KR101209313B1 - 자기 레일 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 자석 부재(6)가 가동적으로 지지된 자기 코일 바디(8)를 구비한 하나 이상의 브레이크 자석(2), 및 상기 브레이크 자석(2)을 자기 레일 브레이크 장치(4)의 다른 부품, 예컨대 고정 암 또는 작동 실린더의 플랜지에 고정하기 위한 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)을 포함하고, 상기 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)은 상기 자기 코일 바디(8)의 종방향에 대해 평행하게 연장하며, 상기 자기 코일 바디(8)에 직접 연결되는, 철도 차량의 자기 레일 브레이크 장치(4)에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 고정 스트립(32, 34)은 반자성 또는 상자성 재료로 이루어진다. 이로 인해, 자장이 약화되거나 또는 약간 강화됨으로써, 자기 코일 바디(8)에 작용하는 자기 누설 선속이 현저히 감소되며, 그 결과 큰 자기 지지력이 얻어진다.

자석 부재, 코일 바디, 브레이크 자석, 고정 암, 작동 실린더, 플랜지, 고정 스트립.

Description

자기 레일 브레이크 장치{MAGNETIC RAIL BRAKE DEVICE}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 다수의 자석 부재가 가동적으로 지지된 자기 코일 바디를 구비한 하나 이상의 브레이크 자석, 및 상기 브레이크 자석을 자기 레일 브레이크 장치의 다른 부품에 고정하기 위한 하나 이상의 고정 스트립을 포함하고, 상기 하나 이상의 고정 스트립은 상기 자기 코일 바디의 종방향에 대해 평행하게 연장하며, 상기 자기 코일 바디에 직접 연결되는 것인 철도 차량의 자기 레일 브레이크 장치에 관한 것이다.

자기 레일 브레이크는 예컨대 DE 101 11 685 A1 호에 개시되어 있다. 전기 자기 레일 브레이크의 힘 발생 주요 부품은 브레이크 자석이다. 브레이크 자석은 전자석이며, 이 전자석은 레일 방향으로 연장된 자기 코일, 및 베이스 바디 또는 지지 바디를 형성하는 말굽과 유사한 자심으로 이루어진다. 자기 코일 내에 흐르는 직류는 자위차(magnetic potential difference)를 일으키고, 상기 자위차는 자심 내에서 자속을 발생시키며, 브레이크 자석이 레일 상에 놓이면, 상기 자속이 레일 헤드를 통해 단락된다. 이로 인해 브레이크 자석과 레일 사이에 자기 인력이 생긴다. 움직이는 철도 차량의 운동 에너지에 의해, 자기 레일 브레이크는 종동부를 통해 레일을 따라 당겨진다. 이 경우, 브레이크 자석과 레일 사이의 미끄럼 마찰과 자기 인력에 의해, 제동력이 생긴다. 자기 레일 브레이크의 제동력의 크기는 특히 자기 회로의 자기 저항, 즉 기하학적 형상 및 투자율, 전기 기자력, 브레이크 자석과 레일 사이의 마찰값 및 레일 상태에 의존한다.

자기 레일 브레이크의 실시예에 대해서는 뮌헨 소재의 Knorr Bremse AG의간행물 "Grundlagen der Bremstechnik(브레이크 기술의 기초)"(2003, 페이지 92 내지 97)을 참고할 수 있다.

구조적 구성에 따라 2가지 타입의 자석으로 나눠질 수 있다. 제1 실시예에서 브레이크 자석은 비자성 스트립에 의해 종방향으로 분리된 2개의 마모 스트립과 나사 결합된 강성 자석이다. 이는 브레이크 자석 내부에서 자기 단락을 방지하기 위해 사용된다. 강성 자석은 대개 근거리 교통에서 시가 철도에 사용된다.

또한, 자기 코일 바디가 연속하는 강성 강 코어(steel core)를 갖는 것이 아니라, 강 코어들 사이에 분리 벽에 의해 분할된 개방 챔버를 갖는 분할 자석(sectional magnet)이 공지되어 있다. 자석 부재들은 개별 챔버 내로 삽입되며, 제동 과정 동안 이동할 수 있다. 따라서, 이들은 레일 헤드에 있는 요철을 따를 수 있다. 분할 자석들은 표준에 따라 전체 트랙 범위 내에 삽입된다. 공지된 분할 자석의 경우, 자기 코일 바디의 종방향에 대해 평행하게 연장하며 상기 자기 코일 바디에 직접 연결된 고정 스트립이 브레이크 자석을 자기 레일 브레이크 장치의 다른 부품, 예컨대 고정 암 또는 작동 실린더의 플랜지에 고정하기 위해 제공될 수 있다. 이 경우, 고정 암 또는 작동 실린더의 플랜지에 의해 자기 단락이 일어날 수 있고, 상기 단락은 레일에 대한 분할 자석의 지지력을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 간단한 구성 및 저렴한 제조 비용을 가지면서, 가능한 높은 브레이크 출력을 제공하는 자기 레일 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 고정 스트립이 반자성 또는 상자성 재료로 이루어짐으로써 달성된다.

반자성 재료는 일반적으로 1 보다 작은 투자율을 가지며 자장을 약화시키는 예컨대, 은 또는 구리와 같은 재료를 의미한다. 상자성 재료는 1 보다 약간 더 큰 투자율을 가지며, 자장을 약간 강화시키는, 예컨대 알루미늄, 백금 또는 공기와 같은 재료이다. 상기 재료들은 자장에 대한 그 작용 면에서, 자장을 현저히 강화시키는 예컨대 철, 코발트, 니켈과 같은 강자성 재료와는 현저히 다르다.

본 발명에 따라 고정 스트립이 반자성 또는 상자성 재료로 이루어짐으로써, 상기 재료가 자장을 약화시키거나 또는 약각만 강화시키고, 그 결과 자기 코일 바디에 작용하는 자기 누설 선속이 강자성 재료로 이루어진 고정 스트립에 비해 현저히 감소하며, 이로 인해 큰 자기 지지력이 얻어진다. 따라서, 고정 스트립은 한편으로는 자기 코일 바디를 장착품에 지지시키고 다른 한편으로는 그에 의한 자기 단락을 피하게 하는 2중 기능을 한다. 그 때문에, 반자성 또는 상자성 재료로 이루어진 추가 분리체가 필요 없다.

종속 청구항에 제시된 조치에 의해 청구항 1에 제시된 본 발명의 바람직한 개선이 가능하다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 1은 다수의 자석 부재를 포함하는 브레이크 자석을 구비한 본 발명에 따른 자기 레일 브레이크의 바람직한 실시예의 측면 사시도.

도 2는 도 1에 따른 브레이크 자석의 측면 사시도.

도 3은 자기 코일 바디의 횡단면도.

레일(1)의 요철에 보다 양호하게 적응하기 위해, 도 1에 도시된 자기 레일 브레이크(4)의 브레이크 자석(2)의 바람직한 실시예에서, 단일 자석 대신에 다수의 자석 부재(6)가 배치되며, 상기 자석 부재들은 레일(1)의 종방향으로 연장된 자기 코일 바디(8)에서 제한적으로 이동할 수 있도록 지지된다. 이는 바람직하게는 자석 부재들(6)이 분리 벽(10) 사이에 형성된 챔버 내에서 자기 코일 바디(8)의 서로 떨어진 측면에서 수직의 중심면에 대해 대칭으로 예컨대 나사 결합부(12)에 의해 제한적으로 틸팅 또는 선회 가능하게 현수됨으로써 이루어진다. 제동력을 자기 코일 바디(8)로 전달하는 것은 분리 벽(10)을 통해 이루어진다. 단부들(14, 15)은 자기 코일 바디(8)와 견고하게 연결되고, 전철기(points) 및 레일 조인트를 통해 브레이크 자석(2)을 양호하게 안내한다. 외부에서 볼 수 없는 자기 코일을 포함하는 자기 코일 바디(8)는 브레이크 자석(2)의 자심을 형성하는 자석 부재(6)를 지지한다.

자석 부재(6)는 레일(1)을 향한 그 하단부(16)가 자석 코일 바디(8)를 지나 돌출하고 그로 인해 횡단면이 서로 평행하게 연장되는 레그 및 브레이크 자석(2)의 폴 슈(16: 남극 또는 북극)를 형성하도록 자기 코일 바디(8)에 고정된다. 폴 슈(16)와 레일(1)의 레일 헤드(18) 사이에는 공기 갭(20)이 존재한다.

도 2에 가장 잘 나타나는 바와 같이, 자기 코일에 전압을 제공하기 위해, 전압원의 플러스 극 또는 마이너스 극을 가진 접속 장치(26)용의 2개 이상의 전기 단자(22, 24)가 제공되고, 상기 접속 장치(26)는 예컨대 자기 코일 바디(8)의 측면의 상부 영역 내에, 그 종방향에 대해 대략 중앙에 배치된다. 전기 단자(22, 24)는 바람직하게는 서로 떨어지게 향하고, 자기 코일 바디(8)의 종방향으로 연장된다.

자기 레일 브레이크(4)를 높은 위치로 현수 시에, 레일(1) 위에 대칭으로 배치된 2개의 브레이크 자석(2)(이들 중 하나만이 도 1에 도시되어 있음)이 고정 암(28)과 연결되어 고정 브레이크 스퀘어(fixed brake square)를 형성하고, 도 1에서 척도의 이유 때문에 도시되지 않은 작동 실린더를 통해 샤시 내에 장착된다. 무압 작동 실린더 내의 축압기 스프링은 브레이크 스퀘어를 높은 위치로 가압한다. 작동 실린더는 플랜지(30)를 통해 해당 브레이크 자석(2)에 연결된다.

자기 코일 바디(8)를 자기 레일 브레이크(4)의 장착품에, 예컨대 고정 암(28) 또는 작동 실린더의 플랜지(30)에 고정시키기 위해, 자기 코일 바디(8)의 종방향에 대해 평행하게 연장하는, 상기 자기 코일 바디에 직접 연결된 고정 스트립(32, 34)이 제공된다. 바람직하게는 자기 코일 바디(8)의 종방향에서 볼 때 각각 하나의 고정 스트립(32, 34)은 자기 코일 바디(8)의 측면에서 각 자석 부재(6)의 상부 단부면(36) 바로 위로 배치된다(도 3). 이 경우, 하나의 고정 스트립(32)은 브레이크 자석(2)의 하나의 단부(14)로부터 다른 단부(15)로 연장되는 한편, 다른 하나의 고정 스트립(34)은 2개로 분할되고, 2개의 부분들(34a, 34b) 사이에는 접속 장치(26)가 배치된다(도 2). 2개의 고정 스트립들(32, 34)은 각각 자기 코일 바디(8)와 용접되고, 상기 자기 코일 바디와 함께 하나의 용접된 유닛을 형성한다.

자기 코일 내에 흐르는 직류가 자위차를 일으키고 상기 자위차가 자석 부재(6)로 이루어진 자심 내에서 자속을 발생시키며, 브레이크 자석(2)이 레일(1)에 놓이면 상기 자속이 레일 헤드(18)를 통해 단락되는 경우, 고정 암(28) 또는 플랜지(30)와 같은 장착품에 의해 자기 단락이 일어날 수 있으며, 상기 단락은 레일(1)에 대한 자석 부재(6)의 지지력을 감소시킨다.

따라서, 본 발명에 따라 고정 스트립들(32, 34) 중 하나 이상이 반자성 또는 상자성 재료로 이루어진다. 이로 인해, 자장의 약화 또는 약간의 강화가 일어난다. 이로 인해, 자기 코일 바디(8)에 작용하는 자기 누설 선속이 현저히 감소되고, 그 결과 큰 자기 지지력이 얻어진다.

Claims (5)

1. 다수의 자석 부재(6)가 가동적으로 지지된 자기 코일 바디(8)를 구비한 하나 이상의 브레이크 자석(2), 및 상기 브레이크 자석(2)을 자기 레일 브레이크 장치(4)의 다른 부품에 고정하기 위한 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)을 포함하고, 상기 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)은 상기 자기 코일 바디(8)의 종방향에 대해 평행하게 연장하며, 상기 자기 코일 바디(8)에 직접 연결되는 것인 철도 차량의 자기 레일 브레이크 장치(4)에 있어서,

   상기 고정 스트립(32, 34)이 반자성 또는 상자성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

   하나의 고정 스트립(32)은 상기 자기 코일 바디(8)의 하나의 단부(14)로부터 다른 단부(15)로 연속해서 연장하고, 다른 하나의 고정 스트립(34)은 2개로 분할되고, 상기 고정 스트립(34)의 2개의 부분(34a, 34b) 사이에는 전압원용 접속 장치(26)가 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 레일 브레이크 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)은 상기 자기 코일 바디(8)와 함께 하나의 용접된 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 레일 브레이크 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고정 스트립(32, 34)은 작동 실린더용 플랜지(30), 고정 암(28) 또는 다른 장착품에 분리 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 자기 레일 브레이크 장치.

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