DE2551009B2 - Anordnung einer kombination eines wechselspannungsgenerators und eines drehwinkelgebers an einer achse und in einem achslagerdeckel eines eisenbahnwagens - Google Patents

Anordnung einer kombination eines wechselspannungsgenerators und eines drehwinkelgebers an einer achse und in einem achslagerdeckel eines eisenbahnwagens

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DE2551009B2 DE19752551009 DE2551009A DE2551009B2 DE 2551009 B2 DE2551009 B2 DE 2551009B2 DE 19752551009 DE19752551009 DE 19752551009 DE 2551009 A DE2551009 A DE 2551009A DE 2551009 B2 DE2551009 B2 DE 2551009B2
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Description

Anordnung einer Kombination eines Wechselspan- ,15 nungsgenerators und eines Drehwinkelgeber an einer Achse und in einem Achslagerdeckel eines Eisenbahnwagens.
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung einer Kombination eines hochpoligen permanent erregten Wechselspannungsgenerators und eines digitalen Drehwinkelgebers an einer Achse und in einem Achslagerdeckel eines Eisenbahnwagens.
Viele der im Einsa'z befindlichen Eisenbahnwagen, insbesondere Güterwagen, haben keine elektrische Energieversorgung. Soll jedoch die Betriebssicherheit der Eisenbahnwagen elektrisch überwacht und eine automatische datenlose Wagenadressierung durchgeführt werden, so wird hierfür elektrische Energie benötigt So besteht der Wunsch nach Datenübertragungssysiemen und wagenspezifischen MeBaufgaben wie Überwachung der Achslagertemperaturen, Erkennen von Flachstellen in den Radkränzen, Entgleisungsmeldung, Ladegutfehler u. a. im Interesse einer erhöhten Betriebssicherheit sowie einer Erhöhung der Wagenumlauffrequenz.
Es ist schon ein Wechselstromgenerator unter Verwendung der Achse eines Eisenbahnwagens bekannt, bei dem die Druckmutter auf die Innenringe des Achslagers mit einer An/.ahl von Permanentmagneten in radialer Anordnung ais Rotor ausgebildet und mit Dämpfungselementen fixiert und der magnetisch geblechte Siator mit seinen Induktionskupferwicklungen in einem Achslagerdeckel achszentrisch fixiert durch Därnpfungselemente eingebaut ist. Dieser Wechselstromgenerator ist für die zur Zeit gebräuchlichen Achsen verwendbar, nicht jedoch für die geplanten einheitlichen Achsen im europäischen Raum. Zudem ist für seinen Einbau eine Vergrößerung des Achslagerdekkels erforderlich.
Die Aufgabe besteht daher darin, eine Kombination eines hochpoligen permanent erregten Wechselspannungsgenerators und eines digitalen Drehwinkelgebers zum Anbau an eine Achse und in einen Achslagerdeckel eines Eisenbahnwagens /.u schaffen, der ohne Vergrößerung des Achslagerdeckels sowohl an die zur Zeit gebräuchlichen als auch an die geplanten einheitlichen Achsender Eisenbahnwagen angebaut werden kann.
Die Aufgabt wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an die Achse des Eisenbahnwagens als Rotor eine Anzahl Permanentmagnete, deren magnetischer Rückschluß über einen magnetisierbaren Polradträger e-folgt, ringförmig, mit wechselnder Polarität und mit axialer Magnetflußrichtung, angeordnet sind, denen gegenüber, durch einen Luftspalt getrennt, in den Achslagerdeckel als Stator fest eingebaut, auf weichmagnetischen Ferritkernen, deren magnetischer Rückschluß über einen Bandringkern erfolgt, eine gleiche Anzahl Induktionsspulen im wechselnden Wicklungssinn miteinander verbunden, angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Die Zeichnung a zeigt die Kombination des Wechselspannungsgenerators mit dem digitalen Drehwinkelgeber in Verbindung mit einem derzeit gebräuchlichen USC-Lager 74, im rechten unteren Teil b der Zeichnung in Verbindung mit einem geplanten Lager Ore B 163.
In einem Lagergehäuse 1 befinden sich Rollenlager 2, welche eine Achse 3 tragen. An das eine Rollenlager ist ein Bordring 4 durch eine Schlitzmutter 5 über einen Polradträger 8 und ein daran angebrachtes Polrad 10 gepreßt. Der Polradträger wird damit zentrisch axial drückend fixiert auf der Achse gehalten. Bei einer Serienfertigung können die Schlitzmutter 5 und der Polradträger 8 zu einem Teil vereinigt werden.
Das Polrad 10 besteht aus Messingguß, also einem magnetisch nicht leitenden Material. Es wird im Polradträger 8, aus magnetisch gut leitendem Stahl formschlüssig und zusätzlich geklebt, durch Bördelbänder 11 gehalten. In das Polrad 10 sind Permanentmagnete 12 in wechselnder Magnetflußrichtung eingeklebt und anschließend planparallel übergeschliffen. Der magnetische Rückschluß erfolgt über den Polradträger 8.
Bei dem geplanten Achslager Ore B 136 ist die Schlitzmutier 5 durch eine Druckkappe 6 ersetzt. Diese drückt das Polrad 10 über einen Polradträger 9 gegen den Bordring 4. Auch in dieser Ausführung kann die Druckkappe 6 und der Polradträger 9 zu einem Teil vereinigt werden.
In einen AcSisiagerdecKei 7 sind, durch einen Luftspalt 22 von den Permanentmagneten 12 getrennt weichmagnetische Ferritkerne 13 eingebaut, die von Induktionsspulen 14 umgeben sind, welche im wechselnden Wickiupgssinn miteinander verbunden sind. Der magne-
tische Rückschluß für die Ferritkerne 13 erfolgt über einen Bandringkern 15, der in einen Generatorträger 16 eingelassen ist. Die Induktionsspulen 14 und der Generatorträger 16 werden durch Druckkontakte 17 verbunden. Der so entstandene Stator besteht demnach aus den Ferritkernen 13, den Induktionsspulen 14, dem Bandringkern 15 und dem Generatorträger lo. Nach dem elektrischen Anschluß der radialorientierten Druckkontakte 17 wird er mit Gießharz 18 zu einer Einheit verbunden und anschließend planparallel übergeschliffen. Die Zahl der Ferritkerne 13 entspricht der Zahl der Permanentmagnete 12.
Der Generatorträger 16 wird mittels Schrauben 19 am Achslagerdeckel 7 und durch zusätzliche Verklebung befestigt. Die elektrischen Anschlüsse werden durch Bohrungen 20 an einen Druckkontaktkabelanschluß 21 geführt. Dieser kann von Unbefugten nicht gelöst werden.
Die Kombination des Wechselspannungsgenerators und des Drehwinkelgebers liefert bei Drehung der Achse sowohl elektrische Wechsel- oder Drehspannung als auch eine digitale Drehwinkelinformation. Der Wechselspannungsgenerator kann sowohl einphasig als auch dreiphasig ausgeführt sein. Er ist unter geringem Aufwand mit der Achse und dem Achsdeckel verbindbar, ohne die Höhe des Achslagerdeckels zu vergrößern. Er benötigt keine eigene Lagerung und wenig Platz, ist einfach aufgebaut, daEii sehr robust und wartungsfrei. Seine Dimensionierung reicht aus, um die benötigte elektrische Energie für die beabsichtigten Aufgaben während der Traktion zu liefern. Es kann auch als autarker digitaler Geschwindigkeitsmesser eingesetzt werden. Er kann ferner zum Laden einer Batterie benutzt werden und er kann ein elektronisches Gerät zur aktiven Wagenadressierung speisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Anordnung einer Kombination eines hochpoligen permanent erregten Wechselspannungsgenera- <> tors und eines digitalen Drehwinkelgebers an einer Achse und in einem Achslagerdeckel eines Eisenbahnwagens, dadurch gekennzeichnet, daß an die Achse (3) des Eisenbahnwagens als Rotor eine Anzahl Permanentmagnete (12), deren magneli- iu scher Rückschluß über einen magnetisierbaren Polradträger (8)erfolgt ringförmig, mit wechselnder Polarität und mit axialer Magtietflußnchtung, angeordnet sind, denen gegenüber, dvirch einen Luftspalt (22) getrennt in den Aehslagerdeckel (7) als Stator fest eingebaut auf weichmagnetischen Ferritkernen (13), deren magnetischer Rückschluß über einen Bandringkern (15) erfolgt, eine gleiche Anzahl Induktionsspulen (14) im wechselnden Wickiungssinn miteinander verbunden, angeordnet ;>o sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet daß die Permanentmagnete (12) in Bohrungen in einen planparallel geschliffenen nichtmagnetischen Ring eingebettet sind, der auf der der Achse (3) zugeordneten Seite formschlüssig von einem magnetisch leitenden Polradträger (8) verdrehungsfest gefaßt ist, welcher über !Stifte verdrehungsfest mit der Schlitzmutter (5). durch welche er zentriert gegen den Bardring (4) des Achsrollenla- ;io gers (2) gejpreßt wird, verbunden ist
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polradträgtx (8) auf der Achse (3) zentriert und durch Stifte verdrehungsfest mit einer Druckkappe (6). durch welche er gegen den Rolienlager-Bordring (4) gepreßt wild, verbunden ist
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß deir Polradträger (8) und die axialen Fixierungselemente zu einen Bauteil vereinigt sind.
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