Titel: | Elektrotechnik.Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer Stromzuführung. |
Fundstelle: | Band 307, Jahrgang 1898, S. 137 |
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Elektrotechnik.Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer
Stromzuführung.
(Schluss des Berichtes S. 114 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Elektrische Strassenbahnen mit unterirdischer
Stromzuführung.
Textabbildung Bd. 307, S. 137
Fig. 22.Stromzuführung von Krotz, Kelly und Allen.
Krotz, Kelly und Allen in
Chicago (D. R. P. Nr. 91426) ordnen die Theilleiter wie die Hauptleitung
unterirdisch an. Unter der Schlitzöffnung b des Kanales
(Fig. 22) sind Contactstangen c und c1 angebracht, welche an Armen der Joche an
Stangen c2 isolirt
aufgehängt sind. Diese Stangen sind die Theilleiter und erhalten geeignete Länge.
Die Hauptleitung liegt in Röhren d1, welche in bestimmten Entfernungen seitliche
Ansatzstücke besitzen. Für jede Oeffnung dieser Ansätze ist ein isolirendes
Verschlusstück d vorgesehen, das eingeschraubt einen
wasserdichten Verschluss bildet und in dessen Mitte sich ein Metallbolzen d1 befindet, der eine
leitende und federnde Verbindung vom Hauptleiter zu den Theilleitern herstellt. Es
kann nun irgend eine geeignete, mit dem Wagen in Verbindung stehende
Contactvorrichtung angewendet werden, um eine leitende Verbindung von den
Theilleitern zum Wagen herzustellen.
Den Theilleitern wird nach Rosenholz und Pöhlmann in San Francisco (D. R. P. Nr. 92096) Strom
aus dem Hauptkabel dadurch zugeführt, dass die Contactrolle durch ihren Druck einen
beweglichen mit einem feststehenden Theil in Verbindung bringt. Zu diesem Zweck ist
der Zuleitungsdraht a (Fig. 23) isolirt und
parallel mit dem Arbeitsdraht c gelagert, von welchem
durch Contactrollen Leitung mit dem Motorwagen hergestellt ist. Jede Abtheilung des
Arbeitsdrahtes wird durch eine Fassung g getragen,
welche durch den Ständer g1 auf dem Gehäuse h ruht, das rechtwinkelig
zu dem Leitungsdrahte gerichtet ist und in bestimmten Grenzen um eine feste Achse
pendeln kann (Fig.
24).
Textabbildung Bd. 307, S. 137
Stromzuführung von Rosenholz und Pöhlmann.
In dem Gehäuse h befindet sich isolirt gelagert ein ⊤-förmiges Eisenstück ll1, welches durch ein Kabel mit der Hauptleitung in
Verbindung steht (Fig.
25) und von welchem der elektrische Strom in Drahtwindungen um den
Eisentheil l gehen kann. Kommt nun die Contactrolle
eines Wagens auf einen Theilleiter, so drückt sie auf den Ständer g1 und kippt dadurch
das Ende d des Gehäuses h
nach unten. Durch diese Drehung kommt das Ende n des
beweglichen Eisenstückes l mit den gegenüberstehenden
Contactstiften p in Berührung, welche in dem Eisenstück
n1 gelagert sind.
Der Strom geht jetzt von dem Hauptkabel a nach dem
Eisenstück ll1, durch
dieses und die Drahtwindungen auf l nach den
Contactstiften p, den Theilleiter und die
Contactvorrichtung nach dem Wagenmotor. Dadurch nun, dass das Eisen l durch den um dasselbe gehenden Strom magnetisch wird,
wird die Polplatte n von dem gegenüberstehenden
Eisenstück n1 fest
angezogen und hierdurch ein sehr guter Contact erzielt. Wird durch den Uebertritt
der Contactrolle in den nächsten Theilleiter der Strom in dem vorhergehenden
unterbrochen, so trennen sich die Platten n und n1 wieder. Um eine
ununterbrochene Stromzufuhr nach dem Wagen zu sichern, ist es gut, wenn zwei
Contactrollen hinter einander in solcher Entfernung angebracht werden, dass die
zweite die Stromverbindung in der einen Abtheilung so lange sichert, bis die erste
in der nächsten Abtheilung die Stromverbindung hergestellt hat.
Das Verfahren von F. C. Esmond in Brooklyn (D. R.
P. Nr. 93019) beruht auf einer Art Schaltkasten mit Theilleiterbetrieb, bei welcher
die Theilleiter selbst den Kastendeckel bilden oder in letzterem befestigt sind. In
der Fig. 26 ist der mit der Neuerung versehene Kasten
dargestellt. Angenommen ist, dass zwei Theilleiter angeordnet sind, deren einer den
Schaltstrom empfängt und dadurch die Anschliessung des zweiten an den Hauptleiter
veranlasst.
Textabbildung Bd. 307, S. 138
Fig. 26.Stromzuführung von Esmond.
a ist der Kasten, der mittels des Deckels b möglichst dicht zu schliessen ist, wozu der letztere
sich unter Zwischenlage einer Dichtung b1 auf die oberen Kastenleisten a1 aufsetzt. In
entsprechende Oeffnungen des Deckels sind, gut isolirt und gedichtet, die beiden
Theilleiter c und c1 eingesetzt, deren abgerundete Köpfe etwas über den
Deckel vorspringen. Ihre ins Kasteninnere hineinragenden unteren Enden sind mit
Schraubengewinde versehen zum Einschrauben in die Mutterlöcher von losen Querbalken
dd1 welche sich
dabei mit ihren Enden von unten her gegen die Leisten a1 legen, so dass beim weiteren
Einschrauben der Deckel dicht gegen die Leisten herangezogen wird. Eine auf den
Leisten a2 ruhende
Platte e aus nichtleitendem Material deckt den unteren
Kastenraum mit der Schaltvorrichtung x1x2 oben ab. Der Boden des Kastens ist mit einer
Isolirplatte e1
bedeckt.
Textabbildung Bd. 307, S. 138
Stromzuführung von Hecker.
Hecker in Mülheim a. Rh. (D. R. P. Nr. 90443) wendet
statt Theilleitern einen mit Deckeln verschlossenen Kanal an, welcher durch eine
besondere Einrichtung der Contactvorrichtung nach und nach geöffnet und wieder
geschlossen wird. Zum Oeffnen des Kanales ist unterhalb des Wagengestelles ein
Schlitten s angebracht (Fig. 27 und 28), dessen Form aus der
Abbildung ersichtlich ist. Dieser trägt eine Anzahl Rollen r, von denen je zwei
symmetrisch zu der Mitte des Schlittens liegende gleiche Höhe und Neigung
haben. Die beiden den Enden des Schlittens zunächst liegenden haben die tiefste
Stellung, die mehr nach der Mitte zu befindlichen eine etwas höhere, und zwar
entspricht die Differenz der Höhenlagen auf einander folgender Rollen der Abflachung
der Deckelschiene, deren trapezartige Form, wie oben angedeutet, hierdurch gefordert
ist. Die geneigte Lage der Rollen wird durch die jeweilige Stellung des Deckels
bezieh. der sich daraus ergebenden Neigung der unteren Schienenfläche bestimmt. Die
Höhenlage der Rollen ist dadurch bedingt, dass die Kanaldeckel durch das Gleiten der
Rollen auf den Schienen allmählich, aber stetig gehoben und ebenso wieder gesenkt
werden müssen. Das Verhältniss der Dimensionen von Deckelplatten und Schlitten,
sowie die Anzahl der Rollen und ihre Abstände von einander sind so bemessen, dass
der nächstfolgende Deckel stets eher geöffnet, bevor der vorhergegangene wieder
geschlossen ist. Der Kanal wird daher nur so lange geöffnet bleiben, als der Wagen
Zeit gebraucht, um über die betreffende Stelle hinwegzufahren. Das Oeffnen des
Deckels geschieht so weit, dass das Verbindungsstück v
zwischen Schlitten und Wagen ungehindert passiren kann, wodurch die Stetigkeit der
Verbindung zwischen Arbeitsdraht und Wagen gesichert ist.
Innerhalb des Schlittens s befindet sich isolirt von
demselben der Contactbügel c, welcher einerseits auf
dem Arbeitsdrahte entlang gleitet und andererseits durch ein bewegliches Kabel mit
dem Motor verbunden sein kann. Das Verbindungsstück zwischen Wagen und Schlitten ist
nur senkrecht beansprucht. Der Schlitten nebst Contactbügel kann durch einen daran
anzubringenden Hebel leicht senkrecht aus dem Kanäle herausgehoben werden, so dass
der Wagen auf Strecken mit oberirdischer Stromzuführung ebenfalls Verwendung finden
kann. Eine bremsende Wirkung seitens des Deckels auf den Schlitten findet nicht
statt, da der Deckel nur durch das eigene Gewicht einen in Folge der Stellung der
Rollen stets senkrechten Druck auf letztere ausübt.
Rentzsch in Meissen (D. R. P. Nr. 91099) legt das
isolirte, als Speiseleitung dienende Kabel in einen Kanal, dessen obere Fläche mit
dem Strassenniveau abschneidet und mit einem Längsschlitz versehen ist (Fig. 29). Dieser
gefalzte Längsschlitz wird seiner ganzen Länge nach durch ein isolirtes Kabel von
entsprechendem Querschnitt abgedeckt. Dasselbe ist an seinen beiden Enden federnd
befestigt, so dass es mit einer gewissen Spannung aufliegt. An der unteren Seite
befindet sich an der Isolation des Kabels ein Längsschlitz, durch welchen hindurch
die Stromentnahme von der Speiseleitung, sowie auch die Stromabgabe an den auf dem
Wagen befindlichen Motor erfolgt.
Die Stromentnahme von der Speiseleitung erfolgt durch Contactapparate. Dieselben
sind in kleinen zugänglichen Kammern unterirdisch längs des Kanales in
entsprechenden Abständen untergebracht. Eine Ausführungsform dieser
Contactvorrichtungen zeigt Fig. 30. a ist ein im Kanal isolirt
befestigter Träger, mit welchem die Abzweigung von der Speiseleitung b verbunden ist. An dem senkrechten Schenkel dieses
Trägers ist das eigentliche Contactstück c in
Schlittenführung und nach oben federnd angebracht. Dieses Contactstück drückt durch
die Feder e und Stellschraube f gegen die Metallseele des im Kanalschlitz aufliegenden Kabels. Um einen
möglichst innigen Contact herzustellen, sind an einem Träger a mehrere derartige Contactstücke neben einander angeordnet.
Textabbildung Bd. 307, S. 139
Stromzuführung von Rentzsch.
Die Stromabgabe von dem Contactkabel an den Motorwagen geschieht dadurch, dass das
Kabel über eine am Wagen isolirt befestigte Rolle geführt und somit vom fahrenden
Wagen angehoben wird. Diese Rolle fasst das Kabel durch den Schlitz der
Isolirschicht hindurch direct an dessen Metallseele. Am Wagen gelagerte Leitrollen
können das Kabel, welches sich nach Passiren des Wagens in Folge seiner Spannung und
Schwere von selbst wieder in den Schlitz legt, zwangläufig führen. Durch geeignet am
Wagen angebrachte Abstreicher und Besen werden ferner Kabel und Schlitz während der
Fahrt gereinigt.
Bei Kreuzungen und Weichen werden die Contacthebel der verschiedenen Gleise
unterbrochen. Die einzelnen Kabelenden werden federnd an gekröpften Zapfen o. dgl.
befestigt, welche vom fahrenden Wagen mit angehoben werden, so dass es der
Contactrolle ermöglicht ist, das eine Kabelende ablaufen und fallen zu lassen und
das folgende angehobene zu fassen. Die kurze Strecke zwischen den Schienen des
kreuzenden Gleises kann der im Gange befindliche Wagen stromlos durchfahren. Die
Speiseleitungen der einzelnen Gleise werden unter den Kreuzungspunkten
ununterbrochen fortgeführt.
Die Ausführungsform von A. Petzenbürger in
Gross-Lichterfelde (D. R. P. Nr. 92191) mit Deckelkanal bezweckt, denselben Kanal
bei zweigleisigem Betrieb für beide Fahrtrichtungen gleichzeitig benutzbar zu
machen. Um zwei Wagen unbehindert an einander vorbeifahren zu lassen, sind die
Abnehmerschienen federnd gestaltet und an den Kanten abgeschrägt.
Der Bohlenkanal besteht aus der Grundplatte a, den Seitenwangen b und dem Verschlussdeckel c (Fig. 31). Er soll aus imprägnirten,
kiefernen Brettern hergestellt und in der Mitte zwischen den zwei Gleisen der
Strassenbahn derartig in das Strassenpflaster eingelassen werden, dass die
Seitenwangen b über demselben 0,5 bis 1 cm hervorragen,
wodurch ein Zudringen von Wasser in den Kanal mit verhindert wird; im Uebrigen ist
derselbe durch den schweren Verschlussdeckel c
jederzeit nach allen Seiten und in der ganzen Länge abgeschlossen, nur bei
derjenigen Stelle, an welcher sich der Strassenbahn wagen augenblicklich befindet,
wird der Verschlussdeckel auf eine Länge von etwa 3 m, und zwar nur an einer
Langseite durch den im Innern des Kanales mitrollenden Läufer je nach Bedürfniss 1,5
bis 3 cm gehoben.
Textabbildung Bd. 307, S. 139
Fig. 31.Stromzuführung von Petzenbürger.
Der Läufer, dessen Ansicht Fig. 32 zeigt, ist mit dem
Wagen fest verbunden, so dass derselbe von dem Wagen in einer festen Lage mitgeführt
wird. Um jedoch die Höhenschwankungen desselben nicht auf die Rollen zu übertragen,
gleitet die Führungsschiene des Läufers in einer lothrecht am Wagen befestigten
Hülse. Der erstere selbst besteht aus der Laufrolle d
(Fig. 32), der Hubrolle e, sowie der Stellvorrichtung g, welch
letztere gestattet, das Maass der Hebung der Deckbohle nach Bedürfniss zu regeln.
Mit dem Rahmen des Wagens ist ferner neben der Führungsschiene eine Leiste
verbunden, welche zur Befestigung und Mitnahme des Stromabnehmers dient. Die durch
Hebung der Bohle entstandene seitliche Oeffnung gibt der Führungs- und der sich
daran anschliessenden Abnehmerschiene genügend freien Spielraum, um in dem
entstandenen Schlitze mit der Schnelligkeit des Wagens ungehindert ohne Reibung
gleiten zu können.
Textabbildung Bd. 307, S. 139
Fig. 32.Stromzuführung von Petzenbürger.
Der Gedanke, elektrischen Bahnen die elektrische Energie dadurch zuzuführen, dass von
einem unterirdischen Primärleiter aus Inductionsströme in einem an dem Motorwagen
befindlichen Secundärleiter erregt und dieselben dann dem Motor zugeführt
werden, ist in den letzten Jahren wiederholt ausgesprochen worden. Eine Ueberführung
in die Praxis haben diese Ideen bisher jedoch nicht erfahren, weil es schwierig ist,
zweckmässige Primärleiter in die Strasse zu verlegen.
Löwi in Berlin empfiehlt als primären Leiter ein aus
einzelnen Spulen kettenartig zusammengesetztes Kabel (D. R. P. Nr. 91767). Dieses
Kettenkabel besteht, wie Fig. 33 zeigt, aus einzelnen
getrennten, jedoch in ihren Wickelungen leitend verbundenen Spulen abc..., die in irgend welcher geeigneten Art mit
einander zu einer Kette verbunden sind. Diese Verbindung erfolgt nicht erst am Orte
der Verlegung, sondern schon vorher vollständig fabrikmässig bei der Fabrikation des
Kettenkabels, und man sieht, dass dieses Kabel ebenso wie jedes andere Kabel in
grossen Längen hergestellt werden kann.
Textabbildung Bd. 307, S. 140
Fig. 33.Primärer Leiter von Löwi.
Die einzelnen Spulen oder Glieder können verschiedenartig beschaffen sein. Bei der
dargestellten Ausführungsform besteht der Körper jedes Gliedes aus dem Kern b, der aus einer Anzahl von über einander liegenden,
ungefähr doppelt-⊤-förmigen Eisenblechscheiben gebildet
ist, und aus ∪-förmigen Stirnplatten c, die diese
Eisenblechscheiben zusammenhalten und durch Vorsprünge b1 derselben selbst gegen Verschiebung
nach aussen gesichert werden; die Enden c1 der Stirnplattenschenkel greifen über die
entsprechend verbreiterten Vorsprünge b2 jener Kernscheiben. Die so gebildeten Glieder oder
Spulen sind nun mit gut isolirtem Draht bewickelt und unter einander, wie schon
erwähnt, durch die Bügel oder Oesen a verbunden, so
dass sie eine Kette bilden.
Textabbildung Bd. 307, S. 140
Stromzuleitung von Lachmann.
Die unterirdische Stromzuleitungsanlage von Lachmann in
Hamburg (D. R. P. Nr. 89511 und 91959) besitzt einen Stromzuleitungskanal und in
diesen einzubauende Betriebstheile von solcher Beschaffenheit, dass letztere in den
fertig gestellten Kanal in einzelnen Stücken eingebracht, dort mit dem Kanal und
unter sich verbunden und wieder gegen andere Theile ausgewechselt werden können. Die
äussere Kanalumgrenzung wird durch zwei parallel mit einander verlegte
Schienenstränge i gebildet, welche durch Böcke
zusammengehalten werden (Fig.
34). In diesen Kanal wird ein zweiter, der Innenkanal, eingebracht,
welcher aus 3 m langen, an einander gereihten ∩-förmigen
Blecheinsätzen besteht, welche an den Schienen des äusseren Kanales befestigt
werden. An den Stossfugen sind diese Blechkästen durch keilförmige Stücke m (Fig. 35), welche nur
halb so hoch als die Kästen sind, luftdicht verbunden. Füllt sich der äussere Kanal
ganz mit Wasser, so gelangt dieses nicht in den Innenkanal, weil die Luft nicht
entweichen kann. Aus diesem Grunde wird der Arbeitsleiter e in den Innenkanal verlegt und daselbst an Porzellanträgern befestigt,
welche durch eine Einschnürung der Blechkastenwände festgeklemmt sind. Die
keilförmigen Stücke m besitzen eine Längsbohrung, durch
welche Kupferdrähte gezogen sind, welche die einzelnen Theile der Arbeitsleitung
unter einander verbinden.
Die beweglich einzurichtenden Stromabnehmer gehen von dem Motorwagen durch den
Schlitz des äusseren Kanales in diesen hinein und sind in den Blechkasten nach oben
umgebogen, damit sie sich an den Arbeitsleiter anlegen können. Unterfährt ein
Stromabnehmer einen Doppelkeil m, so ist er stromlos,
und es muss noch ein zweiter Stromabnehmer vorhanden sein, welcher am Leiter anliegt
und dem Motor Strom zuführt.
Lachmann hat im vorigen Jahre in Hamburg auf dem
Grundstücke des Eisenwerkes von Nagel und Co. eine
Versuchsstrecke einrichten lassen (Elektrot. Rundschau,
1897 S. 203). Diese ist 160 m lang, normalspurig, besitzt eine Curve von 30 m
Krümmungshalbmesser und ist mit verschiedenen Neigungen angelegt, welche mehrere
Einsenkungen bilden, die es ermöglichen, Theile der Strassenbahn ganz unter Wasser
zu setzen. Eine Dynamomaschine von 500 Volt Spannung lieferte den nöthigen
elektrischen Strom. Auf dem Gleise lief ein von der Schuckert'schen Elektricitäts-Gesellschaft in
Nürnberg bezogener Strassenbahnwagen, wie er zur Beförderung von 36 Personen durch
diese Firma gebaut wird. Diese Versuchsstrecke hat Reg.-Baumeister Birnbaum in Berlin einer Prüfung unterzogen, welche
sich auf Isolationsmessungen an einer einzelnen Luftkammer und der Probestrecke
selbst erstreckte.
Eine Luftkammer wurde ganz mit Wasser gefüllt und Strom durch die Leitung geschickt.
Das durch Elektrolyse entstandene Knallgas verdrängte das Wasser aus der Kammer und
die Leitung war nun wieder von Gas umgeben.
Die Fahrt des Wagens ging auf der 7 Monate alten Bahn tadellos nach beiden
Richtungen. Nach diesen Versuchen wurde der Kanal und eine Strecke der Bahn mit
Wasser überflutet. Die nun vorgenommenen Isolationsmessungen erwiesen, dass die
zusammenhängenden 51 Luftkammern die Leitung vor dem Zutritte des Wassers schützten,
denn der Verlust durch Erdschluss war nur 0,2 bis 0,3 Ampère. Der jetzt in Bewegung
gesetzte Motorwagen durchlief die unter Wasser stehenden Strecken ohne irgend welche
Störung. Das Wasser wurde durch die drei Stromabnehmer aufgewühlt und spritzte hoch
aus dem Kanäle heraus. Isolationsmessungen während dieser Fahrt zeigten einen
Stromverlust von etwas mehr als 1 Ampère; aber auch dieser Stromverlust ging sofort
auf 0,5 Ampère zurück, als der Wagen auf dem höher gelegenen Theile der
Versuchsstrecke anlangte und so die Stromabnehmer das Wasser nicht mehr aufwühlen
konnten.
Vom physikalischen Staatslaboratorium in Hamburg sind auch Messungen an dieser
Probestrecke gemacht worden. Der Strom, der an einem sehr regnerischen Tage von
der unterirdischen Leitung zur Erde überging, betrug an der 160 m langen Strecke 30
Milliampère. Wurde der Kanal ganz mit Wasser gefüllt, so ging ein Strom von 50
Milliampère zur Erde. Fuhr jetzt der Wagen die Strecke mehrfach hin und her, wobei
er auch an der ganz überschwemmten Strecke stehen blieb, so war ein Stromübergang
von 148 Milliampère eingetreten.
Es ist somit durch wiederholte Versuche nachgewiesen, dass der Zutritt des Wassers zu
der Lachmann'schen unterirdischen Stromzuführung einen
erheblichen nachtheiligen Einfluss auf den Betrieb der elektrischen Bahn nicht
ausübt, dass aber, wenn wirklich das Wasser und der Strassenschlick, durch besondere
Umstände verursacht, bis zu dem Stromleiter herantreten, sich in Folge der durch die
Elektrolyse angesammelten Gase die untere metallische Fläche des Leiters vom Wasser
befreit und einem Kurzschluss vorgebeugt wird.