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Elektromagnetische Schienenbremse mit durch Einschnitte unterteilten
Polschuhen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Schienenbremse,
bei welcher die Bremswirkung zum Teil durch die mechanische, durch magnetische Kräfte
ausgelöste Reibung zwischen den. Polschuhen und dem Schienenkopf, zum Teil durch
Wirbelstrombildung beim Bremsen .innerhalb der Schienen hervorgerufen wird. Infolge
des Auftretens dieser Wirbelstrombildung wird bei einer gewünschten. Gesamtbremswirkung
der auf die Reibung entfallende Anteil entsprechend geringer, was auf eine Schonung
der sonst durch elektromagnetische Schienenbremsen starker Abnutzung ausgesetzten
Schienen hinausläuft. Um eine möglichst wirksame Wirbelstrombildung zu erzeugen,
werden gemäß der Erfindung gewisse Maßnahmen angewendet, die an sich bei elektromagnetischen
Schienenbremsen aus anderen Gründen bereits angewendet wurden, deren Bedeutung für
die Wirbelstrombildun.g bisher aber noch nicht erkannt wurde, und die daher unter
den gerade für diese Wirbelstrombildung ausschlaggebenden Bedingungen noch nicht
angewendet wurden.
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Diese Maßnahmen bestehen darin., daß die beiden parallel zueinander
und in der Längsrichtung der Schiene angeordneten Polschuhe
durch
Einschnitte in eine Anzahl von Polschuhstücken aufgelöst werden, die durch unausgefüllte
oder mit nichtmagnetischen Zwischenlagen ausgefüllte Lücken voneinander getrennt
sind. wobei die Polschuhstücke und die. Lücken von ungefähr gleicher Länge sind.
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Es ist seit langem bekannt, daß bei der Anwendung elektromagnetischer
Schienenbremsen Wirbelströme in der Schiene auftreten; es ist aber noch nicht bekanntgeworden,
nach welchen Gesichtspunkten die Polschuhe einer elektromagnetischen Schienenbremse
gestaltet werden müssen, um mit Hilfe der Wirbelströme eine günstige Bremswirkung
zu erzielen und dadurch den Anteil der Reib-,v irkung im Interesse der Schonung
der Schienen herabsetzen zu können. Bei den bisher verwendeten ungeteilten oder
nur zum Zweck des Ausgleichs der Wärmewirkung mit schmalen Einschnitten versehenen
Polschuhen elektromagnetischer Schienenbremsen treten Wirbelströme nur am Anfang
und am Ende der Polschuhe auf. Die unter der Vorderkante der Polschuhe auftretenden
Wirhelström° wirken der Erregung entgegen, schwächen also das magnetische Feld;
die an der Hinterkante auftretenden Wirbelströme verstärken das Feld. Da zur möglichsten
Ausnutzung von Raum und Gewicht die Polschuhe der üblichen Bremsmagnete eine hohe
magnetische Sättigung, etwa ig ooo bis 2o ooo Kraftlinien, haben, so wird die durch
Wirbelströme bedingte Feldverstärkung an der Hinterkante praktisch bedeutungslos
und gleicht die an der Vorderkante auftretende Abschwächung des Magnetfeldes nicht
aus, so daß der mechanische Anpressungsdruck des bewegten Magneten kleiner wird
als der des ruhenden, ohne daß eine die Bremswirkung wesentlich verstärkende Wirbelstromeinwirkung
festzustellen ist.
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Der Grund dafür ist darin zu erblicken, daß Wirbelströme die Bewegung
eines nicht homogenen Feldes voraussetzen; ein solches ist bei den nicht unterteilten
oder nur durch schmale Schlitze (Rücksicht auf Verziehen durch Erwärmung) unterteilten
Polschuhen nicht vorhanden.
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Es liegt also im Sinne der zur Erfindung führenden Erkenntnis, für
ein nicht homogenes Feld durch entsprechende Gestaltung der Polschuhe zu sorgen,
d. h. diese in Polschuhstücke geeigneter Länge zu teilen, die durch Zwischenräume
von geeigneter, d. h. etwa gleichbemessener Länge getrennt sind.
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Es ist zwar, wie oben angedeutet, bereits der Vorschlag gemacht worden,
bei elektromagnetischen Schienenbremsen die Wirbelstrombildung zur Bremsung heranzuziehen
und zu diesem Zweck die Schienenmagnete so auszubilden. daß Nord-und Südpole in
der Schienenlängsrichtung hintereinanderliegen, wodurch die Schiene also in der
Längsrichtung magnetisiert wird (Patent 95843).
Solche Magnete weisen je nach
der Polzahl eine erheblich stärkere elektromagnetische (nicht mechanische) Reibung
auf und ergeben bei zweckmäßiger Bemessung sicher eine bessere Wirkung, als sie
bei Quermagnetisierung der Schiene zu erreichen ist. Ihre Bauart erfordert aber
einen hohen Aufwand an Mitteln; sie erfordern insbesondere eine Vielzahl einzelner
Spulen und Spulenverbindungen und haben sich in ihrer angegebenen Form nicht durchzusetzen
vermocht. -NTan hat auch bereits vorgeschlagen, die Polschuhe elektromagnetischer
Schienenbremsen durch Lücken zu unterbrechen und diese Lücken durch Einlagen von
Stoff hohen Reibwertes zu füllen (französisches Patent 820 172). Bei diesem
Vorschlag ist man sich der Bedeutung der Wirbelströme für die Verstärkung der Bremswirkung
aper überhaupt nicht bewußt geworden und hat demzufolge die Polschuhstücke und die
sie trennenden Lücken nicht nach den für die Wirbelstrombildung günstigen Gesichtspunkten
zu bemessen verstanden. Die zur Anordnung der Polschuhe nach der Erfindung führende
Erkenntnis hat nun ergeben, daß die, Polschuhstücke eine Länge von etwa 18 bis 2o
mm haben müssen und daß die zwischen ihnen befindlichen Lücken etwa 2o bis 22 mm
lang sein müssen, um günstigste Wirbelstrombildung zu erzielen.
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In, der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele je eines Polschuhes
nach der Erfindung veranschaulicht.
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Die Abb. i und 2 zeigen das eine Ausführungsbeispiel im Aufriß und
im Grundriß. Abb. 3 veranschaulicht den Grundriß eines anderen Ausführungsbeispiels,
bei dem die beiden Polschuhe in der Längsrichtung der Schiene nicht mehr durch einen
Zwischenraum (von 1o bis 1d. mm) voneinander ge- j trennt sind, sondern unmittelbar
nebeneinanderliegen können, weil bei dieser Ausführung die Polschuhstücke beider
Polschuhe so gegeneinander versetzt sind, daß die Polschulistücke des einen Polschuhes
den Polschuhlücken des anderen Polschuhes gegenüberstehen. Diese Ausführungsform
ergibt infolge des Fortfalls des Längsspaltes eine erheblich größere Gesamtpolschuhfläche.