AT109748B

AT109748B - Wirbelstromgleisbremse.

Info

Publication number: AT109748B
Authority: AT
Inventors: Wolfgang Dr Baeseler
Original assignee: Wolfgang Dr Baeseler
Priority date: 1926-05-03
Filing date: 1926-05-03
Publication date: 1928-05-25

Description

Wirbelstromgleisbremse.
EMI1.1

Umfangsgeschwindigkeit gleich der Fahrgeschwindigkeit des Wagens. Bezogen auf die Bremssehienen, bewegt sich das Feld mit der Fahrgeschwindigkeit des Wagens in der Bewegungsrichtung desselben. Es sind also sowohl Radkranz als auch die Bremsschienen der Wirbelstrombildung unterworfen. Diese Massen sind nun so gross, dass die kritische Geschwindigkeit zu niedrig liegt. Diese kann nun nach vorstehendem durch Verringerung der wirksamen Massen, d. h. z.-B. durch Lamellierung der Bremsschienen, heraufgesetzt werden. Würde man die Bremsschienen vollständig lamellieren, dann würden die Massen zu klein und damit die kritische Geschwindigkeit zu hoch und die Bremswirkung in dem vorkommenden Ge- sehwindigkeitsbereich von 2-8 m pro Sekunde zu klein.

Es ist also erforderlich, die durch Lamellierung der Bremssehienen erzielte Erhöhung der kritischen Geschwindigkeit wieder etwas herabzusetzen, was in allen beliebigen Grenzen durch Anbringung einer mehr oder weniger starken Kurzschlusswiellung nach Fig. 7 leicht erreicht werden kann. Diese Kurzschlusswicldung 12 wird zweckmässig ganz oder teilweise aus verschleisshartem Material, etwa Kruppschem Hartstahl, hergestellt, um die Abnutzung zu vermindern.

Eine Steigerung der Wirkung der Kurzschlusswieklung lässt sich durch Unterteilung derselben in der Längsrichtung nach Fig. 6 erzielen, weil dann die oberen Windungen bei jedem Durchlaufen einer zwei- maligen Flussänderung unterworfen sind.

Wirbelströme entstehen einmal an der Einlaufseite des Rades und zweitens an der Auslaufseite ; letztere sind von entgegengesetzter Richtung wie die ersteren. Die in den Kurzschlusswindungen an der Einlaufseite entstehenden Wirbelströme wirken verzögernd auf die Entstehung des Magnetfeldes ein und sollten daher, um auf einen Höchstwert der Magnetisierung überhaupt zu kommen, möglichst unter- drückt werden. Da aber das Magnetfeld verhältnismässig langsam bis zu seinem Höchstwert, den es erst kurz vor Verlassen des Rades erhält, ansteigt, werden mehrere nebeneinander liegende Zähne mit ihren
Kurzschlusswindungen im ansteigenden Magnetfeld liegen, die Kur7sschlusswindungen also einen Stromimpuls gleicher Richtung erhalten.

Hiedurch ist bedingt, dass die Ströme sich in den Querverbindungen grösstenteils aufheben und der Widerstand der Kurzschlusswindungen in diesem Bereich in erster Linie von den Längsverbindungen abhängt. Man kann also die durch das Ansteigen des Magnetfeldes bedingten Wirbelströme dadurch schwächen, dass man die Längsverbindungen des Kurzschlusskäfigs dünner ausführt als die Querverbindungen. Dadurch wird erreicht, dass für den jeweils letzten Zahn, auf dem das Magnetfeld zum Verschwinden kommt, eine möglichst hohe Anfangsinduktion erreicht wird.

Von der
Stärke des Kurzschlussstromes um diesen letzten Zahn herum hängt nun infolge des schnellen Verschwindens des Feldes in erster Linie die Bremskraft ab, und man kann, um in dieser letzten Kurzschlusswindung einen möglichst hohen Strom zu erzielen, die Querverbindungen so stark ausführen, dass die Schwächung der Längsverbindungen für diesen Zahn wieder aufgehoben wird.

Die Unterschiede an der Unterseite des Lichtraumprofils von Lokomotiven und Wagen bringen es mit sich, dass Gleisbremsen für Wagen zur Durchfahrt von Lokomotiven gewöhnlich nicht geeignet sind. Die elektromagnetischen Gleisbremsen können nun in solchen Fällen für Lokomotiven fahrbar gemacht werden, indem man diese entweder nach Fig. 9 über ein profilfreies Umfahrgleis 15 mit zwei Weichen leitet, das von Punkt Tl bis- 18 höher liegt als das Bremsgleis 16, oder nach Fig. 10 durch Heben der Laufschienen innerhalb der Gleisbremse die Profilfreiheit erzeugt. Die Schienen werden mittels der in den Endstellungen entlasteten Rollen 20 angehoben und ruhen im Betrieb auf den Klötzen 19.

Die Bremse kann auch in der Weise für Lokomotiven befahrbar gemacht werden, dass in diesem Falle nach Fig. 11 an der besonders geformten Hartstahlschiene 21 eine zweite Hartstahlschiene 24 um den Walzenstuhl 22und die Walze hoehgedrehtwird. Bei Bremsfahrten läuft das Rad auf der Schiene 2jf.

Die Profilfreiheit lässt sich noch einfacher und sogar während des Befahren erreichen, wenn man die störenden Bremsschienen selbst aus dem gesperrten Raum herausbewegt, wie z. B. Fig. 12 zeigt. Im Bremszustand liegen die Bremsschienen auf den losen Schenkelblechen auf und werden von diesen pendelnd getragen. Durch zweckmässige Schwerpunktverlegung haben die Bremsschienen 25 nach Lösen einer Sperre das Bestreben, das durch Federdruck noch unterstützt werden kann, auf den stehenden Blechen solange nach aussen zu pendeln, bis die Walzenflächen 26 und 27 an Schiene und Lenker 28 zum Tragen kommen. Die Bewegung wird durch die Schlitzführung 29, in der Rollen 30 laufen, genau vorgeschrieben.

Die Endstellung ist dann die strichpunktiert gezeichnete. Soll nun die Bremse wieder in Bremsstellung gebracht werden, so geschieht das nur durch Einschalten des Erregerstromes der Magnete. Durch den dadurch gebildeten Streufluss werden die Schienen gegenseitig angezogen, und sie stellen sieh mit Hilfe der Lenker 28 und Führungen 29 wieder hoch.

Wird als Laufschiene eine gewöhnliche Eisenbahnschiene eingebaut, so gibt sie Veranlassung zu einer Verstärkung des schädlichen Streuflusses. Durch Einbau einer Schiene aus unmagnetischem Material, z. B. Kruppschem Hartstahl, lässt sich dieser Streufluss vermeiden.

Steht zum Einbau einer Wirbelstromgleisbremse nur eine geringe Schienenlänge zur Verfügung, so dass eine besonders grosse Bremsleistung für jeden Meter Baulänge nötig ist, so kann die Bremswirkung nach Fig. 5 durch zusätzlichen mechanischen Druck der Bremsschienen auf die Radkränze mittels durch Druckluft oder Pressöl gesteuerter Kolben 8 unterstützt werden, wobei die besondere Art des Wirbelstromeffektes, den ablaufenden Teil des Rades abwärts zu ziehen, dasAuflaufen des Radesaufdie Brems- schienen verhindert.

Das starke Magnetfeld der Wirbelstromgleisbremse setzt den Schaltvorgängen erheblichen Widerstand entgegen. Es dient nun zur Verkürzung der Schaltzeiten, wenn die Magnete des speisenden Gleichstromgenerators mit einer Hauptstromwicklung versehen werden, die der Nebenschlusserregerwicklung gegengesehaltet ist. Beim Einschalten der Erregung tritt dann eine Übererregung ein, die durch den ent- stehenden Hauptstrom wieder aufgehoben wird. Beim Abschalten der Generatorerregung polt sich dieser unter dem Einfluss der Hauptstromwicklung um, so dass er als Motor das Feld der Bremse einschliesslich des Remanenzfeldes rasch vernichtet.

Da der wirksame Magnetfluss sich mit der Fahrgeschwindigkeit des Wagens längs der Bremsschienen bewegt, werden in Spulen, die etwa nach Fig. 8, 13 oder 14 an den Bremsschienen angeordnet sind, beim Vorbeilaufen des Rades Spannungsstösse entstehen. Ordnet man längs der Bremssehienen in bestimmten gleichen Abständen mehrere derartige Spulen an, so ist die Zeit, die zwischen den Span- nungsstössen zweier benachbarter Spulen liegt, ein Mass für die mittlere Wagengeschwindigkeit in diesem Bereich. Man kann also ein solches Spulensystem zur Bestimmung der Geschwindigkeit des durchlaufenden Wagens verwenden oder damit die Abschaltung des Erregerstromes der Bremse bei bestimmter vorher einstellbarer Geschwindigkeit bewirken.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wirbelstromgleisbremse zum Bremsen von Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, dass die als Polschuhe ausgebildeten Bremsschienen mittels Gleitflächen, doppelten Gelenken, federnden Magneten oder aus losen Blechen bestehenden Magnetkernen derart parallel verschiebbar eingerichtet sind, dass bei allen Radabmessungen ein sattes Anliegen der Bremsschienen an die Radkränze erfolgt.

Claims

2. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung zum Schutze gegen äussere Einflüsse und zur Trennung von den beweglichen Teilen der Gleisbremse unter die Schienen gelegt ist.

3. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von schädlichen Wirbelströmen die Bremssehienen der Länge nach lamelliert sind.

4. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur festen Vereinigung der aus Blechen aufgebauten Bremsschienen und zur Verringerung des Verschleisses die Kurzschlusswicklung ganz oder teilweise aus Hartmetall besteht und gegen den Radkranz gedrückt wird.

5. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlusswicklung der Bremsschienen zur Erhöhung der Wirkung noch eine oder mehrere horizontale Zwischenverbindungen erhält.

6. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Förderung der Flussentwicklung die Längsverbindungen der Kurzschlusswieklung grösseren Widerstand besitzen als die Querverbindungen.

7. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des schädlichen Streuflusses die Laufschienen aus unmagnetischem Material bestehen.

8. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer verstärkten Bremskraft der Bremse die elektromagnetische Bremswirkung durch zusätzlichen mechanischen Druck auf die Bremsschienen verstärkt wird.

9. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der Profilfreiheit für Lokomotiven die Gleisbremse mit einem Umfahrungsgleis ausgerüstet ist.

10. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der Profilfreiheit beim Befahren der Bremse mit Lokomotiven die Schienen innerhalb der Bremse hebbar sind.

11. Wirbelströmgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilfreiheit durch zwei aufeinander bewegliche Profilschienen, von denen man die obere zum Zwecke der Lokomotiv- fahrten hochklappt, erreicht ist.

12. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der Profilfreiheit für Lokomotiven die Bremsschienen derart beweglich mit den Magneten verbunden sind, dass sie durch Seitwärtsbewegen und gleichzeitiges Senken aus dem Profil herausgebracht und später durch Erregung der Magnete wieder in Bremsstellung zurückgebracht werden.

13. Wirbelstromgleisbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole in bestimmten Abständen Messwicklungen erhalten, in denen beim Vorbeilaufen des Rades Spannungsstosse entstehen, deren zeitliche Folge ein Mass für die jeweilige Wagengeschwindigkeit ist, so dass ein angeschlossener Geschwindigkeitsmesser die jeweilige Geschwindigkeit des Wagens anzeigt und bei Erreichung einer vorher eingestellten Mindestgeschwindigkeit unter Betätigung von Schützen od. dgl. die Bremswirkung selbsttätig unterbricht.