NO130633B

NO130633B -

Info

Publication number: NO130633B
Application number: NO253771A
Authority: NO
Inventors: M Baermann
Original assignee: M Baermann
Priority date: 1970-07-18
Filing date: 1971-07-02
Publication date: 1974-10-07
Also published as: FR2098116A5; GB1305519A; NO130633C; ES392654A1; ATA568471A; DE2035781A1; CA933995A; SE364152B; DE2035781B2; CH541459A; BE769683A; AT325667B; NL7109927A

Description

Hvirvelstrøm- og hysteresisbremse for skinnekjøretøy. Eddy current and hysteresis brake for rail vehicles.

Oppfinnelsen angår en hvirvelstrøm- og hysteresisbremse for skinnekjøretøy med en magnetanordning som består av en flerbenet magnetkjerne hvor de enkelte ben er forbundet med et åk og bærer magnetiseringsspolene, og den ut over spolene ragende ende av benene danner polsko. The invention relates to an eddy current and hysteresis brake for rail vehicles with a magnetic device consisting of a multi-leg magnetic core where the individual legs are connected by a yoke and carry the magnetizing coils, and the end of the legs protruding above the coils forms a pole shoe.

For bremsing av skinnekjøretøy anvendes magnetiske skinnebremser utstyrt med élektromagneter og hvis polsko er ut- For braking rail vehicles, magnetic rail brakes equipped with electromagnets are used and if the pole shoes are

formet som bremsesko. Disse polsko blir ved magnetiske tiltrekningskrefter presset mot de ferromagnetiske skinner slik at det oppstår friksjon som utnyttes til bremsingen. Polskoene og også skinnene utsettes på denne måte for betydelig slitasje. Utover dette minsker bremsevirkningen ved større hastigheter og er også avhengig av tilsmussingstilstanden av skinnene og værforhold. shaped like brake shoes. These pole shoes are pressed by magnetic attraction forces against the ferromagnetic rails so that friction occurs which is used for braking. The pole shoes and also the rails are exposed in this way to considerable wear and tear. In addition to this, the braking effect decreases at higher speeds and is also dependent on the soiling of the rails and weather conditions.

I tysk patent- nr. 1.123.359, som angår en permanent-magnetisk skinnebrems-e, hvor bremsevirkningen. delvis oppnås ved friksjon, anvendes et større antall i kjøretøyets bevegelsesret- In German patent no. 1,123,359, which concerns a permanent-magnetic rail brake-e, where the braking effect. partly achieved by friction, a larger number is used in the vehicle's direction of motion

ning anordnede poler med vekslende polaritet som tilveiebringer hvirvelstrømmer og hysteresetap i skinnene, hvilket øker bremsevirkningen.. Ved store hastigheter opptrer ved de dannede hvirvel-strømmer forbedret -bremsevirkning. Denne bremse har imidlertid ulempen ved sterk slitasje. arranged poles with alternating polarity that cause eddy currents and hysteresis losses in the rails, which increases the braking effect. At high speeds, the formed eddy currents improve the braking effect. However, this brake has the disadvantage of heavy wear.

For å unngå denne ulempe er det allerede foreslått slitasjefrie hvirvelstrøm- og hysteresebremser for hurtige skinne-kjøretøyer med elektromagnetiske poler hvis polflater for frembringelse av hvirvelstrømmer vender mot skinnene med en mellomliggende luftspalte. Med disse kjente hvirvelstrøm-skinnebremser kunne' det imidlertid ikke oppnås noen tilfredsstillende bremsevirkning. In order to avoid this disadvantage, wear-free eddy current and hysteresis brakes have already been proposed for fast rail vehicles with electromagnetic poles whose pole surfaces for generating eddy currents face the rails with an intermediate air gap. However, no satisfactory braking effect could be achieved with these known eddy current rail brakes.

Da den plass som står til rådighet for skinnebremser er begrenset og skinnehodets form er ugunstig for dannelse av hvirvel-strømmer har de hittil kjente bremser ikke oppnådd tilstrekkelig bremsekraft. Da hastigheten av skinnekjøretøy stadig øker, er det et stort behov for en slitasjefri bremse for skinnekjøretøy som kan utforme så store bremsekrefter ved disse høye hastigheter på mer enn 200 km i timen, at en sikker bremsing av kjøretøyet kan oppnås med minst mulig bremselengde. As the space available for rail brakes is limited and the shape of the rail head is unfavorable for the formation of eddy currents, the previously known brakes have not achieved sufficient braking power. As the speed of rail vehicles is constantly increasing, there is a great need for a wear-free brake for rail vehicles that can design such large braking forces at these high speeds of more than 200 km per hour, that a safe braking of the vehicle can be achieved with the smallest possible braking distance.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en i prak-sis brukbar hvirvelstrøm- og hysteresebremse for skinnekjøretøy, The purpose of the invention is to provide a practically usable eddy current and hysteresis brake for rail vehicles,

med forholdsvis kort konstruksjonslengde og så stor bremsekraft at det sikres en pålitelig avbremsing av skinnekjøretøy ved de store hastigheter som tilstrebes idag. with a relatively short construction length and such great braking power that a reliable deceleration of rail vehicles is ensured at the high speeds that are striven for today.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at bredden av den del av benene som er omgitt av spolen, målt på tvers av kjøreret-ningen, er større enn polskoen og tykkelsen av denne del målt i kjøre-retningen, er mindre enn polskoen, idet det tverrsnitt som skjæres av mågnetfluksen når magnetspolene tilføres magnetiseringsstrøm i det minste er like stort som tverrsnittet av polskaen, at midtavstanden mellom to til hverandre grensende ben er 45 mm +_ 15 mm, idet tykkelsen målt i kjøreretningen er minst 16 mm, og at det er anordnet avstandsstykker som sikrer en tilnærmet konstant.luftspalte mellom polskoene og de deler i hvilke det oppstår hvirvelstrømmer og hysteresis-virkning. This is achieved according to the invention in that the width of the part of the legs which is surrounded by the coil, measured across the direction of travel, is greater than the pole shoe and the thickness of this part, measured in the direction of travel, is smaller than the pole shoe, since the cross-section which is cut by the mesh flux when the magnetic coils are supplied with magnetizing current is at least as large as the cross-section of the pole, that the center distance between two adjacent legs is 45 mm +_ 15 mm, the thickness measured in the direction of travel being at least 16 mm, and that spacers are provided which ensures an approximately constant air gap between the pole shoes and the parts in which eddy currents and hysteresis effects occur.

På denne måte oppnås på overraskende . måte bremsekrefter som er større og jevnere enn de som idag oppnås med vanlige frik-sjonsbremser og magnetiske bremser med samme dimensjoner, samtidig som det oppnås den fordel at disse bremsekrefter opprettholdes også over et stort hastighetsområde. For friksjonsbremsing for stillstandsbremsing er det da bare nodvendig med små bremsesko som bare utsettes for liten slitasje fordi storstedelen av hele bremsearbeidet utfores av hvirvelstrombremsene. In this way, surprisingly is achieved. manner braking forces that are greater and more even than those currently achieved with ordinary friction brakes and magnetic brakes with the same dimensions, while at the same time achieving the advantage that these braking forces are also maintained over a large speed range. For friction braking for standstill braking, it is then only necessary to use small brake shoes that are only exposed to little wear because the majority of the entire braking work is carried out by the eddy current brakes.

Det har vist seg at skinnehodeprofilens ugunstige form for dannelse av hvirvelstrommer krever en særskilt utforming av magnetpolene som særlig avviker fra den vanlige konstruksjon. It has been shown that the unfavorable shape of the rail head profile for the formation of eddy currents requires a special design of the magnetic poles which deviates particularly from the usual construction.

Mens det hittil har vært vanlig å gjore polflaten relativt bred i kjoretoyets bevegelsesretning, foreslås ifblge oppfinnelsen at polene i kjoretoyets bevegelsesretning er forholdsvis smale og har en midtavstand som under hensyntagen til det nodvendige viklerom for magnetiseringsspolene gir en meget gunstig bremsekraft pr. lengdeenhet. While until now it has been common to make the pole surface relatively wide in the direction of movement of the vehicle, according to the invention it is proposed that the poles in the direction of movement of the vehicle are relatively narrow and have a center distance which, taking into account the necessary winding space for the magnetization coils, gives a very favorable braking force per unit of length.

Med avstandshjelpemidler ifolge oppfinnelsen er det lykkes å oppnå de nodvendige krav til luftspalte.. På den ene side tilstrebes en minst mulig luftspalte fordi jo storre luftspalten er, desto flere amperevindinger må det anvendes for å frembringe en tilstrekkelig hoy induksjon i luftspalten, og på den annen side må luftspalten som folge av ikke ideelle kjoreforhold være så stor at forstyrrelsesfri drift sikres. With distance aids according to the invention, it is possible to achieve the necessary requirements for an air gap. On the one hand, the aim is to have the smallest possible air gap because the larger the air gap, the more ampere turns must be used to produce a sufficiently high induction in the air gap, and on the on the other hand, as a result of non-ideal driving conditions, the air gap must be large enough to ensure undisturbed operation.

For å oppnå tilstrekkelig viklerom ved liten poldeling er ifolge oppfinnelsen den del av benet som er omgitt av spolen smalere målt i bevegelsesretningen av kjoretoyet enn polskoen. For at det tverrsnitt av benet som gjennomstrommes av den magnetiske fluks i det minste skal være lik tverrsnittet av polskoen, er den del av benet som omgis av viklingen bredere målt vinkelrett på kjoretoyets bevegelsesretning. På denne måte lykkes det med forholdsvis liten konstruksjonslengde å anbringe tilstrekkelig amperevindinger for frembringelse av en luftspalteinduksjon på 15.000 til 20.000 G-auss (målt ved stillstand). In order to achieve sufficient winding space with a small pole division, according to the invention, the part of the leg which is surrounded by the coil is narrower, measured in the direction of movement of the carriage, than the pole shoe. In order for the cross-section of the leg through which the magnetic flux flows to be at least equal to the cross-section of the pole shoe, the part of the leg surrounded by the winding is wider measured perpendicular to the vehicle's direction of movement. In this way, with a relatively small construction length, it is possible to place sufficient ampere windings to produce an air gap induction of 15,000 to 20,000 G-auss (measured at standstill).

Det tverrsnitt av polskoen som-gjennomstrommes av det magnetiske fluks er fortrinnsvis så stort at det er mere enn 25 fortrinnsvis 35 - 40 $ av tverrsnittet av skinnehodet. Ved denne dimensjonering av polflaten i forhold til tverrsnittet av skinnehodet oppnås en forholdsvis stor inntrengningsdybde av kraftlinjene i skinnehodet og dette forer til dannelse av sterke hvirvelstrommer slik at det oppnås en ytterligere forbedring av bremsekraften. Dessuten blir det samtidig oppnådd den fordel at ved sideveis The cross section of the pole shoe through which the magnetic flux flows is preferably so large that it is more than 25 preferably 35 - 40 $ of the cross section of the rail head. With this dimensioning of the pole face in relation to the cross-section of the rail head, a relatively large penetration depth of the force lines in the rail head is achieved and this leads to the formation of strong eddy currents so that a further improvement in braking power is achieved. Moreover, at the same time, the advantage is achieved that by side-by-side

j j

pending av skinnekjoretoyet opprettholdes en konstant bremsekraft. pending of the rail vehicle, a constant braking force is maintained.

Ved anbringelse av hvirvelstrom- og hysteresisbremser ifolge oppfinnelsen på den ikke avfjærede del av kjoretoyunderstellet er bremsens bevegelse mot skinnene begrenset av anslag som sikrer opprettholdelse av luftspalten under innkoplingstilstanden. When placing eddy current and hysteresis brakes according to the invention on the unsprung part of the vehicle chassis, the movement of the brake against the rails is limited by stops which ensure maintenance of the air gap during the engagement state.

For å hindre ajt polf låtene under bremsing sleper mot skinnene ved ujevnheter^ f.eks. over vikeinnretninger, krysninger og lignende, er det i endene anbragt bremsesko av slitefast materiale som rager ut over po'lflåtene. To prevent ajt polf the tracks during braking drag against the rails on unevenness^ e.g. over way devices, crossings and the like, brake shoes made of wear-resistant material are placed at the ends and protrude above the pole rafts.

Hvis det anordnes forholdsvis stor luftspalte er det for oppnåelse av nodvendig flukstetthet nodvendig med tilsvarende stor magnetiseringsenergi. Vjed anvendelse av mindre luftspalte og mindre magnetiseringsenergi forsynes fortrinnsvis selve skinne-bremsen med stottehjul fjOr å holde en noyaktig liten luftspalte. Foruten stottehjulene bibeholdes slepeskoene i endene. Det er da fordelaktig at stottehjJlene er anordnet slik at de rager så langt ut over polflatene som Jigger overfor skinnen at den onskede luftspalte dannes og at det ipå undersiden av disse ender er anordnet slitefaste sko som med sjin sliteflate er tilbaketrukket i forhold til stottehjulenes lopefjlate, men rager ut over polflatene. Ved en opptredende ujevnhet jvil på denne måte forst sliteflaten av de slitefaste sko gli på skinnene og dermed skåne polflatene. Nor-malt vil under bremsingen også de slitefaste sko skånes fordi stottehjulene sorger for å opprettholde luftspalten. If a relatively large air gap is provided, correspondingly large magnetization energy is required to achieve the required flux density. Due to the use of a smaller air gap and less magnetization energy, the rail brake itself is preferably supplied with support wheels to maintain a precisely small air gap. In addition to the support wheels, the towing shoes are retained at the ends. It is then advantageous that the support wheels are arranged so that they protrude so far above the pole surfaces that Jigger opposite the rail that the desired air gap is formed and that wear-resistant shoes are arranged on the underside of these ends, which with their wear surface are retracted in relation to the running surface of the support wheels, but protrudes above the polar surfaces. In the event of an unevenness, the wear surface of the hard-wearing shoes will first slide on the rails in this way and thus protect the pole surfaces. Normally, during braking, the hard-wearing shoes will also be spared because the support wheels ensure that the air gap is maintained.

De elektromagnetisk energiserte poler utover på skinnene en tiltrekningskraft slik at ved mindre kjørehastighet kan det opptre en utillatelig stjor lagerbelastning. Ved store kjørehastig-heter vil denne tiltrekningskraft under bremsingen bli betraktelig redusert ved hvirvelstrommer som opptrer i skinnene og som motvirker tiltrekningskraften.j Ved liten kjørehastighet avtar imidlertid den av hvirvelstrommene frembragte motkraft, slik at det må sorges The electromagnetically energized poles exert an attractive force outwards on the rails so that at lower driving speeds an unacceptably heavy bearing load can occur. At high driving speeds, this attractive force during braking will be considerably reduced by eddy currents that appear in the rails and counteract the attractive force.j At low driving speeds, however, the counter force produced by the eddy currents decreases, so that care must be taken

i in

for at magnetenes tiltrekningskraft ikke bevirker at hjulenes lagerbelastning når utillatelig hoye verdier. Av denne grunn er det anordnet regulerings[- og/eller utkoplingsmidler ved hjelp av hvilke det skjer en slik| regulering av energiseringsstrommen at ved minsket kjørehastighet overskrider ikke den opptredende tiltrekningskraft den tillatte lagerbelastning. so that the attraction of the magnets does not cause the bearing load on the wheels to reach unacceptably high values. For this reason, regulation[- and/or disconnection means have been arranged with the help of which such a| regulation of the energizing current so that at reduced driving speed the occurring attraction force does not exceed the permitted bearing load.

Da hjulkransen med hensyn til sin bredde såvel som i radial retning har dimenjsjoner som stort sett er lik skinnelope-flaten, kan man ifolge oppfinnelsen la bremsen for bremsing av • kjbretbyet også virke på hjulkransen, fordi hjulenes periferihas-tignet tilsvarer kjørehastigheten. Det er særlig fordelaktig å anordne bremsene på begge sider av hjulkransen, på sådan måte at polflatene er rettet mot hjulkransen og åket har da form av et ringsegment. Ved denne anordning oppnås det samtidig med at slitasje unngås og stoy fra bremseklosser, en særegne fordel at hjulkransen oppvarmes jevnt, slik at med hjul med påkrympet felg Since the wheel rim with regard to its width as well as in the radial direction has dimensions that are largely equal to the rail running surface, according to the invention, the brake for braking the • kjbretbyet can also act on the wheel rim, because the peripheral speed of the wheels corresponds to the driving speed. It is particularly advantageous to arrange the brakes on both sides of the wheel rim, in such a way that the pole faces are directed towards the wheel rim and the yoke then has the shape of a ring segment. With this device, at the same time that wear and noise from brake pads are avoided, a special advantage is achieved that the rim of the wheel is heated evenly, so that with wheels with a shrunk rim

■kan det ikke opptre noen losning av denne. Ut over dette utmerker den dobbelte anbringelse av bremsene seg ved at tiltrekningskreftene på et hjulsett opphever hverandre. Hvirvelstrom- og hysteresebremser kan også med fordel innvirke på luftkjolte bremseskiver ■can there be no loosening of this. In addition to this, the double placement of the brakes is distinguished by the fact that the forces of attraction on a set of wheels cancel each other out. Eddy current and hysteresis brakes can also have an advantageous effect on air-cooled brake discs

som er festet på hjulakselen og roterer med denne. Alt etter kjoretbyunderstellets konstruksjon er det ved disse anordninger fordelaktig å feste bremsene på de avfjærede deler fordi de i which is attached to the wheel axle and rotates with it. Depending on the construction of the undercarriage, with these devices it is advantageous to attach the brakes to the sprung parts because they

denne stilling ikke utsettes for rystebevegelser. this position is not exposed to shaking movements.

Det kan naturligvis også anvendes en anordning hvor flere bremseenheter innvirker såvel på skinnene som på hjulenes hjulkrans. It is of course also possible to use a device where several brake units act both on the rails and on the rim of the wheels.

Det er hensiktsmessig å utfore viklingene som båndviklinger. Fortrinnsvis er viklingene utformet slik at de kan drives med liten spenning og stor strbm slik at isolasjonen mellom de enkelte vindinger har liten tykkelse. It is convenient to make the windings as tape windings. Preferably, the windings are designed so that they can be operated with low voltage and high stress so that the insulation between the individual windings has a small thickness.

Den elektriske strbm for energiseringen frembringes fortrinnsvis av en generator som drives av den roterende del av skinne-kj bretbyet. Generatoren kan være utformet som vekselstrømsgene-rator eller trefasegenerator idet det for likeretning av energiseringsstrbmmen, på i og for seg kjent måte, anvendes likerettere mellom generatoren og hvirvelstrbmbremse. Generatorens energiser-ing kan enten skje ved permanentmagneter eller ved hjelp av en elektromagnetisk energisert vikling hvis energiseringsstrbm tas fra et batteri i kjbretbyet. I sistnevnte tilfelle er det mulig å anordne en fintrinnet regulering av energiseringsstrbmmen. The electrical current for the energization is preferably produced by a generator which is driven by the rotating part of the rail-kj board city. The generator can be designed as an alternating current generator or three-phase generator, as rectifiers are used between the generator and the eddy current brake for rectification of the energizing current, in a manner known per se. The generator's energization can either be done by permanent magnets or by means of an electromagnetically energized winding if the energizing current is taken from a battery in the circuit board. In the latter case, it is possible to arrange a finely stepped regulation of the energizing current.

Generatoren for frembringelse av energiseringsstrbmmen kan fortrinnsvis ha en slik elektrisk karakteristikk at energiseringsstrbmmen avtar i avhengighet av hastigheten mot null ved en hastighet på mindre enn ca. 60 km i timen. The generator for producing the energizing current can preferably have such an electrical characteristic that the energizing current decreases as a function of the speed towards zero at a speed of less than approx. 60 km per hour.

For frembringelse av energiseringsstrbmmen er en generator egne- hvis stator består av to i innbyrdes avstand anordnede polringer som for kopling og regulering av energiseringsstrbmmen er innbyrdes dreibare en |poldeling. Dreiningen av de to polringer kan skje pneumatisk eller hydraulisk. For generating the energizing current, a generator is suitable - whose stator consists of two pole rings arranged at a distance from each other which, for connecting and regulating the energizing current, are mutually rotatable by a |pole division. The rotation of the two pole rings can be done pneumatically or hydraulically.

Med en slik generator oppnås en sikker inn- og utkopling av store energiseringsstijommer samtidig som det unngås lednings-brudd, koplingsgnister og kontaktavbrenning. With such a generator, a safe connection and disconnection of large energizing paths is achieved while avoiding wire breakage, connection sparks and contact burning.

i in

Noen utforelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning |til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av den ikke avfjærede del av et skinnekjSretbyunderstell på skinner utstyrt med hvirvelstrom- og hysteresisbremse ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser etj lignende skjematisk sideriss av den avfjærede del av skinnekjoretbyunderstellet, bevegelig i vertikal retning og utstyrt med hvirvelstrom- og hysteresisbremse ifolge oppfinnelsen. j Fig. 3 viser i |Storre målestokk en del av et lengdesnitt gjennom magnetanordningen. Some embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 schematically shows a side view of the non-sprung part of a railway undercarriage on rails equipped with an eddy current and hysteresis brake according to the invention. Fig. 2 shows a similar schematic side view of the sprung part of the railcar undercarriage, movable in the vertical direction and equipped with an eddy current and hysteresis brake according to the invention. j Fig. 3 shows on a larger scale part of a longitudinal section through the magnet device.

Fig. 4 viser et( snitt langs linjen I-l på fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line I-1 in Fig. 3.

Fig. 5 viser en del av magnetanordningen sett fra undersiden.. Fig. 6 viser en del av magnetanordningen i lengdesnitt med en særegen utforming av magnetkjernens ben. Fig. 7 viser et: snitt langs linjen II-II på fig. 6. Fig. 8 viser et radialsnitt gjennom et kjorehjul med en hvirvelstrom- og hysteresisbremse ifolge oppfinnelsen på hver side av hjulkransens sideflater. Fig. 9 viser etj sideriss av et kjorehjul med en ring-segmentformet utforelse av hvirvelstrom - og hysteresisbremsen. Fig. 10 viser et diagram hvorav bremsekraften og induksjonen fremgår i avhengigihet av hastigheten ved en lengde pa 1 m av bremsen. j Fig. 11 viser e't diagram hvorav trekkraften som virker på skinnene fremgår i avhengighet av hastigheten ved en lengde av bremsen på 1 m. Fig. 5 shows a part of the magnet device seen from the underside. Fig. 6 shows a part of the magnet device in longitudinal section with a distinctive design of the magnetic core's legs. Fig. 7 shows a: section along the line II-II in fig. 6. Fig. 8 shows a radial section through a driving wheel with an eddy current and hysteresis brake according to the invention on each side of the side surfaces of the wheel rim. Fig. 9 shows a side view of a driving wheel with a ring-segment-shaped embodiment of the eddy current and the hysteresis brake. Fig. 10 shows a diagram from which the braking force and the induction appear in dependence on the speed at a length of 1 m of the brake. j Fig. 11 shows a diagram from which the traction force acting on the rails appears as a function of the speed at a length of the brake of 1 m.

i in

Fig. 12 viser e't grunnriss av et skinnekjbretoyunder-stell ned flere bremser ifolge oppfinnelsen. Fig. 13 viser e't sideriss av kjbretoyunderstellet på fig. 12, delvis i snitt. Fig. 12 shows a ground plan of a rail brake undercarriage with several brakes according to the invention. Fig. 13 shows a side view of the kjbretoy undercarriage in fig. 12, partly in average.

i in

På fig. 1 er vist en hvirvelstrom- og hysteresisbremse 1 hvor den ene del A er vist i utkoplet tilstand og den andre del B er vist i innkoplet tilstand. In fig. 1 shows an eddy current and hysteresis brake 1 where one part A is shown in the disengaged state and the other part B is shown in the engaged state.

Ved dette utforelseseksempel er bremsen anordnet på den ikke avfjærede del av kjoretoyunderstellet 2, f.eks. på et bære-legeme 3> som er forbundet med hjulakslenes lågere 4. I et hus 5, som delvis er vist i snitt, er festet foringsstenger 6 som er be-, vegelig styrt i boringer 7 i bærelegemet 3 i vertikal retning. In this exemplary embodiment, the brake is arranged on the unsprung part of the vehicle chassis 2, e.g. on a support body 3> which is connected to the bearings 4 of the wheel axles. In a housing 5, which is partly shown in section, are attached liner rods 6 which are movably guided in bores 7 in the support body 3 in a vertical direction.

På den over bærelegemet utragende del av foringsstangen 6 er anordnet en skruetrykkfjær 8 som med sin nedre ende ligger an mot bærelegemet 3 og med den ovre ende er avstottet i et fjærhus 9, som er forbundet med den ovre del av foringsstangen 6. On the part of the liner rod 6 projecting above the carrier body, a screw compression spring 8 is arranged, with its lower end resting against the carrier body 3 and with its upper end supported in a spring housing 9, which is connected to the upper part of the liner rod 6.

I utkoplet tilstand (A) har bremsen under innvirkning av skruetrykkfjærene forholdsvis stor avstand fra skinnene 10 slik at huset 5 ligger an mot bærelegemet 3- In the disengaged state (A), the brake under the influence of the screw pressure springs has a relatively large distance from the rails 10 so that the housing 5 rests against the support body 3-

Hvis bremsen energiseres for bremsing av skinnekjore-tbyet, opptrer det mellom polflatene 11 og skinnen 10 en tiltrekningskraft som trekker bremsen mot virkningen av fjæren 8 til bremsestilling (B). Her tjener samtidig huset som avstandsmiddel idet den nedre flate 12 av fjærhuset stotter seg på bærelegemet 3 slik at det opptrer en konstant arbeidsluftspalte 21. Avstanden mellom polflatene 11 og skinneoverflaten 13 og styrken av skrue-fjærens motkraft i bremsetilstand må naturligvis bare være så stor at det også ved storre kjørehastighet opptrer tilstrekkelig store tiltrekningskrefter som er tilstrekkelige til å fore bremsen til bremsestilling. If the brake is energized for braking the rail carriage tby, an attractive force occurs between the pole faces 11 and the rail 10 which pulls the brake against the action of the spring 8 to brake position (B). At the same time, the housing serves as a spacer as the lower surface 12 of the spring housing rests on the support body 3 so that a constant working air gap 21 occurs. The distance between the pole surfaces 11 and the rail surface 13 and the strength of the counterforce of the coil spring in the braking state must of course only be so great that even at higher driving speeds, sufficiently large attractive forces occur which are sufficient to bring the brake into the braking position.

Endene av- bremsen er forsynt med sko 14 med slitefast sliteflate 24 som rager ned over polflaten for ved kjbring over ujevnheter å unngå at polflatene beskadiges under bremsing. The ends of the brake are provided with a shoe 14 with a wear-resistant wearing surface 24 that projects down over the pole surface to prevent the pole surfaces from being damaged during braking when driving over unevenness.

Ved den på fig. 2 viste utforelsesform er hvirvelstrom-og hysteresisbremsen 1 anordnet på den avfjærede del av kjoretoyunderstellet 2 med polflatene 11 liggende overfor lopeflaten 13 av skinnene 10 festet til en i vertikal retning forskyvbar bjelke 15. Forskyvningen i vertikal retning som antydet med pilen skjer ved hjelp av trykkluft som gjennom en ledning 16 virker på en sylinder 17 med et stempel 18 som med en stang 19 er-.f or bund et med bjelken 15. At the one in fig. In the embodiment shown in 2, the eddy current and hysteresis brake 1 is arranged on the sprung part of the vehicle chassis 2 with the pole surfaces 11 lying opposite the running surface 13 of the rails 10 attached to a vertically displaceable beam 15. The displacement in the vertical direction as indicated by the arrow takes place with the help of compressed air which through a wire 16 acts on a cylinder 17 with a piston 18 which is connected to the beam 15 with a rod 19.

På fig. 2 befinner bremsen seg i bremsestilling. For In fig. 2 the brake is in the braking position. For

å opprettholde denne stilling med en konstant arbeidsluftspalte 21 to maintain this position with a constant working air gap 21

mellom polskoenes 20 po|lflater 11 og skinnens lopeflate 13, er det i endene a bremsen anordnet stottehjul 22 som loper på skinnene. Foruten stottehjulene er endene av bremsen forsynt med sko 14 av slitas jefjast materiale. Disse sko er noe tilbaketrukket med sin sliteflate 24 i forhold til stottehjulene 22, men 11. sko-rager ned-over polflatene 11. Ved jevn skinneoverflate blir sko-ene skånet fordi stbttejh julene sorger for en jevn luftspalte. between the pole surfaces 11 of the pole shoes 20 and the running surface 13 of the rail, support wheels 22 are arranged at the ends of the brake which run on the rails. In addition to the support wheels, the ends of the brake are provided with shoes 14 of wear-resistant material. These shoes are somewhat set back with their wear surface 24 in relation to the support wheels 22, but the shoe 11 projects downwards above the pole surfaces 11. With a smooth rail surface, the shoes are spared because the stbttejh jules ensure an even air gap.

Ved opptredende ujevnhet, f.eks. ved kjoring over vikeinnretninger og skinneskjoter, når stottehjulene kan komme ned i fordypninger, glir sliteflaten av skojene på skinnene, slik at en beskadigelse eller slitasje av polfljatene unngås. In the event of unevenness, e.g. when driving over turning devices and rail joints, when the support wheels can get into recesses, the wear surface of the shoes slides on the rails, so that damage or wear of the pole faces is avoided.

Når bremsene 'er koplet ut, loftes de fra skinnene ved When the brakes are disengaged, they are lifted from the rails by

at trykkluft gjennom le'dningen 23 lbfter stemplet 18 i sylinderen 17. j that compressed air through the line 23 lbfter the piston 18 in the cylinder 17. j

Ved denne utfbrelse med stbttehjul og slitefaste sko In this version with support wheels and wear-resistant shoes

kan arbeidsluftspalten [gjores mindre enn ved utførelsen på fig. 1, slik at denne bremse kan arbeide med mindre magnetiseringsenergi. can the working air gap [be made smaller than with the design in fig. 1, so that this brake can work with less magnetizing energy.

Bremsene er fprsynt med et hus 5 som delvis er vist i snitt, slik at de enkelrte poler 20 av magnetanordningen vises. The brakes are provided with a housing 5 which is partially shown in section, so that the single poles 20 of the magnetic device are shown.

Utformingen ajv magnetanordningen er tydeligere vist på fig. 3 til 7 med en utfprelsesform på fig. 3 til 5, og en annen utforelsesform på fig. 6 og 7. The design of the magnetic device is more clearly shown in fig. 3 to 7 with an embodiment of fig. 3 to 5, and another embodiment in fig. 6 and 7.

Fig. 3 viser |i stbrre målestokk en del av et lengdesnitt av en magnetanordning og en overiorliggende skinne 10 med en luftspalte 21 imellom. Magnetanordningen består av kjerneben 20 som er forbundet med et åk >25. På benene er anordnet magnetiserings-viklinger 26 i form av båndviklinger med en slik viklingsretning av energiseringen har vekslende polaritet i de enkelte ben. Mellom viklingene er det anordnet isolasjon 36. Fig. 3 shows on a larger scale part of a longitudinal section of a magnet device and an overhead rail 10 with an air gap 21 between them. The magnet device consists of core legs 20 which are connected by a yoke >25. Magnetizing windings 26 are arranged on the legs in the form of ribbon windings with such a winding direction that the energization has alternating polarity in the individual legs. Insulation 36 is arranged between the windings.

Hvert ben 27 Jer forsynt med en polsko 28 som rager ut over viklingen, idet benet og polskoen fortrinnvis består av ett stykke. Mellom polskoene er det anordnet en plate 29 av umagnetisk materiale som f. eks. kan bestå av en legering av 0,06 /o C, 0,4 '3i, 18 i° Mn, 13 <fi Cr, 2,2 $ Ni og resten Fe, sveiset eller hardloddet slik at den side av bremsen som vender mot skinnen har en plan flate. Tykkelsen a av benet 27 målt i kjbreretningen er hoyst lik tykkelsen b av polskoen 28, og midtavstanden c mellom to til hverandre grensende ben er 45 mm - 15 mm, idet tykkelsen Each leg 27 is provided with a pole shoe 28 which protrudes above the winding, the leg and the pole shoe preferably consisting of one piece. Between the pole shoes, a plate 29 of non-magnetic material such as e.g. may consist of an alloy of 0.06 /o C, 0.4 '3i, 18 i° Mn, 13 <fi Cr, 2.2 $ Ni and the remainder Fe, welded or brazed so that the side of the brake facing the rail has a flat surface. The thickness a of the leg 27 measured in the rib direction is at most equal to the thickness b of the pole shoe 28, and the center distance c between two adjacent legs is 45 mm - 15 mm, as the thickness

b målt i kjøreretningen minst er 16 mm. b measured in the direction of travel is at least 16 mm.

Ved det foreliggende utforelseseksempel er tykkelsen a av benet 27 lik tykkelsen b av polskoen. In the present embodiment, the thickness a of the leg 27 is equal to the thickness b of the pole shoe.

Som vist på fig. 4 er det for bortledning av varme, As shown in fig. 4 is for heat dissipation,

som opptrer ved energiseringen, anordnet et kjolelegeme 30 med kjoleribber'31. Her er skinnehodet betegnet med 32. which occurs during the energization, arranged a dress body 30 with dress ribs'31. Here, the rail head is denoted by 32.

Det tverrsnitt av polskoen 28 som gjennomstrommes av den magnetiske fluks må være så stort at det er lik mere enn 25 f°, fortrinnsvis 35 - 40 $ av skinnehodets tverrsnitt. På denne måte oppnås en forholdsvis stor inntrengningsdybde av kraftlinjene, særlig ved lavere hastighet, slik at også i det lavere hastighetsområde oppnås en fordelaktig bremsekraft. The cross section of the pole shoe 28 through which the magnetic flux flows must be so large that it is equal to more than 25 f°, preferably 35 - 40 $ of the cross section of the rail head. In this way, a relatively large penetration depth of the power lines is achieved, particularly at lower speeds, so that even in the lower speed range an advantageous braking force is achieved.

På fig. 5 består platen 29 av umagnetisk materiale forsynt med utsparinger 33 som slutter om polskoene 28, slik at polflaten 11 danner et plan med platen. Videre er vist kjolelegemet 30 med kjoleribbene 31- In fig. 5, the plate 29 consists of non-magnetic material provided with recesses 33 which end around the pole shoes 28, so that the pole surface 11 forms a plane with the plate. Furthermore, the dress body 30 is shown with the dress ribs 31-

Fig. 6 viser en annen utforelsesform av magnetanordningen hvor benene 27 i kjoretoyets kjøreretning er gjort smalere enn polskoene 28 for å oppnå storre viklerom for viklingene 26, dvs. at a er mindre enn b. For at det tverrsnitt som gjennomstrommes av den magnetiske fluks skal være lik tverrsnittet av polskoen, er benet 27 vinkelrett på kjøreretningen bredere enn polskoen 28, slik det fremgår av fig. 7. Bredden av benet er her betegnet med d og er storre enn bredden av polskoen som er betegnet med e. Tverrsnittet av benet 27 'a x d er minst lik tverrsnittet av polskoen b x e. Også ved denne utførelse er polskoene omgitt av en plate 29 av umagnetisk materiale og et kjolelegeme. Fig. 6 shows another embodiment of the magnetic device where the legs 27 in the vehicle's direction of travel are made narrower than the pole shoes 28 in order to achieve larger winding spaces for the windings 26, i.e. that a is smaller than b. In order for the cross-section through which the magnetic flux flows to be equal to the cross-section of the pole shoe, the leg 27 perpendicular to the direction of travel is wider than the pole shoe 28, as can be seen from fig. 7. The width of the leg is here denoted by d and is greater than the width of the pole shoe, which is denoted by e. The cross-section of the leg 27'a x d is at least equal to the cross-section of the pole shoe b x e. Also in this embodiment, the pole shoes are surrounded by a plate 29 of non-magnetic material and a dress body.

Hvirvelstrom- og hysteresisbremsen ifolge oppfinnelsen for bremsing av skinnekjbretoy kan også innrettes for å virke på kjorehjulenes hjulkrans som vist på fig. 8 og 9. Ved denne ut-førelse sform er hvirvelstrombremsen 1 anordnet på begge sider av hjulkransen 33 slik at polflatene 11 av polbenene 20 vender mot sideflatene 34 av hjulkransen med en mellomliggende luftspalte 21. På denne måte oppheves tiltrekningskreftene. The eddy current and hysteresis brake according to the invention for braking rail vehicles can also be arranged to act on the rim of the driving wheels as shown in fig. 8 and 9. In this embodiment, the eddy current brake 1 is arranged on both sides of the wheel rim 33 so that the pole surfaces 11 of the pole legs 20 face the side surfaces 34 of the wheel rim with an intermediate air gap 21. In this way, the attraction forces are cancelled.

Som det fremgår av fig. 9, er åket 25 utformet som et - ringsegment med samme radius som hjulkransen. Ved denne---ånordning kan hvirvelstrombremsen også anbringes på den avfjærede del av kjoretoyunderstellet med en forholdsvis liten,luftspalte. As can be seen from fig. 9, the yoke 25 is designed as a ring segment with the same radius as the wheel rim. With this arrangement, the eddy current brake can also be placed on the sprung part of the vehicle chassis with a relatively small air gap.

Det er også mulig en anordning hvor "bremsene er anordnet slik på begge sider avjhjulkransen at polflatene ligger overfor lbpeflaten av hjulkransen. It is also possible to have a device where the brakes are arranged on both sides of the wheel rim so that the pole surfaces lie opposite the top surface of the wheel rim.

Som det fremgår av fig. 10, frembringer bremsen ifolge oppfinnelsen ved en konstruksjonslengde på 1 m allerede ved en hastighet på 60 km.i timen en bremsekraft på ca. 300 kp tilnærmet lik 2943 kgm/sek . Som man ser av diagrammet, oker bremsekraften As can be seen from fig. 10, the brake according to the invention with a construction length of 1 m already produces a braking force of approx. 300 kp approximately equal to 2943 kgm/sec. As you can see from the diagram, the braking force increases

i in

enda noe og forblir i det store hastighetsområde på mere enn 200 km i timen konstant selv om induksjonen avtar betydelig som vist på den annen kurve. something else and remains constant in the large speed range of more than 200 km per hour even though the induction decreases significantly as shown on the second curve.

Disse verdiei? er fremkommet ved bremseforsok med bremser ifolge oppfinnelsen. These values? has emerged from brake tests with brakes according to the invention.

Fallet i induksjonen kan fores tilbake til at med okende hastighet vil det som folge .av dannede hvirvelstrommer frembringes magnetfelt i skinnene, Irespektivt hjulkransen som oker i styrke inntil en bestemt hastighet og disse magnetfelter motvirker de elektromagnetisk frembragte felter (ankertilbakevirkning). Ved lavere hastigheter utomer derfor de elektromagnetiske frembragte felter som folge av hoy^ induksjon betraktelige tiltrekningskref- The drop in induction can be traced back to the fact that with increasing speed, as a result of the eddy currents formed, magnetic fields will be produced in the rails, respectively the wheel rim which increases in strength up to a certain speed and these magnetic fields counteract the electromagnetically generated fields (armature feedback). At lower speeds, therefore, the electromagnetic fields produced as a result of high induction exceed considerable attraction requirements.

ter på skinnene, slik at stor lagerbelastning kan opptre. ter on the rails, so that a large bearing load can occur.

På fig. 11 er vist et diagram (målte verdier) på trekk-kraften overfor skinnen i avhengighet av hastigheten for en lengde av bremsen på 1 m. Herjav fremgår at ved en hastighet på ca. 50 In fig. 11 shows a diagram (measured values) of the traction force against the rail as a function of the speed for a length of the brake of 1 m. Here it is clear that at a speed of approx. 50

km i timen utover bremsen en tiltrekningskraft på skinnen på km per hour beyond the brake an attractive force on the rail on

1000 kp tilnærmet lik 9I ,810 kgm/sek.<P>. Av denne grunn er det anordnet regulerings- og/jeller utkoplingsmidler ved hjelp av hvilke energiseringsstrbmmen kan reguleres, f.eks. ved hjelp av en av skinnekjbretbyets hjul |drevet frekvensavhengig vekselstrbm- eller trefasegenerator som gjennom likerettere sorger for at det ved minsket kjørehastighet (ikke opptrer tiltrekningskrefter som overskrider den tillatte lagerbelastning. Reguleringen, resp. inn- 1000 kp approximately equal to 9I ,810 kgm/sec.<P>. For this reason, regulating and/or disconnection means are provided, by means of which the energizing current can be regulated, e.g. with the help of one of the railcar city's wheels |driven frequency-dependent alternating current or three-phase generator which, through rectifiers, ensures that, at a reduced driving speed, there are no attractive forces that exceed the permitted bearing load. The regulation, or in-

og utkoplingen av bremsen kan f.eks. reguleres med trykkluft fra fbrerplassen idet en trykkluftsylinder kan betjene elektriske kopl:'.riksorganer. and the disengagement of the brake can e.g. regulated with compressed air from the boiler, as a compressed air cylinder can operate electrical couplings.

Den resterendje bremsing til stillstand og stand/bremsing skjer fortrinnsvis ved hjelp av en friksjonsbremse som da bare får en forholdsvis liten slitasje, hvilket i betydelig grad minsker vedlikeholdsomkostningene.. The remaining braking to a standstill and standing/braking preferably takes place with the help of a friction brake, which then only gets relatively little wear, which significantly reduces maintenance costs.

Som det fremgår av fig. 12 består kjbretbyunderstellet 2 av en bogieramme som er dannet av to langsgående bjelker 56 og to tverrbjelker 37. I bjelkene 56 er anordnet akselagere 38 As can be seen from fig. 12, the bridge undercarriage 2 consists of a bogie frame formed by two longitudinal beams 56 and two transverse beams 37. Axle bearings 38 are arranged in the beams 56

(se fig.13) som består av en lagerbukk 4 og en lagerfbring 39, (see fig.13) which consists of a bearing frame 4 and a bearing bearing 39,

som er avfjæret overfor hjulakselen 40. Videre har bogierammen en støtteramme 41 som består av langsgående bjelker 42 og tverrbjelker 43- which is suspended opposite the wheel axle 40. Furthermore, the bogie frame has a support frame 41 which consists of longitudinal beams 42 and transverse beams 43-

Som det bedre fremgår av fig. 13, er det mellom kjbrehjulene 35 anordnet hvirvelstrom- og hystererisbremser 1 som virker på skinnene 10, hvilke bremser ér festet på den ikke avfjærede del, nemlig bærelegemet 3 som er forbundet med lagerbuk-kene 4 slik det allerede er forklart under henvisning til fig. 1. As is better apparent from fig. 13, eddy current and hysteresis brakes 1 are arranged between the cogwheels 35 which act on the rails 10, which brakes are attached to the non-sprung part, namely the support body 3 which is connected to the bearing trays 4 as has already been explained with reference to fig. 1.

Videre er det på begge sider av kjbrehjulene 35 anordnet hvirvelstrom- og hysteresisbremser av den art som er vist på fig. 8, 9 og 13 med segmentformede åk 25 som forbinder de enkelte kjernepoler 20. Disse hvirvelstrom- og hysteresisbremser er på fig. 12 betegnet med la til lh. Furthermore, eddy current and hysteresis brakes of the type shown in fig. 8, 9 and 13 with segment-shaped yokes 25 which connect the individual core poles 20. These eddy current and hysteresis brakes are shown in fig. 12 denoted by la to lh.

Bremsene la til ld er fast anbragt på plater 44 som er forbundet med de langsgående bjelker 56. Bremsene le til lh er festet på de langsgående bjelker 42 i støtterammen 41. The brakes la to ld are fixed on plates 44 which are connected to the longitudinal beams 56. The brakes le to lh are attached to the longitudinal beams 42 in the support frame 41.

Som det fremgår av fig. 12, er det mellom sideflatene As can be seen from fig. 12, it is between the side faces

34 av hjulkransen og polflaten av bremsene la til lh an arbeidsluftspalte 21. Ved denne overfor hverandre liggende anordning på - begge sider av hjulet oppheves tiltrekningskreftene innbyrdes mellom bremsene og hjulet. Ved denne anordning av hvirvelstrbm-bremser i en bogie 10 er det åtte bremser som virker på hjulene og to som virker på skinnene. 34 of the wheel rim and the pole surface of the brakes added lh an working air gap 21. With this device lying opposite each other on - both sides of the wheel, the attraction forces between the brakes and the wheel are canceled out. With this arrangement of vortex strbm brakes in a bogie 10, there are eight brakes that act on the wheels and two that act on the rails.

For frembringelse av energiseringsstrbmmen er det anordnet en energiseringsgenerator 45 som drives av hjulakselen 40 ved hjelp av kjegleformede tannhjul 46. To generate the energizing current, an energizing generator 45 is arranged which is driven by the wheel axle 40 by means of conical gears 46.

Som det fremgår av fig. 12 er samtlige bremser serie-koplet. Det kan også anvendes en delvis serie- og parallell-kopling, dvs. såkalt gruppekopling. Tilslutningsklemmen er betegnet med 53- As can be seen from fig. 12, all brakes are connected in series. A partial series and parallel connection, i.e. so-called group connection, can also be used. The connection terminal is designated by 53-

Statoren i generatoren som frembringer energiseringsstrbmmen er for oppnåelse av regulering av energiseringsstrbmmen utformet med to innbyrdes forskyvbare polringer. Forskyvningen av polringene skjer i dette utfbrelseseksempel ved hjeip av trykkluft. På tverrbjelken 43 er det anordnet en trykkluf tsylinder 47 med et stempel 48 hvis stempelstang 49 er forbundet med en stang 50 The stator in the generator which produces the energizing current is, in order to achieve regulation of the energizing current, designed with two mutually displaceable pole rings. The displacement of the pole rings takes place in this design example with the help of compressed air. On the cross beam 43 is arranged a pressure air cylinder 47 with a piston 48 whose piston rod 49 is connected to a rod 50

for dreining av polringen. for turning the pole ring.

For stillstandsbremsing er det anordnet en friksjonsbremse med en bremseskive 51 som er anordnet på hjulakselen 40 og som påvirkes med bremsesko 52. For standstill braking, a friction brake is provided with a brake disc 51 which is arranged on the wheel axle 40 and which is actuated by brake shoes 52.

Claims

1. Eddy current and hysteresis brake for rail vehicles with a magnetic device consisting of a multi-leg magnetic core where the individual legs are connected with a yoke and carry magnetizing

the coils, and the end of the legs protruding above the coils forms a pole shoe, characterized in that the width (d) of the part i of the legs surrounded by the coil, measured across the direction of travel, is greater than the pole shoe, and the thickness (a) of this part, measured in the direction of travel, is smaller than the pole shoe, the cross-section cut by the magnetic flux when the magnetic coils are supplied with magnetizing current in the the smallest is as large as the cross-section of the pole shoe, that the center distance (c) between two adjacent legs is 45 mm _+ 15 mm, the thickness (b) measured in the direction of travel being at least 16 mm, and that spacers are arranged to ensure a approximately constant air gap between the pole shoes and the parts in which eddy currents and hysteresis leakage occur.

2. Brake according to claim 1, characterized in that the cross-section of the pole shoes cut by the magnetic flux is more than 25%, preferably 35-40% of the cross-section of the rail head.

3. Brake according to claims 1 and 2, characterized in that it is arranged on the non-sprung part of the vehicle chassis with the pole pieces (28) facing the rail (10) in such a way that its movement in the vertical direction against the rail is limited by a stop (14) and in the opposite direction can move freely.

4. Brake according to requirements 1 and 2, characterized in that it is anordried on both sides of the wheel rim with the pole face opposite the wheel rim's side surfaces or the wheel circumferential surface and In that the yoke has the form of rig segments.

5. Brake according to claim 3, characterized in that it is arranged on the sprung part of the vehicle.

6. Brake according to the requirements log5, characterized by the fact that there are stops, st.øttehuii and/or wear-resistant shoes as spacers in the 7th

Brake according to claims 1-3' and 6, characterized in that the support wheels are arranged at the ends in such a way that they protrude so far above the pole faces opposite the rail that the desired air gap is formed, and that wear-resistant shoes are arranged on the underside of these ends which with its wear surface is set back in relation to the running surface of the support wheels, but protrudes above the pole surfaces.

Brake according to claims 1-7, characterized in that for generating the magnetizing current, a generator is arranged with two pole rings arranged at a distance from each other, designed as stators, which for regulation of the magnetizing current are mutually rotatable, a pole division.

9. Brake according to claims 1-8, characterized in that the magnetizing current is regulated by means of regulating and/or disconnection means in such a way that the attractive force occurring at reduced driving speed does not exceed the permitted bearing load.