läßt. Auf jeden Fall wird in wirksamster Weise die Fahrgeschwindigkeit der Wagen dadurch verändert, daß man die Frequenz des Stromes wechseln läßt, mit dem deren Wicklungen oder die Leiter der festen Motorteile der Strecke entlang gespeist werden. Es können auch beide Einrichtungen zugleich vorgesehen sein, um die Geschwindigkeit in der angegebenen Art und Weise zu ändern; so können z.B. die Speiseleitungen in eine Anzahl von Abschnitten geschaltet sein, die mit Strom von untereinander verschiedener Frequenz versehen sind. , Auf der Zeichnung ist beispielsweise in Fig. 5 dargestellt, wie die Leitungsabschnitte 35, 36 und 37 getrennt von den Leitungen 25, 26 und 27 liegen und von einem besonderen Stromerzeu-■ ger 34 über einen Frequenzwandler 33 mit Strom anderer Frequenz versorgt werden.

Patent-An Spruch ιέ:

ι. Elektrische Bahnanlage mit Wanderfeldmotorantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorteile an verschiedenen Stellen der Strecke mit Strömen verschiedener Frequenz gespeist werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in beliebigen Grenzen zu regeln.
2. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die der Strecke entlang angeordneten festen Wicklungen kurzgeschlossen sind und die Zuführungsleitung für den beweglichen Motorteil in einzelne Abschnitte unterteilt ist, die Strom von verschiedener Frequenz abgeben.
3. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die der Strecke entlang angeordneten festen Wicklungen zum Teil kurzgeschlossen sind und zum Teil — unter Zwischenschaltung von Frequenzwandlern oder durch besondere Stromerzeuger — mit Strom von einer Frequenz gespeist werden, die von der dem beweglichen Motorteil zugeführten verschieden ist.
4. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die der Strecke entlang liegenden festen Motorteile infolge der Anordnung von kurzgeschlossenen und Strom führenden Wicklungen Strom verschiedener Frequenzen aufweisen als auch die in Abschnitte unterteilte Zuführungsleitung für das bewegliche Motorglied an einzelnen Stellen der Strecke Strom verschiedener Frequenz liefert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.