CN110914134B - 轨道车辆的具有中间环节的延长臂的环节磁轨制动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆的环节磁轨制动设备(4)，其包括至少一个环节磁体(2)，环节磁体(2)具有电磁线圈体(8)以及两个与电磁线圈体(8)刚性连接的端部环节(14、15)和多个分别与电磁线圈体(8)以能受限运动的方式连接的且沿电磁线圈体(8)的纵向方向看相继地设置的中间环节(6)；在两个相邻的中间环节(6)之间设置分别一个分隔壁(10)；中间环节(6)具有在垂直于电磁线圈体(8)纵向方向设置的横截面中看马蹄铁形的磁芯(7)，磁芯具有连接部(17)和两个背离连接部(17)延伸的臂(19a、19b)；在臂(19a、19b)的分别一个朝向轨道(1)的端部上构造有设置用于与轨道(1)摩擦接触的极靴(16a、16b)。按照本发明设置，在至少一个中间环节(6)的磁芯(7)的至少一个臂(19a、19b)中，臂(19a、19b)的至少一个朝向轨道(1)的区段(29)沿电磁线圈体(8)的纵向方向看在下面配合至少一个相邻的或邻接的分隔壁(10)的朝向轨道(1)的端部(27)。

Description

轨道车辆的具有中间环节的延长臂的环节磁轨制动设备

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的环节磁轨制动设备，所述环节磁轨制动设备具有环节磁体，其中，环节磁体具有电磁线圈体以及两个与电磁线圈体刚性连接的端部环节和多个中间环节，所述多个中间环节分别以能受限运动的方式与电磁线圈体连接并且沿电磁线圈体的纵向方向看相继地设置；并且在两个相邻的中间环节之间设置分别一个分隔壁；中间环节具有在垂直于电磁线圈体的纵向方向设置的横截面中看马蹄铁形的磁芯，所述磁芯具有连接部和两个背离连接部延伸的臂；在分别一个臂的一个朝向轨道的端部上构成设置用于与轨道摩擦接触的极靴，以及本发明涉及一种具有这种环节磁轨制动设备的轨道车辆。

背景技术

电动磁轨制动器的产生力的主要构件是制动磁体。其原理上是电磁铁包括沿轨道方向延伸的、由电磁线圈体承载的电磁线圈和马蹄铁形的磁芯，所述磁芯形成基体或载体。马蹄铁形的磁芯在其朝向车辆轨道的那侧上形成极靴。在电磁线圈中流动的直流引起磁电压，所述磁电压在磁芯中产生磁通量，一旦制动磁体以其极靴放置在轨道上，则所述磁通量通过轨头短接。由此，实现在制动磁体和轨道之间的磁性吸引力。通过运动的轨道车辆的动能，磁轨制动器通过带动件沿轨道被牵拉。在此，通过在制动磁体和轨道之间的滑动摩擦结合磁性吸引力产生制动力。通过与轨道的摩擦接触在制动磁体的极靴上产生摩擦磨损，所述摩擦磨损不应当超过最大磨损程度，因为否则电磁线圈体被损坏。

原则上，可按照结构构造区分两种不同类型的磁体。

在第一实施方式中，制动磁体是刚性磁体，两个磁性极靴与所述刚性磁体螺纹连接，所述极靴通过非磁性板条沿纵向方向分开。这用于避免制动磁体内的磁短路。极靴形成在侧垫的朝向车辆轨道的端面上。刚性磁体通常在短途交通中在有轨电车和城铁中使用。

此外，在这里讨论的环节磁轨制动设备中已知环节磁体，在环节磁体中，电磁线圈体具有分隔壁和设置在其间的室。在分隔壁之间磁芯以能受限运动的方式保持在所述室中，所述磁芯在制动过程期间定向，以便可改进地跟随轨头的不平度。在该情况中，极靴形成在磁芯的朝向轨道的端面上。环节磁体符合标准地在全轨道区域中使用。

磁轨制动器的制动力大小尤其依赖于磁环路的磁通量、即也依赖于一个磁芯或多个磁芯的几何结构、磁通势和在制动磁体和轨道之间的摩擦比。

这类的环节磁轨制动设备由DE 102004018008 B3已知。

发明内容

与此相对，本发明的任务在于，这样发展开头提到类型的环节磁轨制动设备，使得由其施加的制动力尽可能大。此外，也要提供包括这中环节磁轨制动设备的轨道车辆。

为此，本发明提出一种轨道车辆的环节磁轨制动设备，其具有至少一个制动磁体，其中a)所述制动磁体具有电磁线圈体以及两个与该电磁线圈体刚性连接的端部环节和多个中间环节，所述多个中间环节分别与该电磁线圈体以能受限运动的方式连接并且沿该电磁线圈体的纵向方向看相继地设置，b)在两个相邻的中间环节之间分别设置一个分隔壁，c)中间环节具有在垂直于该电磁线圈体的纵向方向设置的横截面中看马蹄铁形的磁芯，所述磁芯具有一个连接部和两个背离该连接部延伸的臂，d)在臂的分别一个朝向轨道的端部上构造有设置用于与该轨道摩擦接触的极靴，其中，e)在至少一个中间环节的磁芯的至少一个臂中，所述臂的至少一个朝向所述轨道的区段沿该电磁线圈体的纵向方向看在下面配合至少一个相邻的或邻接的分隔壁的朝向所述轨道的端部，其特征在于，f)至少在所述极靴的区域中，所述区段沿该电磁线圈体的纵向方向看具有的纵向尺寸大于所述连接部的纵向尺寸，g)所述区段的与所述极靴不同的部分具有的纵向尺寸一方面大于所述纵向尺寸并且另一方面大于所述连接部的纵向尺寸。

本发明还提出一种轨道车辆，其包括至少一个按照本发明所述的环节磁轨制动设备。

发明的公开内容

本发明从一种轨道车辆的环节磁轨制动设备出发，该环节磁轨制动设备包括环节磁体，其中，环节磁体具有电磁线圈体以及两个与电磁线圈体刚性连接的端部环节和多个中间环节，所述多个中间环节分别与电磁线圈体以能受限运动的方式连接并且沿电磁线圈体的纵向方向看相继地设置；并且在两个相邻的中间环节之间分别设置一个分隔壁；中间环节具有在垂直于电磁线圈体的纵向方向设置的横截面中看马蹄铁形的磁芯，所述磁芯具有连接部和两个背离连接部延伸的臂；其中，在臂的分别一个朝向轨道的端部上构造有设置用于与轨道摩擦接触的极靴。

优选地，电磁线圈体承载磁性线圈的一个或多个线圈绕组。

按照本发明设置，在至少一个中间环节的磁芯的至少一个臂中，臂的至少一个朝向所述轨道的区段沿电磁线圈体的纵向方向看在下面配合至少一个相邻的或邻接的分隔壁的朝向轨道的端部。

换句话说，沿电磁线圈体的纵向方向看，臂的该区段从分隔壁的朝向臂的第一侧面在下面配合其朝向轨道的端部之后延伸直至至少到一个平面中，所述平面包含分隔壁的背离臂指向的第二侧面。

优选地，臂的该区段可沿电磁线圈体的纵向方向看以一段突出超过所述至少一个相邻的或邻接的分隔壁，即沿电磁线圈体的纵向方向看，臂的该区段从分隔壁的朝向臂的第一侧面在下面配合其朝向轨道的端部之后以一段延伸超过如下平面，所述平面包含分隔壁的背离臂指向的第二侧面。当然，在该情况中，相邻设置的中间环节的磁芯的臂的类似构造的区段形成用于所述区段的纵向尺寸的界限，借此不会出现中间环节的失真。另一方面可允许，相邻的中间环节可彼此支撑。

相对于现有技术的通常的分隔壁，在本发明中所述一个分隔壁或所述多个分隔壁在垂直于电磁线圈体的纵向方向的平面中并且沿竖直方向在安装位置中看优选具有较小的高度，其方式为从所述一个分隔壁或所述多个分隔壁的朝向轨道的端部去除一段，借此磁芯的在下面配合该端部的区段可尽可能大。

本发明的优点在于，这时臂在所述区段的区域中的横截面积增大并且借此磁芯的臂的整个横截面积也增大，由此在磁通密度相同的情况下磁通量提高。另一方面可由此也增大极靴在轨道上的支承面。这最后实现可由该环节磁轨制动设备施加的制动力提高。

磁芯的臂的横截面积以有利的方式还进一步增大，如果特别优选地臂的该区段沿电磁线圈体的纵向方向看以一段突出超过相邻的分隔壁的话。

按照扩展方案，至少在极靴的区域中，所述区段沿电磁线圈体的纵向方向看具有的纵向尺寸L1大于连接部的纵向尺寸X。概念“纵向尺寸”在此涉及沿电磁线圈体的纵向方向的方向看的延伸范围。

当优选地臂的该区段的纵向尺寸L1在极靴的区域中确定为使得在相邻的中间环节的臂的极靴之间存在净纵向间距时，可避免由于在极靴和轨道表面之间摩擦时产生的热而使相邻臂的极靴焊接。

优选地，所述区段的与极靴不同的部分具有的纵向尺寸L2一方面大于纵向尺寸L1并且另一方面大于所述连接部的纵向尺寸X。借此有两个优点作用，即一方面用于较大的磁通量的所述区段的与极靴不同的部分具有尽可能大的横截面积和另一方面极靴与相邻设置的臂间隔开以便避免焊接。

例如在垂直于电磁线圈体的纵向方向设置的横截面中看，所述臂具有竖直部分、向内弯曲延伸部分以及竖直的极靴部分，其中，所述臂的沿电磁线圈体的纵向方向看以一段突出超过所述至少一个相邻的或邻接的分隔壁的区段至少包括所述向内弯曲延伸部分和所述竖直的极靴部分。

优选地，磁芯至少两件式地构成，其中第一部分具有连接部的第一半部和第一臂，并且与第一部分分开的第二部分具有连接部的第二半部并且第二臂。

在此，磁芯的第一部分的连接部的第一半部和磁芯的第二部分的连接部的第二半部可伸到电磁线圈体的贯通开口中并且在那里以能脱开的方式相互连接。

一般地，磁芯可承载线圈绕或没有自身线圈绕组地实施。

本发明也涉及一种包括在这里说明的环节磁轨制动设备的轨道车辆。

在本发明的范围中，轨道车辆可以任意组合表示具有或没有自身驱动装置的一个或多个车厢和/或的牵引车。尤其是，轨道车辆可具有机动车厢。轨道车辆或轨道车辆的车厢可具有转向架，车辆的车轮轴设置在所述转向架上。转向架可固定在车厢结构上。优选地，这时在这里所述的环节磁轨制动设备悬置在转向架上。

附图说明

现在参考附图借助优选的实施方式示例性地解释本发明。附图中：

图1示出按照一个优选实施方式的环节磁轨制动设备的制动磁体的透视图；

图2示出具有接纳在中间壁之间的中间环节的图1的环节磁轨制动设备的电磁线圈体的透视图；

图3示出环节磁轨制动设备在使用位置中的沿图1的平面III-III的横截面图；

图4示出现有技术的环节磁轨制动设备的制动磁体的横截面图；

图5示出现有技术的环节磁轨制动设备的中间环节的磁芯的侧视图；

图6示出沿图1的平面V-V的环节磁轨制动设备的横截面图；

图7示出图1的环节磁轨制动设备的中间环节的磁芯的侧视图。

具体实施方式

实施例的说明

为了可改进地与铁道的轨道1的不平度相适配，在环节磁轨制动设备4的一种优选实施方式的制动磁体2的在图1中示出的实施方式中存在多个中间环节6，所述中间环节以能受限运动的方式保持在沿轨道1的纵向方向延伸的电磁线圈体8上。这优选以如下方式解决，中间环节磁体环节6与竖直中心平面对称地在分隔壁10之间形成的室11中以能受限翻转或偏转的方式悬置在电磁线圈体8的彼此背离指向的侧面上。分别在端侧上，在电磁线圈体8上设置有端部环节14、15。

在图1中出于比例尺原因仅示出与轨道1共同作用的制动磁体2之一，其中，然而关于铁道的两个轨道的垂直纵向中心平面镜像对称地存在另一个在此不可见的制动磁体。这两个制动磁体则通过横杆相互连接。借助在这里仅仅部分地示出的固定装置，制动磁体固定在升降装置上，升降装置引起制动磁体的竖直行程，以便将中间环节6置于与相应的轨道1的轨头18的接触中。升降装置又保持在轨道车辆的转向架上。

将制动力传递到电磁线圈体8上则通过分隔壁10和端部件14、15从中间环节6的接触位置进行，所述端部件刚性地与电磁线圈体8连接并且通过转接器和轨道接头给予制动磁体2好的引导。带有至少一个从外部不可见的电磁线圈9的电磁线圈体8因此承载中间环节6，所述中间环节一起形成制动磁体2的磁芯。

在图2中，以透视图示出电磁线圈体8。电磁线圈体8用于接纳电磁线圈9的用于取得需要的电磁通量所需的绕组。在电磁线圈体8的可以椭圆形或矩形地实施的贯通开口13中，分隔壁10以均匀的距离分布并且在其位置中固定在电磁线圈体8上。在分别两个这样的分隔壁10之间，中间环节6的在横截面中马蹄铁形的接收磁通量的磁芯7插入贯通开口13中。

如尤其是图3形象地说明的那样，这样的磁芯7具有穿过贯通开口13的并且在使用位置中水平的连接部17和从连接部大致垂直地竖直向下、即朝向轨道1的轨头18伸出的臂19a、19b。这样的磁芯则以其连接部17和其臂包围配合电磁线圈体8的下槽管32。上槽管30、下槽管32以及电磁线圈体8的端部环节分别以U形型材轨道构造，其中，电磁线圈9的绕组环绕地设置在槽状的、向外开放的凹部中。

磁芯7分别具有两个沿电磁线圈体的纵向中心平面分离的部分，其中，第一部分7a具有连接部17的第一半部17a和第一臂19a，并且与第一部分7a分开的第二部分7b具有连接部17的第二半部17b和第二臂19b。这两个部分7a和7b通过螺纹连接部12相互固定连接，所述螺纹连接部穿透该连接部17的两个半部17a、17b。

如图3最佳地示出的那样，中间环节6或其磁芯7这样固定在电磁线圈体8上，使得其朝向轨道1的臂19a、19b伸出超过电磁线圈体8。在此，在垂直于电磁线圈体8的纵向方向设置的横截面中看，每个所述臂19a、19b具有竖直部分21a、21b、向内弯曲延伸部分23a、23b以及竖直的极靴16a、16b，所述极靴则构成制动磁体2的北极和南极。在环节磁轨制动设备4的脱开的部位中在极靴16a、16b和轨道1的轨头18之间存在气隙20(图1)。

极靴16a、16b优选由摩擦原料材料、例如由钢、球墨铸铁或烧结材料制成。在两个极靴16a、16b之间的中间空间中，可设置填充该中间空间的非磁性的、耐磨的、耐冲击的并且耐温度变化的中间板条25。

为了对电磁线圈9提供电压，存在具有至少两个分别用于电源正极和负极的电接头22、24的连接装置26，所述连接装置例如在电磁线圈体8的侧面的上部区域中关于其纵向延伸范围大致居中地设置。电接头22、24优选彼此背离定向并且沿电磁线圈体8的纵向方向延伸。

为了实施制动，环节磁轨制动设备4的两个制动磁体2通过在这里未示出的升降装置降低到轨道上并且对电磁线圈的线圈绕组通电，从而在磁芯7中的电流产生磁通量，所述磁通量通过两个部分7a、7b和轨头18闭合。极靴16a、16b因此以对应于磁通量的强度被拉到轨头18上并且被压到其上。磁芯7的沿电磁线圈体8的纵轴线方向存在的可运动性允许所述磁芯在不同磨损的轨头18上也能平地放置并且允许希望的磁通量以及通过在极靴16a、16b和轨头18之间的摩擦锁合能实现所述制动力。分隔壁10接收通过在磁芯7和轨头18之间的摩擦产生的制动力并且将其进一步导到电磁线圈体8上，从电磁线圈体传递到固定装置和升降装置上并且从那里传递到转向架上。

图4和图5分别示出现有技术的环节磁轨制动设备4'的制动磁体2'的横截面图和现有技术的环节磁轨制动设备4'的中间环节6'的磁芯7'的侧视图。如在那里可看出的，两个部分7a'、7b'的纵向尺寸通过包围磁芯7'的分隔壁10'的纵向距离限制，即磁芯7'沿纵向方向看不伸出超过分隔壁10'。分隔壁10'还相对远地朝轨头18的方向往下牵拉。磁芯7'则在臂19a'、19b'的区域中具有纵向尺寸X，所述纵向尺寸连续小于两个相邻的或邻接的分隔壁10'的纵向距离。

相反于此，在按照图6和图7的实施方式中，在垂直于电磁线圈体8的纵向方向的平面中并且沿竖直方向在安装位置中看分隔壁10具有较小的高度，因为从分隔壁10的朝向轨道1的端部27去除一段。因此，磁芯7的区段29并且更准确地说优选向内弯曲延伸部分23a、23b以及臂19a、19b的在这里例如竖直的极靴16a、6b可以分别在下面配合该端部27。

优选地，在这里磁芯7的区段29沿电磁线圈体8的纵向方向看分别以一段、即在两侧突出超过相邻的分隔壁10。但也可以设置，磁芯7的区段29或其臂19a、19b沿纵向方向突出超过两个邻接的或相邻的分隔壁10中的仅仅一个分隔壁。

因此沿电磁线圈体8的纵向方向看，臂19a、19b的区段29从相邻的或邻接的分隔壁10的指向臂19a、19b的第一侧面31在下面配合其朝向轨道1指向的端部27以一段延伸超过如下平面，所述平面包含分隔壁10的背离臂19a、19b指向的第二侧面33(图2)。这然后优选对于相应的磁芯7的两个区段29的两个垂直于纵向方向设置的端侧和对其围住的分隔壁10适用。

在极靴16a、16b的区域中，臂19a、19b的向内弯曲延伸部分23a、23b作为区段29的部分沿电磁线圈体8的纵向方向看具有的纵向尺寸L2大于连接部17的纵向尺寸X，如在图7中形象地说明的那样。

此外，优选地，作为区段29的另一个部分的连接到向内弯曲延伸部分23a、23b上的极靴16a、16b的纵向尺寸L1这样确定，使得在沿纵向方向看相邻的中间环节6的臂19a、19b的极靴16a、16b之间存在净纵向间隙。

优选地，然后臂19a、19b的向内弯曲延伸部分23a、23b的纵向尺寸L2大于极靴16a、16b的纵向尺寸L1，其中，纵向尺寸L1和纵向尺寸L2分别大于连接部17的纵向尺寸X。

本发明的以上在说明书、附图中公开的特征可不仅单独地而且以任意的组合对于实现本发明是重要的。

相对于现有技术延长的纵向尺寸L1和L2的优点在于，这时臂9a、19b在区段29的区域中的横截面积增大并且借此还有磁芯7的臂19a、19b的整个横截面积增大，由此在磁通密度相同的情况下磁通量提高。另一方面由此也可增大极靴16a、16b在轨头18上的支承面。这最后实现可由该环节磁轨制动设备4施加的制动力提高。

附图标记列表

1 轨道

2 制动磁体

4 环节磁轨制动设备

6 中间环节

7 磁芯

8 电磁线圈体

9 电磁线圈

10 分隔壁

11 室

12 螺纹连接部

13 贯通开口

14 端部环节

15 端部环节

16a/b 极靴

17 连接部

17a/b 半部

18 轨头

19a、b 臂

20 气隙

2a/b 竖直部分

22 电接头

23a/b 向内弯曲延伸部分

24 电接头

25 中间板条

26 连接装置

27 端部

28 横杆

29 区段

30 上槽管

31 第一侧面

32 下槽管

33 第二侧面

L1 纵向尺寸

L2 纵向尺寸

X 纵向尺寸

Claims (9)

1.轨道车辆的环节磁轨制动设备(4)，其具有至少一个制动磁体(2)，其中

a)所述制动磁体(2)具有电磁线圈体(8)以及两个与该电磁线圈体(8)刚性连接的端部环节(14、15)和多个中间环节(6)，所述多个中间环节分别与该电磁线圈体(8)以能受限运动的方式连接并且沿该电磁线圈体(8)的纵向方向看相继地设置，

b)在两个相邻的中间环节(6)之间分别设置一个分隔壁(10)，

c)中间环节(6)具有在垂直于该电磁线圈体(8)的纵向方向设置的横截面中看马蹄铁形的磁芯(7)，所述磁芯具有一个连接部(17)和两个背离该连接部(17)延伸的臂(19a、19b)，

d)在臂(19a、19b)的分别一个朝向轨道(1)的端部上构造有设置用于与该轨道(1)摩擦接触的极靴(16a、16b)，其中，

e)在至少一个中间环节(6)的磁芯(7)的至少一个臂(19a、19b)中，所述臂(19a、19b)的至少一个朝向所述轨道(1)的区段(29)沿该电磁线圈体(8)的纵向方向看在下面配合至少一个相邻的或邻接的分隔壁(10)的朝向所述轨道(1)的端部(27)，其特征在于，

f)至少在所述极靴(16a、16b)的区域中，所述区段(29)沿该电磁线圈体(8)的纵向方向看具有的纵向尺寸(L1)大于所述连接部(17)的纵向尺寸(X)，

g)所述区段(29)的与所述极靴(16a、16b)不同的部分具有的纵向尺寸(L2)一方面大于所述纵向尺寸(L1)并且另一方面大于所述连接部(17)的纵向尺寸(X)。

2.按照权利要求1所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，所述臂(19a、19b)的该区段(29)沿该电磁线圈体(8)的纵向方向看突出超过所述至少一个相邻的或邻接的分隔壁(10)。

3.按照权利要求1或2所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，所述臂(19a、19b)的该区段(29)的纵向尺寸(L1)在所述极靴(16a、16b)的区域中确定为使得在相邻的中间环节(6)的臂(19a、19b)的极靴(16a、16b)之间存在纵向间距。

4.按照权利要求1或2所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，在垂直于该电磁线圈体(8)的纵向方向设置的横截面中看，所述臂(19a、19b)具有竖直部分(21a、21b)、向内弯曲延伸部分(23a、23b)以及竖直的极靴部分(16a、16b)，其中，所述臂(19a、19b)的沿该电磁线圈体(8)的纵向方向看以一段突出超过该臂(19a、19b)的至少一个相邻的或邻接的分隔壁(10)的区段(29)至少包括所述向内弯曲延伸部分(23a、23b)和所述竖直的极靴部分(16a、16b)。

5.按照权利要求4所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，所述臂(19a、19b)的该区段(29)的与所述极靴(16a、16b)不同的部分包括所述臂(19a、19b)的向内弯曲延伸部分(23a、23b)或由所述向内弯曲延伸部分形成。

6.按照权利要求1或2所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，所述磁芯(7)至少两件式地构成，其中，第一部分(7a)包括所述连接部(17)的第一半部(17a)和第一臂(19a)，并且与所述第一部分(7a)分开的第二部分(7b)具有所述连接部(17)的第二半部(17b)和第二臂(19b)。

7.按照权利要求6所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，其特征在于，所述磁芯(7)的第一部分(7a)的连接部(17)的第一半部(17a)和所述磁芯(7)的第二部分(7b)的连接部(17)的第二半部(17b)伸到该电磁线圈体(8)的贯通开口(13)中并且在那里以能脱开的方式互相连接。

8.按照权利要求1或2所述的环节磁轨制动设备，其特征在于，所述电磁线圈体(8)承载线圈绕组或没有自身线圈绕组地实施。

9.轨道车辆，其包括至少一个按照权利要求1至8中任一项所述的环节磁轨制动设备。

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