DE10111685A1 - Magnet-Schienenbremsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnet-Schienenbremsvorrichtung mit DOLLAR A - einem magnetischen Grund- und/oder Trägerkörper; DOLLAR A - einem Polschuhbereich, wobei der Polschuhbereich einen magnetflußführenden Bereich und einen magnetflußtrennenden Bereich umfaßt. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß DOLLAR A - der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper Materialien unterschiedlicher Magnetisierungskennlinien umfaßt, so daß ein Ansteigen der Induktion im Luftspalt zwischen der Magnetschienenbremse und dem Schienenkopf bei zunehmendem Verschleiß im Polschuhbereich vermieden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnet-Schienenbremsvorrichtung mit einem magnetischen Grund- und/oder Trägerkörper, einem Polschuhbereich, wobei der Polschuhbereich einen magnetflußfüh­ renden Bereich sowie einen magnetflußtrennenden Bereich umfaßt.

Bei Magnetschienenbremsen handelt es sich im Prinzip um einen Elektromagneten, bestehend aus einer in Schienenrichtung langgezogenen Spule und hufeisenähnlichen Magnetkernen. Der in der Magnetspule fließende Gleichstrom bewirkt eine magnetische Spannung, die in dem Magnet­ kern einen magnetischen Fluß erzeugt, der sich über den Schienenkopf schließt. Die Größe der Bremskraft einer Magnetschienenbremse ist vom magnetischen Widerstand des Magnetkreises, das heißt der Geometrie und Permeabilität, der elektrischen Durchflutung, dem Reibwert zwi­ schen Magnetschuh und Schiene sowie dem Schienenzustand abhängig.

Prinzipiell kann man nach dem konstruktiven Aufbau der Bremsmagnete zwei verschiedene Ar­ ten von Magneten unterscheiden. In einer ersten Ausführungsform besteht der Magnetkern aus zwei Stahlwangen, die beidseitig fest an den Spulenkörper geschraubt sind. Alternativ hierzu kann man den Bremsmagneten auch als Gliedermagneten ausbilden. Bei einer derartigen Ausfüh­ rungsform ist der Magnetkern in zwei Endstücke und mehrere Zwischenglieder unterteilt. Die Endstücke sind fest mit dem Spulenkörper verschraubt und die Glieder können sich frei in der Spulenkastenöffnung bewegen und den Schienenunebenheiten folgen.

Betreffend die Ausführungsform von Magnetschienenbremsen wird auf die Veröffentlichung Bremsen für Schienenfahrzeuge, Handbuch bremstechnische Begriffe und Werte, Seite 45 der Knorr-Bremse AG, München, 1990, verwiesen.

Als Reibwerkstoffe im Polschuhbereich wurden bei magnetischen Schienenbremsen gemäß dem Stand der Technik vorzugsweise St37-Stahl eingesetzt. Nachteilig an der Verwendung einer St37-Reibschicht war, daß vermehrt Aufschweißungen auftraten, die die Bremskraft der Bremse stark herabsetzten. Um diese wieder herzustellen, war es erforderlich, die Aufschweißungen von Hand zu entfernen, was hohe Wartungskosten verursachte. Die Verwendung von GGG40- Stahlguß führte zwar zu weniger Aufschweißungen, jedoch konnte mit derartigen Reibschichten nur geringe Bremskräfte aufgebracht werden.

Ein Reibwerkstoff, der sich durch eine geringe Aufschweißneigung auszeichnet und ausreichende Standzeiten zuläßt, ist beispielsweise ein Sinterwerkstoff als Reibwerkstoff für den Polschuhbe­ reich, wobei der Sinterwerkstoff wenigstens einen Anteil an pulverisiertem Verschleißhemmer und einen Anteil schutzschichtbildenden Pulvers enthält.

Nachteil der Verwendung von Sinterwerkstoffen als Reibwerkstoff war das Problem, daß mit zunehmendem Verschleiß der Polschuhe die Haftkraft stark zugenommen hat und damit auch die zu erzeugenden Bremskräfte. Diese stiegen auf das doppelte bis dreifache gegenüber dem Neuzu­ stand an.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Magnetschienenbremse anzugeben, bei denen als Reib­ werkstoff für den Polschuhbereich bspw. Sinterwerkstoffe zur Vermeidung von Aufschweisun­ gen eingesetzt werden können, bei denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden wer­ den. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper Materialien unterschiedlicher Magnetisierungskennlinien umfaßt, so daß ein An­ steigen der Induktion im Luftspalt zwischen der Magnetschienenbremse und der Schiene bei zu­ nehmendem Verschleiß im Polschuhbereich vermieden wird. Durch die Kombination von Mate­ rialien mit unterschiedlichen Magnetisierungskennlinien im Magnetkreis wird erreicht, daß die durch den Verschleiß der Polschuhe ansteigende Induktion die Materialien in bestimmten Berei­ chen des Grundkörpers weiter in die magnetische Sättigung treibt und damit einem Ansteigen der Haftkraft, das heißt ein Ansteigen der Induktion im Luftspalt zwischen Magnetschienenbremse und Schiene entgegenwirkt. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper je zwei Schenkel und einen Zwischen­ bereich zwischen den Schenkeln umfaßt. Die je zwei Schenkel umfassen ein erstes magnetisches Material und der Zwischenbereich zwischen den Schenkeln ein zweites magnetisches Material. Das zweite magnetische Material, das zwischen den Schenkeln eingebracht wird, ist ein Material mit zu dem Grundmaterial, das heißt dem Material der Schenkel verschiedener magnetischer Kennlinie, das über die geforderten magnetischen Eigenschaften verfügt.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, daß über die Standzeiten der Polschuhe hinweg eine gleichbleibende Bremskraft sichergestellt wird. Eine mit einer Zunahme der Bremskräfte verbundene höhere mechanische Belastung der Magnetschienenbremse kann so verhindert werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft dargestellt werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schienenstückes mit einer Magnetschienen­ bremse mit Polschuhen.

Die in Fig. 1 gezeigte Magnetschienenbremse 1 besteht aus einer in die Längsrichtung einer Schiene 3 langgezogenen, nicht dargestellten Spule und aus einem Magnetkern bzw. Grund- oder Trägerkörper 5, dessen Schenkel 5.1 und 5.2 parallel zueinander verlaufen. Endseitig an den Schenkeln 5.1 und 5.2 sind Polschuhe 7.1, 7.2 angeordnet. Zwischen den Polschuhen 7.1, 7.2 und dem Schienenkopf der Schiene 3 wird ein Luftspalt 9 ausgebildet. Die Polschuhe sind bevorzugt aus einem Reibwerkstoffmaterial, insbesondere einem Sinterwerkstoff ausgebildet.

In dem Zwischenraum zwischen dem linken und dem rechten Polschuh 7.1, 7.2 (Nord- bezie­ hungsweise Südpol) kann eine den Zwischenraum ausfüllende amagnetische, extrem verschleiß­ feste, stoßfeste und temperaturbeständige Zwischenleiste 11 angeordnet sein.

Erfindungsgemäß umfaßt der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper zwei Materialien unter­ schiedlicher Magnetisierungskennlinien. In vorliegendem Fall wird für die beiden Schenkel 5.1, 5.2 ein erstes Material verwendet und für den Grundkörperzwischenbereich 13 zwischen den bei­ den Schenkeln 5.1, 5.2 des Grundkörpers ein zweites magnetisches Material. Das zweite magne­ tische Material im Grundkörperzwischenbereich 13 zeichnet sich durch eine derartige Magneti­ sierungskennlinie aus, das, wenn durch den Verschleiß der Polschuhe sich der magnetische Wi­ derstand aufgrund der kleineren Wegstrecke, d. h. dem geringer werdenden Luftspalt 9 verringert und die Induktion ansteigt, das zweite vom Material der Schenkel 5.1, 5.2 verschiedene Material des Grundkörperzwischenbereiches 13 weiter in die magnetische Sättigung getrieben wird und damit ein Ansteigen der Haftkraft, das heißt ein Ansteigen der Induktion im Luftspalt 9 entge­ gengewirkt wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals eine Magnetschienenbremse angegeben, die sich durch eine über die Standzeit der Polschuhe hinweg gleichbleibende Bremskraft auszeichnet, so daß eine mit der Zunahme der Bremskräfte verbundene höhere mechanische Belastung der Magnetschienenbremse vermindert wird.

Bezugszeichenliste

1

Magnetschienenebene

3

Schiene

5

Grundkörper

5.1

,

5.2

Schenkel des Grundkörpers

7.1

,

7.2

Polschuhe

9

Luftspalt

11

Zwischenleiste

13

Grundkörperzwischenbereich

Claims (6)

1. Magnet-Schienenbremsvorrichtung mit

• 1. 1.1 einem magnetischen Grund- und/oder Trägerkörper (5);
• 2. 1.2 einem Polschuhbereich, wobei der Polschuhbereich einen magnetflußführenden Bereich und einen magnetflußtrennenden Bereich umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
• 3. 1.3 der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper (5) Materialien unterschiedlicher Magne­ tisierungskennlinien umfaßt, so daß ein Ansteigen der Induktion Luftspalt zwischen der Mag­ netschienenbremse und dem Schienenkopf (3) bei zunehmendem Verschleiß im Polschuhbereich vermieden wird.

2. Magnet-Schienenbremsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Grund- und/oder Trägerkörper (5) je zwei Schenkel (5.1, 5.2) und einen Grundkör­ perzwischenbereich (13) zwischen den Schenkeln (5.1, 5.2) umfaßt.

3. Magnet-Schienenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die je zwei Schenkel (5.1, 5.2) ein erstes magnetisches Material und der Grundkörperzwischenbe­ reich (13) zwischen den Schenkeln (5.1, 5.2) ein zweites magnetisches Material umfassen.

4. Magnet-Schienenbremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schiene (3) zugewandte Teil des Polschuhbereiches einen Reibwerkstoff umfaßt.

5. Magnet-Schienenbremsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibwerkstoff ein Sinterwerkstoff ist.

6. Magnet-Schienenbremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetfluß­ trennende Bereich als in Längsrichtung der magnetischen Schienenbremse verlaufende Zwi­ schenleiste (11) ausgebildet ist.