DE2154670A1 - Vorrichtung zum Feststellen der Be wegung und der Drehgeschwindigkeit von Eisenbahnfahrzeugachsen - Google Patents

Description

Vorrichtung;'zum !Feststellen der Bewegung und der Drehgeschwindigkeit von Eisenbahnfahrzeugachsen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine in Verbindung mit Eisenbahnfahrzeugen zu verwendende Vorrichtung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die es ermöglicht, festzustellen, ob sich eine Achse eines Eisenbahnfahrzeugs dreht oder nicht, und die es.außerdem ermöglicht, die Drehgeschwindigkeit der Achse zu ermitteln.

Zwar sind bereits Vorrichtungen bekannt, mittels welcher festgestellt werden kann, ob sich eine Achse eines Eisenbahnfahrzeugs dreht oder nicht, und es sind auch Vorrichtungen zum Anzeigen der Drehgeschwindigkeit von solchen Achsen bekannt, doch sind diese bekannton Vorrichtungen von realtiv komplizierter konstruktion und daher teuer.

Gernäß der Erfindung wird eine Vorrichtung der genannten Art vorgeschlagen, die zwar insbesondere zur Verwendung bei Lokomotiven geeignet ist, sich jedoch auch-bei anderen Eisenbahnfahrzeugen benutzen läßt. Lei Lokomotiven ist es bereits üblich, die Achsen mindestens an einem Ende mit einer Öffnung zu versehen, die Keilbahnen aufweist und dazu dient, eine

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Welle anzutreiben, die ein Zahnrad trägt, welches mit einer Magnetspule zusammenarbeitet, so daß die Anordnung als Drehgeschwindigkeit s~ und Bewegungsanzeigevorrichtung· wirkt. Gemäß der Erfindung wird eine solche mit Keilbahnen versehene öffnung in Verbindung mit einem Dauermagneten und einer Spulenanordnung benutzt, um eine Anzeigeeinrichtung anzutreiben, mittels welcher die Bewegung der betreffenden Achse festgestellt und ihre Drehgeschwindigkeit ermittelt werden kann.. Die den Dauermagneten und die Spulenanordnung umfassende Baugruppe wird ortsfest durch eine Kupplung festgehalten, die . mit dem Achslagergehäuse verbunden ist, und die mit Keilbah-■ nen versehene Öffnung der Achse dreht sich gegenüber dieser Baugruppe.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunue, eine neuartige und verbesserte Vorrichtung zum feststellen der Bewegung und der Drehgeschwindigkeit von Eisenbahnfahrzeugachsen zu schaffen. Ferner ist gemäß der Erfindung eine Bewegungs- und Drehgeschwindigkeits-Nachweisvorrichtung für-die Achsen von Eisenbahnfahrzeugen geschaffen, die in Zuordnung zu einer Achse und einem Achslagergehäuse benutzbar ist und sich mit erheblich geringeren Kosten herstellen läßt als alle bis jetzt bekannten Vorrichtungen dieser Art.

■ Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten aer Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Au sführunfvsb ei spielen näher erläutert. Es zeigt

i'ig. 1 scheiuati&ch in einem Kleinen Kaßstab ein Drehgestell für ein Eisenbahnfahrzeug, bei dem die eriindun^sgeniäße Vorrichtung einer Achse des xfrehgestells und dem zugehörigen Achslagergehäuse ζU^;eoro.net werden kann;

Fig. 2 schematisch im Längsschnitt eine Ausführungsform eines Bewegrmgs- und Drehceschwindi^keitsdetektors;

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Fig. 3 einen querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Blockschaltbild;

Fig. 5 im Längsschnitt eine vollständige Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig.5; und

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig.5.

In Fig. 1 ist ein typisches Drehgestell 10 für ein Eisenbahnfahrzeug dargestellt, das seitliche Wangen 11 und 12, zwei Radsätze 13 und Achslagergehäuse 14 zum Aufnehmen der Enden der Achsen umfaßt. In Fig. 2 ist eine solche Achse mit 15 bezeichnet, während .das gegenüber dein Drehgestell 10 ortefest angeordnete Achslagergehäuse wiederum mit 14 bezeichnet ist.

Die in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellte Ausführungsform umfaßt eine Lffnung 16, deren Wand mit mehreren sich in axialer Kichtung erstreckenden, in Umi'angsabständen verteilten keilbahnen oder Zähnen 17 versehen ist. In der öffnung 16 ist eine Dauermagnet- und Spulenbaugrupr. e 18 angeordnet, die einen Stabmagneten 19 umfaßt, auf den eine Spule 20 aufgesetzt ist. Die Baugruppe 18 ist in einem rohrförmigen Endabschnitt 21 einer hohlen T-förmigen Konstruktion 22 eingebaut. Ein rohrförmiger Schaftabschnitt 23, der sich im rechten Winkel zu demrohrförmigen Endabschnitt 21 erstreckt, ist im wesentlichen gleichachsig mit der Achse 15 angeordnet und in der mit den Keilbahnen versehenen öffnung 16 mittels eines Lagers 24 drehbar gelagert. Das freie Ende des rohrförmigen Schafte.bschnitt 23 ist fest in das Achslagergehäuse 14 eingebaut. Ferner sind für die Spule 20 Zuleitungen 25 vorgesehen, die sich zweckmäßig durch den rohrför-

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migen Schaftabschnitt 23 erstrecken können und an eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen sind.

Gemäß Pig. 4- ist der insgesamt mit 26 bezeichnete Detektor, der die mit Keilbahnen versehene öffnung, den Dauermagneten und die Spule umfaßt, elektrisch mit einer Anzeigeeinrichtung 27 verbunden. Während des Betriebs dreht sich die Achse 15 gegenüber der Dauermagnet- und Spulenbaugruppe 18, so daß sich eine ständige Änderung des magnetischen Widerstandes des Flußweges des Magneten 19 ergibt, wodurch in der Spule 20 eine Spannung induziert wird, durch welche die Anzeigeeinrichtung 27 betätigt wird. Der Detektor erzeugt eine alternierende Wellenform synchron mit der Bewegung der Keilbahnen 17 gegenüber den Enden des Stabmagneten 19» die von den Keilbahnen durch Spalte getrennt sind. Bei der Anzeigeeinrichtung 27 handelt es sich somit um eine Spannungsempfindliche Einrichtung zum Feststellen der in der Spule 20 induzierten Spannung.

Eine bevorzugte Ausfühi-ungsform der Erfindung ist in Fig. 5 bis 7 dargestellt und umfaßt eine Achse 30, die an beiden Enden z. B. in nicht dargestellten Gleitlagern gelagert ist, welche jeweils durch ein Achslagergehäuse der bei 32 dargestellten Art unterstützt sind. Das freie Ende der Achse 30 ist mit einer Keiloahnen aufweisenden öffnung 33 versehen, bei der sich mehrere in Unifangsab ständen verteilte Keilbahnen od&v Zähne 34- in axialer dichtung erstrecken.

Eine Spulen- und Dauermagnetbaugruppe 35 des insgesamt mit 36 bezeichneten Detektors ist in der mit den Keilbahnen versehenen Öffnung 33 angeordnet. Die Laugruppe 35 umfaßt einen Steb-magneten 37» der gleichachsig mit der öffnung und der Achse 30 angeordnet ist, und auf den eine Spule 38 aligeschoben ist. Ferner sind magnetische Polstücke 39 und

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vorgesehen, die an den Enden des.Stab-magneten 37 anliegen. Das Polstück 39 weist einen Ansatz 39a auf, der mit dem Boden der Öffnung 33 zusammenarbeitet, um die richtige Lage der Baugruppe 35 zu bestimmen· Jedes Polstück ist mit mehreren in Umfangsabständen verteilten Zähnen 39t bziw. 40t versähen, die durch Spalte von den Keilbahnen 34 getrennt sind-und mit ihnen zusammenarbeiten; ferner weisen die Polstücke Lagerflächen 39b und 40b auf, auf denen Lagerbüchsen 41 drehbar gelagert sind, die sich stirnseitig an den Eeilbahnen 39t und 40t abstützen und dazu dienen, die Spulen- und Dauermagne^tbaügruppe 35 in der mit Keilbahnen versehenen Öffnung 33 drehbar zu lagern. Da sich die Achse 30 in seitlicher Richtung bewegen kann, muß die Passung zwischen den Lagern 41 einerseits und den Keilbahnen 34 andererseits so gewählt sein, daß axiale Relativbewegungen möglich sind.

Das Polstück 40 ist fest mit dem Deckel 32 des Achslagergehäuses verbunden, um Drehbewegungen der Spulen- und Dauermayaetbaugruppe 35 gegenüber dem Achslager zu verhindern; diese Verbindung kann z.B. eine' Stange 43 und eine elastische Kupplung 44 umfassen, die gegebenenfalls in j?orm eines Gummischläuche ausgebildet sein kann« Die nicht dargestellten Zuleitungen für.die Spule 38 können durch eine öffnung 45 nach außen geführt sein und sich von dieser Öffnung aus zu dem Achslagergehäuse erstrecken, um mit einer Klemmenleiste oder dergleichen verbunden zu werden, die ihrerneits an die Anzeigeeinrichtung angesöhlossen werden kann*

Die Wirkungsweise der Ausführuii£;sform nach I'ig. 5 bis 7 ist allgemein aie gleiche wie diejenige der in I'ir* 2 schematisch dargestellten Ausrünrungijform, da die "bewegung der Zähne 39t und 40t der Polstücke 39 und 40 cjegemiber d_en Keil^ bahnen $4 der λ Ghee bewirbt, diili sich der magnetische 'wider« »Land des I¹IuL=Wt^eS für don btauiuagneten 37 ständig ändert,

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so daß in der Spule 38 eine Spannring mit einer alternierenden Wellenform induziert wird. Dieses Spannungssignal wird einer Anzeigeeinrichtung zugeführt, um anzuzeigen, ob sich die Achse festgeklemmt hat, und um normalerweise die Drehgeschwindigkeit der Achse anzuzeigen.

Ansprüche;

Claims (7)

A ft S t R 'Ü C h Ji

1. j Vorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Bcßftgebtell eines Eisenbahnfahrzeugs, das mindestens einen batz von einander gegenüberliegenden Achslagergehäusen umfaßt, die durch das 'Drehgestell unterstützt sind, sowie eine in den Achslagergehäuse!! gelagerte, mit Jxädern versehene Achse, zum Feststellen, ob sich eine Achse festgeklemmt hat, und zum Ermitteln der Drehgeschwindigkeit der betreffenden Achse, gekennzei chnet durch eine in einem Ende der Achse (15; 30) ausgebildete öffnung (16; 33) mit mehreren axialen, in Unifangsabständen verteilten Keilbahnen (17; 3^-), eine in der mit den Keilbahnen versehenen Öffnung drehbar gelagerte Baugruppe (18; 35) mit einem Dauermagneten (19; 37) und einer Spule (20; 36), eine Anordnung (22; 43, 44), welche die Baugruppe mit dem benachbarten Achslagergehäuse verbindet, um zu verhindern, daß sich die Baugrupi e gegenüber dem Achslagergehäuse dreht, wobei jedoch eine relative Drehbewegung zwischen der Baugruppe und der Achse auftritt, wenn sich die Achse dreht, so daß in der Spule eine Spannung induziert wird, s.wie durch eine an die Spule angeschlossene, auf die induzierte Spannung ansprechende Anzeigeeinrichtung (27).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnet- und Spulenbaugruppe (18; 35) einen Stabmagneten (19; 37) und eine auf ihm angeordnete Spule (20; 3S) umfaßt, und daß die Anordnung derart ist, daß eine Drehbewegung der Achse (15; 3^) bewirkt, daß die Keilbahnen (17; 3^) den magnetischen Widerstand des Fluß-

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weges des Stabmagneten verändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung eine flexible Kupplung (44) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß . die Dauermagnet- und Spulenbaugruppe (35) einen Stabmagneten (37) umfaßt, dessen Längsache .gleichachsig mit der Achse (30) und der mit Keilbahnen (34) versehenen Öffnung (33) angeordnet ist, ferner eine den Stabmagneten umschließende Spule (38) sowie magnetische Polstücke (39» 40), die an beiden Enden des Stabmagneten angeordnet sind und durch Spalte von den Keilbahnen getrennte, in Umfangsabständen verteilte Zähne (39$» 40t) aufweisen, so daß eine Drehung der Achse bewirkt, daß die Keilbahnen mit den Zähnen der Polstücke zusammenarbeiten, um den magnetischen Widerstand des Flußweges des Stabmagneten zu verändern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Bauteile (41), die durch die Keilbahnen (34) unterstützt sind und dazu dienen, die Baugruppe (35) in der mit den Keilbahnen 04) versehenen öffnung (33) drehbar zu lagern.

" 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Lager (41), die durch die Keilbahnen (34) unterstützt sind und dazu dienen, die Polstücke (39» 40) drehbar zu lagern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung eine flexible Kupplung (44) umfaßt.

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