Titel: | Elektrotechnik.Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer Stromzuführung. |
Fundstelle: | Band 307, Jahrgang 1898, S. 114 |
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Elektrotechnik.Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer
Stromzuführung.
(Fortsetzung des Berichtes S. 40 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer
Stromzuführung.
Siemens und Halske in Berlin (D. R. P. Nr. 90441) setzen
die Stromeinschalter in Thätigkeit durch eine aus einigen Elementen bestehende
Batterie, welche im Wagen mitgeführt wird. Die Laufschienen und Contactschienen sind
direct in die Erde bis zum Niveau derselben zu verlegen und durch Querschwellen aus
Holz in unverrückbarer Entfernung von einander zu halten. Die Laufschienen sind
ferner direct mit der Centrale verbunden.
Der Wagen trägt zwei Paar Bürsten derart, dass für jede Contactschiene eine
Bürste vorn und eine hinten unter dem Wagengestell angebracht ist. Die Einrichtung
ist so getroffen, dass das nächste Contactschienenelement c schon eingeschaltet ist, während das vorhergehende ausser Arbeit zu
treten beginnt. Hieraus ergibt sich bekanntlich ein funkenloses Arbeiten der die
Contactschienenelemente in Wirkung setzenden Apparate.
Die Einrichtung der Stromschalter ist im Wesentlichen folgende: Zwei Metallcylinder
a und b (Fig. 10) sind durch ein
Zwischenelement c aus isolirendem Material mit einander
verbunden und luftdicht verschlossen. Der dadurch gebildete Behälter ist theilweise
mit Quecksilber gefüllt, in welchem ein Eisenkern d
schwimmt; der an seinem oberen Ende von einem isolirenden Cylinder f umgeben ist, um so metallischen Contact zwischen Kern
d und Cylinder b zu
verhüten. Der Cylinder a ist nun hier noch von einem
Solenoid e umgeben, dessen Enden mit den beiden
Contactschienen c verbunden sind. In den unteren Theil
des Metallcylinders a ist ein Abzweigkabel k eingelöthet.
Textabbildung Bd. 307, S. 114
Stromeinschalter von Siemens und Halske.
Die beiden Metallcylinder a und b mit dem isolirenden Zwischenglied c, dem im
Inneren befindlichen Quecksilber und Eisenkern d, sowie
das eingelöthete Abzweigkabel k bilden für sich ein gut
verschlossenes Ganzes, welches mitsammt dem Solenoid e
von einem ebenfalls gut verschlossenen Gussgehäuse g
umgeben ist. Der ganze Apparat kann in der Werkstätte vollständig fertig hergestellt
und geprobt werden und braucht nur auf der Strecke entweder, wie in Fig. 10 angedeutet ist,
unter der Contactschiene oder aber seitlich befestigt zu werden. Er arbeitet nur
dann sicher, wenn er in senkrechter Stellung montirt ist. Das Gussgehäuse verhindert
jede Beschädigung und Eindringen von Feuchtigkeit.
Der Apparat arbeitet in folgender Weise: Steht der in Bewegung zu setzende Wagen mit
seiner Batterie über einem Contactschienenelement c, so erregt die Batterie das
Solenoid, dessen Enden, wie vorher bemerkt, mit den beiden Contactschienen verbunden
sind. Hierdurch wird der in dem von den beiden Metallcylindern a und b, sowie dem
Verbindungselemente c gebildeten Gehäuse befindlichen
Quecksilber schwimmende Eisenkern d in das Quecksilber
hineingezogen. Die hierdurch verdrängten Quecksilbermassen steigen in dem
verschlossenen Gehäuse in die Höhe und verbinden somit das unten in den Cylinder a eingelöthete Abzweigkabel elektrisch mit dem Cylinder
b, welcher seinerseits wieder in metallischer Verbindung
mit dem Gussgehäuse bezieh. der Contactschiene steht. Der Strom der Centrale kann
also nun für den Motor direct von der Contactschiene abgenommen werden.
Verlässt die hintere Bürste des Wagens das Contactschienenelement, so wird dadurch
der Arbeitsstrom sowohl als auch der Batteriestrom unterbrochen, das Solenoid tritt
ausser Kraft, überlässt den Eisenkern dem Auftriebe des Quecksilbers, und dieses
tritt in den Cylinder a zurück und unterbricht dadurch
die vorher schon stromlose Verbindung zwischen Speisekabel und Contactschiene.
Die Gestaltung des zur Verwendung gelangenden Eisenkerns d ist vorteilhaft diejenige eines Cylinders, welcher, wie in Fig. 10 dargestellt ist,
in der Längsrichtung durchbohrt ist, derart, dass diese Bohrung sich nach oben hin
verjüngt. Durch diese Anordnung wachsen beim Hineinziehen des Eisenkerns in das
Solenoid die magnetischen Zugkräfte, wie auch die Widerstände gegenüber dem
Quecksilber allmählich an. Die Masse des Eisenkerns ist so zu wählen, dass beim
vollständigen Eintauchen desselben in das Quecksilber die verdrängten und durch das
centrale Loch nach oben getriebenen Quecksilbermassen reichlich Contact mit dem
Cylinder b geben.
Der gleiche Zweck würde in ähnlicher Weise zu erreichen sein durch einen Eisenkern
sternförmigen Querschnittes mit von unten nach oben zunehmender
Querschnittsfläche.
Das in Fig. 11
dargestellte Schaltungsschema soll vorzüglich in dem Falle zur Verwendung gelangen,
wenn die Isolation zwischen der Theilleiterschiene und der Fahrschiene zuverlässig
ist, also bei trockenen, asphaltirten Strassen. Der Solenoidstrom circulirt dabei
von der im Wagen befindlichen Batterie aus zwischen den Theilleiterschienen. Auf den
Contactschienen bezieh. Theilleiterschienen schleifen zwei Bürsten, von denen eine
zugleich auch als Stromzuführungsbürste für den Motor dient. Ist die Isolation
zwischen Theilleiterschiene und Fahrschiene nicht zuverlässig, so empfiehlt sich die
Benutzung des in Fig.
12 veranschaulichten Schaltschemas, bei welchem der Solenoidstrom zwischen
einer Theilleiterschiene und einer Fahrschiene circulirt. Das Solenoid steht hierbei
mit dem negativen Pol der Arbeitsleitung in Verbindung, statt mit dem positiven Pol,
wie bei Fig. 11.
Bei der Schaltung nach Fig.
13 circulirt der Solenoidstrom von der Batterie zwischen den beiden
Theilleitern, wie bei Fig.
11, jedoch kann derselbe durch Umschalten von Hand und Anlegen an die eine
Fahrschiene aus dem Arbeitsstrom abgeleitet werden. Es ist dadurch die Möglichkeit
geboten, die Entladung der Batterie auf kurze Augenblicke beim Anfahren
einzuschränken und während der Fahrt die Steuerung der Quecksilbereinschalter der
einzelnen Theilleiterschienen durch den Arbeitsstrom selbst bewirken zu lassen, um
so die Batterie zu schonen. Bei allen drei Schaltungsarten kann in den
Solenoidstromkreis ein Handausschalter so angeordnet werden, dass die Entladung der
Batterie bezieh. die Circulation des Arbeitsstromes durch das Solenoid während des
Stillstandes des Wagens unterbrochen werden kann.
Beiz und Ziegenberg in Berlin (D. R. P. Nr. 90442) legen
den stromführenden Leiter l isolirt in einen luftdicht
abgeschlossenen Kanal h (Fig. 15 und 16). Dieser besteht aus
kurzen Röhren, in welchen der Leiter in Gestalt blanker Kupferstäbe auf
Isolatoren ruht. Die einzelnen Contactkästen und Kanalabtheilungen werden durch
Flanschen und Abdichtungsmaterial gegen einander abgeschlossen. Ein Contactkästen
besteht aus einem länglichen, viereckigen Gusstück, welches an den kurzen Seiten
zwei Flanschen zum Anschluss an die Kanalröhren trägt. Der Leiter tritt aus dem
Kanal durch das isolirende Abdichtungsmaterial in den Kasten hinein und wird an der
anderen Seite von der nächsten Kanalröhre ebenso wieder aufgenommen. Oben trägt der
Kasten einen besonderen Ansatz x, welcher dazu dient,
eine Isolationsschicht aufzunehmen, auf welche dann schliesslich die Contactplatten
zu liegen kommen. Die Isolation gegen die senkrechte Seite dieses Ansatzes wird
durch einen Isolationsring ii gebildet, welcher
zugleich die Isolation gegen die Strassenoberfläche bilden soll. Für einen
luftdichten Abschluss zwischen der oberen Contactplatte und dem Kasten dient weiter
der Gummiring gg. Die untere Isolation, welche auch den
äusseren mechanischen Druck (Wagen) auszuhalten hat, bildet die Isolationsschicht
i1. Die
Contactplatte besteht aus zwei länglichen Eisenstücken cc, welche durch eine Zwischenlage von einander magnetisch isolirt sind
und auf ihrer unteren Seite einen Isolationsblock d
tragen (Fig. 16). An
letzterem ist mit Gelenk der als Stromschlusstück ausgebildete Anker e pendelnd befestigt, an seiner hinteren Fläche gegen
den Isolationsblock z anlehnend, um eine Berührung mit
dem Contactkästen auszuschliessen. Durch ein biegsames Kabel f ist der Anker mit dem Hauptleiter l
verbunden.
Textabbildung Bd. 307, S. 115
Stromzuführung von Betz und Ziegenberg.
Zur Stromentnahme durch den Wagen trägt dieser an seinem Untergestell zwei
Eisenschienen ss1
welche durch eine Anzahl von Elektromagneten polarisirt werden. In Entfernungen,
welche etwas kleiner sind als die Länge einer Contactplatte c, sind diese Schienen
an ihrer Unterseite mit einer Anzahl von dünnen, federnden Eisen- oder Stahllamellen
besetzt, mit Zwischenlagen aus dünnen Kupferstreifen. Diese Eisenlamellen sind an
den Schienen derartig befestigt, dass ihr unteres Ende für gewöhnlich, falls sie
sich nicht über einer Contactplatte befinden, ungefähr 2 bis 3 cm über dem Erdboden
liegen.
Werden nun die Elektromagnete durch Accumulatoren erregt, so wird dasjenige Paar der
Eisenbürsten, welches sich gerade über einer Contactvorrichtung befindet, auf die
beiden Contactplatten cc herabgeschnellt. Hierdurch
erfolgt der Stromschluss durch den Anker e zwischen dem
Hauptleiter l und der Contactbürste b. Da nun die beiden Wagenschienen ss mit der einen Klemme des Wagenmotors, die andere
Klemme durch die Wagenräder mit den Fahrschienen verbunden sind, so ist hierdurch
für den Motor der elektrische Schluss hergestellt. Die Entfernung zwischen zwei
Eisenbürsten ist kleiner als die Länge einer Contactplatte und es hat sich deshalb
das nächste Paar Eisenbürsten auf die Contactplatte gelegt, ehe das erste Paar
gänzlich abgezogen ist. Da weiter die Entfernung zwischen zwei Contactvorrichtungen
kleiner ist als die gesammte Wagenlänge, so hat der Wagen bereits bei dem nächsten
Contactkasten den magnetischen und elektrischen Schluss hergestellt, ehe er den
ersten Kasten ganz verlassen hat.
Textabbildung Bd. 307, S. 116
Stromzuführung von Johnson und Lundell.
Johnson und Lundell in New York (D. R. P. Nr. 90826)
wenden zur Stromzuführung für die Theilleiter wieder Relaisbetrieb an. Fig. 17 zeigt die
Anordnung der auf dem Wagen befindlichen Vorrichtungen und wie die auf den
Theilleitern s c schleifenden Stromschlussbürsten b1
b2 des Fahrzeuges an
die Leitung angeschlossen sind. Neben den Gleisschienen rr1 befinden sich Umschaltekästen, von
denen jeder nach drei auf einander folgenden Theilleitern sc Anschluss durch die Drähte w4w5w6 hat, während die Verbindung nach der
Hauptstromzuleitung fw durch den Draht w14 vermittelt wird.
Die Art dieser Anschlüsse ist eine derartige, dass jedesmal der Theilleiter, welcher
sich vor dem zur Zeit den Strom zuführenden Theilleiter befindet, durch den diesen
letzteren durchfliessenden Strom mit dem Speisekabel fw
verbunden wird, ehe er von der Stromschlussbürste des Fahrzeuges erreicht wird,
während bei zufälliger Stromunterbrechung eine Hilfsbatterie die Stromzuführung
aus dem Speisekabel für den gerade befahrenen Theilleiter wieder ins Werk setzt.
Bei der in Fig. 17
dargestellten Ausführungsform sind zu diesem Zwecke die Theilleiter se an Spulen von
wenig Wickelungen angeschlossen, die in jedem Falle nach einem zweiten Spulensatze
jedes benachbarten Elektromagnetenpaares führen, wie bei der oberen Spule des
Magneten m5 und der
mittleren Spule des Magneten m3 gezeigt ist, wobei diese mit geringem Widerstände
ausgestatteten Spulen unmittelbar an die mit hohem Widerstände ausgestatteten
Nebenschlusspulen des letzten Magneten des betreffenden Paares angeschlossen
sind.
Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Schliessen des Batteriestromkreises geht von der
Batterie ein Strom in die Bürste, Leiter w4, obere Spule von geringem Widerstände am Magneten
m1m2, Leiter w4, mittlere Spule von
geringem Widerstände am Magneten m5m6, Nebenschlussspule m6 von hohem Widerstände, Leiter w8, l5, p5, p2, w7, rh1, w7 zur Gleisschiene r1 in die Erde.
Hierdurch wird der Ankerhebel p2 gehoben und der bewegliche Stromschlusstheil p schliesst den Arbeitsstromkreis, welcher folgenden
Weg nimmt: Von der Bürste b1 durch w4
zur oberen Spule von geringem Widerstand am Magneten m1m2, Leiter w1, mittlere Spule von geringem Widerstände am
Magneten m5m6, unbewegliche und
bewegliche Stromschlusstheile l2 und p, w14 nach der Hauptzuleitung fw. Dieser durch die mittlere Spule von geringem Widerstände am Magneten
m5m6 hindurchgehende
Arbeitsstrom hält den Anker p2 in seiner oberen Stellung und bewirkt gleichzeitig, dass auch der Magnet
m1m2 seinen Ankerhebel
nach oben zieht und den Arbeitsstromkreis schliesst, welcher von der Hauptzuleitung
fw seinen Weg wie folgt nimmt: w14, l, p, mittlere Spule von m1, m2, w5, nach dem nächsten vorausbefindlichen Theilleiter,
wodurch dieser für die Stromschlussbürste b1 zur Wirksamkeit gelangt, wenn diese Bürste auf
diesen Theilleiter übertritt. Sollte eine solche Aenderung in diesem Strome
eintreten, dass diese Wirkung dadurch verhindert wird, so werden die beweglichen
Stromschlusstheile der Schaltvorrichtungen durch Vermittelung des Batteriestromes,
der stets durch die Spulen von hohem Widerstände wirkt, in der richtigen Reihenfolge
in ihre Arbeitsstellung gehoben.
Bei der in Fig. 18
dargestellten Ausführungsform sind zwei Sätze Theilleiter sc
sc1 und vier Gleitbürsten b1b2b4b5 angewendet, welche
zusammen mit ihren die Leitungsschlüsse vermittelnden Leitern w, der elektrischen Treibmaschine mo und der Batterie sb auf
dem Wagen angeordnet sind. w0 bezeichnet eines der Räder des Fahrzeuges und sw
sw sind Schaltvorrichtungen. Die Elektromagnete m1m2m3m4 sind in Gruppen von je vier angeordnet, wobei
jeder Magnet mit einer an einen der Theilleiter sc
angeschlossenen Spule und mit einer mit dieser hinter einander verbundenen Spule
versehen ist, die an einen der benachbarten Magnete und an den anderen Theilleiter
angeschlossen ist. Jede von diesen Spulen ist ihrerseits an einen der oberen
Kohlestromschlusstheile ll1l2l3 und an einen der
unteren Stromschlusstheile l4l5l6l7 angeschlossen,
welche ihrerseits mit Stromkreisverbindungen versehen sind, die durch einen Rheostaten rh und einen Leiter w7 nach der Gleisschiene r1 Verbindung haben, während die
Hauptzuleitung fw mit Zweigleitern f1f2f3f4 ausgestattet ist,
von denen jeder seinerseits mit einem von den oberen Kohlestromschlusstheilen ll1l2l3 in Verbindung steht.
Bei dieser Anordnung sind die mit hohem Widerstände ausgestatteten Spulen
vollständig vermieden.
Bei einer Bewegung des Wagens von links nach rechts (Fig. 18) geht der
Arbeitsstrom von der Zuleitung fw durch die
Zweigleitung f1, l, p, p'1, m1
m2 (dadurch diese
beiden Magnete erregend und ihre Anker in der oberen, wirksamen Stellung haltend),
w1, sc, Bürste b1, w, sw, mo, Wagenrad
w0 und durch die
Gleisschiene zur Erde. Zugleich wird ein zweiter Stromkreis geschlossen: m1, w2, sc1, b2, w, sw sb und w0. Inzwischen sind die Ankerhebel p und p1 vorbewegt und dadurch die für gewöhnlich
geschlossenen, durch die unteren Stromschlusstheile p1p2 und rh
hindurchgehenden Sicherheitsstromkreise von hohem Widerstände unterbrochen worden.
Indem bei der Weiterbewegung des Fahrzeuges die Anker wieder zurückfallen, werden
diese Stromkreise wieder nach einander geschlossen. Zu gleicher Zeit sind auch die
am Ankerhebel p2
befindlichen beweglichen Stromschlussfedern mit den unbeweglichen
Kohlestromschlusstheilen l2 in Berührung gelangt, wodurch das nächste vorausbefindliche Paar
Theilleiter sc sc1 in
den Stromkreis eingeschlossen und dadurch in den Stand gesetzt worden ist, der
Treibmaschine einen Arbeitsstrom zuzuführen, sobald das vordere Bürstenpaar b4b5 auf diese
Theilleiter gelangt, und unmittelbar bevor das hintere Bürstenpaar b1b2 dasjenige Paar
Theilleiter verlässt, auf dem das Bürstenpaar sich zur Zeit befindet.
Textabbildung Bd. 307, S. 117
Stromzuführung von Schaufler.
In den Fig. 19 bis 21 ist das Verfahren von
Schaufler in Stuttgart (D. R. P. Nr. 91160)
dargestellt. In Fig. 19
bedeutet aa ein Kabel, welches als Speiseleitung dient
und an welches in bestimmten, von den jeweiligen örtlichen Verhältnissen abhängigen
Entfernungen Stromabgabevorrichtungen bb angeschlossen
sind. Letztere sind in einem Kanal so angeordnet, dass über dieselben die am Wagen
angebrachte, als Schleppgestänge ausgebildete Stromabnahmeleitung cc hinschleift und dadurch dem Strome die Möglichkeit
gibt, in den Elektromotor des Wagens zu gelangen. Die Stromabnahmeleitung ist etwas
länger als der Abstand zwischen zwei Stromabgabevorrichtungen, so dass mindestens
eine derselben mit der beweglichen Arbeitsleitung in Berührung ist. Um den
Widerstand des Schleppgestänges gegen die Fortbewegung gering zu machen und um
zu verhindern, dass dasselbe mit den Kanalwandungen in Berührung kommt, wodurch
Stromverluste entstehen würden, erhält es eine Rollenführung. Diese Führung kann
entweder dadurch geschaffen werden, dass die Rollen d
an den Kanalwandungen drehbar befestigt werden, oder aber es können die Rollen an
dem Schleppgestänge so befestigt werden, dass sie mit demselben einen Wagen bilden,
wobei zur Verhütung von Berührungen mit den Kanalwänden auch wagerechte Rollen
angeordnet werden. Die erforderliche Isolirung des Schleppgestänges kann entweder
durch Leitrollen aus Isolirmaterial, oder aber dadurch erzielt werden, dass diese
Rollen durch geeignetes Isolirmaterial gegen die Kanalwandungen isolirt werden. Um
aus einer Fahrrichtung in die entgegengesetzte überzugehen, ist der Mitnehmer e des Wagens nicht fest mit dem Schleppgestänge
verbunden, sondern es greift letzteres nur so an, dass er sich nötigenfalls entlang
des Gestänges verschieben kann, ohne dass der Stromschluss zwischen beiden aufhört,
wobei an den Enden des Schleppgestänges Anschläge sich befinden, gegen welche der
Mitnehmer sich anlegt. Soll der Wagen seine Fahrrichtung ändern, so bleibt das
Schleppgestänge so lange stehen, bis der Mitnehmer des Wagens sich von einem Ende
des Gestänges zum anderen Ende vorgeschoben hat; erst dann wird dieses in der neuen
Fahrrichtung mitgenommen. Es kann dies dadurch erreicht werden, dass die Reibung
zwischen Mitnehmer und Schleppgestänge cc kleiner ist
als diejenige zwischen letzteren und den Stromabgabevorrichtungen b, sowie den Leitrollen d.
Die Speiseleitung aa kann entweder in den Boden neben
dem Kanal oder aber in letzteren selbst verlegt werden; ersteres ist in Fig. 19, letzteres in
Fig. 20
angenommen.
Die Stromabgabevorrichtung ist in der Fig. 21 dargestellt. Die
Abzweigung von dem Speisekabel aa findet in einer
Kabelmuffe statt, an welche sich ein rechtwinkelig gebogenes Rohr g anschliesst. Auf das oben offene Ende des Rohres g ist ein Isolator h
aufgesetzt, der mit einer Bohrung für den Durchgang der Abzweigleitung versehen ist.
Nach Aufsetzung des Isolators h wird das Rohr und die
Bohrung des Isolators mit geeigneter Isolirmasse ausgegossen und sodann auf
letzteren die Kappe i aus leitendem Material
wasserdicht aufgesetzt, an deren beiden Armen die Stromschlusstücke k1
k2 befestigt sind,
zwischen welchen das Schleppgestänge cc hindurchgezogen
wird.
(Schluss folgt.)