DE38385C - Vorrichtungen, um bei elektrischen Bahnen mit Strom-Zu- bezw. Abführung durch die Schienen in den vom Strafsenverkehr mitbenutzten Strecken (Wegübergängen etc.) die Schienen nach Bedarf zur Strom-Zu- und Abführung heranzuziehen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2O: Eisenbahnbetrieb.

SIEMENS & HALSKE in BERLIN.

Bedarf zur Strom-Zu- und Abführung heranzuziehen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. März 1886 ab.

Es hat sich als wünschenswerth erwiesen, dafs an den Stellen, wo ein Ueberschreiten des Bahnkörpers durch Thiere oder Strafsenfuhrwerk zu erwarten steht, eine Einrichtung getroffen wird, durch welche diese Theile des Geleises nur im Bedarfsfalle mit Strom versehen werden, damit zur Zeit, wo kein elektrischer Wagen den Wegeübergang passirt, Thiere und Fahrzeuge ungestört verkehren können, ohne dafs sie einen elektrischen Schlag erhalten. Die Schienenstränge vor und hinter der vom Strafsenverkehr mitbenutzten Geleisestrecke müssen zu dem Zwecke durch isolirte, unterirdische Leitungen mit einander verbunden werden, da sonst die Fortleitung des Stromes unterbrochen wäre. Es dienen also auf diesen Strecken die gewöhnlich von der Stromquelle isolirten Schienenstränge zur Stromzuführung nach dem Wagen nur während des Darüberrollens desselben, nicht aber zur Fortleitung des elektrischen Stromes überhaupt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindungen sind verschiedene Vorrichtungen, um bei elektrischen Bahnen mit Strom-Zu- bezw. Abführung durch die Schienen in den von dem Strafsenverkehr mitbenutzten Strecken durch den treibenden elektrischen Strom selbst oder einen Theil desselben zu veranlassen, dafs die Schienen der fraglichen Strecken nur während der Dauer ihrer Benutzung durch den elektrischen Wagen zur Strom-Zu- bezw. Abführung selbstthätig herangezogen werden.

Bei ganz kurzen Wegeübergängen und für eine Fahrtrichtung wird es genügen, die in Fig. ι der Zeichnung dargestellte Schaltungsmethode zu verwenden, durch welche ein sicheres Einschalten des isolirten Theiles der beiden Schienenstränge bei der durch den Pfeil angedeuteten Zugrichtung erfolgen wird, wenn der elektrische Wagen oder Zug in die Nähe des Wegeüberganges kommt.

Der Vorgang ist folgender:

Sobald der in der Pfeilrichtung dem Wegeübergange nahende elektrische Wagen oder Zug in die durch die Linie A-B angedeutete Lage kommt, stellt der Hebel h, welcher um ο drehbar ist und vom Magneten m entfernt gehalten wird, eine elektrische Verbindung zwischen den am Wegeübergang verlegten, von den übrigen Strängen isolirten Schienen (durch dickere Linien angedeutet) und jenen Strängen her, und erhält diese Verbindung so lange, als sein Magnet vom Strom umflossen ist, d. h. bis der Wegeübergang passirt ist. In diesem Moment löst sich die obige Verbindung automatisch durch den Mangel an Strom im Contactapparat und wird dann die Weiterleitung des Stromes nach dem Wagen durch die unterirdisch geführten, isolirten Leitungen k¹ und k² und die folgenden Schienenstränge besorgt. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung liefse sich dadurch vereinfachen, dafs nur der entsprechende Theil des einen Schienenstranges isolirt und im Bedarfsfalle eingeschaltet wird, der andere Strang jedoch ununterbrochen über den Wegeübergang geht, wie das Fig. 2 darstellt. Der um 0 drehbare Hebel h besteht dann nicht mehr aus zwei von einander isolirten, sondern nur aus einem Arm.

Beide Anordnungen werden für längere Wegeübergänge oder dort, wo die Bahn auf längere Distanz im Strafsenplenum zu liegen hat, nicht

geeignet sein, sondern es wird sich dann das Bedürfnifs geltend machen, diese Bahnstrecke stückweise ein- und vor allem stückweise auszuschalten, damit möglichst knapp vor dem elektrischen Zug noch Fuhrwerk passiren kann, und damit hauptsächlich die des Freiwerdens der Bahn harrenden Fahrzeuge und Thiere durch vorzeitiges Betreten des Bahnkörpers nicht Schlägen ausgesetzt sind.

In Fig. 3 ist eine Anordnung gezeichnet, durch welche bei Annäherung des elektrischen Wagens im Sinne des Pfeiles zuerst blos die erste Hälfte des Wegeüberganges zur Stromabgabe geeignet wird, dann, wenn sich der Wagen im zweiten Viertel der Uebergangslänge befindet, der ganze Uebergang mit der Stromquelle Verbindung erhält, und nachdem die Mitte des Ueberganges passirt ist, die erste Hälfte automatisch wieder für den Uebergang anderer Fahrzeuge freigegeben wird. Will man nur von dem einen Schienenstrang einen Theil isoliren, den anderen jedoch ununterbrochen durchgehen lassen, so reicht der einfache, bisher verwendete Apparat nicht mehr zu einem solchen stückweisen Einschalten aus, da dieser wohl ein successives Einschalten besorgen, die Verbindung aber erst dann lösen würde, wenn der ganze. Wegeübergang vom elektrischen Wagen passirt ist.

Dieser Uebelstand läfst sieh dadurch umgehen, dafs man die einzuschaltenden Schienenpartien nicht je mit der vorhergehenden Schiene, sondern mit dem unterirdisch geführten Leitungskabel selbst verbindet. Das Contactgeben besorgt man dann wie früher, legt jedoch das Contacterhalten einem eigenen zweiten Magneten W² auf, der zwischen Schienenpartie und Leitungskabel eingeschaltet ist, wie dies Fig. 4 angiebt, aus der mit Fig. 3 combinirt Fig. 5 entsteht.

Alle in Fig. 1 bis 5 gezeichneten Anordnungen sind nur für eine Fahrtrichtung geeignet, es können jedoch die bisher vorgeführten Apparate, wie Fig. 6 und 7 zeigen, auch für in beiden Richtungen zu befahrende Wegeübergänge zur Anwendung kommen. Damit ist aber stets der Nachtheil verbunden, dafs zwischen je zwei isolirten Schienenpartien zwei Apparate verwendet werden müssen, sowie auch der, dafs jeder Apparat bei jeder Zugrichtung zur Function kommt, also z. B. nach Passirung des Ueberganges der ganze isolirte Theil noch einmal eingeschaltet wird. Durch Verwendung polarisirter Anker und Herbeiführung einer mit der Fahrtrichtung wechselnden Stromrichtung in den Bewickelungen der Elektromagnete (Polarität derselben) kann man die Apparate doppeltwirkend gestalten und dadurch erstens deren Anzahl auf die der isolirten Stöfse verringern, ferner aber auch ein Functioniren in einem dem Bedürfnisse entgegengesetzten Sinne verhindern, wie das die Fig. "8, 9, io und 11 in verschiedenen Schaltungen vorführen.

Sollte z. B. ein elektrischer Wagen oder Zug dem Wegeübergange von links nahen und denselben in der Richtung nach rechts übersetzen wollen, so wird, sobald der elektrische Wagen in die durch A-B angedeutete Lage kommt (s. Fig. 8), der von dem mit + bezeichneten Pole der Stromquelle kommende Hauptstrom den Elektromagneten M₁ umfliefsen müssen, und zwar tritt der Strom links ein und rechts aus den Wickelungen des Elektromagneten, oder er durchfliefst diesen parallel zur Fahrtrichtung des elektrischen Wagens. Dabei wird eine der auftretenden Stromrichtung entsprechende Polarität im Hufeisenmagneten erzeugt, die den um 0 beweglichen polarisirten Stahlanker H aus seiner Mittellage ablenkt und nach rechts gegen den Contact drückt, wenn die Polarität richtig gewählt ist. Es schaltet also der Wagen nach vorn ein. In dem Moment, wo der elektrische Wagen den Schienenstofs s¹ überschritten hat und Schiene S¹ betritt, hört die Wirkung von Af₁ zufolge Strommangels auf und tritt dafür die Wirkung von m ein, welche die Verbindung der isolirten Schienenpartie mit dem Leitungskabel K so lange erhält, als Strom abgenommen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich bei der Weiterfahrt des Wagens nach rechts bei jedem Contactapparat in demselben Sinne, mit Ausnahme des letzten Apparates, dessen Hufeisenmagnet M₄ nicht zur Wirkung gelangt, da nur ein Zweigstrom durch seine Wickelungen fliefst, der nicht ausreicht, um eine Bewegung des polarisirten Ankers zu veranlassen.

Bei entgegengesetzter Fahrtrichtung geht der Strom von dem mit + bezeichneten Pol der Stromquelle durch das isolirte Leitungskabel bis zur ersten rechts vom Wegeübergange befindlichen , stets eingeschalteten Schiene S₆, kehrt dort um, sobald der von rechts kommende Wagen die Verbindungsstelle des Kabels mit der Schiene übersetzt hat, und durchfliefst den Elektromagneten M₄, sobald der Wagen die Schienenpartie S₅ erreicht hat. Diesmal tritt jedoch der Strom rechts ein und links aus, oder er durchfliefst den Elektromagneten wieder parallel zur Fahrtrichtung des elektrischen Wagens. Bei dieser entgegengesetzten Fahrtrichtung werden also alle contactgebenden Elektromagnete zufolge entgegengesetzter Stromrichtung in ihren Bewickelungen entgegengesetzte Polarität erhalten, so dafs auch alle Contacthebel H nach entgegengesetzter Seite abgelenkt werden. Es schaltet also der Wagen auch bei dieser Fahrtrichtung nach vorn ein.

In Fig. 9 sind die Magnete M in den Nebenschlufs zu dem Widerstand der Stromleitung vom Contactapparat nach dem elektrischen

Wagen gelegt und die contactgebenden Magnetbewicklungen derart gewählt, dafs der bei Stromabnahme von der entsprechenden Schienenpartie sie durchfliefsende Zweigstrom ausreicht, um den polarisirten Anker H zu bethätigen.

Die Stromrichtung in den Bewickelungen der contactgebenden Elektromagnete stimmt auch bei dieser Schaltung mit der jeweiligen Fahrtrichtung überein, wie das aus dem. Stromschema selbst ersichtlich ist und in der nachstehenden Beschreibung der analogen Fig. io noch besonders erläutert wird.

In Fig. io wird nicht allein die Contactgebung, sondern auch die Gontacterhaltung von einem Theile des bewegenden Stromes besorgt und sind beide Functionen demselben Magneten M auferlegt. Es wird dadurch gegen Fig. 8 und 9 aufser den wegfallenden Theilen in jedem Apparat auch ein Gontactapparat überhaupt erspart und ist dann nur noch das Minimum erforderlich, nämlich nur ebenso viele Apparate, als isolirte Stoffe vorhanden sind.

Der bei den verschiedenen Stellungen des elektrischen Wagens auftretende Stromlauf ist aus den Fig. ioa, iob, ioc und iod ersichtlich. Sobald.sich der Wagen dem Wegeübergange von links nähert und die Abzweigungsstelle α des isolirten, unterirdisch geführten Leitungskabels passirt hat, Fig. ioa, geht ein Theil des treibenden elektrischen Stromes durch die linken Bewickelungen des Hufeisenmagneten Ai₁ nach der Schiene und zum Wagen. Der dadurch auftretende Magnetismus des Elektromagneten Ai₁ verursacht ein Ausschlagen des Contacthebels H₁ nach rechts, wodurch eine leitende Verbindung zwischen dem isolirten Leitungskabel K und Schienenpartie S₂ hergestellt wird. Sobald diese von dem elektrischen Wagen befahren wird, Fig. iob, geht der treibende elektrische Strom von + nach S₁, von da in das Kabel K, Hebel H₁, Contact C₂ nach der Schienenpartie S₂ direct, sowie in einem schwachen Zweigstrome durch die rechte Bewickelung von Ai₁ und die linke von M₂. Dadurch wird der Hebel H₁ in seiner Ausschlagsstellung erhalten und H₂ nach rechts abgelenkt, d. h. Schienenpartie S₃ eingeschaltet, und so fort.

Wie aus den Fig. ι ο c und ι ο d ersichtlich ist, wiederholt sich der Vorgang in entgegengesetzter Weise, wenn der elektrische Wagen von rechts nach links fährt. Der treibende elektrische Strom kommt wieder von +, geht erst durch das Kabel K bis zur Schienenpartie S₅ sowohl direct, als auch in schwachem Zweigstrom durch die rechte Bewickelung des Magneten M₄. Da nun derselbe Strom, jedoch entgegengesetzt wie früher, den Magneten umfTiefst, schlägt der Hebel H₁ nicht nach rechts, sondern nach links aus und schaltet wieder nach vorn ein etc.

In Fig. 11 ist eine Modification der in Fig. 10 dargestellten Schaltung gezeichnet. Ebenso wie in Fig. 10 hat auch hier jeder Contactapparat zwei Aufgaben.

1. Der in der Fahrtrichtung folgenden Schienenpartie Strom zuzuführen, sobald von der vorhergehenden Schienenpartie Strom abgenommen wird.

2. Den so hergestellten Contact so lange zu erhalten, als von der dadurch mit Strom versehenen Schienenpartie noch Strom abgenommen wird.

Zu diesem Zwecke sind den Hufeisenmagneten in Fig. ι ο zweierlei Magnetbewickelungen gegeben, deren jede einer der dem Contactapparat benachbarten Schienenpartien angehört, und welche auch, wie in Fig. 11 gezeichnet, je über beide Magnetschenkel vertheilt sein können. Eine Magnetbewickelung ist nur dann von Strom durchflossen, wenn deren zugehörige Schienenpartie eben Strom abgiebt, indem dann ein Zweig des treibenden Stromes von dem Stromleitungskabel durch die Magnetbewickelung nach der Stromabgabestelle auf der betreffenden Schienenpartie fliefst.

Demzufolge circulirt in einem Contactapparat nur dann Strom, wenn von einer der beiden diesem benachbarten Schienenpartien Strom abgegeben wird.

Der Vorgang ist folgender:

Wenn der Wagen in der Zone A B läuft, geht ein Theil des treibenden elektrischen Stromes durch die unterbrochen gezeichnete Bewickelung der Magnetsäulen M₁ und M₂ und wird demzufolge der Anker a" entgegen der Spannung der Feder F₁ angezogen; dadurch wird dem polarisirten Hebel H Gelegenheit gegeben, in die der Polarität der Magnetschenkel M₁ und M₂ entsprechende Lage auszuschlagen und vermittelst des Contactes C₁ die nächstfolgende Schienenpartie S₁ mit dem isolirten Leitungskabel K zu verbinden. Diese leitende Verbindung bleibt so lange erhalten, als von S ο und dann S₁ Strom abgenommen wird, und wird erst wieder gelöst, wenn die Bewickelungen der Magnetschenkel M₁ und M₂ des ersten Contactapparates stromlos werden, d. i. wenn der Wagen die dem Contactapparat benachbarte Schienenpartie verläfst, d. h. auf die Schienenpartie S₂ übergeht, indem dabei der durch die Magnetschenkel gehende Zweigstrom unterbrochen wird. Es verschwindet dann nämlich der Magnetismus in den Magnetschenkeln M₁ und M₂, der Anker α wird losgelassen und die Federspannung von F₁ kommt zur Wirkung, wodurch der Hebel H wieder in die Mittellage gezogen wird (Contact C₁ unterbrochen, Schiene S₁ stromlos).

Claims (2)

1. Das Stromschema ist das gleiche wie bei Fig. io, und läfst sich daher der Stromwechsel in den Bewickelungen der Elektromagnete aus den für diese Figur gegebenen Erläuterungen entnehmen.

   Bei den Schaltungen Fig. 8, 9, 10 und 11 ist es nothwendig, dafs jeder Schienenstrang stets mit demselben Pol der Stromquelle verbunden ist. Der Einfachheit halber wurde in allen vier Figuren der eine Schienenstrang ununterbrochen durchgehend gezeichnet; es lassen sich natürlich mit jeder dieser drei Schaltungsmethoden dieselben Combinationen durchführen, wie das in Fig. 1 bis 4 geschehen ist.

   Das Bestreben der polarisirten Anker H, in die normale Ruhelage (Mittelstellung) einzuspielen, ist in Fig. 11 auf ganz besondere, aus Zeichnung und Beschreibung ersichtliche Weise erzielt. Behufs Vereinfachung der Darstellung wurde in den Fig. 8, 9 und 10 die skizzirte Anordnung gezeichnet. Dabei wurde von der Tendenz der Magnete, sich gegen einen der beiden Polköpfe zu legen, abgesehen. Um dem abzuhelfen und dem polarisirten Anker (Contacthebel H) einen dritten Ruhepunkt in der Mittelstellung zu geben, ist gegenüber der Mittelstellung des Magneten ein weicher Eisenklotz anzubringen und das Klebenbleiben des polarisirten Ankers an den Polschuhen der ■Elektromagnete durch entsprechende nicht magnetische Anschläge in bekannter Weise zu verhindern.

   Ferner empfiehlt es sich, den beweglichen Anker (Contacthebel H) nicht ganz aus magnetischem Stahl herzustellen, sondern es wird genügen, wenn der vorwiegende Theil des Contacthebels aus weichem Eisen und nur ein kleiner Theil aus polarisirtem Stahl ist. Letzterer soll nur die der Stromrichtung entsprechende, zur Weiterfahrt des elektrischen Zuges nofhwendige Ausschlagrichtung gewährleisten, während das weiche Eisen auf die Dauer der Stromcirculation zur sicheren Erhaltung des Contactes dienen soll.

   Bei Unterbrechung des Stromes hat die die Mittelstellung herstellende, durch Gewicht, Feder oder sonstwie hervorgerufene Kraft nur den Magnetismus des polarisirten Stahles zu überwinden.

   Statt des polarisirten Stahltheiles im Contacthebel kann auch der in einem Eisenanker von gewissem Härtegrade verbleibende remanente Magnetismus dienen.

   Ebenso ist natürlich, dafs eine ganze oder theilweise Umkehr der Verhältnisse, nämlich Feststellung des polarisirten Theiles, bewegliche Anordnung des elektromagnetischenTheiles der Contactapparate verwendet werden kann; auch sind statt der elektromagnetischen Wirkungen ganz oder theilweise Solenoidwirkungen einführbar. Bei den in den Fig. 1 bis 7 angegebenen Schaltungen lassen sich die contactgebenden Elektromagnete ebenso wie in Fig. 9 der Hufeisenmagnet in den Nebenschlufs zu einer entsprechend langen Schienenpartie legen, so dafs auch hier die Contactgebung von einem Theile des treibenden Stromes besorgt werden kann.

   Bei allen skizzirten Anordnungen wurden Contactöffnungen mit gleichzeitigen Stromunterbrechungen in den Apparaten vermieden, damit nicht durch das Auftreten der Unterbrechungsfunken die Contacte Schaden leiden; ebenso werden alle Contactapparate vor Feuchtigkeit sorgfältig zu schützen sein, und wird beabsichtigt, dieselben in luftdichte Gehäuse einzuschliefsen.

   Patenτ-Ansprüche:
   Bei elektrischen Bahnen mit Schienencontact:

   ι. Die Verwendung automatischer Contactapparate von der in Fig. 1 bis 7 gezeichneten Anordnung und in der daselbst angegebenen Weise, bestehend aus Elektromagneten m, welche vom gesammten treibenden Strome oder von einem Theile desselben umflossen werden und durch Anziehen ihrer Anker h Contacte herstellen, welche eine leitende Verbindung zwischen den vor dem Wegeübergange befindlichen, stets vom Strom durchfiossenen Schienen (bezw. einer isolirt geführten Stromleitung) und den auf dem Wegeübergange oder Strafsenplanum liegenden, für gewöhnlich isolirten Schienen vermitteln, welche Verbindung so lange erhalten bleibt, bis der elektrische Wagen entweder den ganzen Wegeübergang, Fig. 1, 2 und 6, oder den betreffenden Theil des Schienenstranges passirt hat und endlich gelöst wird, ohne dafs eine von Funken begleitete Contactunterbrechung stattfindet.
2. 2. Die Anwendung der in Fig. 8, 9, 10 und 11 skizzirten Anordnungen für beide Zugrichtungen, im wesentlichen charakterisirt durch die Verwendung polarisirter Anker H im Vereine mit Stromwechsel in den Bewickelungen der contactgebenden Elektromagnete M (bezw. Multiplicatorspulen) zur Herbeiführung einer mit der Fahrtrichtung der elektrischen Züge oder Wagen wechselnden Wirkung der Contactapparate, und bei welchen entweder wie in Fig. 8 das Contactgeben und Erhalten von dem gesammten treibenden Strome oder wie in Fig. 9 das Contactgeben von einem Theilstrome, das Contacterhalten von dem ganzen Strome, oder endlich wie in Fig. ι ο und 11 Contactgeben und Erhalten von einem Theile des Stromes besorgt wird.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.