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Berührungsschutz für Oberleitungsomnibusse Im Patent 610 466
ist ein Berührungsschutz für Oberleitungsomnibusse und ähnliche Betriebe unter Schutz
gestellt, bei Sem die Berührungsspannung durch besondere Hilfsspannungsquellen kompensiert
wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung kann eine derartige Kompensation in
besonders vollkommener Weise dadurch erreicht werden, daß mit Hilfe von Hilfsspannungsquellen
ein elektrischer Mittelpunkt zwischen den beiden durch die Stromzuführungspole gegebenen
Potentialwerten geschaffen wird, der seinerseits durch eine weitere Hilfsspannungsquelle
mit dem Wagengestell verbunden wird. Unter Umständen kann es hierbei genügen, für
die Herstellung des elektrischen Mittelpunktes als Hilfsspannungsquellen Widerstände
zu verwenden, soweit diese einen von der Belastung unabhängigen, annähernd gleichbleibenden
Spannungsabfall haben. Mit besonderem Vorteil werden jedoch Sammler-, Trockenbatterien
oder kleine umlaufende Hilfsmaschinen als Hilfsspannungsquellen herangezogen. Hierbei
ist auch die Möglichkeit gegeben, die Hilfsmaschinen aus einer etwa vorhandenen
Batterie zu speisen, also etwa aus der Lichtbatterie, wobei im normalen Betrieb,
wenn die beiden Stromabnehmer an Spannung liegen, die Batterie umgekehrt durch die
Lichtmaschine aufgeladen wird. Um eine möglichst große Sicherheit zu bekommen, empfiehlt
es sich, den Schutz auch noch davon abhängig zu machen, welcher der Stromabnehmer
von dem zugehörigen Fahrdraht abspringt. Dies kann beispielsweise durch mechanisch
vom Stromabnehmer abhängig von seiner Stellung gesteuerte Schalter bewirkt werden.
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In Fig. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Mit i und 2 sind die beiden Stromabnehmer bezeichnet, 3 stellt das
Wagengestell dar. Mit q. ist der Antriebsmotor des Fahrzeugs bezeichnet. 5, 6 und
7 stellen Hilfsmaschinen als kompensierende Hilfsspannungsquellen dar. 8 ist eine
Lichtmaschine, die mechanisch mit den Hilfsmaschinen gekuppelt ist und mit einer
Lichtbatterie g zusammenarbeitet. io, i i und i2 sind die Erregerwicklungen der
Hilfsmaschinen 5, 6 und 7. Mit 13 und 1q. sind zwei Schalter bezeichnet, die mechanisch
von den Stromabnehmern in der Weise abhängig sind, daß sie nur bei am Fahrdraht
anliegender Rolle geschlossen, beim Abspringen
der. Rolle vom Fahrdraht
aber geöffnet sind. Die .Xilfsmaschinen 5- und 6 stellen im normalen ,Betrieb einen
- Spannungsteiler dar, durch den -der Verbindungspunkt 2 1 der dr«LHilfsmaschinen
zum elektrischen Mittelpun;1 gemacht wird, also ein Potential erhält, d» in der
Mitte zwischen dem Potential der bei= denStromabnehmer liegt. DieHilfsmaschine7
erzeugt eine Spannung von ungefähr der Hälfte der Betriebsspannung und gibt dadurch
dem Wagengestell die Spannung Null. Die Erregung der Hilfsmaschinen 5 und 6 ist
hierbei unmittelbar an die Stromabnehmer angeschlossen. Auf diese Weise ist zunächst
der Vorteil erreicht, daß auch bei: einem Wechsel der Polarität der Fahrleitungen
von selbst eine entsprechende Umpolung der Hilfsmaschinen erfolgt, ohne daß hierzu
irgendeine Umschaltung, wie bei der Ausführungsform. mit Batterien, erforderlich
würde.
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Es ist also für normalen Betrieb sichergestellt, daß das Gestell ungefähr
Erdpotential besitzt. Es können somit wesentliche Spannungsunterschiede zwischen
den Polen und dem Gestell, die als Berührungsspannung in Frage kommen, nicht eintreten.
Wenn beispielsweise der Plusstromabnehmer abspringt, so wird hierdurch gleichzeitig
der Ankerstromkreis der Hilfsmaschine 5 unterbrochen, da sich der entsprechende
Schalter am Stromabnehmer öffnet. Hierdurch bleiben nur die Hilfsmaschinen 6 und
7 in Wirksamkeit, die mit ihren Spannungen gegeneinander geschaltet sind, so daß
das Potential des Wagengestells im wesentlichen aufrechterhalten bleibt. Dasselbe
tritt umgekehrt bei einem Abspringen des Minusstromabnehmers ein, wobei die Hilfsmaschine
6 unwirksam gemacht wird. - Wenn bei einem Abspringen des Minusstromabnehmers der
Fall eintritt, daß dieser den Plusdraht berührt, so wird die Hilfsmaschine 6 unwirksam,
die Hilfsmaschine 5 erhält jedoch ihre Spannung nach wie vor aufrecht, so daB die
gewünschte Spannungslosigkeit des Wagengestelles erhalten bleibt. Falls nicht, wie
im vorstehenden angedeutet, gleichzeitig eine Unterbrechung des Ankerstromkreises
der dazugehörigen Hilfsmaschine erfolgt, werden bei einem Abspringen der Stromabnehmer
die.' beiden Hilfsmaschinen 5 und 6 durch den Antriebsmotor kurzgeschlossen. Aus
diesem Grunde ist es erforderlich, den Hauptstromkreis mög" lichst rasch zu unterbrechen,
damit die Hilfsmaschinen nicht überlastet werden und auch ihre Spannung aufrechterhalten
bleibt. Unter Umständen muß auch mit der Möglichkeit gerechnet werden, daß der Streckenautomat
die Leitung abschaltet. In diesem Falle wird bis zu dem Zeitpunkt, wo die Hauptmotoren
ihrerseits abgeschaltet werden, die Spannung der beiden Hilfsmaschinen 5 und 6 zusammenbrechen,
während die Spannung der Hilfsmaschine 7 erhalten bleibt. Es könnte "also. auf diese
Weise kurzzeitig eine negative *.Aufladung-des Wagengestelles mit der halben =spannung
erfolgen. Dies kann durch eine zusätzliche- Fremderregung der Hilfsmaschinen 5 und
6, etwa von der Lichtbatterie aus, in dem Sinrie behoben werden, daß die am negativen
Stromabnehmer liegende Maschine in der Erregung verstärkt, die andere geschwächt
wird. Hierdurch hält die am negativen Stromabnehmer liegende Hilfsmaschine bei einem
Abfallen des Streckenautomaten ihre Erregung fest und polt die andere Hilfsmaschine
.um, wodurch das Wagengestellpotential annähernd auf Null gehalten wird.
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In manchen Fällen kann es, wie bereits erwähnt, genügen, an Stelle
der Hilfsmaschinen 5 und 6 einen Widerstand mit gleichbleibendem Spannungsabfall
zu legen, beispielsweise in der Form von Glimmlampen, die einen Spannungsabfall
von 25o Volt aufweisen. Dieser Spannungsabfall ist von dem Strom unabhängig, es
wird also in jeder Glimmlampe immer ein entsprechender Teil der Spannung verbraucht.
Auf diese Weise wird beim normalen Betrieb der Punkt 21 die halbe Netzspannung erhalten,
die durch die Hilfsmaschine 7 kompensiert wird. Ebenso wird beim Abspringen eines
Stromabnehmers die eine Hälfte der Spannung in der am anderen Stromabnehmer angeschlossenen
Glimmlampe, die andere Hälfte in der Hilfsmaschine 7 verbraucht, wodurch die Spannung
am Wagengestell auf Null gehalten wird. An der Helligkeit der Glimmlampen kann auch
beobachtet werden, ob eine gleichmäßige Stromverteilung vorliegt. Mit'besonderem
Vorteil werden hierbei die Glimmlampen für sehr geringe Stromstärken bemessen (etwa
i mA öder riöcfi weniger), wodurch einerseits eine große Empfindlichkeit erreicht
wird, andererseits auch die Ausgleichströme gering- gehalten werden. Da die Schaltung
hierbei- vollständig symmetrisch ist, " ist auch irgendeine Umpolung bei wechselnder
Fahrleitungspolarität nicht erforderlich. Mit den Glimmlampen können hierbei noch
Schutzwiderstände in Reihe geschaltet "werden;, die die Stromstärke begrenzen.
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Für die obenerwähnte mechanische Steuerurig der Schalteinrichtung
in Abhängigkeit vori der Stellung des Stromabnehmers können Schaltelemente verwendet
werden, die unmittelbar in Abhängigkeit von der mechanischen Verlagerung der Stromabnehmer
beim Abspringen gesteuert werden. Eine besonders-einfache Anordnung ergibt sich
jedoch,
wenn am Stromabnehmer zwei voneinander isolierte Kontakte
vorgesehen sind, die durch den Fahrdraht selbst miteinander verbunden werden. An
dem einen dieser Kontakte ist dann beispielsweise die Leitung zu dem Hauptstromkreis,
an dem anderen die, Leitung zu den Erregerwicklungen unmittel--' bar angeschlossen,
so daß beim Abspringen des Stromabnehmers nach Wegfall der Verbindung durch den
Fahrdraht die Erregerwicklung der entsprechenden Hilfsmaschine nicht mehr mit dem
Ankerstromkreis verbunden ist. Hierzu können beispielsweise zwei hintereinanderliegende
Rollen oder vor oder hinter einer Rolle noch eine schleifende Kontaktzunge verwendet
werden. Bei Stromabnehmern, die als Schleifstücke ausgeführt sind (Schleifschuhe),
wird neben dem Hauptschleifstück vor oder hinter diesem ein isoliertes zweites Schleifstück
angeordnet, das beispielsweise zu den Erregerwicklungen führt.
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Um den Wagenführer auf jeden Fall auf eine bestehende Gefahr aufmerksam
zu machen, kann an Stelle eines optischen Signals, wie dies in dem verschieden hellen
Aufleuchten der beiden Glimmlampen vorliegt, ein akustisches Signal vorgesehen werden.
Mit besonderem Vorteil wird dieses Signal hierbei so gesteuert, daß es sowohl bei
einem Abspringen der Stromabnehmer anspricht wie auch bei einem Durchschmelzen der
Sicherungen, die denKreis der Hilfsspannungsquellen vor einer Überlastung durch
den parallel geschalteten Hauptmotorenstromkreis schützen, wie endlich auch in Abhängigkeit
von einem Versagen der Hilfsspannungsquellen, wenn diese beispielsweise den Antrieb
der Hilfsmaschinen sicherstellen sollen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in
Fig. z dargestellt. Hierbei sind die Bezugszeichen ebenso wie in Fig. i gewählt.
Die Hilfsmaschinen 5 und 6 sind über Sicherungen 2o an die Stromabnehmer angeschlossen.
Zwischen die beiden Stromabnehmer ist ein Relais 15 geschaltet, das seinerseits
den Erregerkreis einer Hupe 16 steuert. -An die Spannung der Lichtbatterie g ist
ein weiteres Relais 17 gelegt, das parallel zu dem Relais 15 arbeitet. Der Steuerstromkreis
der Hupe ist außerdem noch über zwei parallele Schalteinrichtungen i8, i9 gelegt,
die mechanisch mit Festhaltevorrichtungen für die Stromabnehmer verbunden sind.
Hierbei werden diese Festhaltevorrichtungen nach dem Einhängen der einzelnen Stromabnehmer
entgegen der Wirkung von Federn etwas angehoben und dadurch der Steuerstromkreis
der Hupe unterbrochen. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Signal erst dann aufhört,
wenn beide Stromabnehmerbügel eingehängt, also sicher vom Fahrdraht entfernt sind.
Wenn eine der Sicherungen 2o bei einem Abspringen der Strornabnehrner durchbrennt,
wird das _ Schütz 15 entregi und dadurch der Erregerkreis der Hupe geschlossen.
Dasselbe tritt ein, wenn die Lichtbatterie 9 spannungslos wird, also nicht mehr
in der Lage ist, den Antrieb der Hilfsmaschine 8 aufrechtzuerhalten.
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Auf diese Weise ist also eine vollständige Sicherheit für eine sehr
große Anzahl von Störungsfällen gegeben, durch die einerseits eine gefährliche Aufladung
des Wagengestells vermieden und andererseits ein Gefahrenfall sofort angezeigt wird.
Durch das Signal, das erst nach Behebung der Gefahr abgeschaltet wird, werden auch
Außenstehende und Fahrgäste auf die bestehende Gefahr aufmerksam gemacht.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Unter Umständen kann es auch ausreichen, als Hilfsspannungsquelle
für die Schaffung des elektrischen Mittelpunktes eine einzige Maschine zu verwenden,
wobei der elektrische Mittelpunkt durch eine Mittelanzapfung an der Erregerwicklung
hergestellt wird.