DE2356112A1

DE2356112A1 - Bremsverfahren und bremsvorrichtung fuer eisenbahnfahrzeuge

Info

Publication number: DE2356112A1
Application number: DE2356112A
Authority: DE
Inventors: Yvon Dubreucq
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1974-05-22
Also published as: GB1410865A; JPS5024916A; IT1008597B; BE824561A; CA1014080A; JPS5120086B2; US3881578A; DE2356112C3; DE2356112B2

Description

Yvon DUBBEUOGL

65, rue Faidherbe

59810 IESQUIN, Frankreich

Bremsverfahren und Bremsvorrichtung für Eisenbahnfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bremsung durch Wirbelströme für Fahrzeuge oder Einrichtungen, die sich auf Schienen oder dgl. aus magnetischem Metall bewegen und deren Räder ebenfalls aus magnetische» Metall bestehen.

Ziel der Erfindung ist es insbesondere, das Problem der Bremsung von Eisenbahnfahrzeugen durch eine Vorrichtung zu lösen, die einfach und wirksamer als die bisher-bekannten Vorrichtungen ist.

Die am" häufigsten benutzte Vorrichtungy,die Klotzbremse auf dem Bad, ist auf die hohen Geschwindig-

Dr. Müller-Bors . Dr. Manite - br.TfeSer· Dipf.-lrig.TinSefWBld Dipl.-Ing. Grämkow

Braunschweig, Am Bürgerpark β 8 München 22. Robert-Koch-StraBe 1 7 Stuttgart-Bad Cannstatt. MarktstraBe

Telefon (0531) 73887 Telefon (0811) 293645. Telex 5-22050 mbpat. Telefon (0711) 567261

Bank: ZentrtlkMsa Bayer.Volksbanken, München, Kto.-Nr.9822 Postscheck: München 95495

keiten ,zu durch die unzulässige Zunahme des Verschleisses der Klötze und das Auftreten von"Punkten thermischer Ermüdung auf den Laufflächen begrenzt. Diese Punkte thermischer Ermüdung werden durch die Stärke des Wärrneflusses verursacht, der auf diesen Flächen durch die Bremsung und die damit verbundene -Temperaturerhöhung freigegeben wird. Andererseits ist.die Klotzbremse auf dem Rad, obwohl sie durch ihre selbstreinigende Wirkung den maximalen Koeffizient der Rad-Schienen-Haftung beibehält, in ihrer Wirksamkeit durch diesen Koeffizient begrenzt. Die Bremskraft muß nämlich in allen Fällen unter der Blockierungsgrenze bleiben, da die Blockierung eine schnelle Beschädigung der Räder mit sich bringt.

Andere Vorrichtungen, mit denen die Achsen abg'ebrend; werden, ohne daß direkt auf die Lauffläche eingewirkt wird, beispielsweise die Scheibenbremsen, schützen das Rad teilweise, in—dem sie heiße Stellen an seiner Lauffläche vermeiden, sind o^e^o°ⁿj <ia ^si^e ebenfalls von dem Koeffizient der Rad-Schienen-Haftung abhängig sind, in ihrer Wirksamkeit auf einen maximalen Verlangsamungswert beschränkt, der praktisch von der Masse der zu bremsenden Achse unabhängig ist und nahe bei 1 - 2m/s/s liegt.

Zwei andere Systeme, bei denen die Bremskraft direkt auf die Schiene ausgeübt wird, ohne über das Rad zu wirken, beseitigen den Nachteil der Grenze der Rad-Schieneh-Haftung, bringen jedoch andere Schwierigkeiten mit sich. Das erste System, bei dem' die aktiven Flächen eines Elektromagnets auf der Schiene reiben, kann höchstens für Notbremsungen benutzt werden, da es starkem Verschleiß unterliegt. Das zweite System₉

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bei dem in der Schiene durch einen direkt darüberliegenden Elektromagnet Wirbelströme erzeugt werden, ist sehr schwierig anzuwenden, da es einen geringen Abstand zwischen den aktiven Flächen und der Schiene voraussetzt. Die Elektromagnete sind nämlich schwer und müssen aufgehängt werden, sind also von Höhenänderungen des Fahrgestells gegenüber der Schiene abhängig. Wenn sie ausnahmsweise nicht aufgehängt werden, müßte ihre Höhe noch an den Verschleiß der Räder angepaßt werden, was große Komplikationen mit sich bringt.

Die Kombinierungen dieser beiden Vorrichtungen, im Falle von Antriebsachsen verbunden mit der Bremsung durch den Motor, gestatten die Lösung der Probleme der hohen Geschwindigkeiten, erfordern jedoch äußerst komplexe Einrichtungen.

Ferner ist ein System bekannt, das die örtliche Verlangsamung eines Eisenbahnfahrzeuges gestattet, das einen Gleisabschnitt überfährt, der. zu diesem Zweck mit einer Erregungsspule ausgerüstet ist, die auf einem magnetischen Querelement sitzt, das der üblichen Bettung hinzugefügt ist und die beiden Schienen miteinander verbindet.

Wenn ein Fahrzeug auf diesen Gleisabschnitt gelangt, schließt sich der durch die Wicklung in dem Querelement und den Schienen erzeugte Magnetfluß, in—dem er über die Achsen von einem Rad zu dem anderen,auf derselben Achse befestigten Rad läuft. Daraus ergibt sich ein Verlangsamungseffekt, der durch die Wirbelströme erzeugt wird,

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die sich in den Rädern und zu einem geringen Teil, da der Fluß dort seine Richtung nicht ändern kann, in den Schienen entwickeln.

Ein derartiges System ist jedoch nur für die Verlangeamung von Wagen in Rangierbahnhöfen, jedoch in keiner Weise auf dem gesamten Eisenbahnnetz zum Abbremsen der Fahrzeuge unter allen möglichen Betriebsbedingungen anwendbar, da die erforderlichen Einrichtungen hierbei zu den an den gebräuchlichen Fahrzeugen benutzten Einrichtungen in keinem Verhältnis stünden.

Gegenstand der Erfindung ist'ein Verfahren zur Wirbelstrombremsung von Fahrzeugen oder Einrichtungen, die sich auf Schienen oder dergleichen aus magnetischem Metall bewegen und deren Räder ebenfalls aus magnetischem Metall bestehen, wobei dieses Verfahren die Nachteile der bisher bekannten Systeme beseitigt und gleichzeitig manche ihrer Vorteile beibehält.

Dieses Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß durch Wicklungen, die von einem Gleichstrom durchflossen werden und von dem Fahrzeug getragen werden, mindestens ein Magnetfluß erzeugt wird, der sich von einem Rad zum anderen über den zwischen den Rädern befindlichen Schienenteil schließt, nachdem er die Kontaktzonen zwischen Rad und Schiene durchquert hat.

Gegenstand der Erfin-dung ist ferner eine Vorrichtung zur V/irbelstrombremsung für Fahrzeuge oder Einrichtungen, die sich auf Schienen oder dergleichen bewegen und deren Räder ebenfalls aus magnetischem Metall bestehen, wobei diese Vorrichtung das.obengenannte Verfahren benutzt.

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Diese Bremsvorrichtung ist im wesentlichen gekennzeichnet dreh mindestens eine Erregerwicklung, vorzugsweise mindestens' eine jedes Had umgebende Erregerwicklung, und mindestens einen induzierten Magnetkreis, der mindestens zwei auf derselben Seite des Fahrzeuges gelegene Räder enthält, wobei der zwischen diesen Rädern befindliche Schienenteil und mindestens ein von dem Fahrzeug getragenes Element aus magneti-.-schein Metall diesen Kreis zwischen diesen Rädern schließt, deren eines somit bezüglich der Schiene als Nordpol und deren anderes als Südpol eines Elektromagnets betrachtet wird. ' - ■

Durch Erzeugung eines Magnetflusses in einem derartigen Kreis werden in dem Körper der Räder und in den Schienen Wirbelströme erzeugt. Diese Wirbelströme haben eine Bremswirkung, während gleichzeitig zwischen den Rädern und den Schienen eine starke magnetische Anziehungskraft entwickelt wird, die von der Stärke des Magnetflusses und infolgedessen von der potentiellen Bremswirkung abhängig ist. Dadurch wird die Haftung zwischen Schienen und Rädern verbessert und ergibt sich die Möglichkeit einer stärkeren Verlangsamung.

Bei einer erf indungs gemäßen Vorrichtung b&steht der induzierte Kreis aus magnetischen Teilen, die bereits auf dem. Schassis oder Radgestell vorhanden sind, und bringt kein zusätzliches Gewicht mit sich, außer des der Wicklungen aus leitendem Metall, das jedoch leicht aufgehängt wird und deren Ausschläge über der Schiene ohne Bedeutung' sind.

Durch die Erfindung erhält man in einer einzigen, leichteren Vorrichtung die Vorteile einer auf die Schiene

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einwirkenden Wirbelstrombremse (kein Verschleiß, Unabhängigkeit gegenüber dem Haftkoeffizient), wobei gleichzeitig die Schwierigkeiten der Einstellung des Abstyndes über den Schienen vermieden werden.

In den letzten Jahren nehmen die Geschwindigkeiten der Eisenbahnfahrzeuge ständig zu und die Entwicklung der Bremstechniken tendiert zu einer Aufgabe der Redklotzbremse zu Gunsten der Scheibenbremse.^fDie Ursachen dieser Entwicklung liegen einerseits darin, daß es nicht mehr ohne Beschädigung der Räder möglich ist, von dem Moment an, an dem die Geschwindigkeiten bei Personenwagen mit 12-13 Tonnen pro Achse 160—180 km/h oder bei Güterwagen mit 20 Tonnen pro Achse 120-1^0 km/h überschreiten, nur mit den Klötzen zu "bremsen, und deß · andererseits der Verschleiß der Beläge der Scheibenbremsen sich als geringer herausstellt und diese nicht so oft wie die Klötze ausgetauscht werden müssen, wodurch die Rentabilität des Betriebs erhöht wird.

Diese Tendenz zu Scheibenbremsen wird jedoch von einigen Nachteilen begleitet. -

Die Montage von Scheibenbremsen auf einem Radgestell bringt nämlich höhere Investitionskosten mit sich, die man durch vollständiges oder teilv/eises v/eglassen der Klotzbremse auszugleichen versucht hat. Leider müssen zusammen mit den Scheibenbremsen zur maximalen Ausnutzung ihrer Bremsmöglichkeiten kostspielige Elockierschutζvorrichtungen benutzt werden. Dies- ist allgemein bei hohen Geschwindigkeiten der Fall, bei denen zur Berücksichtigung der Abstände zwischen Signalisierungsabschnitten praktisch bei der Haftgrenze gebremst werden muß, die bei den Klotzbremsen besser- ist.

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Andererseits führt die Montage von Scheibenbremsen zu einer Erhöhung des nicht aufgehängten'Gewichtes der Rädgestelle, was dem Verhalten der Gleise und der Stabilität der Eadgestelle unzuträglich ist.

!Ferner sind bei Scheibenbremsen die Bremswege weniger regelmäßig als bei Radklotzbremsen und hängen manchmal in weitem Maße von den klimatischen Bedingungen ab. '

Die Wartung der Scheibenbremsen ist wesentlich komplizierter, da die belegten Backen der Zangen weniger sichtbar und zugänglich als die Radklötze sind. Ferner nimmt der Verschleiß der Beläge der Scheibenbremsen stark zu, wenn.die Geschwindigkeiten eine gewisse kritische Schwelle überschreiten, und zwar bei Personenwagen in der Nähe von 200 km/h; die Frequenz und die Kosten der Wartung werden übermäßig hoch und es müssen zusätzliche Bremseinrichtungen benutzt werden.

Die Erfindung gestattet die Lösung dieses Problems insofern, als sie die Beibehaltung der Vorteile der Scheibenbremse und die Verringerung ihrer Rachteile insbesondere hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten gestattet und gleichzeitig regelmäßigere Bremsleistungen und eine Verringerung des nicht aufgehängten Gewichts ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird mittels einer geeigneten Vorrichtung zur Verteilung der jeweiligen Bremsbefehle eine dynamische Wirbelstrombremsvorrichtung ohne Luftspalt, wie sie oben definiert -wurde,- und ein Reibungs-Scheib^bremssystem mit Fluidausströmung. an sich bekann- * ter Art kombiniert.

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Die Vorrichtung zur Verteilung der Befehle ist so beschaffen, daß der größte Teil der Energie der Bremsung durch die dynamische Bremsvorrichtung ohne Luftspalt abgeführt wird und daß das Ende der Bremsung, wenn die dynamische Vorrichtung weniger wirksam wird, durch das Scheibenbremsensystem gewährleistet wird. Auf diese Weise wird die Hauptbremsung durch, die dyngjnisclie Bremse ohne Luftspalt bewirkt, die regelmäßig ist und ohne Verschleiß arbeitet, ihre Steuerung wird einfach durch Einwirkung auf den Erregungsstrom der Wicklungen erreicht, der durch die kinetische Energie des Fahrzeugs über umlaufende Maschinen, wie durch die Achsen angetriebene Wechselstromgeneratoren mit einem System zur Regulierung des Stroms und Gleichrichtern geliefert werden kann. Die Scheibenbremsen, die nicht mehr den größten Teil der Energie abgeben müssen, können erleichtert werden und die Klemmkraft der Zangen kann ausreichend weit unter der Haftgrenze gehalten werden, so daß auf Blockierschutzeinrichtungen verzichtet werden kann. Da der Verschleiß der Beläge auf diese Weise stark verringert wird, können die Wartungsinspektionen in größeren Abständen vorgenommen werden und können die Kosten verringert werden.

Wie oben gesagt wurde, besitzt die dynamische Wirbelstrombremsvorrichtung vorzugsweise mindestens eine Erregungswicklung um jedes Rad herum.

In der Praxis sind diese Erregungswicklungen um den unteren Teil der Räder herum angeordnet. Es hat sich nämlich bei Versuchen herausgestellt, daß diese Vorrichtung besondere,sehr interessante Eigenschaften hinsichtlich der Kennlinie der Änderung der Kraft in

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Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und hinsichtlich des Wirkungsgrades besitzt. Bei einem konstanten Erregungsstrom wächst die Bremskraft, die an einem Radgestell, dessen vier Räder mit Wicklungen ausgerüstet sind, gemessen wird, zunächst in einer ersten Zeit gleichzeitig mit der Geschwindigkeit und dann stabilisiert sich die Kraft bei einer gegebenen Geschwindigkeit, die nur von dem Wert des Stromes abhängt, und bleibt bis zu sehr hohen Geschwindigkeiten von der Geschwindigkeit unabhängig. Diese Kennlinie kann dargestellt- werden, wie es in der Zeichnung schematisch gezeigt ist, in.der auf der Ordinate die Geschwindigkeitsabnähme in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit auf der Abszisse aufgetragen wurde, und zwar für drei Werte des Erregungsstroms, und bei E die Kurve gezeichnet ist, die die Bewegung des besonderen Punktes zeigt, von dem aus die Kraft nicht mehr von der Geschwindigkeit abhängt. Eine derartige Kennlinie ist sehr zweckmäßig, da sie die Bremsung eines Radgestells von den höchsten-Geschwindigkeiten an bis zum Stillstand gestattet, in-demdie Wicklungen mittels einer Gleichspannungsquelle erregt werden, ohne daß der Strom moduliert werden muß, der während der Bremsung im wesentlichen konstant bleibt, da sich die Wicklungen sehr wenig erwärmen. Das Anhalten geht mit einer automatischen und progressiven Verringerung der Kraft vor sich, wodurch der Fahrkomfort für die Fahrgäste gegenüber den Reibungsvorrichtungen beträchtlich erhöht wird, bei denen im üblichen Fall von Klötzen beispielsweise aus Gußeisen die Bremskraft ansteigt,, wenn die Geschwindigkeit abnimmt, und zwar bis zu dem Dreifachen ihres Mittelwertes zum Zeitpunkt des Stillstands, was einen unangenehmen Ruck und die Gefahr der Blockierung mit sich bringt, die durch Modulierung der an die Klötze

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angelegten Kraft in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ■ verhindert werden muß.

Ein anderer sehr interessanter Punkt dieser Kennlinie ist, daß es keine Sättigung gibt, d.h., daß die Kraft weiterhin zunimmt, wenn der Erregungsstrom zunimmt. Bas ist eine Folge dessen, daß die magnetische Kopplung zwischen den Amperewindungen der Erregungsspule, genannt magnetisierende Amperewindungen, und den Amperewindungen der Wirbelströme, genannt Sekundär- oder entmagnetisierende Amperewindungen, sehr eng ist, Die Wicklung liegt nämlich den Zonen, sehr nahe, in denen sich de Wirbelströme entwickeln. Bei den anderen Vorrichtungen, beispielsweise bei Wicklungen um den Achsen, ist die Kopplung weniger gut und es tritt Sättigung auf. Diese enge Kopplung gewährleistet auch einen guten Wirkungsgrad, da" der gesamte durch die Wicklungen erzeugte Fluß für die Wirbelströme benutzt wird. Auf diese Weise sind die elektrischen Erregungsleistungen niedrig und die Erwärmungen dsr Wicklungen sind "gering oder sogar vernachlässigbar .

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Ausführungsform der Wicklungen und ihrer Einrichtungen zur Befestigung um die Räder herum auf eine solche Weise vorgesehen, daß sie leicht abmontiert werden können und gleichzeitig so leicht wie möglicn sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

KLg. 1 ein Hedgestell eines Eisenbahnwagens hü; einer Bremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsxorm der Erfindung,

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Pig. 2 eine schematische und im Schnitt gezeigte Darstellung einer Bremsvorrichtung gemäß einer Abwandlung der Vorrichtung von Fig.1,

Fig. 3 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,'

Fig. 4- eine schematische Darstellung, die in Draufsicht die viel' von ihren vier Wicklungen umgebenen Räder des Fahrgestells von Fig.3 und die Schaltung zeigt, in der diese Wicklungen für eine Eeihenschaltung angeschlossen werden müssen^

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Einzelheit, die den Obergang des Magnetflusses von einem zu der Achse parallelen Element zu dem Rad und der Schiene zeigt,

Fig. 6 einen Schnitt in einer vertikalen diametralen Ebene durch eine Achse, die erfindungsgemäß ■ mit der Kombination aus einer dynamischen Wirbelstrombremsvorrichtung .und einem Scheibenbremsensystem ausgerüstet ist,

Fig. 7 ein Gesamtschaltbild einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines mit. Achsen gemäß Fig.6 ausgerüsteten Wagens,

Fig.8 ein Gesamtschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung im lalle der Speisung der Wicklungen von einem Stromrichter aus, der durch die von der Zugmaschine kommenden Hochspannung gespeist wird, und zwar zur Sicherheit mit einer Akkumula-

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torenbatterie.

Fig, 9 line Draufsicht auf ein montiertes Rad eines Radgestells, das mit einer erfindungsgemäßen Wicklung ausgerüstet ist

Fig.10 eine Seitenansicht des Rades von Fig.9

Fig.11 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie XI-XI von Fig. 9

Fig.12 eine Darstellung in kleinerem Maßstab einer Abwandlung der Befestigung der Wicklungen

Fig.15 einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII von Fig.12 in größerem Maßstab.

Fig.i4A und 14B vergleichende Diagramme, die in Abhängigkeit von der Zeit die Abnahme der Geschwindigkeit und andererseits die gleichzeitige Änderung der Yerlangsamung bei einer Haltebremsung eines normal belasteten Radgestells zeigt, wobei der Erregungsstrom konstant ist.

Fig.15 ein Diagramm, das schematisch die Schar der Kennlinien der Verlangsamung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bei demselben Radgestell und bei drei Werten des Erregungsstroms zeigt.

Fig. 16 ein D%ramm, das die Erwärmung der Wicklungen während einer Haltebremsung von 200 km/h aus in Abhängigkeit von dem Erregungsstrom zeigt.

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Das in Fig« 1 dargestellte Radgestell besitzt ein Chassis 2, auf dem zwei Achsen 4 und 6 montiert sind, die vier Räder 8, 10, 12 und 14 tragen. Der Sekundärkreis besteht auf jeder Seite des Fahrzeugs aus zwei Rädern 8, 10 bzw. 12,1.4, aus dem jeweils zwischen diesen Rädern befindlichen Schienenteil 16 bzw» 18 und aus einem Element 20 bzw. 22, das zu den Schienen parallel ist und eine Erregerwicklung 24 bzw. 26 trägt» Die Schienen, die Räder und die Elemente 20 und 22 be-" stehen aus magnetischem Metall. Der tibergang des indu-. zierten Magnetflusses zwischen den Elementen 2O₉ 22 und den Rädern geht in deren Nähe über einen rotieren- ' den Luftspalt vor sich. Gemäß dieser Ausführungsform bestehen die Achsen und, abgesehen von den Elementen 20 und 22_? die Elemente des Chassis aus nicht magnetischem Metalle

Die Bremsvorrichtung arbeitet folgendermaßen?

Wenn die Wicklungen 24 und 26 nicht von einem Erregungsstrom durchflossen werden, können sich die Räder frei drehen und der Bewegung des Fahrzeugs wirkt nichts entgegen« Wenn man i,n diesen Wicklungen einen Erregungsstrom fließen laßt, wird in den Kreisen, die in Fig„1 durch Pfeile dargestellt sind, ein Magnetfluß induziert. Auf diese Weise werden Wirbelströme erzengt, die eine Bremswirkung haben,, während zwischen den Rädern und den Schienen eine starke magnetische Anziehung ausgeübt wird«

In Fig«,2 ist eine Abwandlung dieser Vorrichtung schematisch im Schnitt dargestellt. Diese Abwandlung besteht darin, daß bei jedem Rad 8, 10 anstelle des rotierenden Luftspaltes ein Klotz 28, 30 aus Reibungsgußeisen oder aus magnetischem Material verwendet wird,

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der auf der Lauffläche des Rades reibt. Eine zweckmäßige .Anordnung besteht darin, deß diese Klötze peerweise in das zu den Schienen parallele und über den Kadern, angeordnete magnetische Element 20 exngelrssen werden, so daß die Erregung der Wicklungen einen jrluß durch diese Klötze bewirkt. Einerseits unterliegt die obere Hälfte der Räder einem Magnetfluß und ist der Sitz von zusätzlichen verzögernden Wirbelströmen. Andererseits erzeugt dieser Fluß eine magnetische Anziehung zwischen dem Klotz und dem Rad, so daß eine zusätzliche Bremswirkung durch Reibung erzeugt wird, während die Reinigung der· Lauffläche vorgenommen wird.

Es sind geeignete Einrichtungen, "beispielsweise Federn $2, 34-, vorgesehen, die die Klötze von den Rädern abheben, nach dem der Strom unterbrochen wurde.

Die Bremsung durch Reibung kann auch dadurch erhöht werden, daß auf die Klötze eine zusätzliche Kraft ausgeübt wird, die beispielsweise durch eine pneumatische KoIbenzylindereinheit (nicht aargestellt) erzeugt wird.

Bei einer anderen Abwandlung der oben, beschriebenen Vorrichtungen, wobei der rotierende Luftspalt vorzugsweise ein reibender Luftspalt ist, sind die geweiligen Strömungsrichtungen des Stroms in den Wicklungen zvjeckßiäßigerweise so gewählt, daß keine magnetische Schließung über die Achsen oder über die zu den Achsen parallelen Querträger der Radgestelle möglich ist. DaELLi; die beiden jeweils auf'einer Seite des Radgestells befindlichen Kreise voneinender getrennt sind, wird die Stx-ömungsr-icixfcung des Stroms in den Wicklungen 2*l· und 26 zwe.ck-Eiäßigerweise so gewählt, daß die in den beiden Rädern

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ö und 14- einer gemeinsamen Achse 4- erzeugten Magnetflüsse die gleiche Richtung haben.

Gemäß einer anderen- Abwandlung, die in Fig.3 ■_;;;ezeigt ist, besteht der durch Pfeile dargestellte magnetische Sekundärkreis aus zwei Paaren von koaxialen Hadern 8, 14- und 10, 12, den zwischen diesen Kadern befindlichen Schienenteilen 16 und 18 und den Achsen 4-, 6, die die koaxislen Hadern verbinden.. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Hader, die Achsen und die Schienen aus magnetischem Metall. Die Erregerwicklungen 36, 58, 40, 4-2 sind durch jede geeignete Einrichtung, beispielsweise Lappen 4-4-, an dem Chassis befestigt und sind um die untere Hälfte der Räder herum angeordnet.

Bei dieser Anordnung sind die jeweiligen Strömungsrichtungen des Stroms in den Wicklungen so gewählt, daß die in zwei koaxialen Kadern erzeugten parallelen Magnetflüsse so gerichtet sind, daß sie nicht einander entgegenwirken.

Zu diesem Zweck sind die Wicklungen, die auf den diagonal entgegengesetzten Hadern angeordnet sind, und zwar die Wicklungen 36 und 4-0 für die Räder 8 und 12, von Strömen derselben Richtung E¹,. durchflossen, während die Wicklungen 38 und 4-2 der Räder 10 und 14- der anderen Diagonale von Strömen durchflossen werden, die untereinander dieselbe Richtung 3?₂ haben, die jedoch der Richtung F der ersten Diagonale entgegengesetzt ist. (Schema von Fig.4-). Die Strömungsrichtungen des Stroms von zv;ei Wicklungen zweier benachbarter Räder auf derselben Schiene müssen, selbst wenn diese Räder nicht zu demselben Radgestell gehören, entgegengesetzt sein.

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BAD 0RK3INAI

Bei dem in Fig.3 dargestellten Magnetkreis können die Erregerwicklungen um die Achsen 4 und 6 herum angeordnet werden. Diese Anordnung kann auf Grund der Ausbildung der das Radgestell bildenden Elemente vorzuziehen sein.

Die Anordnung der Wicklungen um die untere Hälfte der Rädern herum, wie es in Fig.3 dargestellt ist, ist jedoch zweckmäßiger, da sie die bessere Ausnutzung des gesamten erzeugten Flusses sowohl hinsichtlich der Erzeugung der verzögernden Wirbelströme als auch hinsichtlich der Erzeugung der- Anziehungskräfte zwischen Schienen und Rädern gestattet.

Zur Veranschaulichung der Größenordnung der Bremskräfte, die mit den oben, beschriebenen Vorrichtungen erreicht werden, werden folgende Zahlen genannt: Bei der in Fig.3 gezeigten Vorrichtung, bei der die Wicklungen um die Räder herum angeordnet sind, beträgt die· Bremskraft für ein Rad etwa 800 kg bei einer Wicklung, die 10 kW verbraucht und ungefähr 50 kg wiegt.

Gemäß einer Abwandlung der Erfindung können die Wicklungen gleichzeitig um die Räder und um die Achsen herum angeordnet werden.

Gemäß einer anderen Abwandlung (nicht dargestellt) besteht der Magnetkreis aus-zwei Paaren von zueinander koaxialen Rädern, den zwischen diesen Rädern befindlichen Schienenteilen und mindestens zwei Elementen aus magnetischem Metall, die den Kreis zwischen den koaxialen Rädern schließen. Diese Elemente bestehen aus Teilen des Chassis oder- Radgestells aus magnetischem Metall, die zu den Schienen senkrecht sind und nicht die Achsen sind. In diesem Fell geht der Durchgang des Magnetflusses von

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diesen Elementen zu den Hadern über einen rotierenden Luftspalt vor sich. In E¹Xg.5 ist scheciatisch ein Teil einer derartigen Vorrichtung dargestellt. Der Magnetfluß fließt über ein Querelement 46 aus magnetischem: Metall, das zu der Achse 48,aus unmagnetischem Metall parallel ist, durchquert den Luftspalt 50 und tritt dann in das Rad 52 und die Schiene 54 ein.

Ohne jede Änderung des bekannten Aufbaus bilden die Achserikästen und die Aufhängungselemente einen relativ mengelhaften Durchgang, der jedoch durchaus verwendbar ist.

Der Erfindung können auch die Anordnungen beigegeben werden, die in rotierenden magnetischen Maschinen gewöhnlich zur Vermeidung der Magnetisierung der Wicklungen benutzt werden, und zwar beispielsweise Einlage von nicht magnetischen Ringen, Achsenkästen aus nicht magnetischem Metall und jede andere bekannte Einrichtung, um den induzierten magnetischen Fluß in eine bevorzugte Richtung zu lenken.

In dem besonderen Fall, in dem der Abstand zwischen den Endachsen von zwei aufeinanderfolgenden Wagen geringer als der zwischen zwei benachbarten Achsen desselben Wagens ist, ist es zweckmäßig, durch ein. Umkehrorgan auf jedem Personenwagen oder Güterwagen eine gleiche Richtung des Stroms aller Personenwagen oder Güterv/agen eines Zuges bezüglich der Fahrtrichtung zu gewährleisten.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung, durch · dos die Vorteile der Scheibenbremse beibehalten und ihre Nachteile abgeschwächt werden sollen, wird dieses System mit einer dynamischen Wirbelstrombremsvorrichtung ohne-Luftspalt mittels einer geeigneten Vorrichtung zur Ver-

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teilung der jeweiligen ^Tiremsbefehle kombiniert.

In Fig. 6, die eine derartige !Combination zeigt, besitzt die Halbachse ein einstückiges Rad 8 run Stοhl, das εuf den Achsenkörper 4 aufgeschrunroft ist, dessen' Achsschenkel sich in einem Wälzlager 3 dreht. Auf die Achse 4 ist eine erleichterte Bremsscheibe 8A "beliebiger bekannter- Art aufgeschrumpft, wobei-die Bremszc-nge zur besseren Anschaulichkeit der Zeichnung nicht dargestellt ist. Sin Wechselstromgenerator 11 ist em Stirnende der Achse 4 angekuppelt. Die Einheit 5 zur Erregung der Wirbelströme besitzt einen Schutzmantel 7 in dem sich eine V/ick lung 9 befindet, die aus einer Bandspule eus oxydiertem Aluminium besteht und in dem Hantel 7 über ein Füllharz Λ'ο gehalten wird, das gute elektrische Isolation-, thermische Leitfähigkeit- und mechanische Festigkeitseigenschaften besitzt. Dieses Harz besteht vorzugsweise aus einem Gemisch, das suf hundert Teilen warm polymerisierb&res Epoxyharz 500 Teile eines mineralischen Füllmittels enthält, beispielsweise fein zerteiltes Zirkoniumoxyd. Die Einheit 5 ist an dem Körper des Hadgestells über Aufhängungsarme 44 aufgehängt.

Die Bremszange hs.t einen pneumatischen Druckeustritt und ihre Antriebs-Kolbenzylindereinheit ist mit den üblichen Druckquellen über ein Steuermagnetventil verbunden, dessen St euer wick lung in Fig.7 Ext 1 z> bezeichnet ist. Dieses Hr.gnetventil ist ein M?"netventil mit sogenannter positiver Sicherheit, d.h. es leitet den Druck zv. dor Bremse, wenn seine v/ickluiv-j ?·z> nicht gespeist ist. Wenn 15 dagegen gespeist ist, ίε^:; die Steuer-Kolbenzylindereinheit der Bremse mit de -" Atmosphäre verbunden und die Scheibenbremse ist :;2l5st.

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BAD ORtGtNAL

Das Schaltbild von Fig.7 zeigt einen erfindungsgemiißen Bremsmechanismus, in dem die einzelnen Kontakte und .Relais in Rühes teilung dargestellt sind, das Fahrzeug steht und die Bremsen gelöst sind. Der Kontakt 17ist der Brerassteuerkontakt und kann durch eine von der Antriebsmaschine kommende Fernsteuerung geshuntet werden. Wenn gebremst werden soll, wird der Kontakt 17 geschlossen. Die Spule des Relais 19 wird nun durch die Spannung der Batterie 21, der sogenannten Beleuchtungsbatterie, die sich an Bord des Wagens befindet, gespeist. Das Relais 19 steigt und schließt den Kontakt 19-1, -der in der Erregung des Wechselstromgenerator^ 11 in Reihe gescheitet ist, der ein System zur Regulierung seines Ausgangsstroms besitzt. Wenn die Geschwindigkeit des Wagens groß genug ist, hat die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerator eine ausreichend hohe Frequenz; um das Frequenzrelais 2;> ansteigen zu lassen, das so voreingestellt wurde, daß es abfällt, wenn die Frequenz, d.h. die Geschwindigkeit, unter einen bestimmten Wert sinkt, der der Geschwindigkeit entspricht, bei der die Scheibenbremsung in Betrieb treten ' soll. Der Kontakt 25-1 schließt sich somit und gewährleistet die Speisung der Spule des Magnetventils 15» wodurch verhindert wird, daß die Scheibenbremse anzieht, obwohl der Befehl dazu gegeben wurde, als das Relais 19 anstieg und den Kontakt 19-2 unterbrochen hat. Gleichzeitig gibt der Wechselstromgenerator 11 über den Gleichrichter 25 in die !Errerningswicklung 9 äe- dynamischen Wirbelstrombremse einen durch die Regulierung bestimmten Gleichstrom ab, so daß die Bremsung durch dieses Verfahren stattfindet und die Geschwindigkeit s.bnimmt. Wenn die Geschwindigkeit den gewählten Wert erreicht, fällt das Frenuenzrelris 2~-j zurück und öffnet dadurch den Kontakt 2i?-1. Die Spule 15 ist nun nicht mehr gespeist und das il leitet den Druck su der Scheibenbremse, die

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BAD ORIGINAL

somit in 5?ätigkeit tritt. Der Anstieg des Druckes wird zweckmäßigerweise durch bekannte Einrichtungen progressiv gemacht und die aus der Steuer-JKolbenzylindereinheit und den Hebeln der Sänge bestehende Einheit ist so vorgesehen, daß die maximal für den vollen pneumatischen Druck verfügbare Kraft nicht 80# der Kraft überschreitet, die in manchen Fällen ein Eadieren der Bäder verursachen würde. Der Wechselstromgenerator 11 gibt weiterhin seinen Strom in die Spule 9 bis zum Stillstand ab. Während dieser zweiten Phase der Bremsung verringert sich die Haltekraft der dynamischen Bremse und verschwindet zum Zeitpunkt des Stillstandes, die magnetische Anziehung zwischen Rad und Schiene nimmt jedoch in dem Maße zu, wie die Amperewindungen der Wicklung immer weniger durch die durch die Wirbelströme erzeugten Amperewindungen kompensiert werden. Dieser Effekt gleicht sehr den Anstieg der Bremskraft der Scheibenbremse in Nähe des Stillstandes aus und erhält das oben erwähnte Verhältnis von 8O# trflfezder Zunahme der Heifoung bei den niedrigen Geschwindigkeiten aufrecht.

Für das Wiederanfahren wird der Kontakt 17 geöffnet, der das Relais 19 herabfallen läßt, den Weohselstromgenerator 11 über 19-1, der sich öffnet, entregt und die Spule 15 über 19-2 speist, der sich schließt, so daß die Scheibenbremse gelöst wird.

Wenn der Wechselstromgenerator ausfällt, was den Ausfall der dynamischen Bremse mit sich bringen kann, kann das !"requenzrelais 23 nicht steigen und die Scheibenbremse wird, sofort bei Schließung des Kontakts 17 in SPätigkeit gesetzt«, Ba die Seheibenbremse erleichtert wua?de, ergibt sieh ein starker Verschleiß ihrer Beläge und eine hohe !temperatur der Scheibe. Da dieser ¥erschleiß sich nicht wiederholt, kann er wegen des Siclie3?ii©itsv©rteils,

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den er verschafft, zugelassen werden.

IPig. 8 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, bei der anstelle des Wechselstromgenerators ein gleichrichtender Stromrichter 27 vorgesehen ist, der mit der von der Zugmaschine kommenden Hochspannung gespeist wird, wobei die Sicherheit durch die Hilfsbatterie 29gewährleistet wird, die ohne Aufladung den für mindestens zwei Anhaltevorgänge erforderlichen Strom liefern kann. Die beiden Phasen der Bremsung werden durch ein verzögertes Heiais 31 bestimmt, das die Scheibenbremse eine" zuvor bestimmte Zeit in Betrieb setzt, nach dem der Bremsbefehl durch die Schließung des Eontaktes 1? gegeben wurde. Die Wicklung 9 der dynamischen Bremse bleibt dann während einer Seit gespeist, die durch ein zweites verzögertes Relais 33 bestimmt wird und so groß ist, daß das Fahrzeug angehalten wird. 'Bei Ausfall des Umformers 2? schließt ein eingegliedertes Überwachungsrelais den Kontakt 27-1, wodurch die Speisung der Wicklung 9 durch die Batterie 29 gewährleistet wird. Abgesehen davon ist der Betrieb derselbe wi© der der Automatik v©n Fig«,?. Die verzögerten Relais 31 und 33 sind so eingestellt, daß die Verlangsarinrag.&er ersten Phase,, wenn die Bremsung von der für- das Falsirseiig vorgesehenen Höchstgeschwindigkeit- an vorgenommen t<d,2?d_? die Geschwindigkeit auf den Wert gebracht wird_? der für das.-in Tätigkeit treten der Bsheibenbremsen gewählt'wurde, beispielsweise die Hälfte der Höchstgeschwindigkeit, und die Zeit der Aufrechterhaltung der dynamischen Bremsung nach in -Gang treten der Scheibenbremsen entspricht einer Zeit, die sum Erreichen des Stillstandesin diesem Pail ausreicht. Dieses Verfahren, das weniger flexibel als das vorhergehende ist, hat gegenüber diesem den Vorteil, daß eine mechanische Gesehwindigkeitsabaahme ' vermieden wird. Der Umformer ist so ausgebildet, daß er

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von verschiedenen genormten Hochspannungsnetzen der * Eisenbahn aus gespeist werden kann.

Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß die Ausführungsform, bei der die Wirbelstrombremsvorrichtung gemäß der Erfindung einen maximalen. Wirkungsgrad und eine maximale Wirksamkeit hat, diejenige ist, die eine Erregungswicklung um jedes Rad herum besitzt« Das Prinzip dieser Ausführungsform wurde unter Bezugnahme auf Fig.3 beschrieben.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig.9, 10 und 11 eine praktische Ausführungsform dieser Wicklungen und der Einrichtungen zu ihrer Befestigung um den Hadern herum beschrieben so daß sie leioht abmontiert werden · können und gleichzeitig sin möglichst geringes Gewicht haben.

Bei der in diesen figuren dargestellten Vorrichtung ist der Querträger 35 an äem !längsträger 37 angeschweißt. Diesen beiden Teile gehören zu dem Körper des Radgestells und bilden dessen .Gestell, das mittels Federn 39 -aufgehängt ist, die auf den Radkästen 4-1 aufliegen, in· denen sich die Achse 4 dreht, auf der das Sad 8 und die Bremsscheibe 8A montiert ist» Die erfindungsgemäße ErregungswicklUBg umgibt das Rad 8 und besitzt einsn reehteckigen Querschnitt«, Sie besteht aus einem Band aus gewalztem Aluminium, das auf seinen beiden Flächen und seinen Schmalkanten über eine geringe■stärke von einigen Mikron oxydiert ist. Dieses Band wurde um einen Formkern gewickelt, irobei jede Windung an die vorhergehende mittels eines warm polymerisierbaren Epoxydharzes angeklebt wird, so daß'man am Ende des Wickelvorgangs die Windungen mittels Klemmvorrichtungen zusammenpressen kann und diese Einheit ;^aus?^acT?lnn, die

- . , , Ausbacken , . „ ... , _T._ . , . nacn dem ^--.'.: - : und nach Beseitigung der Klemmvorrichtungen eine kompakte und feste Wicklung mit der gewünschten Form

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wird. Der Eingang und der Ausgang der Wicklung geht über ein Kupferband vor sich, das an das Aluminium kalt angeschweißt'ist und an den ein Draht 43B zur Stromzuleitung angeschweißt ist. Die Aluminium-Kupfer-Verbindungen sind mit einem Schutzband 4.3A umgeben. Die Wicklung ist von einem Mantel 47 umgeben, der aus einer Bandwicklung eines isolierenden Bleches besteht, das mit einem Gemisch aus Harzen und mineralischen, abriebfesten Füllstoffen imprägniert ist. Dieses vorzugsweise kalt polymerisierbare Gemisch kann mit dem Pinsel auf die umwickelte Wicklung aufgetragen werden. Dieser Mantel gewährleistet die Abdichtung und den Schutz der Wicklung. Die Wicklung 36, die sich mechanisch wie ein voller Aluminiumkranz verhält, ist an dem ."Radgestell über Bleche 49, 5-1» 53 und 55 befestigt, die jedes ihrer Enden sandwichartig ergreifen, wobei Bänder 56 aus synthetischem Gummi dazwischengelegt sind und eine Festspannung durch die Schrauben 57 vorgenommen wird, um die herum Hülsen 58 aus isolierendem Werkstoff zur Positionierung der Wicklung 36 in der horizontalen Ebene dienen. Das Blech 49 ist an dem Badgestell über ein Blech 59» das an dem Querträger 35 angeschweißt ist$ und über ein Blech 60, das an dem Längsträger 37 angeschweißt ist, aufgehängt* Das"Blech 53 ist an dem Längsträger 37 über ein winkelförmiges Blech 61 aufgehängt, das durch ein Eckstück 62 verstärkt ist. Die Bleche und 53 sind durch eine Schweißstelle 63 miteinander verschweißt. Das Blech 51 ist an einem Ende angewinkelt und durch die Schrauben 64 an dem Blech 60 befestigt. Zum Abbau einer Achse genügt es also_t das Kabel 4J5B aus dem Anschlußkasten 65 zu lesen und die Wicklung 36 durch Abschrauben dar Muttern 66 und der Schrauben 64 abzulehnen.., Zu Mg β 9 ist su bemerken,, daß das Had ohne Abbau die Halter 49 und 53 passleren kaan_e Die Köpfe der Schrauben

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57 sind extra flach una sitzen zum Teil in Aussparungen, die in den Blechen 51 und 55 vorgesehen sind, damit der Höhenplatzbedarf über der Schiene 16, der sich an das Normmaß halten muß,- verringert wird» In manchen Fällen nämlich kann der Benutzer die Beibehaltung eines Bremsklotzes 67 wünschen, der ein zu starkes Ansteigen von 36 verhindert, dessen vertikale Gesamtabmessung so gering wie möglich sein muß. Diese Ausbildung der Wicklung als ein selbsttragender, nur an seinen Enden aufgehängter Träger ist zweckmäßig hinsichtlich des Gewichts und des Platzbedarfs, der auch in der horizontalen Ebene durch den Durchgang zwischen dem Sad 8 und der Bremsscheibe 8A begrenzt ist, die zweokmäßigerweise zur Sicherheit ■beibehalten werden kann.

• Das Diagramm der Fig. 14A zeigt die Kurve F einer Bremsung von 200 km/h an nur mittels der mit konstantem Strom erregten erfindungsgemäßen Wicklungen. Man sieht, daß der Bremsweg, der durch den Wert der schraffierten Flächen C+D dargestellt ist, nur um 4$ größer als der durch die Fläche C allein dargestellte Bremsweg ist, den man erhielte, wenn die Bremsung bis zum Stillstand konstant gewesen wäre. Diese Zunahme ist gering und wird durch die Erhöhung der maximalen ■Verlangsamung weit ausgeglichen, die das Radgestell infolge der Erhöhung der Haftung und der direkten Bremsung durch die Schiene erhalten kann. Die Kurve G des Diagramms von 51g.i4B zeigt die Änderung der Verlangsamung während des Anhaltens, die Restverlangsamung wird durch die verschiedenen Reibungen eines belasteten Sadgestells bewirkt, das progressive Versciwinden der Verlangsamung während des zweiten 3?eils der Bremsung verhindert, daß die Fahrgäste das unangenehme Gefühl eines Huckes empfinden.

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Fig. 15 zeigt bei E, daß die Periode der progressiven Abnahme der Verlangsamung an den Höchstwert der Verlangsamung angepaßt ist und daß dieser Höchstwert im wesentlichen zu dem Wert des Stroms I proportional ist, und zwar auch bei hohen Werten wie 1,2 M/s/s„.

Figo 16 zeigt bei H die Änderung der Erwärmung der Wicklungen bei Anhaltevorgängen von 200 km/h aus mit verschiedenen Stärken, wobei natürlich die Anhaltezeiten zunehmen, wenn I.abnimmt„

Die Figo 12 und 13 zeigen eine Abwandlung der Befestigung der Wicklung $6, die eine Verringerung des vertikalen Platzbedarfs ermöglicht» Die Bleche 67 und 68 sind in diesem Fall ausgebaucht und tragen Lappen, in die Schrauben 69 eingesetzt sind, deren .Muttern 70 ^voⁿ unten.abgeschraubt werden können.. Im übrigen ist die Befestigung dieselbe wie bei der vorhergehenden Ausführungsformο Diese Abwandlung bietet ferner den Vorteil, daß die Spule besser gegen nasse Spritzer u₀dgl₀ geschützt ist, die hauptsächlich in der Ebene des Rades auftreten, indem die diesen ausgesetzten Enden in einer Art Gehäuse eingeschlossen sindo

Die erfindungsgemäße dynamische Wirbelstrombremsvorrichtung kann als Hauptbremse auf allen Eisenbahnfahrzeugen benutzt werden, bei denen eine elektrische Stromquelle zur Verfügung steht, ob sie nun über ein Schleifstück abgenommen wird, oder von einer elektrischen Maschine an Bord des Fahrzeugs kommt. Wenn der elektrisch© Strom von dem Triebfahrzeug zu dem angehängten Fahrzeug kommt, stellt ein an sich bekanntes -automatisches · ■ System das Fehlen der Spannung infolge eines Bruchs der Koppelung fest und'betätigt die Bremsung durch Umschaltung , der Wicklungen auf die Anschlüsse einer Hilfsbatterie an

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Bord jedes Fahrzeugs. In diesem ITaIl kann es geschehen, daß die von der Zugmaschine kommende Spannung höher als die der Batterie ist. Um die Verwendung eines elektronischen Spannungsumformers an Bord jedes angehängten Fahrzeugs zu vermeiden, kenn erfindungsgemäß die Spannung der Wicklungen durch eine Reihen- ©der Parsillelkosibinrtion von acht· Wicklungen eines Fahrzeugs mit zwei fiadgestellen angepaßt werden.

Auf diese Weise werden zur Speisung der Bremsen auf der Batterie von 110 Y alle Spulen perellelgescnaltet, so deß die Bremsung mit einer Spannung von iiG ¥ cn den Anschlüssen jeder Spule erhalten wird. Die-Umschaltung wird so vorgenommen, daß die Sichtungen des Stroms in den Spulen den Eichtungen von Fig.4- entsprechen,, d.h. daß auf einem Radgestell die. auf den diagonal estgegenge-" setzten. Hadern angeordneten Wicklungen von Strönen mit gleicher Sichtung durchflossen werden und die der anderen Biagonale von Strömen mit untereinander gleicher Sichtung durchflössen werden, die jedoch der der ersten Diagonale entgegengesetzt ist«, Ferner müssen die Strömnngsrichtungen des Stroms von zwei Wicklungen von zwei bengchbsrten Bädern auf derselben Schiene, auoh wenn sie nicht zu demselben Radgestell gehören, entgegengesetzt -sein. Zur Speisung derselben Bremsen von Hochspannung von i>00 V aus vierden alle Spulen in Reihe umgeschaltet, d.h. die für- die Bremsung erforderliche Spannung an den Anschlüssen der Einheit wird 880 V. Hierbei ist es möglich, die überschüssigen 620 V in einem Widerstand abfallen zu lassen, der zweckmäßigerweise ein Teil oder die Geseistheit der Heiziiiderstände ist. In diesem Fall werden die oben erläuterten Sichtungen natürlich eingehalten. Wenn es nicht möglich ist, an Bord jedes Fahrzeugs über exile Batterie au verfügen, wird ein zweites sog. HilfsbreEiSsystein vorgesehen, das durch den Bruch der Kopplung in Tätigkeit gesetzt wird.

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Wenn dagegen jedes Fahrzeug mit einer Batteiue mit einem System zur konstanten Wideraufladung versehen· ist, wie dies gegenwärtig der Fall ist, kann die erfindungsgemaße Bremsvorrichtung auf normale Weise auf dieser Batterie arbeiten=

Der Aufbau der Wicklungen kann durch die Wahl der Stärke des Alununiumbsndes an eine gegebene Spannung angepaßt werden, und zwar cuf Grund des umgekehrten ¥er-hältnisses der Spennung, indem seine Breite konstant gehrlten wird. Dank des Wickelverfahrens mit gegenseitiger Verklebung der Windungen wird die mechanische Steifigkeit der Spule durch den Spannungsviechsel nicht beeinträchtigt. Dies wäre nicht der Fall, wenn die Spule aus Draht hergestellt wäre. In diesem Fall müßte die Spule von einem starren Gerippe getragen werden» Wenn insbesondere die Spule aus Kupferdraht hergestellt ist, beträgt ihr Gewicht bei demselben Erregungsleistungsverbrauch wie bei der Spule aus Aluminiumband etx-Ja das Doppelte« Infolgedessen werden die durch die Beschleunigungen ττβ3?- ursachten Kräfte verdoppelt, während die durch die Bremsreaktionen verursachten Kräfte unverändert bleiben. Ba die mechanische Steifigkeit einer solchen Spule, selbst wenn sie korrekt imprägniert ist, schlecht ist, muß sie auf ihrer ganzen Länge von Versteifern getragen werden, die, um das Gewicht nur um ein Minimum zu erhöhen₉ aus Leichtmetall beispielsweise aus Aluminium, bestehen. Da diese Versteifer nicht an der Erzeugung der-Amperewindungen teilnehmen, bilden sie gegenüber der durch die Erfindung vorgeschlagenen Lösung ein zusätzliches Totgewicht und einen zusätzlichen nutzlosen Platzbedarf. Um die Bedeutung der mechanischen Steifigkeit der Spule •zu verstehen, muß in Betracht gezogen werden, daß die Reaktionskräfte der Wirbelströme in der Spule selbst

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entstehen und daß sie in der Größenordnung einer Tonne (10 000 Newton) liegen. Diese Kräfte, deren Richtung im wesentlichen zu den Schienen psrallel ist, müssen über die Spule, ihre Befestigungsorgane und ihre Halter auf das Gestell des Radgestells übertragen werden, so daß diese Teile besonders sorgfältig ausgebildet sein müssen.

Um bei Normalbetrieb den Fahrtwiderstand infolge des remanenten Magnetismus der Achsen zu vermeiden, ist es zweckmäßig, sie nacli Verwendung der Bremse durch jedes beliebige bekannte Verfahren zu entmagnetisieren. Das einfachste Verfahren besteht darin, daß man in den Bremswicklungen einen Gleichstrom fließen läßt, der dem für die Bremsung gewählten Strom entgegengesetzt gerichtet ist und dessen Stärke, die niedriger eis die der Bremsung ist, in Abhängigkeit von den magnetischen Eigenschaften der Achsen bestimmt wird. Dieser Vorgang kurzer Dauer folgt - vorzugsweise automatisch - auf jede Bremsung.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Fahrzeuge mit Radgestell beschränkt, sondern kann auf Fahrzeuge mit zwei Achsen durch einfache fachgemäße Übertragung der oben beschriebenen Anordnungen ausgedehnt werden.

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Claims

Patentansprüche

1.J Verfahren zur dynamisehen Wirbelstrombremsung von Fahrzeugen oder Einrichtungen, die sich auf Schienen o.dgl. aus magnetischem Metall bewegen und deren Räder ebenfalls aus magnetischem Metall bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zeitpunkt, zu .dem eine dynamische Bremsung des Fahrzeugs erreicht werden soll, mindestens^!ein Magnetfluß erzeugt wird, der in den Rädern (8,10,12,14) mindestens von zwei Paaren von koaxialen Rädern des Fahrzeugs und in den Schienen verzögernde Wirbelströme erzeugt, indem man in von dem Schassis oder Radgestell des Fahrzeugs getragenen Erregerwicklungen (24,26,36,38,40,42) einen elektrischen Gleichstrom fließen läßt, wobei der Magnetfluß sich außerhalb des Fahrzeugs von einem Rad zu dem anderen über den zwischen diesen Rädern liegenden Schienenteil (16,18) schließt, nachdem er die Kontaktzonen zwischen Rad und Schiene durchquert hat.-

2ο Bremsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwei parallele Magnetflüsse mit gleicher Richtung jeweils in den beiden Paaren von Rädern (8,10 und 14,12) erzeugt werden, die auf derselben Seite des Fahrzeugs liegen, indem die Erregerwicklungen (24,26) um magnetische Längs elemente (20,22.) herum angeordnet- werden, die im Inneren des Fahrzeugs den Fluß im oberen Teil der Räderpaare schließen.

3. Bremsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß ein einziger Magnetfluß' erzeugt wird, der sieh im Inneren des Fahrzeugs im wesentlichen über die beiden Achsen (4,6) der, beiden Paare von

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koaxialen Rädern schließt, indem die Erregerwicklungen (36,58,.40,4-2) um jedes der vier Räder herum angeordnet werden und untereinander in einer solchen Richtung geschaltet werden, daß sie jeweils zur Erhöhung des Flusses beitragen.

4. Bremsverfahren nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet , daß die Erregerwicklungen um jede der beiden Achsen herum angeordnet werden und daß der Durchgang des Magnetflusses in der bevorzugten Richtung Achse-Rsd oder umgekehrt begünstigt wird, indem die Nichtmagnetisierung der Wicklungen und Achsenkästen auf jede an sich bekannte Weise bewirkt wird.

5. Bremsverfahren nach Anspruch 3* dadurch "gekennzeichnet , daß die um die Kader herum angeordneten .Wicklungen "(56,38,40,42) aus einer Wicklung von konzentrischen Windungen aus gewalztem Aluminiumbsnd gebildet werden, die durch Zwischenlegen eines Klebstoffs auf ihren gegenüberliegenden Flächen zum Zeitpunkt des Wickeins miteinander verklebt werden, so daß die Wicklung nach Trocknen und, oder Ausbacken des Klebstoffs einen starren länglichen Ring bildet, dessen Hauptsteifigkeit durch das leitende Metall selbst erzeugt wird.

6. Bremsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ferner mit einem an sich bekannten Reibttngs— Scheibenbremssystem (8A) ausgerüstet wird und daß das Anhalten des Fahrzeugs zunächst durch Inbetriebsetzen der Wirbelstrombremse allein und dann der Scheibenbremse bewirkt wird.

7. Vorrichtung zur dynamischen WirbelstrombreiHsung von Fahrzeugen oder Einrichtungen, die sich auf Schienen

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ο.dgl. aus magnetischem Metall bewegen und deren Räder ebenfalls aus magnetischem Metall bestehen, unter Anwendung des "Verfahrens' nsch den Ansprüchen 1 bis 6, g e kennzeichnet durch Erregerwicklungen (3>&,3)8,40,42), die um die untere Hälfte der Räder (8,10, 12,14) mindestens von zwei Paaren von kooxialen Rädern mit Achsen (4,6) aus magnetischem -Metall herum montiert sind, einen induzierten Magnetkreis, der aus den unteren Hälften der koaxialen Räder, den zwischen diesen befindlichen Schienenteilen (16,18) und den Achsen der Räder:·, besteht, und ein System zur Speisung dieser Wicklungen mit elektrischem Gleichstrom, das zum geeigneten Zeitpunkt die Erzeugung eines Magnetflusses gestattet, der in den Rädern und den Schienen wirksame', verzögernde Wirbelströme erzeugt, wobei die Wicklungen untereinander so geschaltet sind, daß (Fig.4) die Dreinrichtungen (F^₅F₂) dieses Gleichstroms bei den Wicklungen (36,40 und 38,42), die die diagonal entgegengesetzten Räder (8,12 und 10,14) umgeben, gleich sind und bei den Wicklungen (56,42 und 38,40), die die koaxialen Räder (8₉14 und 10,12) umgeben, entgegengesetzt sind.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß jecie Wicklung (36) aus einer Schnecke länglicher Form besteht, die mehrere Windungen aus .elektrisch leitendem Metall besitzt, und an dem Chassis oder dem Gestell (55,37) eines Radgestells des Fahrzeugs durch Befestigungsorgane (49,51»53,55) befestigt ist, die einerseits nur an jedem Ende der Wicklung und andererseits an dem Chassis oder Gestell durch Halter (59»6O,61) befestigt sind, deren Querschnitt in einer gedachten horizontalen Ebene eine höhere mechanische Trägheit in der zu den Schienen parallelen Richtung als in der senkrechten Richtung besitzt, damit die Halter die Bremsungskreft übertragen können.

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9· Bx-ems vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die εη den Enden jeder Wicklung (36) befestigten Befestigungsorgane jeweils aus einem oberen Teil (49,53) und einem unteren Teil (.51, 55) bestehen, die die Wicklung sanduichartig ergreifen, wobei das untere Teil cbnehmbpr ist, um den Abbau der Wicklung zu gestatten, und das obere Teil den Abbau des Hrdes (8) nicht behindert.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Teil (67) und das untere Teil (68), die die Befestigungsorgene bilden, die Form von Rinnen heben, die die Aufgabe haben, die Enden der V/icklung (36) unter Zwischenlegung einer Schicht f-us elastischem Werkstoff (56) zu umgeben, wobei der vertikale Plntzbedarf der Bolzen (69) zur gegenseitigen Befestigung dieser Teile nach unten nicht größer als der Plstzbedarf dieser Teile nach Montage auf der Wicklung ist (Fig.13).

11. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus einer Wicklung' konzentrischer Windungen aus gewalztem und oxydiertem Aluminiumband besteht, die miteinander durch Zwischenlegen eines Klebstoffs auf ihren gegenüberliegenden Flächen zum Zeitpunkt des Wickeins verklebt sind, so daß die V/icklung nach Trocknung und/oder Ausbacken des Klebstoffs einen starren King bildet, dessen Hauptsteifigkeit durch das leitende Metall selbst erzeugt wird.

12. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche

7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein an sich bekanntes Scheibenbremssystem (8A) mit fester Reibung sowie ein Steuersystem (Fig.7 u.8)

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besitzt, damit der Bremsüngsbefehl zum Erreichen eines normalen Anhaltend des Fahrzeugs zunächst die Wirbelstrombremsung und dann nur die Scheibenbremsung in Gang setzt.

13. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichne t , daß sie ferner Einrichtungen zur Entmagnetisierung der Räder und der Achsen nach Unterbrechung des Haupt-■erregungsstroms der Wicklungen besitzt, die ein Organ zur Umkehrung der Spannung an den Anschlüssen der Wicklungen und eine Quelle für eine niedrige Spannung aufweisen."

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