DE6812681U

DE6812681U - ELECTROMAGNETIC BRAKING DEVICE FOR RAIL VEHICLES.

Info

Publication number: DE6812681U
Application number: DE19686812681
Authority: DE
Original assignee: MTE SA
Current assignee: MTE SA
Priority date: 1967-12-26
Filing date: 1968-12-21
Publication date: 1972-08-17
Also published as: FR1559729A; NL6818126A; CH500083A; GB1190880A; ES361710A1; DE1816367A1; BE725783A

Description

G 68 126 81.8
Societe MTE G 68 126 81.8
Societe MTE

Unser Zeichen: S 2466xOur reference: S 2466x

-^Elektromagnetische Bremsvorrichtung für Schienenfahrzeuge- ^ Electromagnetic braking device for rail vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Bremsvorrichtung für Schienenfahrzeuge.The invention relates to an electromagnetic braking device for rail vehicles.

Bei den meisten mit großer Geschwindigkeit fahrenden Zügen werden im allgemeinen drei Bremsarten benutzt. Unter "Bremsung" ist hier entweder die Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit bei einer Abwärtsfahrt oder die Verlangsamung oder die Stillsetzung des Fahrzeugs zu verstehen.Most trains traveling at high speeds generally use three types of brakes. Under "braking" is either maintaining speed when going down or slowing down or Understand vehicle shutdown.

Es wird entweder eine mechanische Bremsung z.B. mittels einer pneumatisch betätigten Vorrichtung benutzt, welche die Reibung von Bremsschuhen an den Radfelgen bewirkt, oder eine elektrische Bremsung, welche darin besteht, die elektrischen Bahnmotoren als z.B. auf Widerstände arbeitende Generatoren zu betreiben, oder schließlich eine elektromagnetische Bremsung durch Gleitschuhe mit Hilfe von Elektromagneten, deren Anker auf den Schienenköpfen reiben. DieseEither mechanical braking is used, e.g. by means of a pneumatically operated device, which causes the friction of brake shoes on the wheel rims, or electrical braking, which consists of the electrical To operate railway motors as e.g. generators working on resistors, or finally an electromagnetic one Braking by sliding shoes with the help of electromagnets whose armatures rub on the rail heads. These

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drei Bremsarten werden häufig gleichzeitig benutzt, insbesondere bei mit großer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugen, bei welchen eine große Br?rasleistung erforderlich ist.three types of brakes are often used simultaneously, in particular in vehicles traveling at high speeds, which require a large amount of roasting power is.

Bei der letztgenannten Bremsart tragen die Kräfte der Anziehung der Anker oder Gleitschuhe an die Schiene zur Erhöhung des Reibungskoeffizienten bei. Ferner tritt eine Bremswirkung infolge der Wirbelströme in der Schiene auf, dieser Effekt ist jedoch im Vergleich zu dem vorhergehenden sehr gering, da. die in dieser elektromagnetischen Bremse angewandte Leistung und somit die magnetomotorische Kraft zu klein ist. Sie beträgt nämlich größenordnungsmäßig ein Hundertstel oder ein Tausendstel der in den Widerständen durch die als Generatoren arbeitenden Bahnmotoren entwickelten Leistung. In dem ersteren Fall beträgt die benutzte Spannung größenordnungsmäßig 10 bis 30 Volt gegen mehrere hundert Volt in dem zweiten Fall.With the latter type of braking, the forces of attraction of the armature or sliding blocks to the rail contribute Increase in the coefficient of friction. Furthermore, a braking effect occurs as a result of the eddy currents in the rail, however, this effect is very small compared to the previous one, since. those in this electromagnetic Brake applied power and thus the magnetomotive force is too small. This is because it is of the order of magnitude a hundredth or a thousandth of that in the resistors due to the railway motors working as generators developed performance. In the former case, the voltage used is on the order of 10 to 30 volts versus several hundred volts in the second case.

Die Nachteile einer derartigen elektromagnetischen Bremsung sind folgende: ihre Reibung an den Schienen und die hierdurch entstehende Abnutzung macht sie für eine normale Benutzung unbrauchbar, insbesondere bei großen Geschwindigkeiten. Sie wirkt plötzlich, ohne daß die Bremsung gemäßigt werden kann. Ihre Speisespannung ist im allgemeinen kleiner als 30 Volt, und es kann keine große Leistung je Volumeneinheit erzeugt werden. Diese Bremse ist daher nur als Notbremse zu benutzen.The disadvantages of such electromagnetic braking are as follows: its friction on the rails and the the resulting wear renders them unusable for normal use, especially at high speeds. It acts suddenly without the braking being able to be moderate. Their supply voltage is in general less than 30 volts, and no large power per unit volume can be generated. This brake is therefore only to use as an emergency brake.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung der eingangs angegebenen Art, die nicht auf der Schiene schleift, und eine erheblich höhere Energie je Volumereinheit verbrauchen kann, was ihre Benutzung sowohl als normale Bremse als auch als Notbremse gestattet.The aim of the invention is to create an electromagnetic Braking device of the type specified above, which does not drag on the rail, and a significant one can consume higher energy per unit of volume, which means that it can be used both as a normal brake and as a Emergency brake permitted.

Nach der Erfindung wird dies erreicht durch einen linearen Magnetfelderreger, der so an dem Fahrzeug befestigt ist, daß zwischen der Schiene und dem Magnetfelderreger ein konstanter Luftspalt besteht.According to the invention, this is achieved by a linear magnetic field exciter which is attached to the vehicle in such a way that that there is a constant air gap between the rail and the magnetic field exciter.

Der lineare Hagnetfelderreger entspricht dem eines Induktionsmotors, welcher längs einer Mantellinie in einer Axialebene aufgeschlitzt und so flach abgewickelt ist, daß seine Achse parallel zu der Schiene wird, die dann als Anker dient, wobei ein konstanter Luftspalt zwischen dem Magnetfeld-? erreger und der Schiene aufrechterhalten wird. Dieser Magnetfelderreger braucht jedoch kein periodisches Feld zu erzeugen, sondern kann entweder mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom erregt werden, d.h. man kann entweder die Energie der als Generatoren arbeitenden Bahnmotoren oder die Energie des Bahnstromnetzes benutzen. Die Wicklungen des Magnetfelderregers können daher für sehr starke Stromstärken ausgelegt werden, welche erheblich größer als die bei den bekannten elektromagnetischen Bremsen auftretenden sind.The linear magnetic field exciter corresponds to that of an induction motor, which is slit along a surface line in an axial plane and unwound so flat that its Axis is parallel to the rail, which then serves as an anchor, with a constant air gap between the magnetic field? pathogen and the rail is maintained. However, this magnetic field exciter does not need a periodic field generate, but can be excited either with direct current or with alternating current, i.e. one can either use the Use the energy of the railway motors working as generators or the energy of the railway power network. The windings the magnetic field exciter can therefore be designed for very strong currents, which are significantly greater than the are occurring in the known electromagnetic brakes.

Der Energieverbrauch der Bremsvorrichtung kann gegenüber dem der bekannten Vorrichtungen sehr hoch sein, und ihre Speisespannung kann mehrere hundert Volt betragen. Sie kann daher eine größere Zahl von Amperewindungen je Volumeneinheit anwenden. Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen wijkt sie ausschließlich durch die in der Schiene erzeugten Virbelströme, und die Bremskräfte sind bekanntlich zu dem Quadrat der Amperewindungen proportional.The energy consumption of the braking device can be very high compared to that of the known devices, and their The supply voltage can be several hundred volts. You can therefore have a larger number of ampere-turns per unit volume use. In contrast to the known devices, it wijkt exclusively through those generated in the rail Virbelstrom, and the braking forces are well known to that Square of the ampere-turns proportional.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigen:The invention is explained below by way of example with reference to the drawing. Show in it:

Fig. 1 eine schematische schaubildliche Ansicht der über der Schiene angeordneten elektromagnetischen Bremse allein,Fig. 1 is a schematic perspective view of the above the electromagnetic brake arranged on the rail alone,

Fig. 2 eine Seitenansicht, welche das System zur Befestigung der elektromagnetischen Bremse an dem Fahrzeug zeigt, undFig. 2 is a side view showing the system for attachment the electromagnetic brake on the vehicle, and

Fig. 3 ein Schaltbild des Speisekreises der Bremse.Fig. 3 is a circuit diagram of the feed circuit of the brake.

Fig. 1 zeigt schaubildlich eine Schiene 1, über welcher eine elektromagnetische Bremse angeordnet ist. Diese besitzt einen geblätterten oder massiven parallelepipedischen Magnetkern 2, v/elcher an seinen Enden oben mit zwei Ansätzen 3 und 4 für seine mechanische Befestigung an dem Fahrzeug mit Hilfe von zwei durch die zylindrischen Öffnungen 5 und 6 tretenden Achsen versehen ist.Fig. 1 shows a diagram of a rail 1, over which a electromagnetic brake is arranged. This has a peeled or massive parallelepiped magnetic core 2, v / elcher at its ends above with two lugs 3 and 4 for its mechanical attachment to the vehicle with the help is provided by two axes passing through the cylindrical openings 5 and 6.

Der Kern 2 ist in der Querrichtung unten mit einer gewissen Zahl von Nuten 7 versehen (welche offen oder geschlossen sein können), in welchen die Leiter einer Wicklung 8 liegen, welche auf den Kern aufgewickelt ist und durch die Klemmen und 10 unter Spannung gesetzt wird.The core 2 is provided at the bottom in the transverse direction with a certain number of grooves 7 (which are open or closed may be), in which the conductors of a winding 8 are located, which is wound on the core and through the terminals and 10 is energized.

Die Längsachse ist zu der Schiene parallel, und zwischen dem Schienenkopf und dem unteren Teil des Kerns 2 ist ein konstanter Luftspalt von einigen Millimetern vorgesehen. Die Wicklung 8 ist schematisch durch einen ihrer Leiter dargestellt. Beispielshalber sind zwei Leiter je Nut und vier Nuten in Fig. 1 dargestellt.The longitudinal axis is parallel to the rail, and between the rail head and the lower part of the core 2 is a constant air gap of a few millimeters provided. The winding 8 is schematically through one of its conductors shown. As an example, two conductors per slot and four slots are shown in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt einen dem Kern der Fig. 1 ähnlichen Kern 2, jedoch mit acht Nuten. In dieser Figur sieht man die Schiene 1, den Luftspalt 11 und das Gestell 12 zur Verbindung der Radachsen 13 und 14, welches mit Hilfe von zwei bei 5 und 6 angeordneten Befestigungsachsen die Konstanthaltung des Luftspalts 11 der elektromagnetischen Bremse gestattet.FIG. 2 shows a core 2 similar to the core of FIG. 1, but with eight grooves. In this figure you can see the rail 1, the air gap 11 and the frame 12 for connecting the wheel axles 13 and 14, which with the help of two at 5 and 6 arranged fastening axes allow the air gap 11 of the electromagnetic brake to be kept constant.

Bei 15 und 16 sind die Räder des Fahrzeugs dargestellt. An der Befestigungsvorrichtung ist eine Einrichtung zur Einstellung der Größe des Luftspalts zur Berücksichtigung der Abnutzung der Räder vorgesehen.At 15 and 16 the wheels of the vehicle are shown. On the fastening device is a device for Adjustment of the size of the air gap is provided to take account of the wear and tear on the wheels.

Die Klemmen 9 und 10 der Wicklung 8 v/erden im Augenblick der Bremsung unter Spannung gesetzt, wobei die Spannung entweder von einem oder mehreren Ankern der als Generatoren arbeitenden Bahnmotoren oder von der elektrischen Energiequelle der Bahnausrüstung geliefeo. ί werden kann.The terminals 9 and 10 of the winding 8 are energized at the moment of braking, the voltage being supplied either from one or more armatures of the railway motors working as generators or from the electrical energy source of the railway equipment. ί can be.

In Fig. 3 ist der Anker eines elektrischen Bahnmotors M in Reihe roit einem Stabilisierwiderstand 20 geschaltet. Seine Feldwicklung ist bei 21 dargestellt. Die Klemmen 9 und 10 der Wicklung 8 der elektromagnetischen Bremse sind mit den Klemmen 18 bzw. 17 zur Speisung des Ankers verbunden, welche ihrerseits mit der elektrischen Energiequelle der Bahnausrüstung verbunden sind. Ein Schalter gestattet, im Augenblick der Bremsung entweder den Anker des Motors M in Reihe mit der elektromagnetischen Bremse zu schalten, wobei die Klemmen 17 und 18 nicht durch die elektrische Energiequelle der Bahnausrüstung erregt werden, oder die Bremse unmittelbar an diese alleinige Energiequelle anzuschalten. Der in dem ersten Fall benutzte Widerstand ist nicht unbedingt erforderlich, er ermöglicht jedoch eine Regelung der Bremsung. Die zweite Lösung kann im Notfall benutzt werden, da sie der größten für die Bremsung verfügbaren Leistung entspricht.In FIG. 3, the armature of an electric railway motor M is connected in series with a stabilizing resistor 20. Its field winding is shown at 21. Terminals 9 and 10 of winding 8 of the electromagnetic brake are connected to the terminals 18 and 17 for feeding the armature, which in turn is connected to the electrical energy source connected to the railway equipment. A switch allows either the anchor at the moment of braking of the motor M in series with the electromagnetic brake, whereby the terminals 17 and 18 are not connected to the electrical energy source of the railway equipment are excited, or the brake directly to this sole energy source to turn on. The resistor used in the first case is not strictly necessary, but it does allow one Regulation of braking. The second solution can be used in an emergency as it is the largest available for braking Performance corresponds.

In der obigen Beschreibung ist die Anordnung der Spulen nur als nicht beschränkendes Beispiel angegeben. Gemäß einer Ausführungsabwandlung kann das Feldsystem der elektromagnetischen Bremse dadurch hergestellt werden, daß nebeneinander längs der Schiene oberhalb derselben eine gewisse Zahl von bewickelten Polen mit lotrechter Achse angeordnet wird,In the above description, the arrangement of the coils is given only as a non-limiting example. According to a As a modification, the field system of the electromagnetic brake can be produced in that side by side along the rail above the same a certain number of wound poles is arranged with a vertical axis,

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welche wie die eines Wechseletromerzeugers oder einer Dynamomaschine ausgebildet sind, wobei ihre Polschuhe auf der Seite der Schiene und ihr gemeinsames zu der Schiene paralleles Joch auf der Seite des Gestells angeordnet ist, mit welchem das Felüsystem an dem Fahrzeug befestigt ist.which like that of an exchange generator or a Dynamo machines are designed with their pole pieces arranged on the side of the rail and their common yoke parallel to the rail on the side of the frame is with which the Felüsystem is attached to the vehicle.

Die Benutzung der oben beschriebenen elektromagnetischen Bremsvorrichtungen ist besonders bei mit großer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugen empfehlenswert, obwohl diese Vorrichtungen natürlich auch bei beliebig kleinen Geschwindigkeiten anwendbar sind.The use of the electromagnetic braking devices described above is particularly useful at high speeds driving vehicles recommended, although this Devices can of course also be used at arbitrarily low speeds.

Claims

I lilt protection claims

1. Electromagnetic braking device for rail vehicles, characterized by a linear magnetic field exciter (2, 8) which is attached to the vehicle so that between the rail (1) and the magnetic field exciter (2, 8) there is a constant air gap (11).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the magnetic field exciter (2, 8) has a scrolled or massive cuboid magnetic core (2), which on the underside with perpendicular to the axis of the track arranged grooves (7) is provided, and has a winding (8) extending through these grooves (7).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field exciter (2, 8) adjustable in height on the vehicle is attached.

4 · Device according to claim 1, characterized in that the magnetic field exciter from several, in the longitudinal direction of the vehicle above the rail (1) with a vertical axis wound poles arranged next to one another, the pole shoes of which are arranged on the side of the rail (1), and the opposite sides of which are connected by a common yoke parallel to the rail.

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