Titel: Die elektrische Zugbeleuchtung in den Vereinigten Staaten.
Fundstelle: Band 320, Jahrgang 1905, S. 210
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Die elektrische Zugbeleuchtung in den Vereinigten Staaten. (Schluss von S. 196 d. Bd.) Die elektrische Zugbeleuchtung in den Vereinigten Staaten. 5. Das Blisssche System. Textabbildung Bd. 320, S. 209 Fig. 11. Magnetkastenhülse; Dynamo; Zweiarmiges Gusstück; Buchsenwellenlager; Wagenachse. Sowohl in elektrischer als mechanischer Beziehung verschieden von den beschriebenen Systemen sind die übrigen zwei Systeme. Diese sind sich in mechanischer Beziehung ähnlich, da sie beide Stirnradübersetzung zum Antrieb der Dynamo verwenden. Das zuerst zu beschreibende Blisssche System soll an Hand der Fig. 11 erklärt werden. Auf den ersten Blick ist offenbar eine Aehnlichkeit mit der Aufhängung eines Strassenbahnmotors zu erkennen. Da die Wagenachsen der amerikanischen Eisenbahnen nicht zylindrisch abgedreht sind und nicht belastet werden sollen, so konnte jedoch die genau gleiche Anordnung nicht getroffen werden. Statt dessen sind alle Teile an dem Wagenkasten aufgehängt. Wegen der federnden Unterstützung des Kastens ist eine Buchse vorgesehen, innerhalb derer sich die Radachse befindet und auf der zwei Rollenlager, das grosse Stirnrad und ein zweiarmiges Gusstück sitzen. Senkrecht zu dem letzteren und nahe an demselben ist auf der Wagenachse ein gleiches Gusstück befestigt. Eine Verbindung der Arme beider ist durch vier Stahlspiralen geschaffen. Da der einfache Luftabstand zwischen Achse und Buchse ungefähr 50 mm ist, so ist selbst der grössten Federung des Kastens Rechnung getragen, ohne dass – vermöge der Dehnbarkeit der Spiralen – ein Einfluss auf die Kraftübertragung ausgeübt wird. Zwecks Montierens sind alle Teile zweiteilig. Die Buchsenlager sind als Rollenlager ausgebildet. Was die Ausführung der Dynamo betrifft, so ist sie dieselbe, wie die der aufklappbaren Bahnmotoren neuester Bauart. Die beiden Lagerschilder sind als Oelbehälter ausgebildet und durch Lösen der oberen oder unteren Befestigungsschrauben kann nur die untere Lagerschale oder diese mit dem Anker heruntergeklappt werden. Die Dynamo ist vierpolig, das Feld ist im Nebenschluss geschaltet; der Trommelanker trägt Reihenwicklung, weshalb nur zwei Bürsten notwendig sind. Das kleine Stirnrad ist aus Fibre oder Schweinshaut hergestellt, um die Schmierung der Uebersetzung zu vermeiden. Ein Radschutzkasten ist verwandt. In diesem Zusammenhange mag gleich erwähnt werden, dass bei Umkehr der Fahrtrichtung ein Umschalten der Maschinenpole durch Verschiebung der Bürsten um 90° erzielt wird. Das Blisssche System bedient sich zur Erhaltung gleichbleibender Lampenspannung, sowie zur Regulierung der Dynamo auf normale Leistung eines sog. Buckers. Derselbe schaltet in die beiden Stromkreise der Lampen und des Dynamofeldes eine elektromotorische Gegenkraft ein. Letztere steigt in proportionalem Verhältnis mit der Ladestromstärke. Beschreibung, Zweck und Wirkungsweise des Buckers. (siehe Schaltschema, Fig. 12). Textabbildung Bd. 320, S. 209 Fig. 12. Schaltungsschema. Der an der + Leitung gezeichnete Kontakt ist in Wirklichkeit nicht vorhanden; Automat; Bucker; Dreiteiliger Kontakt; Dynamo; Lampen; Luftschalter; Motor; Widerstand. Der Bucker ist ein Motorgeneratorsatz, dessen Generatoranker mit zwei Wicklungen und zwei Kommutatoren versehen ist. Der Generator erzeugt nur elektromotorische Gegenkräfte und heisst deshalb Bucker. Der Motor ist eine Nebenschlussmaschine von ungefähr ⅕ PS. Das Generatorfeld ist in Hintereinanderschaltung mit der Batterie und wird demnach meistens von dem veränderlichen Ladestrom durchströmt. Während der kurzen Dauer der Erregung von einem der Batterie entnommenen Strome wird der Bucker zu einem Booster. Diese Wirkung ist jedoch durch geeigneten Entwurf auf 0 reduziert. Eine Ankerwicklung des Buckers ist stets in Serie mit dem Dynamofelde, und wird die Erregerstromstärke umsomehr verringern, je stärker der Ladestrom ist. Die zweite liegt während der Ladung in der Lampenleitung, und ist die Zuggeschwindigkeit eine geringe, so ist auch bei diesem System die Maschine abgeschaltet. Derselbe Automat, welcher das Zu- und Abschalten zu verrichten hat, schliesst auch die erwähnte zweite Buckerwicklung in den Lampenstromkreis ein oder aus. Letzteres geschieht durch einfaches Kurzschliessen seitens des Automaten. Der Bucker nebst Antriebsmotor sind in einem Eisenkasten staubdicht untergebracht, der unter dem Wagen aufgehängt ist. Die Anker und Bürsten können gereinigt werden, wenn der Kasten in der durch die Fig. 13 veranschaulichte Weise aufgeklappt wird. Textabbildung Bd. 320, S. 210 Fig. 13. Der Automat. Der Automat ist mit zwei Spulen ausgerüstet. Die Nebenschlusspule schliesst den Stromkreis zwischen Dynamo und Batterie, sobald beide Spannungen gleich sind. Die starke Stromwicklung schaltet die Dynamo bei Rückstrom ab und sorgt auch für eine gute Kontaktpressung bei hoher Ladestromstärke. Zugleich mit dem Parallelschalten der Dynamo wird noch ein Widerstand in Serie mit der Nebenschlusspule eingefügt, und, somit wird dieselbe, nur von einem verminderten Strom durchflössen. In dem Schaltungsschema ist in jeder der Leitungen ein Automat A gezeichnet. Tatsächlich ist nur ein solcher vorhanden und der in der positiven Leitung gezeichnete Automat soll nur die Seitenansicht zeigen. Dadurch wird das Schema übersichtlich. Die einzelnen Apparate des Systems werden bei der Anfahrt des Zuges in folgender Weise in Tätigkeit kommen. Vor der Anfahrt, und solange eine Geschwindigkeit von 35 km in der Stunde noch nicht erreicht ist, deckt die Batterie den Konsum. Der Automat ist in der Stellung wie im Schaltungsschema; die Wicklung des Buckers im Lampenkreis ist durch den Klotz a kurzgeschlossen. Uebersteigt die Zuggeschwindigkeit den Grenzwert, so schaltet die Nebenschlusspule die Dynamo an das Netz, hebt dadurch auch den Kurzschlussklotz a in die Höhe und schaltet sich selbst einen Ballastwiderstand b vor. Mit der Geschwindigkeitszunahme des Zuges ist der Motor in Betrieb gesetzt worden und läuft nun mit beinahe konstanter Tourenzahl. Bei weiter zunehmender Umdrehungszahl der Dynamo wird die Batterie geladen, die Stromrichtung in dem Buckerfelde ist umgekehrt und es wird somit eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt, die um so grösser wird, um so höher die Ladestromstärke ist. Da praktisch letztere mit der Spannung der Dynamo steigt, so wird also in den Lampenkreis eine elektromotorische Gegenkraft proportional zu der Spannung der Dynamo eingeschaltet. Der Buckeranker hat einen sehr geringen Widerstand, und somit wird die Regulierung auf die Lampenspannung stattfinden ohne Rücksicht auf die Anzahl der brennenden Lampen. Es sind 32 Batteriezellen in Benutzung. Die Höhe der elektromotorischen Gegenkraft in dem Feldstromkreis der Dynamo ist so bemessen, dass höchstens 80 Volt erzeugt werden können. Um sicher zu sein, dass die Dynamo sich erregt, wird der Feldstrom der Batterie entnommen. In der Leitung befindet sich ein von Druckluft betätigter Schalter. Sobald die Lokomotive an den Zug gekuppelt wird, schliesst der Schalter diesen Batteriestromkreis; sobald sie abgekuppelt wird, unterbricht er diesen Stromkreis. Eine unnütze Entladung der Batterie ist also ausgeschlossen. 6. System nach McElroy. Textabbildung Bd. 320, S. 210 Fig. 14. Wie bei dem letzten System findet der Antrieb der Dynamo durch Zahnräder statt. Der Bau der vierpoligen Dynamo ist auch hier demjenigen der Bahnmotoren ähnlich. Die Maschine wird durch Federn gestützt, die ihrerseits wieder auf Winkelstücke ruhen. Bei der Umkehr der Fahrt werden die Pole der Dynamo durch einen Umschalter vertauscht, welcher in ähnlicher Weise als bei dem System 3 betätigt wird. Die Regulierung findet vermittels eines in dem Dynamofelde eingeschalteten Widerstandes W statt, dessen Hebel a (s. Schaltungsschema, Fig. 14) durch den Hauptstrommotor M gedreht wird. Der Motor läuft nur dann, wenn eine Verschiebung des Hebels nötig ist. Zum Einschalten dient der Kohlenkontakt K der unter Vermittlung von Hebeln durch das Kompoundsolenoid S beeinflusst wird. Der Motor wird immer nur eine kurze Zeit in Betrieb gehalten, da ein auf seiner Welle sitzender Fliehkraftregulator F die Leitung unter- bricht. Das Schema zeigt die Stellung der einzelnen Teile während des Haltens des Zuges. Die Lampen L und L', die sich an den beiden Wagenzugängen befinden, brennen. Mit steigender Geschwindigkeit erlöschen diese, weil sie die Differenz der Spannungen von Dynamo und Batterie erhalten. Erreicht der Zug eine Geschwindigkeit von 30 km in der Stunde, so wird der Motorstromkreis durch die Wirkung der Nebenschlusspule des Solenoids geschlossen. Die erste Bewegung des Widerstandsarmes verursacht das Schliessen des Schalters B, weil der Winkelhebel H alsdann freigegeben und von der Feder F1 herabgezogen wird. Durch eine weitere Spannungserhöhung wird nach und nach Widerstand in die zwei positiven Lampenleitungen eingeschaltet. Die in dem Batteriestromkreis liegende Hauptstromspule des Solenoids und die Spannungsspule sind so verbunden, dass sie sich während der Ladung gegenseitig unterstützen. Während der Stromentnahme aus der Batterie wirkt die erstere also der letzteren entgegen. Den resultierenden elektromagnetischen Zugkräften wirkt die Federkraft entgegen. Je nachdem die eine oder andere überwiegt, wird die Feldwicklung A oder A' eingeschaltet, so dass der Motor in dem einen oder anderen Sinne anläuft. Es ist auch klar, dass eine unzulässig hohe Stromstärke zu Anfang der Ladung einer vollständig entladenen Batterie vermieden wird, denn die Hauptstromwicklung wird bei eintretendem Stromstosse die Kohlenkontaktstücke des Schalters K miteinander in Berührung bringen und so verursachen, dass Widerstand dem Felde vorgeschaltet wird. Nehmen wir an, der Zug fährt mit gleicher Geschwindigkeit, so wird infolge der mit der E. M. K. der Batterie steigenden Kraftwirkung der Nebenschlusspule des Solenoids die Batterie mit einer Stromstärke geladen, deren Grösse mit der Ladung abnimmt. Fig. 15 gibt eine Ladekurve dieses Systems wieder. Eine geladene Batterie wird somit immer nur mit einer sehr kleinen Stromstärke überladen, was ihr nicht schadet, und die höchste Ladespannung ist wesentlich geringer als bei Ladung mit konstantem Strom. Textabbildung Bd. 320, S. 211 Fig. 15. Ampere; Zeit