CS259986B1

CS259986B1 - Generator for rail vehicles' electronic antiskid

Info

Publication number: CS259986B1
Application number: CS872327A
Authority: CS
Inventors: Josef Danek; Jaroslav Urban; Karel Dousa
Original assignee: Josef Danek; Jaroslav Urban; Karel Dousa
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS232787A1

Abstract

Generátor elektronického protismyku je používán jako snímač rychlosti jízdy kolejových vozidel. Jeho výstupním signálem je kmitočet indukovaného střídavého napětí, který se zpracovává a vyhodnoouje v protismykovém. regulátoru. V porovnání s existujfoíml generátory má vSeohny díly uspořádány ve víku ložiska nápravy, což umožňuje vysokou přesnost výstupního signálu a zajieíuje jednoduchou montáž na vozidle.Electronic Anti-skid Generator is used as a speed sensor rolling stock. Its output the signal is the frequency of the induced AC voltage that is processed and evaluated in anti-skid. the controller. Compared with existing generators it has vSeohny the parts arranged in the axle bearing cap, which allows high output accuracy signal and ensures easy assembly on the vehicle.

Description

, Vynález θθ týká generátor» elektronického protismyku kolejových vozidel, který obsahuje rotor z feromagnetického materiálu ve tvaru ozubeného kola a snímací sondu s permanentním magnetem, cívkou a pólovým nástavcem, ukončeným v blízkosti věnce rotoru výstupkem ve* tvaru klínu· Sonda je uložena ve víku ložiska dvojkolí·The present invention relates to an electronic wheel slide generator comprising a rotor made of ferromagnetic gear-shaped material and a permanent magnet sensing probe, a coil and a pole piece, terminated in the vicinity of the rotor rim by a wedge-shaped protrusion. Wheelset ·

Protismyk chrání kola železničních vozidel před klouzáním po kolejnici v průběhu brzdění, zvláště při nízkém součiniteli adheze. V případě, že v důsledku poklesu adheze nabíhá dvojkolí vozu do smyku, vypustí protismyk úplně nebo částečně stlačený vzduch z brzdových válců, a tím uvolní brzdu. Po rozběhnutí dvojkolí na jízdní rychlost vlaku zajistí protismyk nové naplnění brzdových váloů stlačeným vzduchem· U elektronického protismyku dává informaci o rychlosti otáčení dvojkolí generátor, uložený na ložisková komoře nápravy a naháněný nápravou. Informačním signálem bývá zpravidla kmitočet střídavého proudu, který se vyhodnocuje v elektroniokám regulátoru·The anti-skid protects the wheels of railway vehicles from sliding on the rail during braking, especially at a low coefficient of adhesion. In the event that due to the drop in adhesion, the wheelset of the car runs into shear, the anti-skid releases fully or partially compressed air from the brake cylinders, thereby releasing the brake. When the wheelset starts to run at the train speed, the anti-skid ensures that the brake cylinders are recharged with compressed air. · For the electronic anti-skid, the generator is stored on the axle box and driven by the axle. The information signal is usually AC frequency, which is evaluated in the controller's electronic ·

Jsou známí generátory, jejichž rotor je z feromagnetického materiálu, má tvar ozubeného kola a je pevně spojen s přítlačnou deskou čepu nápravy. Snímací sonda těohto generátorů je stavitelně uložena ve víku ložiskové komory, obsahuje permanentní magnet < cívku s jádrem. Při otáčení dvojkolí se v cívce indukuje střídavé napětí, které se zesiluje v tranzistorovém zesilovači, uspořádaném v sondě. Nevýhodou těchto generátorů je nutnost přivádět do sondy napětí vozové baterie, což má za následek zvýšení počtu vodičů a zvýšenou pravděpodobnost výskytu poruch. Další nevýhodou je ta okolnost, že generátor tohoto typu. neumožňuje kontrolu správného účinkování protismyku na stojícím vozidle ručním pootočením jeho rotoru. Generátor podle čs. AO 219241 má rotor ve tvaru ozubeného kola otočně spojen s přítlačnou deskou čepu nápravy prostřednictvím třecí spojky aThere are known generators whose rotor is made of ferromagnetic material, has the shape of a gear wheel and is firmly connected to the thrust pin thrust plate. The sensing probe of these generators is adjustablely housed in the bearing chamber cover and comprises a permanent magnet core coil. As the wheelset rotates, an alternating voltage is induced in the coil, which is amplified in a transistor amplifier arranged in the probe. The disadvantage of these generators is the need to supply the battery voltage to the probe, resulting in an increase in the number of wires and an increased probability of failure. Another disadvantage is the fact that a generator of this type. it does not allow checking the correct functioning of the antiskid when the vehicle is stationary by manually rotating its rotor. Generator according to MS. AO 219241 has a gear-shaped rotor rotatably connected to the thrust pin thrust plate via a friction clutch and

-2-.-2-.

umožňuje kontrolu účinkování protismyku na stojícím vozidle, Nevýíioda generátorů, které mají rotor spojen s přítlačnou deskou čepu nápravy, spočívá v tom, že zavedení přítlačné desky v čepu nápravy je nepřesné, což způsobuje výstřednost rotoru, a tím Zhoršení kvality indukovaného napěťového signálu. Další nevýhodou je ta okolnost, že generátor tohoto typu vyžaduje úpravu existujících dílů ložiskové komory, což zvyšuje nároky na montáž generátoru a na jeho údržbu.The disadvantage of generators having a rotor coupled to the axle pin press plate is that the introduction of the press plate in the axle pin is inaccurate, causing the rotor to be eccentric and thereby deteriorating the quality of the induced voltage signal. A further disadvantage is the fact that a generator of this type requires the modification of existing bearing chamber parts, which increases the installation and maintenance requirements of the generator.

Nedostatky známých zařízení odstraňuje generátor podle vynálezu tím, že rotor je svým nábojem posuvně uložen na hřídeli otočné uloženém ve víku ložiska nápravy a s nábojem rotoru je spojena příčka, vedená ve dvou podélných drážkách uspořádaných v hřídeli. V hřídeli je dále válcové vybrání, v němž je uložena pružina, která se opírá o příčku ve smyslu přitlačování čela náboje rotoru na přítlačnou desku, spojenou s čepem nápravy. Čelo hřídele, odvrácené od uložení náboje, je opatřeno radiálně uspořádanými drážkami pro výstupky, spojené s čepem ručního kolečka.The generator according to the invention removes the drawbacks of the known apparatus in that the rotor is movably supported by its hub on a shaft rotatably mounted in the axle bearing cover and a crossbar connected to the rotor hub is guided in two longitudinal grooves arranged in the shaft. Further, the shaft has a cylindrical recess which receives a spring which is supported by a crossbar in the sense of pressing the rotor hub face against the thrust plate connected to the axle pin. The shaft face facing away from the hub bearing is provided with radially arranged projection grooves connected to the handwheel pin.

Generátor podle vynálezu je schematicky znázorněn na obr. 1 a 2. Na obr. 1 je příčný řez generátorem spolu a ložiskem dvojkolí a na obr. 2 je detail styku sondy s věncem rotoru.The generator according to the invention is shown schematically in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the generator together with the wheel bearing and FIG. 2 is a detail of the contact of the probe with the rotor ring.

Vlastní generátor tvoří rotor 21 s hřídelem 34. sonda 37 a ruční kolečko 29. Rotor 21 je svým nábojem 19 posuvně uložen na hřídeli 34. S nábojem 19 je spojena příčka 17, vedená ve dvou drážkách 36 hřídele 34» Hřídel 34 je dvěma ložisky 26 a. 27 otočně uložen ve víku ložiska 24. V hřídeli 34 je válcové vybrání 35, v němž je uložena pružina spojky 18, která se opírá o příčku 17, a tím přitlačuje čelo náboje 19 na přítlačnou desku 16. Přítlačná deska 16 je třemi šrouby 14 spojena s čepem nápravy 15 a opírá se o vnitřní kroužek 13 ložiska dvojkolí. Ložisko dále sestává z válečků 12 a z vnějšího kroužku 11, uloženého ve skříni ložiska 10.The generator itself consists of a rotor 21 with a shaft 34. a probe 37 and a handwheel 29. The rotor 21 is slidably mounted on a shaft 34 with its hub 19. A crossbar 17 connected in the two grooves 36 of the shaft 34 is connected to the hub 19 » a. 27 is rotatably mounted in the bearing cap 24. In the shaft 34 is a cylindrical recess 35 in which the clutch spring 18 is supported, which rests against the crossbar 17, thereby pressing the hub face 19 onto the thrust plate 16. The thrust plate 16 is three screws. 14 is connected to the steering knuckle 15 and bears against the inner ring 13 of the wheelset bearing. The bearing further comprises rollers 12 and an outer ring 11 housed in the bearing housing 10.

Víko ložiska 24 je ke skříni ložiska 10 připevněno šrouby 23 a ve stěně víka je otvor, v němž je uložena a šrouby 45 upevněna snímací sonda 37. Sonda obsahuje permanentní magnet jj8 kotouč 39 spojený s pólovým nástavcem 40 a cívku 42. Pólový nástavec 40 je v blízkosti věnce rotoru 21 ukončen výstupkem JI ve tvaru klínu. Jak je patrné z obr. 2, je mezi výstupkem 41 a zuby 22 rotoru 21 vzduchová mezera o výšce m. Z cívky 42 sondy 259986The bearing cap 24 is secured to the bearing housing 10 by bolts 23 and there is an aperture in the housing wall in which the probe probe 37 is mounted and bolted 45. The probe comprises a permanent magnet 18 disc 39 connected to the pole piece 40 and the coil 42. in the vicinity of the rotor shroud 21 terminated by a wedge-shaped projection 11. As can be seen in Fig. 2, there is an air gap of height m between the projection 41 and the teeth 22 of the rotor 21. From the coil 42 of the probe 259986

- 3 37 jsou vyvedeny dva vodiče 43 a 44» které jaou spojeny s neznázor něným protismykovým regulátorem. Vnější stěna víka ložiska 24 přechází v kryt 28, v němž je uloženo ruční kolečko 29. spojené s Čepem 31, na jehož konci jaou dva výstupky £2. Pružina 30 tlačí ruční kolečko směrem od ložiska nápravy. Při zatlačení ručního kolečka směrem k ložisku nápravy vniknou výstupky 32 do drážek 33« radiálně uspořádaných na čele hřídele 24· Výstupky 32 a drážky 33 tedy tvoří výsuvnou spojku mezi ručním kolečkem 29 a hřídelem 24·There are two conductors 43 and 44 which are connected to an anti-skid controller (not shown). The outer wall of the bearing cap 24 merges into a housing 28 in which a handwheel 29 is attached to the pin 31, at the end of which there are two projections 42. The spring 30 pushes the handwheel away from the axle bearing. When the handwheel is pushed towards the axle bearing, the projections 32 enter the grooves 33 «radially arranged on the shaft face 24 · The projections 32 and the grooves 33 thus form a sliding coupling between the handwheel 29 and the shaft 24 ·

Generátor podle vynálezu účinkuje takto:The generator according to the invention works as follows:

Za jízdy vozidla se otáčí čep nápravy 15 a přítlačnou deskou 16* Třením, které způsobí síla pružiny spojky 18, přitlačováriím čela náboje 19 na přítlačnou desku 16 se otáčí též rotor 21a, hřídel 34. Permanentní magnet 3θ v sondě 37 vytváří magnetický tok, který teče pólovým nástavcem 40, jeho výstupkem 41 a přes vzduchovou mezeru m do zubů 22 rotoru 21. Odtud se magnetický obvod uzavírá feromagnetickými díly rotoru a generátoru k druhému pólu permanentního magnetu 38. Magnetický tok mění svoji intenzitu v závislosti na tom, zda se výstupek 41 pólového nástavce 40 nachází proti zubu 22 věnce rotoru 21 nebo proti zubové mezeře. Změna magnetického toku indukuje v cívce 42 střídavé napětí sinusového průběhu. Frekvence tohoto napětí je úměrná rychlosti otáčení rotoru, a tím rychlosti otáčení dvojkolí.As the vehicle is driven, the axle pin 15 and the thrust plate 16 rotate. By friction caused by the spring force of the clutch 18, pressing the hub face 19 onto the thrust plate 16 also rotates the rotor 21a, the shaft 34. The permanent magnet 3θ in the probe 37 generates flows through the pole piece 40, its projection 41 and through the air gap m into the teeth 22 of the rotor 21. From there, the magnetic circuit is closed by ferromagnetic parts of the rotor and generator to the second pole of the permanent magnet 38. The magnetic flux changes its intensity depending on whether the projection 41 The pole piece 40 is located against the tooth 22 of the rotor ring 21 or against the tooth gap. The change in magnetic flux induces an alternating sine wave voltage in the coil 42. The frequency of this voltage is proportional to the speed of rotation of the rotor and thus the speed of rotation of the wheelset.

Generátory jsou umístěny na všech dvojkolích vozidla a jejich výstupy jsou zavedeny do protismykového regulátoru, který z frekvence napětí vyhodnotí rychlosti otáčení dvojkolí a změny rychlostí, odpovídající urychlování a zpomalování nápravy,The generators are located on all wheelsets of the vehicle and their outputs are introduced into an anti-skid regulator, which evaluates the wheelset speed and speed changes corresponding to acceleration and deceleration from the voltage frequency,

Z těchto informací se potom odvozuje účinkování protismyku, ty./ vypouštění stlačeného vzduchu z brzdových válců a nové plnění brzdových válců stlačeným vzduchem.From this information is then derived the action of the antiskid, rod / discharge of compressed air from the brake cylinders and refilling the brake cylinders with compressed air.

Pracovní pohotovost elektronického protismyku je nutné prověřit na stojícím vlaku, před jeho odjezdem. K tomuto účelu slouží ruční kolečko 29, které se zatlačí proti síle pružiny 30. přičemž výstupky 32 spojené s čepem 31 vniknou do drážek 22· Následujícím pootočením ručního kolečka 29 se pootočí též hřídel 34 a prostřednictvím příčky 17 též rotor '21. Při pootáčení se překonává tření mezi čelem náboje 19 a přítlačnou deskou 16 a v cívce se indukuje střídavé napětí stejným způsobem, jako za jízdy vozidla. Protože signál rychlosti dává v tomto případě , jen jeden generátor, vyhodnotí protismykový regulátor tuto informaci jako rozdíl v rychlostech otáčení dvojkolí a protismyk 259986The readiness of the electronic anti-skid must be checked on a stationary train before its departure. For this purpose, the handwheel 29 is pressed against the force of the spring 30. The projections 32 connected to the pin 31 enter the grooves 22. The subsequent rotation of the handwheel 29 also rotates the shaft 34 and the rotor 17 through the crossbar 17. When rotating, the friction between the hub face 19 and the pressure plate 16 is overcome and alternating voltage is induced in the coil in the same way as when the vehicle is driven. Since the speed signal gives only one generator in this case, the anti-skid regulator evaluates this information as the difference in the wheel speed and the anti-skid 259986

-4vypustí z brzdových válců stlačený vzduch,-4Discharges compressed air from the brake cylinders

Z popisu vyplývá, že generátor podle vynálezu má všechny díly uspořádané ve víku ložiska. Tím je dán předpoklad k jejich souosému uložení a ke stálosti výšky m vzduchové mezery mezi výstupkem 41 pólčvého nástavce 40 a mezi věncem rotoru 21, což zajistí stalý a kvalitní signál generátoru. Nastavením síly pružiny spojky 18 se zajistí jednak tření, potřebné pro unášení rotoru za jízdy, jednak odpor, pro otáčení ručního kolečka při kontrole protismyku na stojícím vozidle. Tím, 2£e celý generátor je součástí víka ložiska, Žádný díl ložiska se nemŠní a generátor nevyžaduje žádné nastavování nebo regulování na voze, se výrazně usnadní montáž generátorů a jejich údržba.It follows from the description that the generator according to the invention has all the parts arranged in the bearing cover. This is a prerequisite for their coaxial mounting and for the air gap height m to be maintained between the projection 41 of the pole piece 40 and between the rotor ring 21, which ensures a stable and high quality signal of the generator. By adjusting the spring force of the clutch 18, the friction required to drive the rotor while driving and the resistance to rotate the handwheel while checking the anti-skid when the vehicle is stationary are provided. Since the entire generator is part of the bearing cap, no bearing part changes and the generator requires no adjustment or regulation on the vehicle, the assembly and maintenance of the generators is greatly facilitated.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Rolling stock electronic generator comprising a rotor made of ferromagnetic gear-shaped material and a permanent magnet sensing probe, coil and pole piece terminated near the rotor rim by a wedge-shaped projection, the probe being housed in the wheel bearing bearing cap, characterized in that the rotor (21) with its hub (19) slidably mounted on a shaft (34) rotatably mounted in the axle bearing cover (24) and a crossbar (17) extending in two longitudinal grooves (36) is connected to the hub (19) of the rotor (21); arranged in the shaft (34), the shaft (34) having a cylindrical recess (35) receiving a clutch spring (18) which rests on the cross-member (17) in order to press the hub face (19) of the rotor (21) on the pressure plate (16) connected to the axle pin (15), and the shaft face (34) facing away from the hub bearing (19) is provided with radially arranged grooves (33) for the projections (32), the connection with the pin (31) of the handwheel (29).