CH329991A - Method and device for driving or braking rail vehicles - Google Patents

Method and device for driving or braking rail vehicles

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CH329991A
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Description

  

  Verfahren und Einrichtung zum Antrieb oder zur Bremsung von Schienenfahrzeugen    Die vorliegende     Erfindung    bezieht. sich  auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum  Antrieb oder     zur        Bremsung    von Schienenfahr  zeugen. Das erfindungsgemässe Verfahren     ist     dadurch     gekennzeichnet,    dass durch die Rad  sätze des Schienenfahrzeuges ein elektrischer  Strom geleitet     wird    und Massnahmen am  Schienenoberbau vorgesehen werden, um in  den Radkränzen der Radsätze einen Magnet  fluss     zu    erzeugen.

   Die Einrichtung zur Aus  übung     dieses    Verfahrens ist gekennzeichnet  durch wenigstens     abschnittsweise    voneinander  isolierte     Fahrschienen,    eine     zwischen    diese       Fahrschienen        geschaltete    Spannungsquelle,  und Schienenfahrzeuge, deren     Radsätze    Rad  kränze aus ferromagnetischem Werkstoff     auf-          weisen.     



  Ein     Ausführungsbeispiel,    mittels welchem  das erfindungsgemässe Verfahren ausgeübt  werden kann, ist in den Fig.1 und 2 der  Zeichnung     schematisch    dargestellt, wobei die  Fig.1 eine Draufsicht auf einen Gleisabschnitt  zeigt,     dessen    Fahrschienen mit Magnetjochen  versehen und an eine     Spannungsquelle    ange  schlossen sind, und die Fig. 2 bauliche Einzel  heiten die Ausbildung und Anordnung der  Magnetjoche und ihre Erregung betreffend  wiedergibt..  



  In der Fig.1 ist ein Teilstück eines Gleises,       beispielsweise    einer Ablaufanlage in einem  Verschiebebahnhof dargestellt. Die beiden  Fahrschienen 3, 4     sind    innerhalb     des    Gleis  abschnittes 5, 6     elektrisch    voneinander     isoliert       aufgestellt. Zu diesem Zweck, können sie wie       üblich    auf     Holzschwellen    7 gelagert sein. Zwi  schen den Fahrschienen 3, 4 des Gleisab  schnittes 5, 6 und den Fahrschienen 3', 4' und  3", 4" der links und rechts sieh anschliessen  den     Gleise    der Ablaufanlage sind     elektrisch     isolierende Schienenstossverbindungen 8, 9  angebracht.

   Der Gleisabschnitt 5, 6 kann je  nach seinem näheren Verwendungszweck eine  Länge     zwischen    etwa zwanzig Metern und  mehreren     hundert    Metern haben. An die elek  trische Isolation     zwischen    den Fahrschienen 3,  4 des ganzen Gleisabschnittes 5, 6 brauchen  keine hohen Anforderungen     gestellt    zu wer  den; es genügt, wenn der     Isolationswiderstand     grösser     als    etwa ein Ohm     ist.     



  Die Fahrschiene 3     des        Gleisabschnittes    5,  6 ist mit einer Vielzahl von Magnetjochen 10  aus ferromagnetischem Material ausgerüstet,  welche     alle    gleiche     Bauart    haben     und    sich  je über eine Schwellenteilung     erstrecken.    Die  Magnetjoche 10 umgeben die Fahrschiene 3  von unten her U-förmig, so dass in der Drauf  sicht der     Fig.1    die neben der Fahrschiene 3  sich erhebenden Schenkel der oben offenen  Magnetjoche sichtbar sind.

   Die Bauart der       Magnetjoche    10 geht aus der     Fig.2    hervor,  welche einen Querschnitt     2-2    der     Fig.1    ver  anschaulicht.. Gemäss der     Fig.    2     ist        die    Fahr  schiene 3 auf Stühlen 11 (vergleiche auch       Fig.1)    angeschraubt, wobei die Stühle 11       ihrerseits    auf den     Holzschwellen    7     befestigt          sind.    Zwischen dem     FiLrss    der Fahrschiene 3      und der Kopfplatte der Stühle 11 kann noch  ein Aluminium oder Kupferleiter 12 einge  fügt sein,

   der mit der     Fahrschiene    3 in elek  trisch gut leitender     Verbindung    steht. Zwi  schen den trapezförmigen Stützen der aufein  anderfolgenden Stühle 11 sind die     Magnet-          joche    10 eingefügt.

   Der bezüglich den Fahr  schienen 3, 4 aussenliegende Schenkel der       Magnetjoche    10 hat     an.    seinem     obern    Ende  eine ebene Lauffläche 13, welche hinsichtlich  ihrer Neigung an die kegelige Lauffläche der  Räder der Schienenfahrzeuge angepasst     ist.     Der zwischen den     Fahrschienen    3, 4 befind  liche Schenkel der Magnetjoche 10 besitzt hin  gegen an seinem obern Ende eine     rinnenför-          mige    Lauffläche 14, die einseitig höchgezogen  ist.

   Die Lauffläche 14     ist    für die Aufnahme  des Spurkranzes der Räder eines Schienen  fahrzeuges bemessen und so     dimensioniert,     dass die masslichen Bedingungen des Licht  raumprofils gewahrt sind.     Zwischen    dem un  tern, .die beiden Sehenkel verbindenden Quer  teil des     Magnetjoches    10 und der Fussplatte  der     Stühle    11 sind Federelemente 15 einge  fügt, welche das in     vertikaler    Richtung beweg  lich gelagerte Magnetjoch als     Ganzes    nach  oben drücken.

   Der federnde Teil der Feder  elemente 15     besteht    aus einem elastischen Ma  terial mit     schwingungsdämpfenden    Eigen-_       schalten,    vorzugsweise aus Natur- oder Kunst  gummi. Die ganze Anordnung ist dabei so  getroffen, dass im     Ruhezustand    der Querteil  der Magnetjoche 10 von unten her an die  Kopfplatte der Stühle 11 angedrückt wird.  Sobald sieh jedoch ein Radsatz 16, 17, 18 eines  Schienenfahrzeuges (vergleiche Fig. 1) auf  den Fahrschienen 3, 4 befindet, dann drücken  die seitlich über die Fahrschienen 3 vorstehen  den Teile des Radkranzes 19 des Rades 16  das     Magnetjoch    leicht nach unten, wie dies  die Fig.2 veranschaulicht.

   Der Radkranz 19  der Räder von Schienenfahrzeugen und ins  besondere von     Eisenbahngüterwagen        besteht          in    der Regel aus Eisen oder Stahl. Sobald  daher ein Rad 16 das Magnetjoch 10 nach  unten     drückt,    wird ein magnetischer Kreis  grosser Leitfähigkeit     geschlossen.    Bei     Erre-          gung    der     Magnetjoche    10 durchfliessen die         magnetischen    Kraftlinien den Radkranz 19 in  einer Richtung, die im wesentlichen quer zur       Fortbewegungsrichtung    des     Rades    16 steht.

    Zur Erregung der     Magnetjoche    10 werden  vorzugsweise die in der Längsrichtung der  Fahrschiene 3 und des     Nebenleiters    12 fliessen  den elektrischen Ströme herangezogen, so dass  sich besondere Erregerwicklungen erübrigen.  Die     Magnetjoche    10 sind zu diesem Zweck       derart    gebaut, dass sie die Fahrschiene 3 und  den Nebenleiter 12 gemeinsam     U-förmig    um  schliessen, wie dies die Fig.2 wiedergibt.  



  Die Fahrschiene 4 des     Gleisabschnittes    5, 6  kann in gleicher     Weise    wie die Fahrschiene 3  mit Magnetjochen 10 ausgerüstet werden. Sie  kann jedoch auch, wie dies in der Fig.1 an  gedeutet ist, keine Magnetjoche     aufweisen.    Die  Fahrschiene 4 wird dann in einer der Fig. 2       entsprechenden    Weise auf den Stühlen 11  unter     Zwischenlage    eines Nebenleiters 12 be  festigt, wobei die Magnetjoche 10 und die  Federelemente 15 weggelassen sind. In der  Fig.1 ist am Ende 5 des Gleisabschnittes 5, 6  eine Spannungsquelle 20 angeordnet. Ihre  beiden Pole 21, 22 sind unmittelbar mit den  Fahrschienen 3, 4 oder mit den mit diesen  Fahrschienen in Verbindung stehenden Ne  benleitern 12 (Fig.2) verbunden.

   Die Span  nungsquelle 20 könnte an ihren Polen 21, 22       Wechselspannung    liefern. Vorzugsweise     wird     jedoch eine Gleichpannungsquelle angebracht,  die als Gleichstromgenerator oder als Gleich  richter     ausgebildet    sein kann. Die an den  Polen 21, 22 abgenommene     Gleichspannung          ist        vorzugsweise    regelbar. Die     Leistung    der  Gleichspannungsquelle 20 beträgt für den  oben angegebenen     Verwendungszweck    etwa  30     bis    600 Kilowatt; sie soll Gleichspannungen  zwischen 5 und 50 Volt und Gleichströme  von etwa 3000 bis 30000 Ampere abgeben  können.  



  Die Gleichspannungsquelle 20 ist. daher  vorzugsweise eine Unipolarmaschine, ein     Trok-          kengleichrichter    oder ein     Kontaktumformer.     Die Regelung der von der     Gleichspannungs-          quell.e    20 abgegebenen Leistung     erfolgt    zweck  mässig durch     Fernsteuerung,    da im     Interesse     einer Herabsetzung der     elektrischen    Verluste      die Verbindungsleitungen zwischen den Polen  21, 22 und den Fahrschienen 3, 4 möglichst  kurz gehalten werden sollten.

   Die beschriebene  Anlage erteilt bei     Speisung    der Fahrschienen  3, 4 mit einigen Tausend Ampere einem Schie  nenfahrzeug eine Kraft von etlichen Hundert  Kilogramm.  



  Gemäss der Fig. 1 schliesst nun ein Radsatz  16, 17, 18 eines auf .dem     Gleisabschnitt    befind  lichen     Schienenfahrzeuges        einen        elektrischen          Stromkreis,    der die Spannungsquelle 20 ent  hält. Dieser     Stromkreis        führt    von dem Pol 21  der     Spannungsquelle    20 zur Fahrschiene 4,  dann längs dieser zum Rad 17 eines Rad  satzes 16, 17, 18 des Schienenfahrzeuges. Der  Stromkreis führt darauf über das Rad 17,  die Achswelle 18 auf das Rad 16 und zur  andern Fahrschiene 3.

   Von der     Kontaktstelle     zwischen Rad 16 und der     Fahrschiene    3 geht  der Stromkreis längs     dieser    zurück zum an  dern Pol 22 der     Spannungsquelle    20. Dabei  werden die Magnetjoche 10, welche die Fahr  schiene 3 U-förmig umgeben, vom gesamten,  längs der Fahrschiene 3 fliessenden elektri  schen Strom     magnetisiert.    Über die weiteren  in der Fig.1 nicht eingezeichneten Radsätze       des        Schienenfahrzeuges    fliessen ihrer Anzahl       entsprechende        Stromanteile.    Zu beachten ist.,

    dass wegen der     Achsdrücke    der     Radsätze    ein  hoher     Kontaktdruck        zwischen    den Rädern 16,  17 und den     Fahrschienen    3, 4 vorhanden ist  und     infolgedessen    grosse     elektrische    Ströme  von den     Fahrschienen    3, 4 auf die     Radsätze     16, 17, 18 übergeführt werden können. Pro  Tonne Achsdruck können beispielsweise ohne  irgendwelche Nachteile mehr als 1000 Ampere  angewendet werden.  



  Da nun der     Radkranz    19 des     Rades    16  gleichzeitig von einem Magnetfeld und von  einem     elektrischen        Strom    durchflossen wird  (Fig.2), einsteht eine auf das Rad 16 ein  wirkende elektrodynamische Bewegungskraft,  welche in der Anordnung nach Fig.1 bestrebt  ist, den Radsatz 16, 17, 18 von rechts nach  links     fortzurollen.    Man erkennt diese Zusam  menhänge leicht, wenn man den Radsatz 16,  1.7, 18 als Rotor einer Unipolarmaschine auf  fasst, deren Stator mit dem Magnetjoch auf-         geschnitten    und auf eine Ebene     abgewickelt,

          ist.     Das abgewickelte     Magnetjoch    wird durch die       aufeinanderfolgenden    Magnetjoche<B>10-</B> gebil  det. Die     beschriebene    Einrichtung kann daher  zutreffend auch     als    elektrodynamischer     Linear-          mot:or    bezeichnet werden. Jeder Radsatz des  Schienenfahrzeuges wirkt somit als elektro  dynamischer Linearmotor, sofern er sich auf  den an der     Spannungsquelle    20 angeschlosse  nen     Fahrschienen    3, 4 befindet.

   Ein Um  polen der Anschlüsse 21, 22 der Spannungs  quelle 20 hat keinen Einfluss auf die Rich  tung der auf die Radsätze des Schienen  fahrzeuges     einwirkenden    elektrodynamischen       Bewegungskräfte.    Mit einem solchen Umpolen  wird nicht nur die Stromrichtung im Rad  satz, sondern auch die Richtung .des Magnet  feldes gewechselt. Hingegen kann man die  auf die Radsätze 16, 17, 18 einwirkenden Be  wegungskräfte umkehren, wenn man in der  Fig.1 die Spannungsquelle 20 statt am Ende  5 am Ende 6 des     Gleisabschnittes    5, 6 an die       Fahrschienen    3, 4 anschliesst.

   Im letzteren  Fall     wirkt    auf das Schienenfahrzeug     .eine    von       links    nach rechts gerichtete Bewegungskraft  ein, da nur die Richtung des Magnetfeldes  geändert worden ist. Je nach dem Ort der       Anachaltung    der Spannungsquelle 20 hat man  es demnach in der Hand, auf     das    Schienen  fahrzeug     die        elektrodynamischen    Bewegungs  kräfte in der einen oder andern Richtung ein  wirken zu     lassen.     



       Ein    an     ,sieh        motorloses    Schienenfahrzeug;  wie     zum        Beispiel    ein Güterwagen,     kann        mit     der beschriebenen     Einrichtung    sowohl ge  bremst als auch     beschleunigt    werden. Eine  Beschleunigung findet statt, wenn man die       elektrodynamischen        Bewegungskräfte    in der  momentanen Fahrrichtung     des    Schienenfahr  zeuges einwirken lässt.

   Umgekehrt     ergibt    sich  eine     Bremsung,    sobald die elektrodynamischen  Bewegungskräfte entgegen der momentanen  Fahrrichtung des Schienenfahrzeuges zur An  wendung gebracht werden. Im     Gegensatz    zu  den bekannten     Wirbelstromgleisbremsen    kann  mit.

   der     Einrichtung    gemäss den     Fig.1    und 2  das Schienenfahrzeug rein elektrodynamisch  bis     zurr        Stillstand        gebrpn)si        werden,         Die resultierende Kraft-Strom-Kennlinie  der durch die Radsätze eines Schienenfahr  zeuges gebildeten Linearmotoren hat bei der  Ausführung der Einrichtung nach der Fig.1  vorwiegend ein Reihenschlussverhalten, weil  der gesamte für die Magnetisierung der Ma  gnetjoche 10 benützte     elektrische    Strom auch  über     die    Radsätze des Schienenfahrzeuges  fliesst.

   Ein vorwiegendes Nebenschlussverhal  ten kann man hingegen durch besondere Füh  rung des über die Radsätze fliessenden Stro  mes und des hauptsächlich zur Magnetisie  rung der Magnetjoche 10 vorgesehenen Stro  mes     erreichen.    Zu     diesem    Zweck wäre es mög  lich, etwa den Nebenleiter 12 (Fig. 2) durch       geeignete    Isoliereinlagen von der Fahrschiene  3 und von den Stühlen 11 elektrisch     zu    iso  lieren.

   Für die Magnetisierung der     Magnet-          joehe    10 steht dann ein nur den     Nebenleiter    12  enthaltender Stromkreis zur Verfügung, in  welchem     elektrische    Ströme geführt werden  können, die von den durch die Fahrschiene 3  und durch     die    Radsätze des Schienenfahrzeu  ges     fliessenden        elektrischen    Strömen unab  hängig sind.

   Unter     Umständen    kann es auch  zweckmässig sein, den Nebenleiter 12 (Fig. 2)  in zwei oder mehr     vorzugsweise    übereinander  angeordnete     und    voneinander     elektrisch        iso-          lierte        Teilleiter        aufzulösen,    um eine Mehrzahl  von Stromkreisen durch das Magnetjoch 10  hindurchzuführen.

   Eine nebenschlussartige  Kraft-Strom-Kennlinie der Linearmotoren  lässt sich ferner durch einen Kurzschlussbügel  erreichen, der etwa am Ende 6 des     Gleis-          abschnittes    die beiden     Fahrschienen    3, 4 un  mittelbar miteinander verbindet. Die Magne  tisierung der jeweils von den Radsätzen des       Schienenfahrzeuges        besetzten        Magnetjoche    10  findet unter     diesen        Umständen    einerseits  durch den über dien Kurzschlussbügel fliessen  den Stromanteil und anderseits durch den  über die Radsätze fliessenden Stromanteil  statt..

   Der über .die     Radsätze    fliessende Strom  anteil kann durch den Ohmschen Widerstand  des Kurzschlussbügels und des Nebenleiters 12       bemessen    werden. Bei einem einseitig ganz  oder teilweise     elektrisch        kurzgeschlossenen          Gleisabschnitt    5, 6 nehmen die auf einen    Radsatz 16, 17, 18 (Fig. 1) einwirkenden  elektrodynamischen     Bewegungskräfte    mit fort  schreitender     Annäherung    an den     Kurzschluss-          bügel    ab.  



  Die an Hand der Fig. 1 und 2 erläuterte  Erfindung wird mit Vorteil in Rangierbahn  höfen zur Anwendung kommen.     Beispielsweise     kann man die Höhe des     Ablaufberges    nur so  gross      wählen,    dass Wagen mit mittlerem     Fahr-          widerstand    ohne Bremsung     abgefertigt    werden  können. Wagen mit -geringem Fahrwiderstand  werden elektrodynamisch     gebremst,    während  Wagen mit hohem Fahrwiderstand     elektro-          dynamisch    zu beschleunigen sind.

   Werden fer  ner die Richtungsgleise     erfindungsgemäss        aus-          gerüstet,    dann lässt sich eine Laufzielbehand  lung der Wagen erreichen. Die in die     Rich-          tungsgleiseeinlaufenden    Wagen können durch  die auf sie einwirkenden     elektrodynamischen     Brems- oder     Beschleunigungskräfte    so fein  fühlig behandelt werden, dass     sich    das Auf  fangen durch Hemmschuhe     erübrigt-.        Gege-          benenfalls    kann man die Einrichtung auch  so ausführen,

   dass die Wagen in den     Rich-          tungsgleisen    selbsttätig eine stationäre und  genügend kleine Geschwindigkeit erhalten, so  dass sich eine bedienungslose     Wagenauffang-          anlage    verwirklichen lässt. Der Betrieb einer  Ablaufanlage lässt sich somit bei der     Anwen-          dungder    Erfindung weitgehend automatisie  ren. Die Bedienung der ganzen Anlage ist  von einem festen Standort aus durch Fern  steuerung möglich.



  Method and device for driving or braking rail vehicles The present invention relates. testify to a method and a device for driving or braking rail vehicles. The method according to the invention is characterized in that an electric current is passed through the wheel sets of the rail vehicle and measures are taken on the track superstructure in order to generate a magnetic flux in the wheel rims of the wheel sets.

   The device for practicing this method is characterized by running rails that are insulated from one another at least in sections, a voltage source connected between these running rails, and rail vehicles whose wheelsets have rims made of ferromagnetic material.



  An embodiment by means of which the method according to the invention can be practiced is shown schematically in Figures 1 and 2 of the drawing, Figure 1 showing a plan view of a track section, the rails of which are provided with magnetic yokes and are connected to a voltage source, and Fig. 2 structural details reflect the training and arrangement of the magnet yokes and their excitation related ..



  In FIG. 1, a section of a track, for example a drainage system in a shunting yard, is shown. The two rails 3, 4 are set up within the track section 5, 6 electrically isolated from each other. For this purpose, they can be stored on wooden sleepers 7 as usual. Between the rails 3, 4 of the Gleisab section 5, 6 and the rails 3 ', 4' and 3 ", 4" of the left and right see connect the tracks of the drainage system, electrically insulating rail joints 8, 9 are attached.

   The track section 5, 6 can have a length between about twenty meters and several hundred meters depending on its intended use. On the elec trical isolation between the rails 3, 4 of the whole track section 5, 6 no high demands are made to who the; it is sufficient if the insulation resistance is greater than approximately one ohm.



  The running rail 3 of the track section 5, 6 is equipped with a plurality of magnetic yokes 10 made of ferromagnetic material, all of which are of the same type and each extend over a sleeper division. The magnet yokes 10 surround the running rail 3 from below in a U-shape, so that in the plan view of FIG. 1 the legs of the magnet yokes which are open at the top are visible, which rise next to the running rail 3.

   The design of the magnet yokes 10 can be seen from FIG. 2, which illustrates a cross section 2-2 of FIG. 1. According to FIG. 2, the travel rail 3 is screwed onto chairs 11 (see also FIG. 1), with the chairs 11 are in turn attached to the wooden sleepers 7. An aluminum or copper conductor 12 can be inserted between the fiLrss of the running rail 3 and the top plate of the chairs 11,

   which is in electrically good conductive connection with the running rail 3. The magnet yokes 10 are inserted between the trapezoidal supports of the successive chairs 11.

   The with respect to the driving rails 3, 4 outer legs of the magnet yokes 10 has. its upper end has a flat running surface 13, which is adapted in terms of its inclination to the conical running surface of the wheels of the rail vehicles. The leg of the magnet yokes 10 located between the running rails 3, 4, on the other hand, has a trough-shaped running surface 14 at its upper end, which is raised on one side.

   The running surface 14 is sized to accommodate the flange of the wheels of a rail vehicle and dimensioned so that the dimensional conditions of the light space profile are maintained. Between the un tern, .the two legs connecting the cross part of the magnetic yoke 10 and the footplate of the chairs 11 spring elements 15 are inserted, which press the vertically movable Lich mounted magnetic yoke as a whole upwards.

   The resilient part of the spring elements 15 consists of an elastic material with vibration-damping intrinsic switches, preferably made of natural or synthetic rubber. The entire arrangement is such that, in the resting state, the transverse part of the magnet yokes 10 is pressed against the head plate of the chairs 11 from below. However, as soon as you see a wheel set 16, 17, 18 of a rail vehicle (see Fig. 1) on the rails 3, 4, then push the laterally protruding over the rails 3 the parts of the wheel rim 19 of the wheel 16 the yoke slightly downwards, as this illustrates the Fig.2.

   The rim 19 of the wheels of rail vehicles and in particular of rail freight cars is usually made of iron or steel. As soon as a wheel 16 presses the magnetic yoke 10 downwards, a magnetic circuit of high conductivity is closed. When the magnet yokes 10 are excited, the magnetic lines of force flow through the wheel rim 19 in a direction which is essentially transverse to the direction of movement of the wheel 16.

    In order to excite the magnet yokes 10, the electrical currents flowing in the longitudinal direction of the running rail 3 and the secondary conductor 12 are preferably used, so that special excitation windings are unnecessary. For this purpose, the magnet yokes 10 are constructed in such a way that they jointly close the running rail 3 and the secondary conductor 12 in a U-shape, as shown in FIG.



  The running rail 4 of the track section 5, 6 can be equipped with magnetic yokes 10 in the same way as the running rail 3. However, as indicated in FIG. 1, it can also have no magnet yokes. The running rail 4 is then fastened in a manner corresponding to FIG. 2 on the chairs 11 with the interposition of a secondary conductor 12 be, wherein the magnetic yokes 10 and the spring elements 15 are omitted. In FIG. 1, a voltage source 20 is arranged at the end 5 of the track section 5, 6. Your two poles 21, 22 are directly connected to the rails 3, 4 or with the benleitern associated with these rails Ne 12 (Figure 2).

   The voltage source 20 could supply AC voltage at its poles 21, 22. Preferably, however, a DC voltage source is attached, which can be designed as a DC generator or as a rectifier. The direct voltage picked up at poles 21, 22 can preferably be regulated. The output of the DC voltage source 20 is approximately 30 to 600 kilowatts for the purpose indicated above; it should be able to deliver DC voltages between 5 and 50 volts and DC currents of around 3000 to 30,000 amperes.



  The DC voltage source 20 is. therefore preferably a unipolar machine, a dry rectifier or a contact converter. The regulation of the output from the DC voltage source 20 is expediently carried out by remote control, since the connection lines between the poles 21, 22 and the running rails 3, 4 should be kept as short as possible in the interest of reducing the electrical losses.

   The system described gives a power of several hundred kilograms to a rail vehicle when the rails 3, 4 are fed with a few thousand amps.



  According to FIG. 1, a wheel set 16, 17, 18 of a rail vehicle located on the track section now closes an electrical circuit that contains the voltage source 20. This circuit leads from the pole 21 of the voltage source 20 to the rail 4, then along this to the wheel 17 of a wheel set 16, 17, 18 of the rail vehicle. The circuit then leads via wheel 17, axle shaft 18 to wheel 16 and to the other running rail 3.

   From the contact point between the wheel 16 and the rail 3, the circuit goes back along this to the other pole 22 of the voltage source 20. The magnet yokes 10, which surround the rail 3 in a U-shape, are from the entire electrical flowing along the rail 3 current magnetized. Current components corresponding to their number flow over the other wheelsets of the rail vehicle, not shown in FIG. Please note.,

    that due to the axle pressures of the wheel sets, there is a high contact pressure between the wheels 16, 17 and the running rails 3, 4 and, as a result, large electrical currents can be transferred from the running rails 3, 4 to the wheel sets 16, 17, 18. For example, more than 1000 amperes can be used per ton of axle pressure without any disadvantages.



  Since a magnetic field and an electric current flow through the rim 19 of the wheel 16 at the same time (FIG. 2), an electrodynamic motive force acting on the wheel 16 occurs, which in the arrangement according to FIG. 1 strives, the wheelset 16 , 17, 18 to roll away from right to left. You can easily see these relationships if you take the wheel set 16, 1.7, 18 as the rotor of a unipolar machine, the stator of which is cut open with the magnet yoke and unwound on a plane,

          is. The unwound magnetic yoke is formed by the successive magnetic yokes <B> 10- </B>. The device described can therefore also correctly be referred to as an electrodynamic linear motor. Each wheel set of the rail vehicle thus acts as an electro-dynamic linear motor, provided it is on the rails 3, 4 connected to the voltage source 20.

   Reversing the polarity of the connections 21, 22 of the voltage source 20 has no influence on the direction of the electrodynamic motional forces acting on the wheelsets of the rail vehicle. Such a polarity reversal not only changes the direction of the current in the gear set, but also the direction of the magnetic field. On the other hand, the movement forces acting on the wheelsets 16, 17, 18 can be reversed if, in FIG. 1, the voltage source 20 is connected to the rails 3, 4 instead of at the end 5 at the end 6 of the track section 5, 6.

   In the latter case, a moving force directed from left to right acts on the rail vehicle, since only the direction of the magnetic field has been changed. Depending on where the voltage source 20 is switched on, it is therefore up to you to let the electrodynamic movement forces act on the rail vehicle in one direction or the other.



       A look, see motorless rail vehicle; such as a freight car, can be both braked and accelerated with the device described. Acceleration takes place when the electrodynamic motive forces act in the current direction of travel of the rail vehicle.

   Conversely, braking occurs as soon as the electrodynamic motive forces are applied against the current direction of travel of the rail vehicle. In contrast to the well-known eddy current track brakes, with.

   1 and 2, the rail vehicle is purely electrodynamic until it comes to a standstill. The resulting force-current characteristic curve of the linear motors formed by the wheelsets of a rail vehicle has predominantly a in the embodiment of the device according to FIG Series connection behavior, because the entire electrical current used for magnetizing the magnet yokes 10 also flows through the wheelsets of the rail vehicle.

   On the other hand, a predominantly bypass behavior can be achieved by special guidance of the current flowing through the gear sets and the current mainly intended for magnetizing the magnet yokes 10. For this purpose, it would be possible, please include, for example, the secondary conductor 12 (Fig. 2) by means of suitable insulation from the rail 3 and the chairs 11 to isolate electrically.

   For the magnetization of the magnet joehe 10 a circuit containing only the secondary conductor 12 is available, in which electrical currents can be carried that are independent of the electrical currents flowing through the running rail 3 and through the wheelsets of the rail vehicle.

   Under certain circumstances, it can also be expedient to split the secondary conductor 12 (FIG. 2) into two or more sub-conductors, preferably arranged one above the other and electrically isolated from one another, in order to lead a plurality of circuits through the magnetic yoke 10.

   A shunt-like force-current characteristic curve of the linear motors can also be achieved by means of a short-circuit clip which directly connects the two running rails 3, 4 to one another at approximately the end 6 of the track section. The magnetization of the magnet yokes 10 occupied by the wheel sets of the rail vehicle takes place under these circumstances, on the one hand, through the current component flowing through the short-circuit bar and, on the other hand, through the current component flowing through the wheel sets.

   The proportion of current flowing over .die wheel sets can be measured by the ohmic resistance of the short-circuit hoop and the secondary conductor 12. In the case of a track section 5, 6 that is completely or partially electrically short-circuited on one side, the electrodynamic motional forces acting on a wheel set 16, 17, 18 (FIG. 1) decrease as the short-circuit bar progresses closer.



  The invention explained with reference to FIGS. 1 and 2 is advantageously used in shunting yards. For example, the height of the discharge hill can only be selected so high that wagons with medium driving resistance can be handled without braking. Cars with low driving resistance are braked electrodynamically, while cars with high driving resistance are to be accelerated electro-dynamically.

   If the directional tracks are also equipped according to the invention, then a target treatment of the wagons can be achieved. The wagons entering the direction tracks can be handled so sensitively by the electrodynamic braking or acceleration forces that act on them that catching them with stumbling blocks is unnecessary. If necessary, the setup can also be implemented

   that the wagons in the direction tracks are automatically given a steady and sufficiently low speed so that an unattended wagon interception system can be implemented. The operation of a drainage system can thus be largely automated when the invention is used. The entire system can be operated from a fixed location by remote control.

 

Claims (1)

PATENTANSPRLCHE I. Verfahren zum Antrieb oder zur Brem- sung von Schienenfahrzeugen auf elektro dynamischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Radsätze des Schienenfahrzeu ges ein elektrischer Strom geleitet wird und Massnahmen am Schienenoberbau vorgesehen werden, um in den Radkränzen der Radsätze einen Magnetfluss zu erzeugen. PATENT APPLICATION I. A method for driving or braking rail vehicles by electro-dynamic means, characterized in that an electric current is passed through the wheel sets of the rail vehicle and measures are taken on the track superstructure to generate a magnetic flux in the wheel rims of the wheel sets . II. Einrichtung zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch wenigstens abschnittsweise vonein ander isolierte Fahrschienen, eine zwischen diese Fahrschienen geschaltete Spannungs- quelle und Schienenfahrzeuge, deren Rad sätze Radkränze aus ferromagnetischem Werk stoff aufweisen. UNTERANSPRÜCHE 1. II. Device for performing the method according to claim I, characterized by at least partially vonein other isolated rails, a voltage source connected between these rails and rail vehicles whose wheel sets have wheel rims made of ferromagnetic material. SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Abschnitt der Gleisanlage mindestens die eine der beiden Fahrschienen von U-förmi gen und oben offenen Magnetjochen umgeben ist, welche im Radkranz eines auf dieser Fahr schiene sich befindlichen Rades eines Schie- nenfahrzeuges -ein quer zur Bewegungsrich- tung verlaufendes Magnetfeld erzeugen und welche von ,dem wenigstens zum Teil in der Fahrschiene fliessenden elektrischen Strom magnetisiert werden. Device according to claim II, characterized in that in at least one section of the track system at least one of the two running rails is surrounded by U-shaped magnetic yokes open at the top, which are in the wheel rim of a wheel of a rail vehicle located on this running rail Generate a magnetic field running transversely to the direction of movement and which are magnetized by the electric current flowing at least partially in the running rail. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass beide Schenkel der Magnetjoche an ihrem obern Ende je eine Lauffläche für die seitlich über die Fahr schiene vorstehenden Teile der Radkränze des Schienenfahrzeuges aufweisen, die Ma- gnetjoche als Ganzes gegenüber der Fahr schiene in vertikaler Richtung beweglich ge lagert sind, und ferner Federelemente vor gesehen sind, 2. Device according to dependent claim 1, characterized in that both legs of the magnet yokes each have a running surface at their upper end for the parts of the wheel rims of the rail vehicle protruding laterally over the running rail, the magnet yokes as a whole compared to the running rail in a vertical position Movable direction are ge, and also spring elements are seen before, welche die Schenkel der Magnet- joche von unten her an die seitlich über .die Fahrschiene vorstehenden Teile der Radkränze der Radsätze andrücken. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die federnden Teile der Federelemente aus einem elastischen Ma terial mit schwingungsdämpfenden Eigen schaften bestehen. 4. which press the legs of the magnet yokes from below onto the parts of the wheel rims of the wheel sets protruding laterally over the rail. 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that the resilient parts of the spring elements consist of an elastic material Ma with vibration-damping properties. 4th Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der mit, Magnet- jochen versehenen Fahrschiene wenigstens ein Nebenleiter parallel geführt ist., und die Ma gnet,joche die Fahrschiene zusammen mit dein ihr parallel geführten Nebenleiter U-förmig umgeben, so dass die Magnetjoche auch von den im Nebenleiter fliessenden elektrischen Strömen magnetisiert werden. Device according to dependent claim 1, characterized in that the rail provided with magnet yokes is guided in parallel with at least one secondary conductor, and the magnet yokes surround the rail together with your parallel secondary conductor in a U-shape so that the magnet yokes can also be magnetized by the electrical currents flowing in the secondary conductor. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass der gegenüber den Fahrschienen aussen liegende Schenkel der Magnetjoche eine ebene Lauffläche für den kegeligen Teil des Radkranzes und. der zwi schen den Fahrschienen sich befindliche Sehen kel der Magnetjoche eine rinnenartig ausgebil- dete Lauffläche für den Spurkranz des Rades aufweist. 5. Device according to dependent claim 2, characterized in that the leg of the magnet yokes which is on the outside of the running rails has a flat running surface for the conical part of the wheel rim and. The side of the magnet yokes located between the running rails has a tread-like running surface for the wheel flange.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1154147B (en) * 1960-07-07 1963-09-12 Jakob Huber Dr Ing Device for braking and / or accelerating rail vehicles by means of magnetic fields
DE1177195B (en) * 1959-02-02 1964-09-03 Jakob Huber Dr Ing Shunting system for railway vehicles
DE1281478B (en) * 1963-07-23 1968-10-31 Siemens Ag Device especially for eddy current braking of rail vehicles by means of magnetic fields

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