DE2447506A1 - Eddy current brake - Google Patents

Eddy current brake

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DE2447506A1
DE2447506A1 DE19742447506 DE2447506A DE2447506A1 DE 2447506 A1 DE2447506 A1 DE 2447506A1 DE 19742447506 DE19742447506 DE 19742447506 DE 2447506 A DE2447506 A DE 2447506A DE 2447506 A1 DE2447506 A1 DE 2447506A1
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Walter Mueller
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Rheinmetall Air Defence AG
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Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
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Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Bührle AGMachine tool factory Oerlikon-Bührle AG

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WirbelstrombremseEddy current brake

Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrombremse, insbesondere für Schienfahrzeuge," mit einem Bremskörper und mit Messorganen zum Bestimmem der Bremskraft.The invention relates to an eddy current brake, in particular for rail vehicles, "with a brake body and with measuring devices for determining the braking force.

Es sind Wirbelstrombremsen an Schienenfahrzeugen bekannt, bei welchen die Bremskraft aus der Grosse des gemessenen Bremsstromes bestimmt wird. Es ist dabei von Nachteil, dass aufEddy current brakes are known on rail vehicles in which the braking force is determined from the magnitude of the measured braking current. It is disadvantageous that on

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diese Weise nur ein teoretischer Wert der Bremskraft bestimmt wird.in this way only a theoretical value of the braking force is determined will.

Bs ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine solche Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die effektive Bremskraft der Wirbelstrombremse direkt gemessen wird.The object of the present invention is such To create a device in which the effective braking force of the eddy current brake is measured directly.

jSrfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Messorgan ein Kraftmessorgan ist, zum Messen der auf den Bremskörper ausgeübten Kraft.According to the invention, this object is achieved in that the Measuring element is a force measuring element for measuring the force exerted on the brake body.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt und im folgenden ausführlich beschrieben;In the drawing is an embodiment of the inventive Device shown and described in detail below;

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Blocksehema einer Bremsvorrichtung für Schienen-Fig. 1 is a block diagram of a braking device for rail

fahrzeuge.vehicles.

Fig. 2 ein Blocksehema des elektronischen Teiles der Bremsvorrichtung. Fig. 2 is a block diagram of the electronic part of the braking device.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Wirbelstrombremse mit Messorganen zum direkten Messen der Bremskraft.3 shows a schematic representation of an eddy current brake with measuring devices for direct measurement of the braking force.

Gemäss Fig. 1 ist an eine Hauptluftleitung 1 über eine Zweigleitung 2 ein Steuerventil 3 angeschlossen. Das Steuerventil 3 ist über eine Steuerleitung 4 mit einem Druckübersetzer 5 verbunden. Vom Druckübersetzer 5 führt eine Leitung 6 und Lei-According to FIG. 1, a main air line 1 is connected to a branch line 2 a control valve 3 is connected. The control valve 3 is connected to a pressure booster 5 via a control line 4. From the pressure booster 5 leads a line 6 and line

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_3. 2A47506 ·_3. 2A47506

ungen 7, δ zu zwei Bremszylindern 9, 10. Das Steuerventil 3 über eine Leitung 11 an einen Steuerbehälter 1.2 angeschlossen. Eine Leitung 15, welche an eine Speiseleitung 13, 14 angeschlossen ist, führt über ein Bremslöseventil 16 zum Druckübersetzer 5. Ein Hilfsluftbehälter 17 ist über die Speiseleitung 13, 14 an das Steuerventil 3 und an den Druckübersetzer 5 angeschlossen. Von der Zweigleitung 2 führt eine Leitung 18 über ein Rückschlagventil 19, einen Vorratsbehälter 20, ein erstes Slektroventil 21 zu einem Absenkzylinder 23 einer Wirbelstrombremse 24. Die Wirbelstrombremse 24 ist mit zwei Messorganen 25, 26 zum Messen der Bremskraft versehen. An die Steuerleitung 4 ist über eine Leitung 27 und über ein zweites Elektroventil 28 ein Steuerzylinder 30 eines nicht dargestellten Wirbelstromerregers angeschlossen. ι : .'. Leitung 27 ist über eine Leitung 31 ein erster Transduktor 32 angeschlossen, der einen gewünschten"Wert der gesamten Bremskraft angibt, An die Leitung 15 zwischen dem Bremslöseventil 16 und dem Druckübersetzer 5 ist über eine Leitung 33 ein zweiter Transduktor angeschlossen, der einen Ist-Wert der pneumatischen Bremskraft angibt.ungen 7, δ to two brake cylinders 9, 10. The control valve 3 is connected via a line 11 to a control container 1.2. A line 15, which is connected to a feed line 13, 14, leads via a brake release valve 16 to the pressure booster 5. An auxiliary air tank 17 is connected to the control valve 3 and to the pressure booster 5 via the feed line 13, 14. From the branch line 2, a line 18 leads via a check valve 19, a reservoir 20, a first slectro valve 21 to a lowering cylinder 23 of an eddy current brake 24. The eddy current brake 24 is provided with two measuring elements 25, 26 for measuring the braking force. A control cylinder 30 of an eddy current exciter (not shown) is connected to the control line 4 via a line 27 and via a second electrovalve 28. ι :. '. Line 27 is connected via a line 31 to a first transducer 32, which indicates a desired "value of the total braking force. A second transductor is connected to line 15 between the brake release valve 16 and the pressure booster 5 via a line 33 and has an actual value the pneumatic braking force.

Gernäss Fig. 2 sind an einen Generator 37 hintereinander ein Gleichrichter 38, ein erster Verstärker 39 und ein erster Schwellenschalter 40 angeschlossen. Der erste Schwellenschalter 40 ist über ein erstes Und-Tor 41 mit einem zweiten Verstärker 42 verbunden, welcher einerseits mit dem ersten2 are connected to a generator 37 one behind the other Rectifier 38, a first amplifier 39 and a first Threshold switch 40 connected. The first threshold switch 40 is via a first AND gate 41 with a second Amplifier 42 connected, which on the one hand with the first

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Elektroventil 21 und anderseits mit dem zweiten Elektroventil 28 der Wirbelstrombremse 24 verbunden ist.Electrovalve 21 and on the other hand with the second electrovalve 28 of the eddy current brake 24 is connected.

Ferner sind gemäss Fig. 2 an den ersten Transduktor 32 hintereinander ein dritter Verstärker 43 und ein zweiter Schwellenschalter 44 angeschlossen, welcher zweite Schwellenschaltei» 44 ebenfalls über das erste Und-Tor 4l mit dem zweiten Verstärker 42 und mit den Elektroventilen 21, 28 verbunden ist. Der zweite Schwellenschalter 44 ist ferner mit einem ersten Vergleicher verbunden.Furthermore, according to FIG. 2, the first transducer 32 is connected one behind the other a third amplifier 43 and a second threshold switch 44 are connected, the second threshold switch 44 also via the first AND gate 4l with the second amplifier 42 and connected to the solenoid valves 21,28. The second threshold switch 44 is also provided with a first comparator tied together.

Die zwei Messorgane 25, 26 zum Messen der Bremskraft der Wirbelstrombremse sind über je einen Verstärker 46, 47 an ein Oder-Tor 48 angeschlossen, über welches ein Signal zum dritten Schwellenschalter 49 und von dort zum ersten Vergleicher 45 gelangt. Vorn ersten Vergleicher 45 wird ein Signal über einen zweiten Vergleicher 5^ und ein zweites Und-Tor 51 zum Bremslöseventil 16 geführt. An den zweiten Vergleicher 50 ist ferner über einen vierten Verstärker 52 der zweite Transduktor 34 angeschlossen.The two measuring elements 25, 26 for measuring the braking force of the eddy current brake are each connected to an OR gate via an amplifier 46, 47 48 connected, via which a signal is sent to the third threshold switch 49 and from there to the first comparator 45. Front first comparator 45 is a signal via a second comparator 5 ^ and a second AND gate 51 to the brake release valve 16 guided. The second comparator 50 is also via a fourth amplifier 52 connected to the second transductor 34.

In Fig. 3 ist die Anordnung der Messorgane 25» 26 zum Messen der Bremskraft der Wirbelstrombremse 24 dargestellt. Ein Bremskörper 22 der Wirbelstrombremse 24 ist zwischen einem Drehgestell 53 und einer Schienenoberkante 54 angeordnet. Der Bremskörper ist auf Stangen 35 aufgehängt. Durch Schlitze 36 ist der Hub des Bremskörpers 22 begrenzt, um ein minimales Spiel zwischen dem durch Öle Zylinder 253 abgesenkten Bremskörper 22 und der3 shows the arrangement of the measuring elements 25 »26 for measuring the braking force of the eddy current brake 24 is shown. A brake body 22 of the eddy current brake 24 is between a bogie 53 and an upper edge 54 of the rail. The brake body is hung on rods 35. The stroke of the is through slots 36 Brake body 22 limited to a minimum play between the lowered by oil cylinder 253 brake body 22 and the

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Schienenoberkante ^k zn gewährleisten. Ensure the upper edge of the rail ^ k zn.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Bei gelöster Bremse steht die Hauptluftleitung 1 sowie der Hilfsluftbehälter 17, der Vorratsbehälter 20 und der Steuerbehälter 12 unter dem Betriebsdruck von 5 kp/cm2. Der Absankzylinder 23 der Wirbelstrombremse 24 sowie die Bremszylinder 9, 10 der pneumatischen Bremse sind drucklos. Die beiden Elektroventile 21, 28 sind spannungslos und somit geschlossen. Ebenso sind die beiden Transduktoren j52, y\ drucklos.The operation of the device described is as follows: When the brake is released, the main air line 1 and the auxiliary air tank 17, the storage tank 20 and the control tank 12 are under the operating pressure of 5 kp / cm2. The lowering cylinder 23 of the eddy current brake 24 and the brake cylinders 9, 10 of the pneumatic brake are depressurized. The two solenoid valves 21, 28 are de-energized and therefore closed. The two transducers j52, y \ are also depressurized.

Wird nun bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von weniger als l40 km/h gebremst, so bleibt die Verbindung vom Vorratsbehälter 20 zum Absenkzylinder 23 der Wirbelstrombremse 24 abgesperrt. Die- vom Generator 37 (siehe Fig. 2) erzeugte Spannung reicht nicht zum Einschalten des ersten Schwellenschalters 40. Die beiden Elekroventile 21, 28 bleiben geschlossen. Es wird lediglich die pneumatische Bremse durch Reduktion des Hauptluftleitungdruckes betätigt.If you now brake at a vehicle speed of less than 140 km / h, the connection from the storage container remains 20 locked to lowering cylinder 23 of eddy current brake 24. The voltage generated by the generator 37 (see FIG. 2) is not sufficient to switch on the first threshold switch 40. The two electric valves 21, 28 remain closed. It will only the pneumatic brake is actuated by reducing the main air line pressure.

Durch Absenken des Druckes in der Hauptluftleitung 1 erzeugt das Steuerventil J> einen Vor Steuerdruck, der dem Druckübersetzer 5 zugeführt wird.By lowering the pressure in the main air line 1, the control valve J> generates a pilot pressure which is fed to the pressure booster 5.

Der Druckübersetzer 5 speist die Bremszylinder 9, 10 mit einem Bremszylinderdruck, der desto grosser wird, je kleiner der Hauptluftleitungsdruek wird.The pressure booster 5 feeds the brake cylinders 9, 10 with a Brake cylinder pressure, which becomes greater the smaller the main air line pressure.

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Bei Fahrzeuggeschwindigkeit grosser als l4O km/h wird gemäss Fig. 2 vom Generator 37 über den Gleichrichter 38, den ersten Verstärker 39 und den ersten Schwellenschalter 40 das erste Und-Tor 41 geöffnet. Der erste Transduktor 32, der durch Betätigung der pneumatischen Bremse verstellt wird, gibt ein Signal über den dritten Verstärker 43 und den zweiten Schwellenschalter 44 auf das erste Und-Tor 41. Somit werden über den zweiten Verstärker 42 beide Slektroventile 21, 28 erregt. Durch Erregung des ersten Elektroventiles 21 wird die Verbindung vom Vorratsbehälter 20 (siehe Fig. l) zum Absenkzylinder 23 der Wirbelstrombremse 24 hergestellt, so dass sich die Wirbelstrombremse 24 sofort absenkt. Durch Erregung des zweiten Elektroventiles 28 erhält der Steuerzylinder 30 zur Wirbelstromerregung Druck, welcher der gewünschten Bremskraft entspricht. Vom ersten Transduktor 32 wird über den dritten Verstärker 43 der Bremssollwert dem ersten Vergleicher 45 angegeben (siehe Flg. 2). Die effektive Bremskraft der Wirbelstrombremse 24 wird je nach Fahrrichtung entweder am Messorgan 25 oder am Messorgan 26 gemessen. Dieses Signal gelangt entweder über den Verstärker 46 oder den Verstärker 47, das Oder-Tor 48 und den dritten Schwellenschalter 49 zum ersten Vergleicher 45· Ist der vom betreffenden Messorgan 25 bzw. 26 angegebenen Wert gleich dem vom ersten Transduktor 32 angegebenen Wert der gewünschten Bremskraft, so wird über 5en zweiten Vergleicher 50 und das geöffnete zweite Und-Tor 51 das Bremslöseventil 16 geöffnet und eine nicht dargestellte RUckfÜhrkammer des Druckübersetzers 5 mit Druck beaufschlagt, bis ein Signal vom zweiten Transduktor 34, das demIf the vehicle speed is greater than 14O km / h, according to 2 from the generator 37 via the rectifier 38, the first amplifier 39 and the first threshold switch 40, the first AND gate 41 open. The first transductor 32, which by actuation the pneumatic brake is adjusted, outputs a signal via the third amplifier 43 and the second threshold switch 44 the first AND gate 41. Both slectro valves 21, 28 are thus excited via the second amplifier 42. By exciting the The first electrovalve 21 is the connection from the reservoir 20 (see Fig. 1) to the lowering cylinder 23 of the eddy current brake 24 produced so that the eddy current brake 24 is lowered immediately. By energizing the second solenoid valve 28 the control cylinder 30 receives pressure for eddy current excitation, which corresponds to the desired braking force. The brake setpoint value is obtained from the first transducer 32 via the third amplifier 43 the first comparator 45 specified (see Flg. 2). The effective one The braking force of the eddy current brake 24 is measured either on the measuring element 25 or on the measuring element 26, depending on the direction of travel. This The signal arrives either via the amplifier 46 or the amplifier 47, the OR gate 48 and the third threshold switch 49 to the first comparator 45 · Is that of the relevant measuring element 25 or 26 is equal to the value of the desired braking force given by the first transducer 32, so The brake release valve 16 is opened via the second comparator 50 and the opened second AND gate 51, and one is not shown The return chamber of the pressure booster 5 is pressurized, until a signal from the second transducer 34, which corresponds to the

Ist-Wert der Bremskraft der pneumatischen Bremse entspricht, überThe actual value of the braking force of the pneumatic brake corresponds to about

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".'■■■- 7 -". '■■■ - 7 -

den vierten Verstärker 52 ebenfalls Null geworden ist. Nimmt mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit die Bremskraft in der Wirbelstrombremse 24 und somit das von dem betreffenden Messorgan 25 oder 26 erzeugte Signal ab, gibt der "erste Vergleicher 45 ein Signal dem zweiten Vergleicher 50« Da dieses Signal grosser ist, als das vom zweiten Transduktor 34, wird im Bremslöseventil 16 ein nicht näher dargestelltes Auslassventil erregt und die nicht dargestellte RUckführkammer im Druckübersetzer 5 so lange entlüftet, bis'die beiden Signale wieder gleich sind, d.h. es wird der Bremszylinderdruek vergrössert, der die abnehmende Wirkung der Wirbelstrombremse 24 kompensiert. Für den ganzen Bremsvorgang ist jeweils die gesamte Bremskraft gleich einer Summe der Bremskraft der Wirbelstrombremse 24 und der Bremskraft der pneumatischen Bremse.the fourth amplifier 52 has also become zero. Takes with decreasing driving speed, the braking force in the eddy current brake 24 and thus that of the relevant measuring element 25 or 26 generated signal, the "first comparator 45 outputs a signal to the second comparator 50" Da this signal is larger than that of the second transducer 34, is in the brake release valve 16 excites an outlet valve (not shown in detail) and the return chamber (not shown) in the pressure booster 5 until the two signals are the same again, i.e. the brake cylinder pressure is increased, the decreasing Effect of the eddy current brake 24 compensated. The total braking force is the same for the entire braking process a sum of the braking force of the eddy current brake 24 and the braking force of the pneumatic brake.

Es ist auch möglich, die Wirbelstrombremse 24 in Tätigkeit . zu setzen, ohne dass die pneumatische Bremse bedient wird. Dies kann durch direkte Eingabe des Steuersignals an den dritten Verstärker 4j5 erfolgen.It is also possible to have the eddy current brake 24 in action. to be set without operating the pneumatic brake. This can be done by directly inputting the control signal to the third amplifier 4j5.

Als Messorgane 25, 26 zum direkten Messen der effektiven Bremskraft der Wirbelstrombremse 24 werden beispielsweise an sich bekannte Druckmessdosen angewendet. Es kann auch z.B. ein induktiver oder ein kapazitiver Geber oder ein piezo-elektrisches Element als Kraftmessorgan angewendet werden.As measuring elements 25, 26 for direct measurement of the effective braking force the eddy current brake 24, for example, pressure cells known per se are used. For example, it can also be an inductive or a capacitive transmitter or a piezo-electric one Element can be used as a force measuring element.

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Claims (9)

PatentansprücheClaims 1, Wirbelstrombremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit
einem Bremskörper und mit Messorganen zum Bestimmen der Bremskraft, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan (25 bzw. 26)
ein Kraftmessorgan ist, zürn Messen der auf den Bremskörper (22) ausgeübten Kraft.1, eddy current brake, especially for rail vehicles, with
a brake body and with measuring elements for determining the braking force, characterized in that the measuring element (25 or 26)
is a force measuring element for measuring the force exerted on the brake body (22). 2. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einer Bremsvorrichtung zusammen mit einer pneumatischen Bremse angeordnet ist, welche beiden Bremsen voneinander abhängig sind und dass die Bremskraft der pneumatischen Bremse
von den genannten Messorganen (25> 26) steuerbar ist.2. Eddy current brake according to claim 1, characterized in that it is arranged in a braking device together with a pneumatic brake, which two brakes are dependent on each other and that the braking force of the pneumatic brake
can be controlled by said measuring elements (25> 26). J. Wirbelstrombremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der durch die Bremszylinder (9» 10) erzeugten
Bremskraft ein Bremslöseventil (l6) einem Druckübersetzer (5)
zugeordnet ist.J. Eddy current brake according to claim 2, characterized in that for controlling the generated by the brake cylinder (9 »10)
Braking force a brake release valve (l6) a pressure intensifier (5)
assigned. 4. Wirbelstrombremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Messorgane (25, 26) über einen ersten Vergleicher (45) mit einem Organ (32) zum Festlegen des gesamten Bremssollwertes verbunden sind zur Steuerung des Bremslöseventiles (l6).4. eddy current brake according to claim 2, characterized in that said measuring elements (25, 26) via a first comparator (45) with an element (32) for establishing the entire braking setpoint are connected to control the brake release valve (l6). 509819/0272509819/0272 5· Wirbelstrombremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,„dass ein zweiter Vergleicher (5O) mit dem ersten Vergleicher (45) und mit einem Organ "(3*0 zum Festlegen des Ist-Wertes der pneumatischen Bremse Verbunden ist zur Steuerung des Bremslöseventiles (l6).5 · Eddy current brake according to claim 4, characterized in that “that a second comparator (5O) with the first comparator (45) and with an organ "(3 * 0 for determining the actual value of the pneumatic Brake is connected to control the brake release valve (l6). 6. Wirbelstrombremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (37) mifc Steuerventilen (21, 28) der Wirbelstrombremse (24) verbunden ist zum Einschalten der Wirbelstrombremse (24) oberhalb eiöer bestimmten Fahrgeschwindigkeit.6. Eddy current brake according to claim 2, characterized in that a generator (37) with control valves (21, 28) of the eddy current brake (24) is connected to switch on the eddy current brake (24) above a certain driving speed. 7. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan (25 bzw. 26) ein induktiver Geber ist.7. eddy current brake according to claim 1, characterized in that the measuring element (25 or 26) is an inductive transmitter. 8. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan (25 bzw. 26) ein kapazitiver Geber ist.8. eddy current brake according to claim 1, characterized in that the measuring element (25 or 26) is a capacitive transmitter. 9. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messorgan (25 bzw. 26) ein piezo-elektrisches Element ist.'9. eddy current brake according to claim 1, characterized in that the measuring element (25 or 26) is a piezo-electric element. ' 509819/0272509819/0272
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