Die elektrische Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen, Softcover reprint of the original 1st ed. 1955

Die elektrische Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen ist in den letzten Jahrzehnten durch viele Neuerungen und technische Verbesse­ rungen umgestaltet worden. In jiingster Zeit hat auch die Leuchtstoff­ lampe mit ihrer hohen Lichtausbeute im Eisenbahnfahrzeug Eingang gefunden, wodurch die Beleuchtungsstarke wesentlich erhoht werden konnte. Die unabhangige Stromquelle mit Achsgenerator und Batterie wird nicht nur fUr die Beleuchtung, sondern auch fUr die Stromspeisung anderer technischer Einrichtungen und Hilfsbetriebe im Eisenbahn­ wagen, wie z. B. Heizung, Liiftung, Klimaanlage, Funksprechanlage usw. , mit herangezogen und muB dann um ein Vielfaches verstarkt werden. IndemBuch von Dr. MAX ROTTNER "DieBeleuchtungvonEisenbahn­ Personenwagen", des sen vierte und letzte Auflage im Jahre 1929 erschie­ nen ist, wird die fortschreitende Entwicklung und Einfiihrung der elek­ trischen Zugbeleuchtung in Europa und Ubersee ausfUhrlich beschrie­ ben. Da ich bei der Herausgabe der dritten und vierten Auflage den Verfasser mit unterstiitzen durfte, ferner ein zeitgemaBes Buch in dieser Ausgestaltung bisher nicht mehr erschienen ist, habe ich mich entschlossen, das vorliegende Buch herauszubringen, das einen techni­ schen Uberblick iiber die hauptsachlich angewendeten Beleuchtungs­ systeme im In- und Ausland geben solI. Fiir die Projektierung und Aus­ fiihrung sind im Anhang die wichtigsten Formeln und Tabellen der Elektrotechnik, ferner technische Angaben iiber die Bauteile der Be­ leuchtungsanlagen, wie sie in Deutschland gebrauchlich sind, zusammen­ gestellt. Ein kurzer Abschnitt ist 'der Lichttechnik gewidmet, zumal in der letzten Zeit verschiedene neue und international giiltige Fest­ legungen gemacht worden sind.

— Geschichtlicher Rückblick.- I. Die Beleuchtung von Eisenbahnwagen mit Achsgenerator und Batterie.- Durchgehende Zugbeleuchtung.- Einzelwagenbeleuchtung.- Bestandteile der elektrischen Beleuchtungsanlage.- A. Der elektrische Akkumulator für die Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen.- Allgemeines.- Der Akkumulator als Sekundärelement.- Sein prinzipieller Aufbau.- 1. Der Bleiakkumulator.- a) Chemischer Vorgang.- Der chemisch-elektrische Vorgang bei Entladung und Ladung.- Gasentwicklung.- Allgemeines über Entlade- und Ladespannung.- Entlade- und Ladestrom.- Kapazität in Ah.- Wirkungsgrad in Ah und Wh.- b) Bauarten des Bleiakkumulators.- Zellen mit positiven Großoberflächenplatten (Gro).- Zellen mit positiven Panzerplatten (Pz).- Zellen mit Gitterplatten (Gi undGis).- Zellenaufbau.- betriebliche Eigenschaften.- Lebensdauer der Platten.- Gewicht und Raumbedarf je eingebaute kWh.- Einbau der Zellen in die Batterietröge.- c) Physikalische Eigenschaften des Bleiakkumulators.- Batterie in Ruhe.- Ruhespannung, abhängig vom spezifischen Gewicht und der Temperatur der Füllflüssigkeit.- Klemmenspannung, abhängig von der Diffusion zwischen der inneren und äußeren Säure.- Innerer Widerstand der Zelle.- Batterie-Entladung.- Entladespannung bei verschieden hohem Entladestrom.- Entladeschlußspannung.- zu tiefe Entladung.- Entladezustand, erkennbar an dem Sinken des spezifischen Gewichtes der Säure.- Entladestrom bei Zuglicht-Batte- rien.- Erholungserscheinung der Batterie nach abgebrochener Entladung.- Batterie-Ladung.- Spannungsanstieg.- Grenzspannung bei Beginn der Gasentwicklung.- Weiterladen mit verminderterLadestromstärke.- Ladeschlußspannung.- Ladezustand, erkennbar an dem Steigen des spezifischen Gewichtes der Säure.- Schnelladung.- Gasentwicklung.- Entlüftung des Laderaumes und des Batteriebehälters.- d) Erkennen von Batterieschäden.- Sulfatierung, ihre Ursache und Verhütung.- Schlammbildung.- Kurzschluß in der Zelle.- Verunreinigung der Füllflüssigkeit und deren Folgen.- VDE-Vorschriften für die Schwefelsäure und das destillierte Wasser.- e) Beurteilung des Bleiakkumulators im Hinblick auf seine Verwendung für Zugbeleuchtung.- Mechanische und elektrische Beanspruchung.- Eignung für die verschiedenen Fahrzeuge.- 2. Der Stahlakkumulator.- a) Bauarten des Stahlakkumulators.- Mckeleisen-Zelle.- Mckelcadmium-Zelle.- Die positive Taschenplatte oder Röhrchenplatte.- Die negative Elektrode.- Aufbau der Zelle.- Zellengefäß mit großem Elektrolytraum.- b) Chemischer Vorgang.- Verhalten des Elektrolyten.- spezifisches Gewicht der Lauge.- Erneuerung der Lauge.- c) Einbau der Zellen.- Batterieträger.- Aufteilung der Zellenzahl.- Isolierter Einbau.- Zellenverbindung.- d) Unterbringung der Batterie unter dem Eisenbahnwagen.- Holzbehälter.- Eiserner Behälter.- Isolierung der Batterie durch Isolierplatten vom Behälterboden.- e) Physikalische Eigenschaften des Stahlakkumulators.- Ruhespannung.- Entladestrom, Entladezeit.- mittlere Ent- ladeschlußspannung.- tiefe Entladung.- Ladestrom, Ladezeit.- Ladeschlußspannung.- Beschleunigte Ladung.- Temperatur des Elektrolyten.- Eignung des Mckelcadmium-Akku- mulators für Zuglichtanlagen.- f) Vor- und Nachteile des Stahlakkumulators.- Hohe Belastbarkeit.- Mechanische Festigkeit.- Keine Sulfatierung.- Einfache Wartung.- Lebensdauer.- Wirkungsgrad.- Wahl der Zellenzahl.- 3. Keine Batteriebeleuchtung.- Ladung der Batterie auf dem Bahnsteig.- Aufladung der Batterie in einer ortsfesten Ladestelle im Austauschverfahren.- Vor- und Nachteile.- Notbatterie bei Betriebsstörung der Lichtanlage.- Reine Batteriebeleuchtung bei der italienischen Staatsbahn.- 4. Batterieladestelle und -Instandsetzungswerkstatt.- Batteriepilege.- Ladeumformer.- Lade-Trockengleichrichter.- Beschaffenheit des Lade- und Instandsetzungsraumes.- Trennung der Räume für Blei- und Stahlbatterie.- Ausstattung des Instandsetzungsraumes mit den nötigen Einrichtungen.- Spezialwerkzeuge.- Schutzkleidung.- Sanitäre Schutzmaßnahmen.- B. Achsgenerator.- Allgmeines.- Vorteil der Freizügigkeit.- Betriebsbedingungen, denen eine Beleuchtungsanlage mit Achsantrieb entsprechen muß.- 1. Antriebe.- a) Riemenantrieb.- Vor- und Nachteile.- Aufhängung des Achsgenerators am Drehgestell oder am Wagenuntergestell.- Riemenspannung allein durch Generatorgewicht oder mit Unterstützung einer Spannfeder.- selbsttätige Riemenspannvorrichtung der DB für Generator am Drehgestell oder Untergestell.- Angaben über Riemenvorspannung, Riemengeschwindigkeit, Abmessungen und Qualität des Riemens.- Riemenverbinder.- Generator-Riemenscheibe.- Achsriemenscheibe.- Antrieb durch Spezialflach- riemen (Siegling-Riemen).- Generatoraufhängung und Riemenspannvorrichtung durch Gummidrehfeder.- Gummikeilriemen.- b) Wahl des Übersetzungsverhältnisses.- Drehzahlbereich des Achsgenerators.- Einschalt- und niedrigste Vollastdrehzahl.- Höchstdrehzahl.- Kennlinien (Generatordrehzahl/Zuggeschwindigkeit).- c) Kardanantrieb.- Seitlicher Achsbuchsantrieb: Bauart BBC, Bauart GEZ/SSW, Bauart Pintsch.- Generator am Wagenkasten aufgehängt.- Mittelkardanantrieb mit Mehrfachkeilriemen kombiniert.- Mittelkardanantrieb mit Getriebe auf der Laufachse, Bauart Spicer.- d) Tatzlagergenerator mit Stirnradantrieb, Bauart GEZ/SSW.- Konstruktionsbeschreibung.- Betriebserfahrung.- 2. Selbstregelnder Achsgenerator.- Generator mit einer das Feld schwächenden Hauptstromwicklung— Generator durch Riemenschlupf geregelt.- Drei-Bürsten-Gene- rator.- Querfeldgenerator: Beschreibung der entstehenden Felder und des selbsttätigen Regelvorganges auf Konstantstrom.- Kennlinien des Querfeldgenerators.- Stromregelnde Bauart GEZ mit Querfeldgenerator, ihre Anwendung für durchgehende Zugbeleuchtung auf Nebenbahnen.- Stromregelnde Bauart GEZ mit Doppelbatterie.- Zuglichtsystem Mather & Platt mit Querfeldgenerator.- 3. Achsgenerator mit elektromechanischem Feldregler.- Freikommutierende Nebenschlußmaschine mit drehbarer Bürstenbrücke.- Wahl der Betriebsspannung.- Wendepol-Maschine für hohe Leistung.- Mechanischer Polwechsler.- Elektrischer Polwechsler.- C. Reglergerät.- Allgemeines.- Aufgaben des Reglergerätes.- 1. Der Kohleregler.- Regelvorgang.- Bauart Safety.- Bauart ASEA.- Bauart STONE.- Reglergeräte Bauart Pintsch.- Kohlenetzregler als Zusatzgerät.- Kohlelampenregler GEZ.- 2. Der Stufenkontaktregler.- Bauart DICK mit Quecksilberregler.- Bauart BBC.- Bauart EVR.- Spannungsregelnde Bauart GEZ.- 3. Der Schwingkontaktregler.- Regler für Kleinlichtanlage (Bauart Bosch).- Bauart Dick (ÖSSW).- D. Prüfen und Messen an Zugbeleuchtungsanlagen.- 1 Prüfstand.- Bedingungen, denen ein ortsfester Prüfstand entsprechen muß.- Leonardsatz oder Drehstrom-Kommutatormotor für den Antrieb.- Meßtafel.- 2. Fahrbarer Antriebsmotor.- Antriebsmotor auf Fahrgestell und für die Aufstellung unter dem Wagen geeignet.- 3. Strom- und Spannungsmessungen auf Probefahrt.- Anschluß der Meßinstrumente an das Reglergerät.- Meßkoifer.- Probefahrtbericht.- 4. Graphische Ermittlung des Lade Verlaufes.- a) Fahrdiagramm.- b) Batterie-Regler-Diagramm.- c) Diagramm des Ladeverlaufes.- E. Magnetische Regelung für Zugbeleuchtung.- Allgemeines.- Frühere Bestrebungen, Lichtanlagen ohne mechanische Regler und Schalter zu bauen.- 1 Prinzip der magnetischen Regelung.- 2. Lichtanlage mit Drehstromgenerator.- 3. Lichtanlage mit Gleichstromgenerator.- II. Fluoreszenzbeleuchtung in Eisenbahnfahrzeugen.- 1. Die Leuchtstofflampe für Niederspannung.- Entladungsvorgang.- Konstruktive Einzelheiten.- Eignung der Leuchtstofflampe für die Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen.- a) Leuchtstofflampe für Wechselstrom.- Vorschaltdrossel.- Schaltanordnung mit Glimmstarter.- Anordnung mit Schnellzündung.- b) Leuchtstofflampe für Gleichstrom.- Stabilisierungswiderstand.- Druckknopf-Schaltung für Zünden und Löschen.- c) Vor- und Nachteile.- Technische Vergleichswerte.- 2. Gleichstrom — Wechselstromumformung.- a) Umformer.- Motorgenerator.- Einankerumformer.- Möglichkeit der Regelung.- Zulässiger Spannungsbereich.- b) Wechselrichter.- Schwingwechselrichter.- Turbowechselrichter.- Aufbau und Wirkungsweise desselben.- Kurvenform des abgegebenen Wechselstromes.- Beschaltung mit Siebdrossel und Kondensator.- Wirkungsgrad.- Betriebliche Eigenschaften.- c) Schutz der Leuchtstofflampe vor Unterspannung.- Minimalspannungsrelais.- Schaltung und Wirkungsweise desselben.- Schalttafel.- d) Anordnung der Leuchten.- Bauart der Leuchten.- Innenausstattung von Reisezug- und Bahnpostwagen.- Hochspannungsleuchtröhren für Leuchtband.- III. Beleuchtung mit Turbogenerator auf der Dampflokomotive.- a) Lok-Beleuchtung.- Aufbau und Arbeitsweise des Turbogenerators.- Anordnung der Beleuchtung auf Lokomotive und Tender.- Leitungsverlegung.- b) Durchgehende Zugbeleuchtung mit Turbogenerator.- Turbogenerator größerer Leistung.- Batterie im Packwagen.- Durchgehende Kupplungsleitung.- Schaltgeräte.- IV. Beleuchtung von elektrischen Lokomotiven, Oberleitungs- und Verbrennungstriebwagen.- 1. Beleuchtung von elektrischen Lokomotiven.- Wechselstrom-Gleichstromumformer mit Reglergerät und Batterie.- Transformator, Trockengleichrichter und Batterie.- 2. Beleuchtung von Oberleitungstrieb wagen.- Bei Wechselstrombahnen Stromquelle ähnlich wie 1.- Bei Gleichstrombahnen Stromentnahme für die Beleuchtung aus der Fahrleitung, aber auch Motorgenerator mit Reglergerät und Batterie.- 3. Beleuchtung von Verbrennungstriebwagen.- Lichtgenerator am Verbrennungsmotor angebaut, dazu Regler und Batterie.- Beleuchtungsstrom von einem Hilfsgenerator abgezweigt (bei elektrischer Kraftübertragung).- V. Luftheizungs- und Klimaanlagen in Eisenbahnfahrzeugen.- 1. Dampf-elektrische Luftheizung und Belüftung.- Allgemeines.- Heizung im Winter.- Lüftung im Sommer.- Regelung und Steuerung.- Dampfbetrieb.- Elektrischer Betrieb.- Feuerlufterhitzer mit ölbrenner.- Vorteile der Luftheizung.- Stromentnahme aus der Beleuchtungsanlage.- 2. Klimaanlage in Eisenbahnfahrzeugen.- Aufgaben und Anwendungsmöglichkeiten der Klimaanlage.- Arbeitsweise der Kälteanlage.- Kältemittelverdichter.- Kältemittel „Frigen“.- Kältemittelverfiüssiger.- Klimadacheinheit.- Selbsttätige Regelung durch Thermostate.- Kälteleistung und Energiebedarf der Klimaanlage bei Kühlbetrieb.- Energie von dem Achsgenerator und der Batterie.- Aussicht für Einführung der Klimaanlagen.- Klimaanlagen in Triebwagen und Triebzügen.- Gliedertriebzüge mit zentraler Stromversorgung.- VI Anhang.- A. Grundformeln der Elektrotechnik und Tabellen.- 1. Elektrotechnische Einheiten.- 2. Ohmsches Gesetz.- 3. Elektrische Leistung.- 4. Spannungsabfall bei Mederspannungsleitungen.- 5. Zulässige Belastung von isolierten Kupferleitungen.- 6. Spezifischer Widerstand, Temperaturkoeffizient und Leitfähigkeit verschiedener Stoffe.- B. Lichttechnik.- 1. Lichtstärke (cd).- 2. Lichtstrom (Im).- 3. Beleuchtungsstärke (Ix).- 4. Leuchtdichte (sb und asb).- 5. Arten der Lichtquellen: Tageshcht elektrische Lichtquellen.- a) Glühlampe.- b) Leuchtstofflampe.- 6. Einbau der Lichtquelle.- Zweck einer Leuchte.- Reflektions-, Absorbtions- und Transmissionsgrad sowie Streuvermögen von Baustoffen und Anstrichen.- Lichtverteilungskurve einer Leuchte.- 7. Wahl der Beleuchtungsstärke.- Allgemein- und Platzbeleuchtung.- Beleuchtungsstärke in Eisenbahnwagen.- Beleuchtungsmesser.- 8. Richtlinien für die Projektierung einer Innenraumbeleuchtung.- Berechnungsbeispiel.- C. Strom wärme für Koch- und Heizzwecke.- 1. Wärmeeinheiten.- 2. Erwärmung von Wasser.- D. Technische Angaben über Zugbeleuchtung.- 1. Achsgenerator und Antrieb.- a) Wahl der Spannung und Leistung des Generators sowie der Kapazität der Batterie.- b) elektrische Daten und Gewichte der gebräuchlichen Lichtgeneratoren für Zugbeleuchtung.- c) Prüfvorschriften.- VDE-Vorschriften für Lichtmaschinen.- Klemmenbezeichnungen.- d) Geschwindigkeitsschätzung auf der Eisenbahnfahrt.- e) Berechnung verschiedener Größen am Generator.- f) Angaben über den Riemenantrieb.- 2. Reglergeräte.- Elektrische Daten.- Abmessungen und Gewichte für.- a) Kohleregler.- b) Stufenkontaktregler.- c) Schwingkontaktregler.- d) Apparate- und Schaltkasten für Querfeldgenerator (GEZ).- 3. Batterien für Zugbeleuchtung.- Kapazität in Ah.- Lade- und Entladestrom.- Abmessungen und Gewichte für.- a) Bleiakkumulator mit Großoberflächen- Platten Type Gro.- b) Bleiakkumulator mit positiven Panzerplatten Type Pz.- c) Stahlakkumulator mit positiven und negativen Taschenplatten der Type Ni-Cad.- d) Batteriebehälter (Holzbauart).- e) Zubehör zum Batteriebehälter.- 4. Umformer und Wechselrichter.- Elektrische Daten.- Abmessungen und Gewichte für.- a) Ein- anker-Umformer.- b) Motorgenerator.- c) Turbowechselrichter.- 5. Beleuchtungsinstallation in Eisenbahnwagen.- Leitungen unter dem Wagen und im Wagen.- Lichthauptschalter.- Abteilschalter.- Lichtstromkreise.- Anzahl der Lampen für D-Zugwagen mit Glühlampen sowie für D-Zug- und Reisezugwagen mit Leuchtstofflampen.- Leitungsplan.- Verschiedene Installationsteile.- Firmenverzeichnis.