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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.CLASS 20: Railway operations.

CHARLES DEVENYNS in BRÜSSELCHARLES DEVENYNS in BRUSSELS

für Stromabnehmer elektrischer Bahnen.for pantographs of electric railways.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 22. November 1896 ab.Patented in the German Empire on November 22nd, 1896.

Vorliegende in drei Figuren dargestellte elektrolytische Isolirung bezweckt die Unterdrückung der durch Feuchtigkeit abgeleiteten Verlustströme dadurch, dais dieselben gezwungen werden , Theile des sie leitenden Mittels zu zersetzen. The present electrolytic insulation, shown in three figures, is intended to suppress it the leakage currents derived from moisture by forcing them To decompose parts of the agent which directs them.

MR (Fig. 1) seien zwei in Wasser getauchte metallische Körper, von denen Mein Potential ο (gleich demjenigen der Erde), R aber ein solches von 500 Volt besitzt. Zwischen R und M mufs ein Stronrentstehen, welcher der feuchten Fuge zwischen den Isolatoren / und P folgt. Bei R wird sich Sauerstoff,, bei M Wasserstoff bilden. Zieht man von den 500 Volt den elektromotorischen Polarisationswiderstand der Wasserzersetzung mit 1,5 Volt ab, so hat man damit fast die gesammte Potentialdifferenz zwischen den Aufsenpunkten χ und y der Fuge, der praktisch 496 Volt betragen möge. MR (Fig. 1) are two metallic bodies immersed in water, of which my potential ο (equal to that of the earth), but R has a potential of 500 volts. Between R and M there must be a stream that follows the damp joint between the insulators / and P. At R , oxygen will form, while at M, hydrogen will be formed. If you subtract the electromotive polarization resistance of the water decomposition with 1.5 volts from the 500 volts, you have almost the entire potential difference between the outer points χ and y of the joint, which is practically 496 volts.

Wenn die Contacte d d^l, wie in Fig. 1, geöffnet sind, so erfährt der Strom keine Aenderung durch die Nebenleit.ungen k k¹. Da die Entfernung von einem zum anderen der neun Punkte χ ρ¹ ρ² p^s j>* p^b j?⁶ ρ¹y gleich ist, so ist auch der Widerstand gleich und die Potentialdifferenz zwischen zwei beliebigen benachbarten Punkten gleich ¹J₈ der gesammten Differenz, also gleich 62 Volt. Zwischen p¹ und p^s, sowie zwischen p⁵ und p¹ beträgt die Potentialdifferenz also 124 Volt, ist demnach viel gröfser als 1,5 Volt, der Betrag des elektromotorischen Widerstandes der Wasserzersetzung. Infolge dessen wird der Strom beim Schliefsen der Contacte d d^l die metallischen (etwa aus Platin bestehenden) Nebenleitungen kk¹ durchfliefsen. Dadurch wird die Feuchtigkeit, welche der Strom zwischen χ und ρ¹ passirte, in Wasserstoff, diejenige, welche er zwischen p³ und j?⁴ passirte, in Sauerstoff umgewandelt. Dieselbe Erscheinung tritt beim zweiten elektrolytischen Element K¹ auf. Die Wirkung der Nebenleitungen .k k¹ ist die, dafs der ziemlich erhebliche Flüssigkeitswiderstand in der Fuge durch diese Leitungen, welche als Nebenschlüsse auftreten, herabgesetzt wird und so die Stromstärke wächst, die eine ihr proportionale Zersetzungsmenge als Isolirmittel hervorbringt. When the contacts dd ^l are open, as in FIG. 1, the current does not experience any change through the secondary lines kk ¹ . Since the distance from one to the other of the nine points χ ρ ¹ ρ ² p ^s j> * p ^b j? ⁶ ρ ¹ y is the same, the resistance is also the same and the potential difference between any two adjacent points is ¹ J _{8 of} the total difference, i.e. 62 volts. Between p ¹ and p ^s , as well as between p ⁵ and p ¹ , the potential difference is 124 volts, so it is much greater than 1.5 volts, the amount of the electromotive resistance of water decomposition. As a result of this, when the contacts dd ^{l are closed} , the current will flow through the metallic secondary lines kk ¹ (consisting of platinum, for example). As a result, the moisture which the current passed between χ and ρ ¹ becomes hydrogen, that which it passes between p ³ and j? ⁴ happened, converted into oxygen. The same phenomenon occurs with the second electrolytic element K ¹ . The effect of the secondary lines .kk ¹ is, that the rather substantial fluid resistance in the joint through these conduits which act as shunts, is lowered, and so the current strength increases, which produces a proportional to it decomposition amount as Isolirmittel.

Die Fig. 2 und 3 stellen im Quer- bezw. Längsschnitt eine Anwendung der vorbeschriebenen elektrolytischen Isolirung auf die Stromentnahme bei elektrischen Strafsenbahnen dar. Es wird ein System vorausgesetzt, bei welchem ein geschlossener Stromleiterkanal vorhanden ist, aus welchem der Strom durch an den Wagen angebrachte Magnete entnommen wird.FIGS. 2 and 3 represent in the transverse respectively. Longitudinal section an application of the above electrolytic insulation on the current draw in electric streetcars. A system is assumed in which there is a closed conductor duct is from which the current is taken by magnets attached to the carriage.

Die verschlossene Kanalanlage enthält die elektrische Hauptleitung α zwischen Bodenplatten F und Deckplatten C aus isolirendem Material, die überplatteten Stöfse in isolirenden Kitt verlegt. Sie enthalten paarweise angeordnete Zapfen tt¹ aus weichem Eisen. In dieseThe closed sewer system contains the main electrical line α between the base plates F and the cover plates C made of insulating material, and the overlayed joints are laid in insulating cement. They contain tenons tt ¹ made of soft iron arranged in pairs. In these

Zapfen eingeschraubte Köpfe ν ν¹ halten das aus feinem, dauerhaften Isolirmaterial bestehende Pflaster P an der Deckplatte C fest, wobei alle Fugen mit nichtleitendem Material verkittet werden. Das Ganze ruht in einem Bett S MM¹. Unter je einem Zapfenpaar t t¹ befindet sich ein Anker A gleichfalls aus weichem Eisen, der mit der Hauptleitung α durch eine Feder r verbunden ist.Pins screwed in heads ν ν ¹ hold the plaster P , which is made of fine, permanent insulating material, to the cover plate C , with all joints being cemented with non-conductive material. The whole thing rests in a bed S MM ¹ . Under each pair of pins tt ¹ there is an armature A, also made of soft iron, which is connected to the main line α by a spring r .

Der durch eine Feder Fi? am Boden des Motorwagens befestigte Stromaufnehmer besteht aus mehreren hufeisenförmigen, permanenten Magneten E (in beiliegender Zeichnung 7), deren gleichnamige Pole auf derselben Seite sich befinden und in eine gemeinschaftliche Stahlbürste R bezw. R¹ enden. Die um die Magnete E angeordneten elektrischen Spulen B B¹ dienen zur Verstärkung des Magnetismus.Which by a spring Fi? Current sensor attached to the floor of the motor vehicle consists of several horseshoe-shaped permanent magnets E (in the accompanying drawing 7), whose poles of the same name are on the same side and are in a common steel brush R respectively. R ¹ ends. The electrical coils BB ¹ arranged around the magnets E serve to amplify the magnetism.

Befinden sich nun die Magnete E über dem oben beschriebenen Kanal, so berühren die über mehrere Paare der Köpfe ν ν¹ der Zapfen 11¹ sich erstreckenden Bürsten R R¹ diese Köpfe und es verschieben sich die magnetischen Pole nach den unteren Enden dieser Zapfen tt¹, die Magnete sind gleichsam verlängert, so dafs die Anker A angezogen werden und dadurch eine metallische Verbindung· der Bürsten R R¹ mit der Hauptleitung α entsteht. Die aus dem Erzeugungsort durch die Platten α kommende elektrische Kraft verfolgt nun den entstandenen kürzeren Weg nach der Rückleitung durch die Federn r, Anker A, Zapfen ίί¹, Köpfe vv\ Contactbürsten R R\ Spulen B B\ Zwischenleitung Z und den Motor des Wagens.If the magnets E are now above the channel described above, the brushes RR ¹ extending over several pairs of the heads ν ν ^{1 of} the pins 11 ¹ touch these heads and the magnetic poles move towards the lower ends of these pins tt ¹ , the magnets are lengthened, so to speak, so that the armatures A are attracted and a metallic connection between the brushes RR ¹ and the main line α is created. The electric force coming from the place of generation through the plates α now follows the resulting shorter path after the return line through the springs r, armature A, pin ίί ¹ , heads vv \ Contactbürsten RR \ Spulen BB \ intermediate line Z and the motor of the car.

Da aus dem Kanal nur durch den Stromaufnehmer elektrischer .Strom entnommen werden kann, so bleibt die Aufgabe, denselben zu isoliren. Gewöhnliche Besen T reinigen den Weg, den der Aufnehmer zu nehmen hat. Die Magnete E sind mit einem Isolirkasten JV umgeben , der durch seine Befestigung an dem sich auf Laufrollen WVF¹ stutzenden, durch die starke Belastungsfeder FR mit dem Wagen verbundenen Träger in solcher Höhe gehalten wird, dafs zwischen seinem unteren Rande und dem Pflaster P noch ein freier Zwischenraum verbleibt. Um diesen Kasten JV herum ist der bis auf das Strafsenpflaster reichende elektrolytische Apparat L angeordnet, dessen Theorie oben gegeben wurde.Since electrical current can only be drawn from the duct through the current sensor, the task remains to isolate it. Ordinary brooms T clean the path that the pick-up has to take. The magnets E are surrounded by an insulating box JV, which is held by its attachment to the ^{carrier supported by rollers WVF 1} and connected to the carriage by the strong loading spring FR at such a height that there is still a space between its lower edge and the plaster P. free space remains. The electrolytic apparatus L , the theory of which was given above, is arranged around this box JV, which extends down to the pavement.

Dieser Apparat besteht aus mehreren Elementen f (Fig. 2) neben einander, am besten nach vorn und hinten aus drei, nach den Seiten aus zwei. Die Herstellung eines solchen Elements geschieht, indem man einen (oder auch mehrere) Streifen von Metallblech oder Metallgewebe m zwischen biegsame nichtleitende Blätter b b¹ (am besten von Kautschuk) legt und diese drei Schichten zusammen umschlägt. Zwei, drei, nach Belieben auch mehr der so umgeschlagenen Streifen werden nun an dem Isolirkasten JV derart befestigt, dafs die Metalltuchenden das Strafsenpflaster bestreichen. Am einfachsten kann diese Befestigung durch Winkel K und mit Isolirmantel versehene Bolzen e erfolgen.This apparatus consists of several elements f (Fig. 2) next to each other, preferably three towards the front and back, and two towards the sides. Such an element is produced by placing one (or more) strips of sheet metal or metal mesh m between flexible, non-conductive sheets bb ¹ (preferably of rubber) and folding these three layers together. Two, three, or even more, of the strips turned over in this way are now attached to the insulating box JV in such a way that the ends of the metal cloths coat the pavement. The simplest way of securing this is by means of angle K and bolts e provided with an insulating jacket.

Noch sei erwähnt, dafs der Zweck der elektrolytischen Elemente, von denen zwei neben einander in Fig. 2 angegeben sind, nicht gerade der ist, das Pflaster auf die ganze Weglänge abzutrocknen, die erzeugten Gase blasen vielmehr, zwischen den Elementen und dem Pflaster hervorquellend, bei Regenzeit das Wasser vor sich her, so dafs es nur zur Seite weicht, eine schwache Feuchtigkeitsschicht für die Zersetzung zurücklassend.It should also be mentioned that the purpose of the electrolytic elements, two of which are alongside are indicated to each other in Fig. 2, not just that, the plaster over the entire length of the path to dry off, the gases generated blow rather between the elements and the pavement gushing out, in the rainy season the water in front of it, so that it only gives way to one side Leaving a weak layer of moisture for decomposition.

Die bezüglich Fig. 1 gegebene Theorie findet uneingeschränkte Anwendung auf diese soeben beschriebene, in Fig. 2 dargestellte Einrichtung. MR sind die metallischen Leiter, zwischen denen ein Elektricitätsverlust verhindert werden soll. Die Wirksamkeit der Isolirung hängt von der Gröfse des Widerstandes ab, den der Strom auf dem directen Wege zwischen den beiden Enden einer metallischen Nebenleitung findet. Wenn man z. B. einen Isolirkasten annimmt, der 250 Ohm Widerstand in der Fuge darbietet, welche die Enden einer einzigen Nebenleitung trennt, und die übrige elektrolytische Einrichtung unberücksichtigt läfst, so kann man den Wirkungsgrad der Isolirung folgendermafsen abschätzen:The theory given with regard to FIG. 1 is applied without restriction to this device which has just been described and shown in FIG. MR are the metallic conductors between which a loss of electricity is to be prevented. The effectiveness of the insulation depends on the magnitude of the resistance which the current finds in the direct path between the two ends of a secondary metal line. If you z. If, for example, an insulating box is assumed that offers 250 ohm resistance in the joint separating the ends of a single secondary line, and the rest of the electrolytic equipment is not taken into account, the efficiency of the insulation can be estimated as follows:

Die Intensität, welche der verlaufene Strom besitzen mufs, um einen Potentialunterschied von 1,5 Volt an den Enden eines WiderstandesThe intensity, which the current must have, to a potential difference of 1.5 volts at the ends of a resistor

von 2500hm hervorzubringen, ist—-— oderto produce from 2500hm is —-— or

o,o(56 Ampere. Sobald der Verluststrom diesen Werth erreicht, wird der elektromotorische Widerstand des Wassers überwunden und dadurch der verlorene Strom unterbrochen.o, o (56 amperes. As soon as the leakage current reaches this value, the electromotive Resistance of the water overcome and thereby the lost electricity interrupted.

Da bei den elektrischen Strafsenwagen die Oxydation an den Enden der metallischen Nebenleitungen durch die beständige Abnutzung aufgehoben wird, so kann man bei ihnen an Stelle des Platins Kupfer verwenden.As in the case of the electric road cars, the oxidation at the ends of the metallic ones Secondary lines are repealed by the constant wear and tear, so you can contact them Use copper instead of platinum.

Claims

Patent Claims:

i. A method of avoiding power loss through electrolytic isolation in particular for current collectors for electric railways, characterized in that in a fugue filled with moisture that acts as a conductor of the lost current Entering ends of metallic secondary lines of suitable resistances to the Purpose, by means of the current amplified by the secondary lines, those in the joint to decompose existing moisture and

to prevent any further loss of electricity by the insulating effect of the gases produced.

2. A facility for the application of the under ι. characterized method on the insulation of the current sensor in electric streetcars in such a way that the insulated metal secondary lines / on the outer surfaces of an insulating box N enclosing the sensor are arranged so that their ends brush the damp street surface.

For this purpose ι sheet of drawings.