DE41326C - Neuerung an elektrischen Eisenbahnen mit Stromzuführung durch Kontaktwagen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2O: Eisenbahnbetrieb.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Januar 1887 ab.

Zur Vermeidung der Uebelstände, welche bei längeren zur elektrischen Leitung dienenden Schienen für den allgemeinen Strafsenverkehr auftreten, werden die in die Fahrbahn hineinragenden Metallkontaktschienen, über welche in üblicher Weise die Schleifkontakte des auf den Wagen untergebrachten Motors hinschleifen, häufig unterbrochen und von möglichst geringer Länge angeordnet.

Dies wird durch Anordnung von Kontaktbolzen, von hochkantig gestellten Platten oder von T-förmigen, mit ihrer breiten Fläche in die Strafsenbahn reichenden Platten erzielt, so dafs auf der gesammten Bahnlinie weniger oder höchstens ebenso viel einzelne Kontaktflächen mit Elektricitä't geladen sind, als ungefähr der Wagen in seiner jeweiligen Stellung überdeckt.

Diese verschiedenartig gestalteten, in die Fahrbahn hineinragenden Kontakte stehen einzeln mit Kontaktflächen in elektrischer Verbindung, die in einen aus einzelnen Eisenrohrlängen zusammengesetzten und unter dem Strafsenpflaster liegenden Kanal hineinragen, so dafs auch von diesen Kontaktflächen — analog der Ladung nur einer beschränkten Anzahl von Strafsenkontaktklötzchen — jeweilig nur so viel geladen sind, als gerade über einen in seiner Bewegungsrichtung umkehrbaren, elektrisch, magnetisch oder elektromagnetisch regulirten und fortbewegten Kontaktschliefser mit zwei in entgegengesetzter Richtung bewickelten Spulen liegen. In den allseitig geschlossenen Kanal ist der Elektricitätshauptleiter und auch der Rückleiter eingelegt, über welche genannter Kontaktschliefser hinrollt.

In dieser Anlage sucht der im Kanal hinlaufende Kontaktschliefser schneller als der Wagen zu laufen; dieser Ueberschufs an bewegender Kraft wird aber durch die Neutralisirung oder Schwächung der Polkraft des erregenden Magneten des Schliefsers dergestalt reducirt, dafs letzterer bei gegebener Wagengeschwindigkeit ohne sich bemerkbar machende Stöfse eine bestimmte Stellung zum Wagen einnimmt.

Eine Strafsenbahnanlage mit möglichst kurzen Kontaktflächen in der Bahn gewährt auch die Möglichkeit der Verwendung kettenartiger, vom Wagen herabhängender Schleifkontakte. Genannte Kontaktflächen sind, wenn sie bolzen- oder plattenförmig gestaltet sind, von gröfserer Dauer, ohne dabei locker zu werden oder eine besondere nachgiebige Verbindung mit den Kanalkontakten zu erfordern.

Die vorstehend charakterisirte Strafsenbahnanordnung ist in Fig. 1 in Seitenansicht und Längenschnitt, in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt, während in Fig. 3 der im Kanal hinlaufende Kontaktschliefser im Grundrifs ersichtlich ist.

Fig. 4 bis 8 zeigen verschiedene Anordnungen des Kanals und der in die Fahrbahn hineinragenden Kontaktflächen im Querschnitt und Grundrifs, während in Fig. 9 bis 15 verschiedene schematische Ansichten der Einrichtung zur elektrischen Fortbewegung des Bahnwagens und des Kontaktschliefsers ersichtlich sind; in diesen Ansichten ist die Bewickelung des er-

regenden Magneten auf dem Bahnwagen nicht angegeben.

Der beliebig angeordnete Bahnwagen ι kann auf Schienen oder nicht auf Schienen laufen und ist mit einem elektrischen Motor 2 geeigneter Construction versehen, durch den ersterer nach Einschaltung des Motors in den Stromkreis durch geeignetes Rädergetriebe fortbewegt wird. 3 ist der aus einzelnen Rohrlängen von Gufseisen hergestellte Kanal, dessen abnehmbarer Deckel 4 die bolzen- oder nietkopfartig gestalteten Kontakte 5 trägt, die, möglichst eng an einander liegend, durch den Deckel hindurchgehen. 6 sind Muffen oder Streifen aus Holz oder anderem isolirenden Material, durch welche die Bolzenkontakte hindurchgeführt sind.

Ein solcher aus Röhren hergestellter Kanal verhindert das Eindringen von Wasser; in demselben kann eine beträchtliche Menge trockener Luft oder trockenen Gases aufgespeichert werden, was eine gute elektrische Isolirung, sowie reine Kontaktflächen für die Schleifkontakte sichert.

In der in Fig. 1 und 2 ersichtlichen Anordnung bildet der Deckel des Kanals einen Theil des Strafsenpflasters; durch Verbindungsstangen 36 ist, wie aus Fig. 16 ersichtlich, der Kanal mit den Hauptschienen 35 der Anlage verbunden, wobei die Bolzen 37 die nach innen zu liegenden Enden der Stangen 36 mit am Kanal sitzenden Flantschen verbinden.

38 ist ein Syphonrohr, welches etwa im Kanal sich ansammelndes Wasser ableitet.

5^a, 5^a sind die in die Fahrbahn hineinragenden Theile der im Kanal 3 befindlichen Kontakte 5; 9, g^a sind glatte Elektricitätshauptleiter, von denen der eine, 9 oder 9% als Rückleiter benutzt wird, welch letztere Anordnung aus den Fig. 11, 13 und 14 ersichtlich ist.

11 sind nichtleitende Träger oder Unterlegschienen (aus Steingut), welche in bestimmten Abständen am Kanalboden befestigt sind und die Leiter oder Schienen 9, 9^a tragen. Der Kontaktschliefser läuft auf letzterem hin und legen sich seine rollenden Kontakte gegen die im Kanal 3 vorstehenden Theile 8 an.

Der schleifende oder rollende Kontakt 12 des Wagens 1 (welcher Kontakt in der dargestellten Anordnung . als Kette 12 ausgeführt ist) kommt mit den Flächen der in die Bahn vorstehenden Bolzen 5 ^a in Berührung.

i2^a ist ein wellenförmiger Metallstreifen, der behufs Vermeidung von Funkenbildung an seinen unteren Ausbiegungen mit den einzelnen Kettengliedern in elektrische Verbindung tritt, während der Streifen an seinem oberen Ende mit dem Motor 2 des Wagens verbunden ist; dieser Streifen dient auch dazu, Kette 12 in engem, federndem Kontakt mit den Theilen 5^a der Kontakte 5 zu halten. Im Bedarfsfalle können natürlich auch andere Formen von Wagenkontakten zur Verwendung gelangen.

In der in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten modificirten Anordnung plattenförmiger oder auf Hochkant stehender Kontakte, welche sich besonders für eine Strafse mit Holzpflaster 13 empfehlen und den Druck des Strafsenverkehrs infolge ihrer Einbettung in bestmöglicher Weise aufnehmen, sowie einen guten Stützpunkt des Pferdehufes bilden, ist Kanal 3 nicht mit abnehmbarem Deckel versehen, sondern seiner Länge nach als gufseisernes Rohr ausgeführt. Die einzelnen Rohrlängen stofsen mit ihren Kopfenden an einander und werden durch Klammern oder Schellen 14 mit einander verbunden.

Durch diese Anordnung kann die eine Rohrlänge ohne Beeinträchtigung der anderen schnell ausgewechselt werden.

ist eine Oeffnung

im Kanal 3 für den Zutritt zum Kontaktschliefser. Dieselbe ist durch entsprechendes Ausschneiden der an einander stofsenden Enden zweier Rohrlängen gebildet und wird für gewöhnlich durch die Klammer oder Schelle 14 abgeschlossen. Bei dieser Anordnung sind die Kontakte zusammengesetzt aus den Bolzen 5 mit T- förmigen Köpfen 8, welche die in den Kanal hineinragenden Kontakte bilden, sowie aus Metallplatten 5^a, die quer zur Fahrbahn liegen und deren vorstehende Enden mit den Bolzen 5 durch nachgiebige Metallstreifen 5^b verbunden sind. 6 ist, wie vorher, die Isolirschicht.

Es empfiehlt sich, die Platten 5^a durch Dübel 13 * an den Holzklötzen zu befestigen, Fig. 4, 5 und 6. In Fig. 5^a und 6^a sind die Metallstreifen 5^b durch von oben eingelassene Schrauben 5^c mit den Metallplatten 5^a verbunden.

In der in Fig. 7 und 8 ersichtlichen Modification sind an Stelle der auf Hochkant stehenden Kontaktplatten 5^a Platten von T-förmigem Querschnitt angeordnet, die quer zur Fahrbahn liegen und auf ihrer gleichzeitig das Pflaster mit bildenden Oberfläche aufgerauht sind. Diese Modification empfiehlt sich ganz besonders da, wo der Wagen ohne mit Flantsch besetzte Schienen und Räder laufen soll, und gestattet ein beträchtliches seitliches Spiel des rollenden oder schleifenden, am Wagen sitzenden Kontaktes.

Bei der Anordnung des elektrisch fortbewegten Kontaktschliefsers nach Fig. 1, 2 und 3 und — schematisch — nach Fig. 9 ist der verwendete elektrische Motor mit Windungsgruppen ausgerüstet; die Armaturachse 17 desselben liegt in Längsrichtung des Kanals 3, und ist der erregende Magnet 18 mit zwei entgegengesetzt zu einander laufenden Windungen 20 und 21 bewickelt. 15, 15 sind

Räderpaare, welche isolirt am Gestell des Kontaktschliefsers sitzen und auf den glatten Leitern 9, 9^a hinrollen. Diese Räder werden durch Schnecken- oder anderen geeigneten Trieb 16 von der Armaturwelle aus in Drehung versetzt.

Wie in Fig. 3 und 9 angegeben, läuft der Strom vom Hauptleiter nach dem vorderen Räderpaar 15 und theilt sich nach Durchlaufen der Armatur am Punkte 19, um von hier aus durch die beiden entgegengesetzt zu einander auf den erregenden Magneten gewickelten Spulen zu strömen.

22, 23 sind die elektrisch mit den Windungen 20 und 21 verbundenen rollenden Kontaktschliefser. Das den erregenden Magneten 18 bildende Eisen umgiebt . die Armaturachse in La'ngenric'htung, Fig. 2 und 3, wodurch etwaige äufsere 'magnetische Kraftlinien, die leicht kurz geschlossen und dadurch vermöge des Eisens des Kanals zerstört werden können, unterdrückt werden. i8^a und i8^b sind die Pole der erregenden Magnete.

Fig. 9 bis 14 zeigen schematisch verschiedene Anordnungen elektrisch betriebener Kontaktschliefser und der Kontakte für den Eisenbahnwagenmotor, durch welche die Bewegung des Kontaktschliefsers regulirt wird. Fig. 9 zeigt die Anordnung eines Motors mit Windungsgruppen für den in Fig. 1, 2 und 3 ersichtlichen Kontaktschliefser. 9 ist der glatte Hauptleiter, 9^a eine Erdrückleitung, welche nach Fig. 2 durch das Gestell des Wagens und die Schiene geführt wird. 17 ist die Armatur für den Motor des Kontaktschliefsers, 18 der erregende Magnet des letzteren mit den entgegengesetzt zu einander laufenden Wickelungen 20 und 21 , mit denen die Kontaktröllchen 22, 23 elektrisch verbunden sind. 12 ist der Kontakttheil am Wagen, 2 der Motor des letzteren, 3 der Kanal, in welchem der Kontaktschliefser hinläuft; 5, 5 sind die durch die Kanaldecke hindurchgehenden und sowohl in den Kanal wie in die Fahrbahn . ragenden Kontakte.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Angenommen, es laufe der Wagenmotor und der Kontaktschliefser in Richtung des Pfeiles mit derselben Geschwindigkeit und beide Theile befinden sich in der ersichtlichen Stellung zu einander, so läuft der elektrische Strom vom Hauptleiter durch die Motorenarmatur 17, •die Bewickelung 20 des erregenden Magneten, die .Kontaktröllchen 22, die Kontakte 5, 5 ■ und 12 nach der Armatur 2 des Wagens zum Erdboden.

So lange die Geschwindigkeiten· des Wagens und des Kontaktschliefsers in mäfsig engen Grenzen nahezu dieselben bleiben, bleibt der obige Lauf des Stromes derselbe. Beginnt jedoch aus irgend einem Grunde der Kontakte schliefser den Wagen zu überholen, so gelangt Kontakt 23 vermöge eines oder mehrerer Kontakte 5 mit dem Kontakttheil 12 in elektrische Verbindung: ein Theil des Stromes läuft nach dem Durchlaufen der Armatur 17 durch die Bewickelung 21, den Kontakt 23, den oder die Kontaktklötze 5, nach dem Wagenkontakt 12 zum Motor und zum Erdboden, wodurch die Bewickelung 21 des erregenden Magneten neutralisirend auf die Armatur einwirkt und deren Umlaufsgeschwindigkeit auf die Normalgeschwindigkeit zurückführt. Bringt die lebendige Kraft des Kontaktschliefsers aus irgend einem Grunde, vielleicht durch einen plötzlichen Stillstand des Wagens, den Kontakt 22 aus der elektrischen Verbindung mit dem Wagenkontakt 12, so gelangen Kontakt-23 mit Kontakt 12 in elektrische Verbindung und geht dann der gesammte Strom durch die Windung 21, wodurch die Drehrichtung der Armatur umgekehrt und so der Kontaktschliefser in seine Normalstellung zum Wagen gebracht wird.

Fig. 10 zeigt eine ähnliche Anordnung des Motors mit Windungsgruppen; hier ist aber der Wagen mit einem zweiten Kontaktklotz 12 ^a versehen, der durch einen geeigneten Widerstand 24 mit der Erdrückleitung in Verbindung steht. In die Stromkreise zwischen dem Wagenmotor 2 und der Erde 9% sowie zwischen dem Kontakt I2^a und der Erde sind Apparate 25, 25 ^a, wie elektrische Klingeln oder Magnetnadeln eingeschaltet, wodurch die Stellung des Kontaktschliefsers zum Wagen beobachtet werden kann.

Bei Unterbrechung des Stromkreises im Wagenmotor bewegt sich in dieser Ausführung der Kontaktschliefser vorwärts, wodurch der Strom durch die Bewickelung 21, die Klötze 23 und i2^a nach der Erde geht und so der Kontaktschliefser zurückbewegt wird. Wird letzterer zu weit zurückgeschoben, so wird der Stromkreis durch die Bewickelung 20, die Kontakte 22 und I2^a nach der Erde geschlossen, worauf sich der Kontaktschliefser wieder nach vorwärts bewegt. Diese Wirkungen halten so lange an, bis der Kontaktschliefser unter dem Wagen eine solche Stellung einnimmt, dafs weder der Kontakt 22, noch der Kontakt 23 mit dem Kontakt i2^a in Berührung kommen. Hierdurch gelangt der Kontaktschliefser mit einem offenen Stromkreis zum Stillstand,' während der Wagen mit seinem offenen Motorstromkreis stillsteht.

Fig. 11 zeigt eine zu den Anordnungen in Fig. 9 und 10 ähnliche Anordnung, nur ist hier ein besonderer metallischer Rückleiter 9^a in den Kanal eingelegt, welcher Leiter, als negativer Leiter angenommen, mit dem Minus-

zeichen versehen ist. Zu diesem Behufe trägt der Wagen einen zweiten, in elektrischer Verbindung mit dem negativen Pol des Wagenmotors befindlichen Kontaktklotz i2^b und der Kontaktschliefser einen zusätzlichen Kontaktklotz 26, der von ersterem isolirt, dagegen mit 9^a verbunden ist.

Fig. 12 zeigt die Anordnung eines elektrischen Motors mit solcher Bewickelung und Kontakten, dafs nur ein Theil des Stromes als Zweigstromkreis durch die Armatur 17 des Motors hindurchgeht; der Stromkreis der letzteren ist mit Kontaktklotz 27 versehen. 9^a ist die Erdrückleitung. Die Betriebsweise der in Fig. 10, 11 und 12 dargestellten Anordnungen ist derjenigen nach Fig. 9 etwas ähnlich und „ ohne besondere Beschreibung leicht erklärlich. Bei der in Fig. 13 dargestellten Anordnung ist der Stromkreis der Armatur 17 für den Kontaktschliefser ein permanenter Zweigstromkreis nach dem Wagenmotor und kommt ein metallener Rückleiter g^a zur Verwendung. Dieser Armaturzweigstromkreis ist am besten so anzuordnen, dafs er beim Stillstande des Wagens und des Motors unterbrochen und nur bei Herstellung des Wagenmotorstromkreises geschlossen wird. Zu diesem Zwecke sitzt eine der Bürsten des Kontaktschliefsermotors auf einer Feder 29 und ist in der dargestellten Weise in elektrischer Verbindung mit dem Rückleiter 9 ^s. 30 ist eine kleine Armatur, welche auf dem die Bürste tragenden Theile sitzt und so zu dem einen der Pole des erregenden Magneten angeordnet ist, dafs, wenn letzterer durch Schlufs des Wagenmotorstromkreises erregt wird, dieser Theil angezogen und der Stromkreis der Zweigstromarmatur geschlossen wird. Die Wirkungsweise der entgegengesetzt zu einander laufenden Windungen 20, 21 und der Kontaktklötze 22, 23 ist derjenigen bei der Anordnung nach Fig. 9 ähnlich. Bei der Anordnung nach Fig. 14 ist der Motor für den Kontaktschliefser und derjenige des Wagens je mit drei Kontaktklötzen 22, 23, 27 und 12, i2^b und i2^c versehen. Der Strom geht vom Hauptleiter 9 nach dem Wagenmotor, durch die Armatur 17, den Kontaktklotz 27, die Kontakte 5 und den Kontakt 12, kehrt dann nach dem metallischen Rückleiter 9^a zurück, worauf der Wagen und der Kontaktschliefser durch den Kontakt i2^b, die Kontakte 5, den Klotz 22 und die Bewickelung 20 in die gegenseitigen, in Fig. 14 ersichtlichen Stellungen gelangen. Hat der in Richtung des Pfeiles sich bewegende Kontaktschliefser den Wagen zum Theil überholt, so wird der Rückstrom getheilt; ein Theil geht in der vorgenannten Richtung weiter, während der andere Theil durch die Kontakte i2^c, 5, 23, die Windung 21 nach dem Rückleiter 9^a geht, wodurch die Wirkung der Windung 20 neutralisirt wird, was eine Verminderung der Kontaktschliefsergeschwindigkeit so lange zur Folge hat, bis sie nahezu so grofs wie die Bewegung des Wagens geworden ist. Wird infolge Ueberholens des Wagens durch den Kontaktschliefser die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktklötzen 22 und i2^b aufgehoben, so geht der gesammte Rückstrom durch die Windung 21 und wird der Lauf des Kontaktschliefsermotors so lange umgekehrt, bis dieser Kontakt 22 seine normale' Stellung wieder eingenommen hat. In den in Fig. 9 bis 14 dargestellten Anordnungen liegen die Schleifkontakte so gegen einander, dafs wenigstens zwei Kontakte 5,5 immer mit jedem . Schleifkontakt des Kontaktschliefsers in Verbindung stehen. Auch mufs, unbeschadet seiner jeweiligen Stellung, wenigstens immer ein unwirksamer Kontaktklotz zwischen zwei auf einander folgenden Schleifkontakten des Kontaktschliefsers liegen.

Bei Anwendung von Magnetismus zur vollständigen oder theilweisen Regulirung der Bewegung des Kontaktschliefsers kann dies durch Vermittelung zweier Magnete erfolgen, von denen der eine am Wagen, der andere auf dem Kontaktschliefser sitzt. Es ist nicht nothwendig, dafs beide Magnete entweder permanente oder Elektromagnete sind, da der eine ein Magnet, der andere eine geeignete Weicheisenmasse sein kann, in welcher durch den Magneten Magnetismus durch Induction erzeugt wird.

Fig. 15 zeigt schematisch die Anordnung eines nur durch magnetische Influenz fortbewegten Kontaktschliefsers, welcher hier einen durch Elektricität vom Leiter 9 aus erregten Elektromagneten 31 mit Nordpol 32 Und Südpol 33 trägt, welche dem Süd- und Nordpol eines ebenfalls durch die Elektricität im Leiter 9 erregten, am Wagen sitzenden Elektromagneten 34 entgegenstehen. Der Wagenmotorstromkreis wird durch die Windung des Elektromagneten 31, den Kontakt 22, die Kontakte 5 und den Wagenkontakt 12 geschlossen.

Aus dieser Anordnung ergiebt sich, dafs bei Bewegung des Wagens Elektromagnet 34 den Kontaktschliefser mit dem Elektromagneten 31 mit fortzieht, wodurch der Motorenstromkreis durch die Kontakte 5 kontinuirlich aufrecht erhalten wird. Die Pole der entsprechenden Elektromagnete müssen so nahe an einander als möglich angeordnet werden, als dies die Anordnung des Kanals überhaupt gestattet. Wenn sie dennoch nothwendigerweise etwas von einander abstehen müssen, so empfiehlt sich die Anordnung der Kontakte 5, 5 aus magnetischem Material, wie Eisen, um die magnetische Wirkung von dem einen Pol auf den anderen zu übertragen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:
   Bei elektrischen Eisenbahnen mit durchgehendem isolirten Leiter (9), an welchen die einzelnen, den Strom an den Motor des Fahrzeuges übermittelnden Kontaktstücke 5 durch einen in dem Kanal 3 sich bewegenden Kontaktwagen 17,18 zeitweise angeschlossen werden: i. Die Herstellung der mit oben und unten angebrachten Kontaktflächen (5¹¹ und 8) versehenen Kontaktstiicke 5 aus einzelnen senkrecht angeordneten Theilen: Bolzen (Fig. ι und 2), Platten (Fig. 4, 5, 6, 5¹¹ und 6^a) oder T- oder Γ-förmigen, einen Theil des Strafsenpflasters bildenden Platten (Fig. 7 und 8).
2. 2. Die Anordnung der durch Patent-Anspruch 1. geschützten Kontaktstücke 5 in einem abnehmbaren Deckel 4 des Kanals 3 (Fig. 1 und 2).
3. 3. Die Anordnung getrennter Schleifkontakte oder Rollen 22, 23 an dem Kontaktwagen, welche zu einander entgegengesetzt laufenden Windungen des elektrischen Motors des Kontaktwagens führen (Fig. 3 und 9 und 10 bis 14).
4. 4. Die Bewegung des Kontaktwagens 31 im Kanal 3 durch die Wirkung eines an dem Strafsenbahnfahrzeug befestigten Elektromagneten 34 (Fig. 15).