DE2340774B2

DE2340774B2 - Wirbelstrom- und Hysteresebremse für schienengebundene Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2340774B2
Application number: DE2340774A
Authority: DE
Inventors: Max 5060 Bergisch Gladbach Baermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-11
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1979-11-08
Also published as: ES429033A1; FR2240136A1; DE2340774A1; US3874482A; IT1018909B; GB1434678A; SE402248B; JPS5044378A; PL91501B1; CH581036A5; BE818189A; DD112944A5; DE2340774C3; SE7410078L; ATA554674A; NL7409741A; IN140134B; CA1008379A; FR2240136B1; AT332452B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wirbelstrom- und Hysteresebremse für schienengebundene Fahrzeuge, die aus mehreren in Längsrichtung der Schiene im Abstand in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten und senkrecht zur Schiene stehenden Polschenkeln wechselnder Polarität besteht, die durch parallel zur Schiene verlaufende, Erregerspulen tragende Spulenkerne miteinander verbunden sind, wobei der Wicklungssinn der Erregerspulen von Spule zu Spule wechselt.

Eine derartige Wirbelstrom- und Hysteresebremse ist bereits aus der CH-PS 15 877 bekannt. Dadurch, daß bei dieser Bremse die Polarität von Polschenkel zu Polschenkel wechselt, läßt sich bei fahrendem Fahrzeug eine Bremskraft erreichen, die bedingt ist durch die in der Schiene erzeugten Wirbelströme und Hystereseverluste aufgrund der wechselnden Magnetfelder. Da derartige Schienenbremsen üblicherweise zwischen den Laufrädern des Drehgestells angeordnet werden (DE-OS 20 35 781), kann die Baulänge der Bremse nicht beliebig vergrößert werden. In Verbindung mit dem notwendigen Raum für die Erregerspulen bedingt dies eine Begrenzung der Anzahl der Polschenkel wechselnder Polarität je Schienenbremse zwischen den Laufrädern. Eine zwecks Erzielung möglichst hoher Bremskräfte an sich erwünschte Erhöhung der Anzahl der Polischenkel durch Verkleinerung der Spulenlängen in Fahrtrichtung würde bei gleichbleibender erforderlicher Erregerdurchflutung eine zu hohe Erwärmung der Erregerspulen bedingen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wirbelstrom- und Hysteresebremse für schienengebundene Fahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Anzahl der Polwechsel je Längeneinheit zu vergrößern und trotzdem eine gute Ableitung der entstehenden Stromwärme zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die jeweils aus einer Bandwicklung bestehenden Erregerspulen im Bereich der der Schiene zugekehrten

ίο Seite seitliche Ausnehmungen aufweisen, welche die Polschenkel aufnehmen, so daß die in Fahrtrichtung gemessene Spulenlänge zwischen den Polschenkeln geringer ist als außerhalb der Polschenkel, wobei das Verhältnis der geringeren Spulenlänge zur größeren

:5 Spulenlänge mehr als I : 1,5 beträgt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme gestattet, daß der Abstand zwischen den Polschenkeln verkleinert wird, so daß bei gleicher Baulänge der Bremse eine größere Zahl von Polen wechselnder Polarität vorgesehen werden kann. Wegen der g'ößercT Po'wcchselzahi ergibt sich eine höhere Bremskraft

In dem Spulenumfangsteil mit kleinerer Spulenlänge ist die Stromdichte höher als in dem Teil des Spulenumfanges mit größerer Länge. Da aber der Teil des Spulenumfanges mit kleinerer Spulenlänge verhältnismäßig kurz ist, kann die in ihm entstehende höhere Stromwärme aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des für die Spulenwicklung verwendeten Werkstoffes schnell zum Spulenteil mit größerer Spulenlänge geleitet werden, wo sie durch die größere Oberfläche gut abgeführt werden kann.

Da in dem der Schiene abgewandten Teil der Bremse genügend Raum zur Verfügung steht, kann man in vorteilhafter Weise dort zwischen den einzelnen Windungen der Erregerspule Spalte für ein Kühlmedium vorsehen, um eine noch bessere Wärmeableitung durch einen Luftstrom oder durch eine Kühlflüssigkeit, wie z. B. Silikonöl, zu erreichen.
Nachfolgend ist ein Ausführu.ig^beispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen er läutert. Es zeigt

F i g. I einen senkrechten Schnitt durch beispielsweise zwei dargestellte, elektromagnetisch erregte Bremselemente der Wirbelstrom- und Hysteresebremse nach der Erfindung, die in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind,

Fig. 2 eine halbierte Darstellung des linken Bremselementes A und des rechten Bremselementes B nach Fig. 1, wobei der Spulenkern und die Erregerspule geschnitten sind.

In Fig. 1 sind zwei Bremselemente A und B dargestellt. Sie bestehen aus einem mittleren Spulenkern 1, auf dem die Erregerspule 2 angeordnet ist. An den gegenüberliegenden Stirnseiten 3 und 4 des Spulenkerns 1 sind Polschenkel 5 befestigt. Die Polflächen 6 der Polschenkel stehen mit einem dazwischenliegenden Luftspalt 7 der Schienenlauffläche 8 der Schiene 9 gegenüber.

Mehrere dieser elektromagnetisch erregten Bremselemente sind zu einer kompletten Bremse verbunden.

Zu diesem Zweck sind sowohl die Polschenkel als auch die Spulenkerne mit wenigstens einer in Fahrtrichtung verlaufenden Bohrung 10 versehen, durch die hier nicht dargestellte Verbindungselemente, wie z. B. Verbindungsbolzen, eingesetzt sind. Die Erregerspulen 2 sind von Element zu Element mit entgegengesetztem Wicklungssinn gewickelt und an ihrem Spulenanfang und -ende jeweils miteinander verbunden, so daß bei Erregung der Spulen in den Polflächen 6 der

Polschenkel Pole wechselnder Polarität entstehen, die in der Zeichnung durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet sind.

Die aus den einzelnen Elementen zusammengesetzte Schienenbremse ist an den beiden Längsseiten des in s der Zeichnung nicht dargestellten Drehgestells zwischen den Laufrädern an nicht abgefederten Teilen desselben befestigt, so daß ein gleichbleibender Luftspalt 7 zwischen den Polflächen 6 und der Schienenlauf fläche 8 gewährleistet is L ι ο

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, weisen die Erregerspulen 2 im Bereich der der Schiene zugekehrten Seite zwischen den Polschenkeln eine in Fahrtrichtung gemessene geringere Spulenlänge (I) auf als auf der der Schiene bzw. den Polschenkeln abgewandten Seite. Diese größere Spulenlänge ist mit (l\) bezeichnet

Durch die Verkleinerung der Spulenlänge ^zwischen den Polschenkeln wird die Stromdichte sehr hoch. Die dadurch entstehende höhere Stromwärme wird aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit der Wicklung der Erregerspule zum größeren Querschnitt bzw. zu dem Teil mit größerer Spulenlänge ß) geleitet, ·;ό sie wegen der großen Oberfläche gut abgeleitet werden kann. Da in dem der Schiene abgewandten Teil der Bremse genügend Raum zur Verfugung steht, kann man, wie in dem in Fig. 1 dargestellten Bremselement B veranschaulicht ist, zwischen den einzelnen Windungen der Erregerspule Spalte 11 vorsehen, um eine noch bessere Wärmeableitung zu erreichen. Man kann durch diese Spalte keine Kühlflüssigkeit, wie z. B.SilikonöI, leiten.

Um die Streuverluste zwischen den Polschenkeln möglichst niedrig zu halten, ist es zweckmäßig, den in F i g. 1 eingezeichneten Abstand (a) zwischen den Polflächen 6 und der Spulenauflenfläche 12 möglichst klein zu halten. Dieser Abstand fa/sollte im Bereich von 8—30 mm liegen.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, bestehen die einzelnen Spulen aus einer Bandwicklung, die an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten 13, 14 im Bereich der Polschenkel zwecks Verringerung der Länge (I) gestrichelt angedeutete Ausnehmungen 15,16 aufweist, die vorzugsweise aus der bereits gewickelten Erregerspule ausgefräst sind.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist die Bandwicklung des Bremselementes B oberhalb des Spulenkerns 1 mit Spalten 11 versehen, während di* Bandwicklung des Bremselementes A derartige Spalte nicht aufweisL Ferner sind aus dieser Figur der geschnittene Spulenkern I und ein Polschenkel 5 gut ersichtlich. Dieser Polschenkel ragt zum Teil in die ausgefräste Ausnehmung 15 der Erregerspule 2 hinein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelstrom- und Hysteresebremse für schienengebundene Fahrzeuge, die aus mehreren in Längsrichtung der Schiene im Abstand in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten und senkrecht zur Schiene stehenden Polschenkeln wechselnder Polarität besteht, die durch parallel zur Schiene verlaufende. Erregerspulen tragende Spulenkerne miteinander verbunden sind, wobei der Wicklungssinn der Erregerspulen von Spule zu Spule wechselt, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils aus einer Bandwicklung bestehenden Erregerspulen (2) im Bereich der der Schiene (9) zugekehrten Seite seitliche Ausnehmungen (15, 16) aufweisen, welche die Polschenkel (5) aufnehmen, so daß die in Fahrtrichtung gemessene Spulenlänge (I) zwischen den Polschenkeln (5) geringer ist als außerhalb der Polschenkel, wobei das Verhältnis der geringeren Spuleni5nge (I) zur größeren Spulenlänge ß) mehr alsl : 1,5 beträgt.

2. Wirbelstrom- und Hysteresebremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Erregerspulen (2) auf der der Schiene (9) zugewandten Seite zwischen den Polschenkeln (5) dicht aufeinanderliegen und der restliche Teil der Wicklung oberhalb des Spulenkerns (1) zwischen den einzelnen Windungen Spalte (11) für ein Kühlmedium aufweist.

3. Wirbelstrom- und Hysteresebremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen atm Windungen gebildeten Spalte (11) eine umlaufende Kühlflüssigkeit, wie z. B. Silikonöl, enthalten.