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Stromzuführung für elektrische Triebfahrzeuge mittels dritter Schiene
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Weiters scheint bei Verwendung eines ferromagnetischen Seiles oder Bandes als Schaltglied dessen übemormale Abnutzung durch Zug, Funkenbildung, Knickung und Reibung an gewissen Punkten durch starke Frequenz in beiden Richtungen nicht ausgeschlossen. Ferner besteht die Gefahr einer unbeabsichtigten Strombrücke zwischen Speiseleitung und Teilleiter, die sich aus jenen beim Abschliff abfallenden kleinsten Metallspänen (ähnlich den Eisenfeilspänen) unter der Einwirkung der Magnetfelder der von den Triebfahrzeugen darübergeführten Steuermagneten unter Mitwirkung etwaiger, in der
Leiterkammer vorhandener, durch Kondenswasser gebildeten Feuchtigkeitsreste im Laufe der Zeit zusammensetzen könnte. Dies läge aber nicht im Sinne der gestellten Aufgabe.
Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Kette sich unter dem Einfluss des Magnetfeldes eines am Triebfahrzeug befestigten Magneten kontinuierlich schliessender und öffnender Schaltorgane einen in rascher Aufeinanderfolge sich vollziehenden stetigen Wechsel von
Stromkreisschliessungen und-öffnungen herbeizuführen. Diese Erfinderabsicht kann durch Verwendung trägheitsarmer mit dem Stromzuführungskörper verschmolzener ferromagnetischer Schaltorgane, die, flexibel ausgebildet, unter Ausschluss von jeder Art Gelenken und Reibungsflächen, den kürzesten Kontaktweg nehmend, verwirklicht werden. Ausserdem sollen rasche Montagemöglichkeit, billige
Herstellung bei einem Minimum an Materialaufwand eine Stromzuführungsschiene für elektrische Triebfahrzeuge kennzeichnen.
Der Erfindungsgegenstand betrifft demnach eine Stromzuführung für elektrische Triebfahrzeuge mittels dritter Schiene, die aus in Flucht aneinandergereihten, voneinander elektrisch isolierten Teilleitern besteht, die normalerweise nicht stromführend sind und nur unter dem Einfluss eines am Triebfahrzeug befestigten geeigneten Magneten einzeln unter Strom stehen. Dies wird bekannterweise erreicht durch im Normalzustand geöffnete und lediglich unter dem Einfluss eines am Triebfahrzeug befestigten Magneten geschlossene, im Stromkres zueinander parallel liegende Schalter, die mit der Stromzuleitung verbunden sind.
Bei der gegenständlichen Erfindung wird der Schaltvorgang durch in den Stromzuleitungskörper eingegossene abgewinkelte, aus ferromagnetischem Material bestehende Federzungen bewerkstelligt, die in kurzen Abständen in Flucht aufeinanderfolgen. Erfindungsgemäss ist am freien Ende der Federzunge der aus nicht magnetisierbarem Metall, z. B. Kupfer, bestehende, zum Schutze in einer Stahlpfanne befestigte, Kontakt angeordnet. Die die Federzungen tragende Stromzuführungsschiene ist mit Ausnahme jener. Stellen, welche der Kontaktgebung mit der Teilleiterschiene dienen und jener Stelle, die den Kontakt zur darauffolgenden Stromzuführungsschiene bildet, allseits von Isoliermasse umgeben.
Dem Erfindungsgedanken gemäss ist, um ein kontinuierliches, funkenloses öffnen und Schliessen des Stromkreises durch den Fahrzeugmagneten zu erzielen, die grösstmögliche Zahl von Schaltern auf der Länge eines Teilleiters vereinigt, wodurch die Länge des Poles des Fahrzeugmagneten, in günstigen Grenzen gehalten werden kann. Die der Erfinderidee zugrundeliegende Art und Weise der Herstellung kontinuierlich zu bildender Kontakte sowie deren Lösung zwischen Stromzuführungsschiene und Teilleiter, it auf den hervorragenden magnetischen und strukturellen Eigenschaften moderner Sinter-Permanentmagnete aufgebaut. Aus diesem Grunde verwendet die gegenständliche Erfindung ausschliesslich Permanentmagnete dieser Bauart als Steuermagnet am Triebfahrzeug.
Durch den Wegfall von stromführenden Gelenksverbindungen und flexiblen Leitungen werden ebenfalls Stromverluste vermieden und Fehlerquellen ausgeschaltet, erfindungsgemäss also keine, mechanischer Abnutzung stark unterliegende Schaltelemente.
Weiters wird durch Verwendung eines, aus weicherem als Eisen, nicht magnetisierbarem Metall bestehenden Kontaktmaterials, Eisenfeilspänebildung wirksam verhindert, wie solche erfahrungsgemäss überall dort auftritt, wo Eisenteile unter Anwendung von Kraft, rollende, reibende oder schürfende Bewegungen ausführen. Auf die dadurch entstehenden Gefahren im allseits isolierten Teilleiterkasten wurde bereits an anderer Stelle hingewiesen.
Als weitere Begründung, dass durch die erfindungsgemässe Ausbildung eine höhere Betriebssicherheit erzielt wird, ist anzuführen, dass durch die vom Stromabnehmer auf die Zuführungsschiene übertragenen Erschütterungen und Stösse des Triebfahrzeuges keinerlei schädliche Wirkung bezüglich der Kontaktsicherheit der erfindungsgemässen Schaltglieder eintreten kann, da diese nach dem Gegenstand der Erfindung einerseits mit dem Stromzufahrungskörper zu einem Körper verschmolzen sind, anderseits die leicht federnden Zungenenden nur wenige Millimeter von der Unterfläche des Teilleiters entfernt, schon beim Annähern von Magneten geringerer Feldstärke sofort kontaktgebend kräftig reagieren. Im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand muss nach der österr.
Patentschrift Nr. 69908 zwecks Ausschaltung der sich bei der USA-Patentschrift Nr. 888, 099 als kontaktstörend erwiesenen Erschütterungen und Stösse des Triebwagens auf die dritte Schiene, ein
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zweiter Teilleiter eingeführt und somit die Zahl der herzustellenden und montierenden Stromzuführungsorgane auf drei erhöht werden, was die Bahnerhaltung sehr verteuert.
Gemessen am erzielten Effekt der beiden genannten Erfindungen, stellt die gegenständliche Erfindung durch die erfindungsgemässe Ausbildung ihrer Schaltapparatur unleugbar einen Fortschritt dar.
Die Herstellung ist denkbar einfach und verhältnismässig billig : Der aus gussfähigem Metall von günstigen elektrischen Leiteigenschaften (Zeitschrift "Elektrotechnik und Maschinenbau"Jahrg. 1937, S. 637) hergestellte Stromzuleitungskörper von beliebiger Länge, z. B. 1 m, wird unter gleichzeitiger Einsetzung der Federzungen als Formkörper von viereckigem Querschnitt gegossen und in die aus neuzeitlichem Isolierwerkstoff verfertigte, allseits geschlossene Hohlform eingelassen unter Berücksichtigung der für die Kontaktknöpfe freigelassenen öffnungen und Anbringung der diese schliessenden Teilleiterschiene.
Ebenso einfach und sowohl Zeit als auch Arbeitskräfte sparend, ist die Montage der Teilleiter, die mit Ausnahme der Verbinder für die Stromzuleitungskörper, allseits isoliert, mit der Stirnseite aneinandergereiht, die Stromzuführungsschiene ergibt. Befestigt werden diese Teilleiterelemente auf Isolierstoff, z. B. Plastikfbrmstücke, herkömmlicher Art und Weise genau auf Schwellenmitte mittels isoliert geführter Schrauben zwischen den die Stromrückleitung bildenden Laufschienen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben :
Die Figur zeigt den Längsschnitt des Teilleiters. Darin bedeutet --9-- den dauernd unter Strom stehenden Zuführungsstromkörper aus Eisen oder einer Metall-Legierung gunstiger Leitungseigen- schaften. --7-- ist eine der in den Stromzuführungskörper eingeschmolzenen Federzungen aus
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dargestellte rechte Federzunge zeigt diese in waagrechter Normallage, wie sie vor Annäherung oder nach
Entfernen des Steuermagneten am Triebfahrzeug normal liegt. Die linke Federzunge steht unter dem
Einfluss des ober ihr befindlichen, am Fahrgestell des Triebfahrzeuges ober dem Schleifkontakt (Stromabnehmer) --4-- befestigten Permanentmagneten-3--.
De ferromagnetische Federzunge wird von diesem kräftig angezogen, und drückt den an ihrem freien Ende befindlichen Kontaktknopf - durch die hiefür im Isoliergehäuse-8-vorgesehene Öffnung an die aus nicht magnetisierbarem Metall bestehende Teilleiter-Schleifschiene-5--. Dadurch wird der Fahrstrom vom Stromzuführungskörper (Speiseleitung) --9-- über die Federzunge --7-- und Kontakt - 11-zur Teilleiterschiene-5-und weiter über den Stromabnehmer-Schleifkontakt-4zum Kontroller im Führerraum geführt.
--10-- bedeutet den fast luftleere Raum, der zwischen dem allseits abschliessenden Isoliermantel-8-und Stromzuführungskörper-9-entsteht. Die im Isoliermantel-8-für die Kontaktknöpfe-11-geschaffene Reihe von Öffnungen wird durch die darüberführende Teilleiterschiene-5-luft-und wasserdicht überdeckt.
Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende : Das Triebfahrzeug besitzt einen am Fahrgestell in geringer Entfernung über der dritten Schiene angebrachten Permanentmagneten an sich bekannter Art, wie die Figur zeigt, von hoher Permeablität und Koerzitivkraft. Unter dem Einfluss dieses Magnetfeldes wird die sich unmittelbar unter dem Magneten befindliche ferromagnetische Federzunge hochgezogen und dadurch mit der aus nicht magnetisierbarem Metall bestehenden Teilleiterschiene in Kontakt gebracht, wodurch der Fahrstrom vom Stromkörper (Speiseleitung) über die Zunge zur Schleifschiene (Teilleiterschiene) und über den Stromabnehmer zu den Schaltern und Motoren des Triebfahrzeuges fliesst.
Sobald sich das Fahrzeug weiterbewegt, und damit auch der Magnet, werden die Federzungen dem anziehenden Einfluss dess Magneten entzogen und werden wieder in ihre ursprüngliche Lage (Normallage) zurückkehren. Befinden sich alle Federzungen eines Teilleiters in Ruhestellung, so ist dieser ganze Teilleiter stromlos. Ist dagegen nur eine einzige Zunge in Kontaktstellung, steht der ganze Teilleiter unter Strom. Daher wird immer nur jener Teilleiter unter Strom stehen, über welchem sich der Steuermagnet des Triebfahrzeuges gerade befindet, während alle übrigen Teilleiter der Stromschiene und somit die ganze Stromschiene stromlos bleibt.
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