DD149195A5 - ELECTROMAGNETIC WINCH - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Winde, die das Betaetigen von Waggonbremsvorrichtungen, beispielsweise Gleisbremsen, gestattet. Das Ziel der Erfindung besteht darin, sowohl den Platzbedarf der Winde als auch die Herstellungskosten zu reduzieren. Aufgabe ist es, die herkoemmlichen Hydraulik- oder Druckluftarbeitszylinder durch elektromagnetische Winden zu ersetzen. Sie enthaelt eine Mutter 2, die mit einem Rotor 3 eines Elektromotors 4 fest verbunden ist und einer Schraubenspindel 1 eine Translationsbewegung gibt. Die Winde wird gegebenenfalls durch eine Elektrobremse 9 bis 14 und durch eine elastische Vorrichtung 15 vervollstaendigt, deren Zweck es ist, die erzeugte Kraft zu begrenzen. Solche elektrisch gespeisten Winden koennen vorteilhaft hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder ersetzen, die gegenwaertig zum Betaetigen der Gleisbremsen benutzt werden und teuere Leitungen fuer Fluids, Verteiler sowie eine Hochleistungsdruckanlage erfordern.The invention relates to an electromagnetic winch, which allows the operation of wagon braking devices, such as rail brakes. The aim of the invention is to reduce both the space requirement of the winch and the production costs. The task is to replace the conventional hydraulic or pneumatic cylinders with electromagnetic winches. It contains a nut 2, which is fixedly connected to a rotor 3 of an electric motor 4 and a screw spindle 1 is a translational movement. The winch is optionally completed by an electric brake 9-14 and by an elastic device 15 whose purpose is to limit the force generated. Such electrically powered winches can advantageously replace hydraulic or pneumatic power cylinders, which are currently used to operate the rail brakes and require expensive lines for fluids, distributors and a high-performance pressure system.
Description
Elektromagnetische V/inde Anwendungsgebiet der ErfindungElectromagnetic field of application of the invention
Erfindung betrifft eine elektromagnetische Winde, die insbesondere zum Betätigen von Gleisbremsen benutzbar ist. Letztere werden benutzt, um die Geschwindigkeit von Y/aggons in Anlagen zum Rangieren mittels Schwerkraft zu regeln, und sie bestehen im allgemeinen aus Backen, die durch Arbeitszylinder betätigt v/erden, die mit Drucköl oder druckluft arbeiten.The invention relates to an electromagnetic winch, which is usable in particular for operating track brakes. The latter are used to regulate the speed of Y / aggons in gravity-leveling equipment, and generally consist of jaws operated by working cylinders operating on pressurized or compressed air.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen· Characteristic of the known technical solutions
Vorrichtungen dieser Art entsprechen vollkommen den Gebrauchsbedingungen, für die sie vorgesehen sind. Sie benötigen allerdings schwere und platzraubende Pumpen oder elektrische Kompressoren sowie aufwendige Rohrleitungen (Stahlröhren und unterirdische Betonkanrile großen Querschnitts). Solche Anlagen sind daher platzraubend und teuer.Devices of this type are completely in accordance with the conditions of use for which they are intended. However, they require heavy and space-consuming pumps or electric compressors as well as elaborate piping (steel pipes and underground concrete cans of large cross section). Such systems are therefore bulky and expensive.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, sov/ohl den Platzbedarf der V/inde als auch die Herstellungskosten zu reduzieren.The object of the invention is to reduce the space requirement of the wall as well as the manufacturing costs.
Aufgabe der Erfindung ist es, die herkömmlichen Hydraulikoder Druckluftarbeitszylinder durch elektromagnetischeThe object of the invention is the conventional hydraulic or Druckluftarbeitszylinder by electromagnetic
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Winden zu ersetzen, die die elektrische Energie direkt ausnutzen und deren wirtschaftlicher Aufbau durch den Portschritt der Technik möglich gemacht worden ist.To replace winches that exploit the electrical energy directly and their economic structure has been made possible by the Port Technik step.
Zu diesem Zweck ist die elektromagnetische Winde nach der .Erfindung vor allem dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mutter aufv/eist, die mit dem Rotor eines starr an einem Gehäuse befestigten Elektromotors fest verbunden ist, eine Schraubenspindel, die mit der Kutter in Eingriff ist und durch diese" translatorisch antreibbar ist, und zwei Kupplungsvorrichtungen, die an dem Gehäuse bzw. an dem vorstehenden *nde der Schraubenspindel befestigt sind.For this purpose, the electromagnetic winch according to the invention is characterized in particular by the fact that it has a nut fixedly connected to the rotor of an electric motor fixed rigidly to a housing, a screw spindle which engages the cutter and by this "is translationally driven, and two coupling devices which are attached to the housing or on the protruding * end of the screw.
Vorzugsweise ist. die Anordnung aus Schraubenspindel und Mutter reversierbar ausgebildet.Preferably. the arrangement of screw and nut formed reversible.
Außerdem enthält die Winde eine elektromagnetische Kupplung, mittels welcher der Rotor fest mit dem Gehäuse verbindbar ist, wenn der Elektromotor nicht mit Strom versorgt ist.In addition, the winch includes an electromagnetic clutch, by means of which the rotor is firmly connected to the housing when the electric motor is not powered.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die an dem Gehäuse angebrachte Kupplungsvorrichtung der Wirkung einer Rückholfeder ausgesetzt, deren Anfangsspannung einstellbar ist.In a further embodiment of the invention, the attached to the housing coupling device of the action of a return spring is exposed, the initial tension is adjustable.
In noch· weiterer, -^usgestalung der Erfindung sind Einrichtungen zum Speisen des Elektromotors mit einer veränderlichen Spannung vorgesehen.In yet another embodiment of the invention, means are provided for feeding the electric motor with a variable voltage.
Solche elektromagnetischen Winden für Gleisbackenbremsen erfüllen hinsichtlich Schnelligkeit, Reversierbarkeit undSuch electromagnetic winches for track shoe brakes meet with regard to speed, reversibility and
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Stillsetzbarkeit genaue Bedingungen, die sie von Standardvorrichtungen dieser Art unterscheiden, welche im Handel erhältlich sind und deren Haupteigenschaften durch den besonderen Verwendungszweck praktisch festgelegt sind.Stillsetzbarkeit exact conditions that distinguish rt of standard devices of this A which are commercially available and their main characteristics are practically defined by the particular use.
Wenn die Winden längs Backen in Abständen von einem Meter angeordnet sind, können sie jeweils eine Kraft in der Größenordnung von 20 kN für einen Sekundenbruchteil mit einem Hubweg in der Größenordnung von einem Dezimeter erzeugen.If the winches are arranged along jaws at intervals of one meter, they can each generate a force of the order of 20 kN for a split second with a stroke of the order of one decimeter.
Ein ""usfiihrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Die einzige'^igur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine elektromagnetische Winde nach der Erfindung.The sole figure of the drawing shows a longitudinal section through an electromagnetic winch according to the invention.
Die dargestellte V/inde besteht vor allem aus einer Schrau-benspindel 1, die mit einer Mutter 2 in Eingriff ist, welche mit dem Rotor (Anker) 3 eines Drehfeld-Asynchronmotors fest verbunden ist, dessen Stator (PeId) 4 an einem Gehäuse 5 starr befestigt ist. Der Stator 4 ist geblättert und trägt eine aus dem Netz gespeiste -Feldwicklung 6. Der Kotor 3 besteht aus massivem Eisen, damit ein hohes Antriebsmoment erzielbar ist. Das Gewinde der Schraubenspindel 1 ist außerdem fein oder besser geschliffen und mit umlaufenden Kugeln versehen, damit sich, ein guter V/irkungsgrad ergibt und so der Querschnitt der elektrischen Stromversorgungsleiter verringert werden kann. Die Anordnung ausThe V / inde consists above all of a screw spindle 1, which is in engagement with a nut 2 which is fixedly connected to the rotor (armature) 3 of a rotating field asynchronous motor whose stator (P id) 4 is attached to a housing 5 is rigidly attached. The stator 4 is scrolled and carries a fed from the network field winding 6. The Kotor 3 is made of solid iron, so that a high drive torque can be achieved. The thread of the screw spindle 1 is also fine or better ground and provided with rotating balls, so as to give a good V / irkungsgrad and so the cross section of the electrical power supply conductor can be reduced. The arrangement off
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Schraubenspindel und Mutter ist dann normalerweise reversierbar.Screw spindle and nut is then usually reversible.
^ie Winde ist darüber hinaus mit Kupplungsvorrichtungen in Form von Endösen 7 und 8 versehen, die an dem Gehäuse 5 bzw. an dem vorspringenden Ende der Schraubenspindel 1 angebracht sind und mittels denen sie an einer Gleisbackenbremse befestigt v/erden kann,- um die Backen zu betätigen. Solche Gleisbremsen sind beispielsweise in den PR-PS 73 21722 und 73 22143 der Anmelderin beschrieben.The winch is further provided with coupling devices in the form of end eyelets 7 and 8 which are attached to the housing 5 and to the projecting end of the screw spindle 1 and by means of which they can be fixed to a track shoe brake, - around the jaws to press. Such track brakes are described for example in the PR-PS 73 21722 and 73 22143 of the applicant.
Wenn die Feldwicklung 6 des Stators 4 mit elektrischem Strom versorgt wird, dreht sich der Rotor 3 und dreht die mit ihm fest verbundene I-Iutter 2 an. Die Schraubenspindel 1, die sich wegen der Kupplung der Winde an den Endösen 7 und 8 nicht drehen kann, führt dann eine Translationsbewegung aus, wodurch die 7/inde langer wird.When the field winding 6 of the stator 4 is supplied with electric current, the rotor 3 rotates and turns on the I-nut 2 fixedly connected thereto. The screw 1, which can not rotate due to the coupling of the winch to the end eyelets 7 and 8, then performs a translational movement, whereby the 7 / inde becomes longer.
Am Ende des Hubweges unterbricht ein Mehrstellungsschalter die Stromversorgung der Feldwicklung 6 und der üotor 3 wird langsamer. Je nach der gewählten Position des Hubwegendes üben die Backen der Gleisbremse auf das Rad des zu verlangsamenden Waggons natürlich eine unterschiedliche Bremskraft aus. Es könnten beispielsweise zwölf unterschiedliche Positionen des Hubwegendes vorgesehen werden.At the end of the stroke, a multi-position switch interrupts the power supply to the field winding 6 and the motor 3 slows down. Depending on the selected position of Hubwegendes exercise the jaws of the track brake on the wheel of the wagon to be slowed down, of course, a different braking force. For example, twelve different positions of the stroke end could be provided.
Wenn die Feldwicklung 6 des Stators 4 nicht mehr mit Strom versorgt wird, übt die durch die Winde betätigte Gleisbremse eine entgegengerichtete Reaktionskraft aus, die bestrebt ist, den Kotor 3 in umgekehrter Kichtung zu drehen und. somit die Bremse zu lösen, und zwar umso mehr, als die Anordnung aus Schraubenspindel 1 und Mutter 2 normalerweise reversierbar ausgebildet ist.When the field winding 6 of the stator 4 is no longer supplied with power, the wind-operated rail brake exerts an opposing reaction force which tends to rotate the Kotor 3 in the reverse direction and. Thus, to release the brake, and more so, as the arrangement of screw 1 and nut 2 is normally formed reversible.
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Zum Beseitigen dieses Nachteils ist die Winde nach der Erfindung mit einer Liagn et kupplung ausgerüstet, die insbesondere eine Kupplungsscheibe 9 enthält, welche mit dem Rotor 3 durch einen Stift 10 fe3t verbunden ist. In den Extremstellungen der Winde drückt die Kupplungsscheibe 9 kräftig gegen den Körper der Winde, und zwar unter der Wirkung einer Druckfeder 11 über einen beweglichen Anker 12 eines Elektromagneten 13, der durch eine Wicklung 14 erregbar ist. Da der Anker 12 gegen Drehung verkeilt ist, wird der Rotor 3 festgehalten und es ist kein Lösen der Bremse mehr möglich.To overcome this disadvantage, the winch according to the invention is equipped with a Liagn et coupling, which contains in particular a clutch disc 9, which is connected to the rotor 3 by a pin 10 fe3t. In the extreme positions of the winch, the clutch disc 9 strongly presses against the body of the winch, under the action of a compression spring 11 via a movable armature 12 of an electromagnet 13, which is excitable by a winding 14. Since the armature 12 is wedged against rotation, the rotor 3 is held and it is no longer possible to release the brake.
Wenn die Winde arbeiten soll, genügt es, die Wicklung 14 des Elektomagneten 13 zur gleichen Zeit wie die Feldwicklung 6 des Stators 4 mit Strom zu versorgen. Der bewegliche Anker 12 wird dann in Richtung des Joches des Elektromagneten gegen die Wirkung der Druckfeder 11, die zusammengedrückt wird, angezogen. Die Kupplungsscheibe 0 wird dadurch freigegeben und der Rotor 3 kann sich daher frei drehen.When the winch is to work, it is sufficient to supply the winding 14 of the electromagnet 13 with current at the same time as the field winding 6 of the stator 4. The movable armature 12 is then attracted in the direction of the yoke of the electromagnet against the action of the compression spring 11, which is compressed. The clutch disc 0 is thereby released and the rotor 3 can therefore rotate freely.
In dem Pail, in welchem die Winde zum Betätigen einer direkten Bremse benutzt wird, d. h. einer Bremse, die im Prinzip nicht proportional zum Gewicht bremst, müssen die Backen in der Bremsstellung elastisch angedrückt werden, um eine Anpassung an die Dickenunterschiede zwischen den verschiedenen Typen von gebremsten Rädern vorzunehmen, wenn nicht, ist ein Entgleisen unvermeidlich. Zu diesem Zweck ist die Endöse in dem entsprechenden Ende des Gehäuses 5 verschiebbar gelagert und stützt sich auf einer ^eder 15 ab, deren Angangsspannung durch eine Mutter 16 eingestellt v/ird. Die Maximalkraft, die durch eine solche Winde erzeugt wird, wird auf diese Weise durch die Spannung der Feder 15 begrenzt undIn the pail, in which the winch is used to apply a direct brake, d. H. In the case of a brake, which in principle does not brake in proportion to the weight, the jaws must be pressed elastically in the braking position in order to adapt to the differences in thickness between the different types of braked wheels; if not, derailment is unavoidable. For this purpose, the end eyelet is displaceably mounted in the corresponding end of the housing 5 and is supported by a spring 15 whose starting tension is adjusted by a nut 16. The maximum force generated by such a wind is limited in this way by the tension of the spring 15 and
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hängt letzlich von der Position der Mutter 16 ab. Zum Erzielen von kleineren Kräften, die zwischen null und diesem Maximum liegen, hat der Hubwegendeschalter mehrere Stellungen, so daß die Klemmkraft der Backen letztlich von dem Abstand derselben vor dem Bremsen eines Rades abhängig ist.ultimately depends on the position of the mother 16. To achieve smaller forces, which are between zero and maximum, the Hubwegendeschalter has several positions, so that the clamping force of the jaws is ultimately dependent on the distance of the same before braking a wheel.
In dem Fall, in welchem die ^inde dagegen benutzt wird, um eine Bremse anzuziehen, die proportional zum Gewicht der Radachsen bremst, kann sie durch die Verwendung einer irreversiblen Schraubenspindel vereinfacht v/erden, indem der Hubwegendeschalter weggelassen und durch eine Sicherheitsvorrichtung mit Verzögerungsglied ersetzt wird und indem die Peder 15 weggelassen und durch einfache elastische Ringe in den Befestigungsenden der Winde ersetzt wird.On the other hand, in the case where the lever is used to apply a brake which brakes in proportion to the weight of the wheel axles, it can be simplified by the use of an irreversible screw shaft by omitting the stroke end switch and replacing it with a retarder safety device and the peder 15 is omitted and replaced by simple elastic rings in the attachment ends of the winch.
Es ist im übrigen bekannt, daß in gewissen besonderen Anlagen Bremsen benutzt werden, die nur eine geringe kinetische Energie zu absorbieren haben. Solche Bremsen können direkt sein, d. h. ohne zum Gewicht proportionale Bremsung arbeiten, und können außerdem durch vereinfachte V/inden, wie sie oben beschrieben worden sind, betätigt werden, sofern die Schraubenspindel 1 frei reversibel ist. Die Feldwicklung 6 des Stators 4 wird dann mit einer veränderlichen Spajinung, beispielsweise mittels eines Transformators und eines Stellwiderstandes, in Abhängigkeit von der zu erzeugenden Bremskraft gespeist und zwar während der gesamten ^auer der Bremsung.It is also known that brakes are used in certain special systems that have to absorb only a small kinetic energy. Such brakes can be direct, d. H. operate without braking proportional to the weight, and can also be operated by simplified V / inden, as described above, as long as the screw 1 is freely reversible. The field winding 6 of the stator 4 is then supplied with a variable Spajinung, for example by means of a transformer and a variable resistor, depending on the braking force to be generated during the whole of the braking except.
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