DE2008432A1

DE2008432A1 - Bremsmagnet

Info

Publication number: DE2008432A1
Application number: DE19702008432
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. B6Ot8-O0 ist
Original assignee: WANDEL R
Current assignee: WANDEL R
Priority date: 1970-02-24
Filing date: 1970-02-24
Publication date: 1971-09-16

Description

Bremsmagnet Die Erfindung betrifft einen Bremsmagneten zum Abbremsen von auf magnetisierbaren Elementen bewegten Körpern, insbesonders von Schienenfahrzeugen.
Üblicherweise erfolgt die Bremsung bei Schienenfahrzeugen mechanisch durch Einwirkung der Bremsbacken auf das Rad, das die Bremskraft durch gleitende Reibung auf die Schiene überträgt. Bremsbacken, Rad und Schiene unterliegen dabei einer starken Abnützung und müssen häufig ausgebessert oder ersetzt werden.
Es ist auch bekannt, z.B. Straßenbahnen pder Aufzüge magnetisch abzubremsen, Jedoch wird auch hier der Bremsbacken gegen die Schiene gepreßt und es erfolgt eine unerwünschte Abnützung mit den dadurch verbundenen Kosten durch Reparatur, Ersatz und Betriebsausfall.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist der Bremsmagnet nach vorliegender Erfindung so mit dem Fahrgestell des Fahr -zuges verbunden, daß sich zwischen Magnetpolen und Schiene stets ein, wenn auch geringer, konstanter nlftspalt befindet. Bei der Einwirkung des vom Bremsmagneten erzeugten Magnetfeldes auf die magnetisierbare Schiene wird zwar durch Induktion eine Bremskraft über den ßrems -magneten auf das Fahrzeug ausgeübt, jedoch findet keinerlei Reibung zwischen Magnetpolen und Schiene statt.
Der Bremsmagnet kann auch so am Fahrgestell angeordnet sein, daß er sich unmittelbar über den eisernen Schvellen befindet und in diesen eine elektromotorische Kraft induziert Damit entfällt die abnützung zwischen Bremsbacken und Rad und zwischen Rad und Schiene und der aufwendige Austausch von Dremsbacken und Rad sowie das Ausbessern der Schienen, Beim Wagen bedeutet dies geringere Ausfallzeiten.
Magnetbromsen brauchen keine Druckluft, sie arbeiten robuster, also billiger und benötigen wenig oder gar keine Überwachung. Störungen im Dru,ckluftsystem, also an Bremszylindern, Sunplungen, Schläuchen usw., die besonders bei ertremen Temoeraturen auftreten, entfallen1 Die Regulierungsmöglichkeiten und die berührungslose Bremsung erlauben es, den Bremsvorgang ähnlich der Fußbremsung beim Kraftfahrzeug wesentlich weicher und feinfühliger ablaufen zu lassen. Dies ist besonders bei einer Schnetlbremsung zur Schonung der Schienen und im Hinblick auf die Fahrgäste wichtig.
Die Oberflächenbeschaffenheit von Schiene und Magnetpol ist ohne Bedeutung, eine einwandfreie Bremsung auch bei einer von Glattels überzogenen Scheinen ohne Zuhilfenahme von Sand möglich.
Der Bremsstrom des Elektromagneten kann sowohl von Netz über Transformator und Gleichrichter als auch über einen besonderen Generator mit Batterie -Gleichricht er entnomnnen werden, der in bekannter Weise vom fahrenden Fahrzeug Wngetrieben wird. Dabei kann die leerfahrgeschwindigkeit zur Rückgewinnung des Stromes wie bekannt wirtschaftlich genutzt werden.
Da der Bremmstrom nur zum Anbremsen kurzzetig eingeschaltet wird, sind die Betriebskosten erheblich niedriger als bei mit Druckluft betriebenen Reibungsbremsen.
Versuche haben ergeben, daß bei einem Bremsstrom von 75 natt eine Haft-bzw. Verschiebekraft von 2 Tonnen erzielt wird.
Der abstand zwischen Polschuhen und Schiene, also der Luftspalt, kann durch eine am Bremsmagneten befestigte Rolle, die die Schiene gerade berührt, sicher eingehalten werden.
Es ist natürlich ohne weiteres möglich, das hier beschriebene Magnet-Bremssystem zusammen mit dem bekannten, mit Druckluft betriebenen Reibungsbremssystem zu benützen.
Damit ergibt sich eine doppelte Sicherheit, bzw. es lassen sich höhere Geschwindigkeiten auch bei Kurzstrecken und bei Güterzügen fahren, da der Bremsweg wesentlich verringert wird. Es lassen sich Bremsmagnete sowohl in alte wie auch nejiie Wagen einbauen.
Bei einer Kombination zwischen magnetischem Bremssystem und Druckluft-Reibungsbremsen kecnn das magnetische System für die verschiedenen notwendigen Bremsvorgänge während der Fahrt dienen, während der Zug mit den Reibungsbremsen zum endgültigen Stillstand gebracht und während des Haltes festgestellt werden kann.
Eine besonders interessante hinwendung der Erfindung bietet sich bei Schienenfahrzeugen an, die auf einem Luftkissen gleiten. Hier braucht lediglich die Führungsschiene teilweise aus magnetisierbarem Material bestehen, so daß der Bremsmagnet die gewünschte Bremskraft induzieren kann.
Selbst bei Straßen, in denen ein Eisengeflecht eingebettet ist, läßt sich ein Bremsmagnet verwenden. Es ließen sich also auch Straßenfahrzeuge damit abbremsen. Bei Braftfahrzeugen besteht jedoch auch die Möglichkeit, Bremsaagnete nach vorliegender Erfindung in die Bremstrommeln einzubauen.Damit läßt sich die Hauptbremsung mit den bekannten Bremssystemen ergänzen durch Vorschalten der Magnetbremsen.
Der Bremsvorgang verläuft weicher, die Bremssicherheit wird erhöht' und die ibnützung der Bremsbeläge und der Bremstrommeln auf ein Minimum verringert.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand von Zeichnungen, die verschiedene Ausführungsbeispiele darstellen, ix Einzelnen erläutert. Es zeigen s Fig. 1 Schienenfahrzeug mit Bremmsmagnet.
Fig. 2 Vergrößerter Teilschnitt des Fahrgestells eines Schienenfahrzeuges nach Fig. 1 Fig. 3 2. Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeuges mit verschiebbarem Bremsmagneten.
Fig. 4 3. Ausführungsbeispiel eines Schienenfahzeuges mit Bremsmagnet.
Fig. 5 4. Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeuges mit Luftkissen und Bremsmagnet.
Am Fahrgestell 1 eines auf magnetisierbaren Schienen 2 sich bewegenden Eisenbahnwagens 3 ist in unmittelbarer NZhe der Räder 4 ein Bremsmagnet 5 befestigt. Ähnliche ,Magnete sind in der Technik bekannt als Elektro-Haftmagnete, besonders zum Aufspannen von Wertstücken. Die stromdurchflossene Spule 6 (Fig.2) erzeugt ein stehendes Magnetfeld 7, das beim in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Schiene 2 durchsetzt und dort elektromotorische Kräfte induziert, die der Bewegung des Fahrzeuges entgegengesetzt gerichtet sind und dieses abbremsen. Da es wichtig ist, einen minimalen Luftspalt 8 zwischen den Polschuhen 9 und der Schiene 2 genau einzuhalten, kann vorgesehen sein, den Bremsmagneten 5 als Ganzes mit Gewinde stiften 10 am Gestell 1 einstellbar zu befestigen.
Wie Fig. 1 zeigt, wird der Bremsstrom aus dem Netz 11, über einen Transformator-Gleichrichter 12 den Spulen 6 der Bremsmagnete 5 zugeführt. Der Stufe'ntransformator 13 zur Regulierung des Bremsstromes befindet sich im Führerstand der hier nicht dargestellten Lokomtiver. Er kann als Hand - oder Fußbremse ausgebildet sein und zwar so, daß er bei einem Unwohlsein des Führers eine automatische Bremsung auslöst.
Bei normaler Fahrt ist Snule 6 stromlos. ßoll setzt bei Kurvenfahrt oder bei Gefälle die Geschwindigkeit des Zuges verringert werden, so wird der Strom über den Stufentransiormator 13 eingeschaltet und langsam gesteigertw so daß, wie oben beschrieben, durch Induktion in der Schiene 2 die gewünschte Bremswirkung eintritt, Nach Abschalten des Stromes kann der Zug wieder beschleunigt werden. Es wurde auch schon erwähnt, daß durch ein zusätzliches, auf Reibung beruhendes Bremssystem, der Zug während des Anhaltens festgestellt werden kann.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Bremsmagnet 105 gegenüber dem Fahrgestell 101 beweglich gelagert. Seine Spule 106 kann dauernd unter Strom stehen, dz er jedoch in Ruhelage einen größeren Anstand von der Schiene 102 aufweist, kann sein Magnetfeld auch keine merkbaren wird kungen in der Schiene hervorrufen. Zum Bremsen wird ein Kolben 13 mit durch Zuleitung 14 zugeführter Druckluft beaufschlagt und gegen Wirkung einer Druckfeder 15 in Richtung Schiene bis zu einem Anschlag 16 verschoben.
In dieser Stellung entsteht wieder ein minimaler Luftspalt zwischen den Polschuhen und der Schiene und das Magnetfeld des Bremsmagneten 105 kann auf die Schiene die gewünschte Wirkung ausüben.
Ordnet man nach Fig. 4 den Bremsmagneten 205 zwischen den Schienen 202 so an, daß er den magnetisierbaren Schwellen 17 bis auf einen minimalen Luftspalt 208 angenähert ist, so induziert er in eingeschaltetem Zustand beim Überfahren der Schwellen eine elektromotorische Kraft, wobei bei feder Schwelle ein Magnetfeld aufgebaut wird und wieder zusammenbricht, Dabei wird Arbeit vernichtet, was sich bremsend auf das Fahrzeug auswirkt. Auf hölzernen Schwellen können näturlich auch magnetisierbare Platten angeordnet sein1 die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind.
Bei eine auf einem luftkissen gleitenden Fahrzeug, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, kann ein Bremsmagnet nach vorliegender Erfindung ebenfalls vorteilhaft angewendet werden. Ein Fahrzeug 303 wird von einem Führungsbalken 18 gehalten und gleitet auf dem zwischen Führungsbalken und Fahrzeug erzeugten Luftkissen 19. Im Führungsbalken 18 sind zu beiden Seiten Platten 302 aus magnetisierbarem, Werkstoff eingelassen.
Diese Platten können, ähnlich wie im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 beschrieben, durch regelmäßige Zwischenräume in Längsrichtung des Führungsbalkens 18 voneinander ge -trennt sein oder aber sie bilden eine zusammenhängende Leiste, die sich über die ganze Länge des Führungsbalken 18 erstreckt.
Im Fahrzeug 309 selbst sind beidseitig in Höhe der Platten 302 Bremsmagnete 305 angeordnet. Zwischen Polschuhen 309 und Platten 302 befindet sich wieder ein unveränderlicher Luftspalt 308. Beim Einschalten des Bremsstromes wirken die Xagnetfelder der Bremsmagnete 305 auf die Platten 302 ein und induzieren Kräfte, die sich bremsend auf das Fahrzeug auswirken.

Claims

Patentansprüche

1) Magnetbremsvorrichtung zum reibungslosen Abbremsen von sich bewegenden Körpern, bei der das Magnetfeld des Bremsmagneten auf Bremselemente aus magnetisierbarem Werkstoff einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (2,102,202,302) mit der Fahrbahn fest verbunden sind und der Bremsmagnet (5,105,205,305) in unmittelbarer zähe der Bremselemente am Körper (3,303) befestigt ist.

2) Magnetbremsvorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld (7) des Bremsmagneten auf die Bremselemente in veranderlicher Größe einwirkt.

3) Magnetbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmagnet (5,105,205,305) als Elektromagnet ausgebildet ist.

4) Magnetbremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Größe des auf die Bremselemente (2,202,302) einwirkenden Magnetteldes durch Änderung des dem Bremsmagneten (5,205,305) zugeführten elektrischen Stromes erzielt wird.

5) Magnetbremsvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der GröJ3e des auf die Bremselemente (102) einwirkenden Magnetfeldes durch die änderung der Lage des Bremsmagneten (105) gegenüber den Bremselementen (102) erzeugt wird.

6) Magnetbremsvorrichtung nach. einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmagnet (5,205,305) zur Regulierung des Luftspaltes (8,208,308) zwischen den Magnetpolen (9,309) und den Bremselementen (2,202,302) an der Körper (3,303) einstellbar befestigt ist.

7) Magnetbremsvorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsinagnet (5,105,205) am Fahrgestell (1j101) eines Schienenfabrzeuges (3) angeordnet ist und sein Magnetfeld (7) auf die als Bremselemente dienenden Schienen einwirkt.

8) Magnetbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad (4) des Schienenfahrzeuges (3) mindestens ein Bremsmagnet zugeordnet ist.

9) Magnetbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gelennzeichnet, daß die Bremsmagnete kombiniert mit Druckluft-Heibungsbremsen verwendet werden.

L e e r s e i t e