DE9313002U1 - Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet - Google Patents

Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet

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DE9313002U1
DE9313002U1 DE9313002U DE9313002U DE9313002U1 DE 9313002 U1 DE9313002 U1 DE 9313002U1 DE 9313002 U DE9313002 U DE 9313002U DE 9313002 U DE9313002 U DE 9313002U DE 9313002 U1 DE9313002 U1 DE 9313002U1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H7/00—Brakes with braking members co-operating with the track
    • B61H7/02—Scotch blocks, skids, or like track-engaging shoes
    • B61H7/04—Scotch blocks, skids, or like track-engaging shoes attached to railway vehicles
    • B61H7/06—Skids
    • B61H7/08—Skids electromagnetically operated
    • B61H7/083—Skids electromagnetically operated working with eddy currents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

KB-AG
23.08.1993
V/ZP - Le
Unser Zeichen: 302189
0546P
Beschreibung
Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet.
Die Neuerung betrifft einen Wirbel strom-Schienenbremsmagnet für Schienenfahrzeuge, mit der in Querrichtung profilierten Schienenoberflache zugewandter, im Betriebszustand dieser mit einem Luftspalt gegenüberstehender, in Schienenlangs- und -querrichtung starrer Pol flache mit in Schienenlängsrichtung abwechselnder Magnetpol aritat.
Derartige Wirbelstrom-Schienenbremsmagnete sind vielfach bekannt, beispielsweise aus der DE- OS 2 035 781. Allen diesen bekannten Wirbel strom-Schienenbremsmagneten ist gemeinsam, daß die Polflache des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten als horizontale, zumindest im wesentlichen ebene Flache ausgebildet ist. Da in Abweichung zur Darstellung in der erwähnten DE-OS die Schienenoberf lache in Querrichtung konvex profiliert ausgebildet ist, ergibt sich hierbei zwischen der Pol flache des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten und der Schienenoberflache ein Luftspalt unterschiedlicher Starke, wobei dieser Luftspalt an seiner engsten Stelle derart zu bemessen ist, daß im Fahrbetrieb ein Aufsetzen des
Wirbestrom-Schienenbremsmagneten auf die Schiene mit Sicherheit vermieden wird.
Fur reine, ohne Wirbel Stromeffekt wirkende Schienenbremsmagnete ist es beispielsweise aus der DE-PS 971 289 bekannt, die Sohle des Schienenbremsmagneten dem Profil der Schienenoberfläche zumindest annähernd angepaßt auszubilden; eine derartige Ausbildung ergäbe sich bei diesen im Betriebszustand mit großer Kraft auf der Schienenoberflache aufsitzenden Schienenbremsmagneten nach einiger Betriebszeit durch entsprechenden Verschleiß an der Polflache des Schienenbremsmagneten auch von selbst. Da jedoch auch das Prpfil der Schienenoberflache durch Verschleiß variieren kann und zudem in Kuvenabschnitten der Fahrstrecke über die Längsrichtung des Schienenbremsmagneten in unterschiedliche Querpositionen zu diesem gelangt, ist bei derartigen, über ihre Lange starr ausgebildeten Schienenbremsmagneten kein sattes Aufliegen der Pol flache auf der Schienenoberflache gewährleistet, wodurch sich Bremswirkungsverluste ergeben können. Zum Vermeiden dieses Mangels ist es aus der DE-PS 702 166 des weiteren bekannt, den ohne Wirbelstromeffekt wirkenden Schienenbremsmagneten an seiner Pol flache in einzelne Pakete aufzugliedern, wobei jedes Paket aus einer Vielzahl von vertikalen, in Schienenlängsrichtung verlaufenden, nebeneinander angeordneten Einzelblechen besteht. Die Einzelbleche können sich dann jeweils dem Profil der Schienenoberflache durch entsprechende Verschiebung anpassen, ein derartiger Schienenbremsmagnet ist jedoch in seinem Aufbau und seiner Wartung teuer und es ist zu erwarten, daß er relativ hohe, innere magnetische Widerstände aufweist, wodurch er einen, bezogen auf die erzielbare Bremswirkung, schlechten Wirkungsgrad erhalt.
Es ist Aufgabe der Neuerung, einen Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten der eingangs angegebenen Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß er im Vergleich zu bisher bekannten Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten eine höhere Bremswirkung erzielt und einen demgemäß verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
Diese Aufgabe wird nach der Neuerung dadurch gelost, daß die Pol fläche vertikal oberhalb der Schienenoberflache ein deren Profil zumindest angenähert entsprechendes Querprofil aufweist.
Dabei kann es nach der weiteren Neuerung bei Wirbel strom-Schienenbremsmagneten, welche beispielsweise infolge des Spurkranzspieles der Radsatze des Schienenfahrzeuges zur Schiene relativ zur Schienenoberfläche begrenzt querverschieblich sind, zweckmäßig sein, wenn im Betriebszustand des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten das Querprofil der Pol fläche dem Profil der Schienenoberfläche im ganzen Bereich der Querverschieblichkeit zwischen beiden unter Berücksichtigung der größtmöglichen Schienenkrummung in Bogenabschnitten der Fahrstrecke des Schienenfahrzeuges beruhrungsfrei gegenübersteht.
Dabei kann es nach der weiteren Neuerung zweckmäßig sein, wenn im Betriebszustand das Querprofil der Pol flache dem Profil der Schienenoberfläche an jeder Stelle mit einem Mindestabstand von ca. 3mm bis 8mm, vorzugsweise von ca. 5mm gegenübersteht.
Hierzu ist es nach der weiteren Neuerung zweckmäßig und vorteilhaft, wenn das Querprofil der Pol fläche zumindest annähernd einer Hüll kurve entspricht, die aus der Schienenoberfläche unter Berücksichtigung deren Längskrummung in Kurvenabschnitten bei deren Ralativquerverschiebung zum Querprofil gebildet wird.
Nach der weiteren Neuerung zweckmäßige Weiterbildungsmoglichkeiten eines derartigen Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten sind den weiteren Unteranspruchen entnehmbar.
In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung ein Ausfuhrungsbeispiel fur einen nach der Neuerung ausgebildeten Wirbel strom-Schienenbremsmagneten dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber auf die Schraffierung geschnittener Teile verzichtet wurde.
In der eine Stirnansicht in Schienenlängsrichtung bzw. einen Schnitt quer hierzu darstellenden Figur ist mit durchgehenden Linien der untere Teil eines Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 dargestellt, mit strichpunktierter Linie ist der Umriß eines Schienenfahrzeugrades 2 angedeutet und mit wiederum durchgehender Linie ist der Querschnitt des oberen Teiles einer Schiene 3 dargestellt, auf welcher das Schienenfahrzeugrad 2 aufsteht und mit welcher der Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet 1 zusammenzuwirken vermag. Relativ zum Wirbelstrom-Scfffenenbremsmagneten 1 und zum Schienenfahrzeugrad 2 vermag die Schiene 3 sich seitlich bis zur Lage der mit Strichdoppelpunkt-Linie eingezeichneten Schiene 31 zu versetzen. Die Schiene 3, 31 weist an ihrer Schienenoberflache 4 quer zu ihrer Längsrichtung ein Profil 5 auf, welches in üblicher bzw. vorgeschriebener Weise konvex gekrümmt ist.
Der Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet 1 weist an seiner Unterseite beidseitig an seine vertikalen Seitenflachen 6 bzw. 7 anschließende, im wesentlichen horizontal verlaufende und ebene Flachenabschnitte 8 bzw. 9 auf, welche sich im wesentlichen seitlich des Kopfbereiches 10 der Schiene 3, 3' befinden. Die Flachenabschnitte 8 und 9 schließen zwischen sich einen großenteils relatv zu ihnen vertikal abwärts versetzten Abschnitt 11 der aus diesem und den beiden Flachenabschnitten 8 und 9 gebildeten Pol flache 12 des Wirbelstrom-Schi enenbremsmagneten 1 ein. Der Abschnitt 11 bildet oberhalb des Profiles 5 ein konkav geformtes Querprofil 13, welches in seiner Form zumindest annähernd dem Profil 5 der Schienenoberflache 4 entspricht und im Betriebszustand des
Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 dem Profil 5 mit einem Luftspalt 14 gegenübersteht. Dabei ist zu beachten, daß das Querprofil 13 die Schienenoberfläche 4 in keiner Relativlage der Schiene 3, 31 im Bereich deren Relativ-Querverschieblicheit zum Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 berührt, sondern daß zwischen beiden an jeder Stelle immer ein Luftspalt 14 vorhanden ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß in Bogenabschnitten der Fahrstrecke die
Schienenoberfläche 4 in Schienenlangsrichtung gekrümmt verlauft, auch bei größtmöglicher Schienenkrümmung in den Bogenabschnitten der Fahrstrecke tritt keine Berührung zwischen dem Querprofil 13 bzw. dem Abschnitt 11 der Polflache 12 und der Schienenoberflache 4 auf. In unbetätigtem Zustand des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 kann dieser in eine vertikal höhere Lage angehoben sein, so daß in diesem Zustand ebenfalls keinerlei Gefahr einer Berührung zwischen Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 und Schiene 3, 31 besteht.
Abweichend zum dargestellten Ausfuhrungsbeispiel kann der das Querprofil 13 tragende Abschnitt 11 der Polflache 12 sich im wesentlichen auch in einer mit den Flachenabschnitten 8, 9 fluchtenden Horizontal flache bzw. etwas vertikal nach oben zu dieser versetzt befinden. Bei schmaler Ausfuhrung des Spulenkörper des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten ist es weiterhin möglich, daß der Abschnitt 11 unter Entfall der Flachenabschnitte 8 und/oder 9 unmittelbar an wenigstens eine der Seitenflachen 6, 7 anschließt
Durch die erfindungsgemaße Ausbildung der Pol flache 12 des Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten 1 mit einer im wesentlichen dem Profil 5 der Schienenoberflache 4 angepaßten Querprofil 13 ergibt sich ein hinsichtlich des praktischen Betriebes minimierter Luftspalt 14, wodurch eine wesentlich höhere Bremswirkung gegenüber den bisher üblichen Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten mit durchgehend ebener Pol flache, also ein entsprechend gesteigerter Wirkungsgrad, erreicht wird; die Bremswirkung kann durch die erfindungsgemaße Ausbildung um über 10% gesteigert werden.
Kurzfassung:
Der Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet (1) ist an seiner seine Unterseite bildenden, durchgehend starr ausgebildeten Pol flache (12) im Bereich vertikal oberhalb der Schienenoberflache (4) mit einem deren Profil (5) zumindest angenähert entsprechenden Querprofil (13) versehen. Das Querprofil (13) ist dabei derart ausgebildet, daß im Betriebszustand des Wirbel strom-Schienenbremsmagneten dessen
Pol fläche (12) und die Schienenoberfläche (4) sich unter Berücksichtigung einer Querverschieblichkeit zwischen diesen beiden Flächen sowie unter Berücksichtigung der größtmöglichen Schienenkrümmung in Bogenabschnitten der Fahrstrecke beruhrungsfrei mit einem Mindestabstand von ca. 5mm bei insgesammt geringstmoglichem Luftspalt (14) gegenüberstehen. Das Querprofil (13) ist hierzu zweckmäßig als Hullkurve für die Schienenoberfläche (4) unter Berücksichtigung der erwähnten Querverschieblichkeit und größtmöglichen Schienenkrummung ausgebildet.
Durch Minimieren des Luftspaltes (14) vermittels des Querprofiles (13) ist eine wesentliche Steigerung der Bremswirkung des Wirbel strom-Schienenbremsmagneten (1) im Vergleich zu bisher üblichen Wirbelstrom-Schienenbremsmagneten mit ebenen Pol flächen erreichbar.
KB-AG
23.08.1993
V/ZP - Le
Unser Zeichen: 302189
0546P
Bezugszeichenliste
1 Wirbeistrom-Scrn enenbremsmagnet
2 Schienenfahrzeugrad
3, 31 Schiene
4 Schi enenoberf1 ache
5 Profil
6 Seitenflache
7 Seitenflache
8 Flachenabschnitt
9 Flachenabschnitt
10 Kopfbereich
11 Abschnitt
12 Pol flache
13 Querprofil
14 Luftspalt

Claims (8)

KB-AG 23.08.1993 V/ZP - Le Unser Zeichen: 302189 0546P Schutzanspruche
1. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet (1) fur Schienenfahrzeuge, mit der in Querrichtung profilierten Schienenoberflache (4) zugewandter, im Betriebszustand dieser mit einem Luftspalt (14) gegenüberstehender, in Schienenlängs- und -querrichtung starrer Polflache (12) mit in Schienen!angsrichtung abwechselnder Magnetpolaritat, dadurch gekennzeichnet, daß die Pol flache (12) vertikal oberhalb der Schienenoberflache (4) ein deren Profil (5) zumindest angenähert entsprechendes Querprofil (13) aufweist.
2. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 1, wobei der Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet (1) relativ zur Schienenoberfiache
(4) begrenzt querverschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand das Querprofil (13) der Polflache (12) dem Profil
(5) der Schienenoberflache (4) im ganzen Bereich der Querverschieblichkeit unter Berücksichtigung der größtmöglichen SchienenkrQmmung in Bogenabschnitten der Fahrstrecke des Schienenfahrzeuges beruhrungsfrei gegenübersteht.
3. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand das Querprofil (13) der Polflache (12) der Schienenoberflache (4) an jeder Stelle mit einem Mindestabstand von ca. 3mm bis 8mm gegenübersteht.
4. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mindestabstand ca. 5mm betragt.
5. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Querprofil (13) der Profil flache (12) zumindest annähernd einer HuI&Iacgr;kurve entspricht, die aus der Schienenoberflache (4) unter Berücksichtigung deren Langskrummung in Kurvenabschnitten bei Relativ-Querverschiebung der Schienenoberflache (4) zum Querprofil (13) gebildet wird.
6. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pol flache (12) zumindest zu einer Seite des Querprofils (13) einen zumindest annähernd horizontal auskragenden, ebenen Flachenabschnitt (8; 9) aufweist.
7. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Querprfil (13) sich zumindest teilweise an einem relativ zum ebenen Flächenabschnitt (8; 9) vertikal abwärts versetzten Abschnitt (11) der Polflache (12) befindet.
8. Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Querprofil sich zumindest teilweise an einem relativ zum ebenen Flächenabschnitt vertikal nach oben versetzten Abschnitt der Pol flache befindet.
DE9313002U 1993-08-30 1993-08-30 Wirbelstrom-Schienenbremsmagnet Expired - Lifetime DE9313002U1 (de)

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