Einrichtung zur Wirbelstrombremsung von Schienenfahrzeugen mittels magnetischer Felder Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wir belstrombremsung von Schienenfahrzeugen mittels magnetischer Felder, die von im Gleis fliessenden elektrischen Strömen in einem nach oben offenen U-förmigen magnetischen Kreis erzeugt werden, zwi schen dessen Schenkeln die Radkränze der Schienen fahrzeuge auf einer Fahrschiene hindurchrollen und unterhalb der Lauffläche elektrische Leiter eingelegt sind.
Derartige Einrichtungen sind entwickelt worden, um in Rangieranlagen motorlose Schienenfahrzeuge bremsen und/oder beschleunigen zu- können. Sind die elektrischen Leiter von den Schienen isoliert, so werden durch das Feld des magnetischen Kreises in den rollenden Radkränzen Wirbelströme erzeugt und die Räder abgebremst. Die Einrichtung wirkt dann also als Wirbelstrombremse. Sind die elektrischen Leiter mit den voneinander isolierten Schienen lei tend verbunden, so entstehen durch Zusammenwir ken des magnetischen Feldes mit dem von der einen Schiene zur anderen über die Radsätze fliessenden Strom elektrodynamische Bewegungskräfte.
Diese sind bestrebt, das Fahrzeug mit einer vom Schienen strom abhängigen Stationärgeschwindigkeit in Rich tung auf die Einspeisestelle des betreffenden Gleis abschnittts zu bewegen. Eine solche Einrichtung wirkt bei unter der Stationärgeschwindigkeit liegender Fahrzeuggeschwindigkeit als Beschleunigungseinrich tung und bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit als Verzögerungseinrichtung. Daher sind derartige Ein richtungen auch als Linearmotoren bezeichnet wor den.
Für beide Betriebsarten ist eine Einrichtung vor geschlagen worden, bei der als Fahrschiene ein U-förmiger Körper aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist, bei dem in Längsrichtung verlaufende elektrische Leiter unmittelbar in eine Längsrille des Körpers eingelegt sind und zu beiden Seiten der Fahrzeugräder je eine durchgehende Erhöhung vor gesehen ist, welche den magnetischen Fluss zu den Fahrzeugrädern leiten. Es war beabsichtigt, diese Körper als Ganzes durch ein Walzverfahren herzu stellen. Dabei muss jedoch mit fertigungstechnischen Schwierigkeiten gerechnet werden. Ausserdem ist es dann unmöglich, dem Körper die für den Betrieb günstigste Form zu geben.
Beispielsweise sollen die Innenflächen der beiderseitigen Erhöhungen parallel zueinander verlaufen, damit möglichst schmale Luft spalte gleichbleibender Breite zwischen den Rädern und diesen Erhöhungen bestehen. Aus walztechni- schen Gründen müssen jedoch diese Flächen minde stens eine gewisse Neigung haben. Je geringer die Neigung ist, um so grösser ist die Reibungsbeanspru chung und Abnutzung der Walzen. Ferner können aus fertigungstechnischen Gründen die beiderseitigen Erhöhungen des als Ganzes gewalzten Körpers nur mit geringer, nach oben über die Lauffläche hinaus ragenden Höhe hergestellt werden.
Ihre Höhe soll aber insbesondere bei Wirbelstromgleisbremsen mög lichst so gross sein, wie es bei dem freizuhaltenden Fahrzeugprofil noch zulässig ist. Je höher nämlich die Stellen, an denen der grösste Teil des Kraftflusses den Fahrzeugrädern zugeleitet wird, über der Lauf fläche liegen, desto grösser ist bei Wirbelstromgleis- bremsen die Bremskraft und desto kleiner die erfor derliche Länge der Gleiseinrichtung. Ferner ist es für die Erzielung einer möglichst hohen Wirbel- strombremskraft zweckmässig, am oberen Ende dieser Erhöhungen nach innen vorspringende Polschuhe vorzusehen.
Dann wird der nur wenig wirksame Streuflussanteil, der von der Lauffläche und un mittelbar oberhalb dieser Lauffläche von den Er höhungen zu den Rädern geleitet wird, verringert und der über die Polschuhe geleitete Nutzfluss erhöht. Das Anwalzen dieser Polschuhe beim Herstellen der U-förmigen Körper als Ganzes ist völlig unmöglich. Eine weitere Schwierigkeit entsteht dadurch, dass in den U-förmigen Körper zwischen den Erhöhun gen eine Lauffläche für die Räder erforderlich ist, so dass sich ein unsymmetrisches U-Profil ergibt.
Hierdurch muss beim Abkühlen des warm zu wal zenden Körpers mit Verformungen gerechnet wer den, die durch die üblichen Richtverfahren nicht beseitigt werden können. Dieser Nachteil tritt auch auf, wenn der U-förmige Körper aus zwei ver schiedenen, walzbaren Profilteilen hergestellt wird, die miteinander verschweisst werden. Wird dagegen eine Einrichtung verwendet, deren magnetischer Kreis aus einem walzbaren axialsymmetrischen U-Profil- Teil besteht, in das eine Fahrschiene eingelegt ist, so ergeben sich wieder die obengenannten walz- technischen Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Bremsen von z. B. motorlosen Schienenfahrzeugen mittels magnetischer Felder zu schaffen, bei welcher der magnetische Kreis eine allen Anforderungen gerecht werdende Form erhalten und aus einfachen Teilen zusammengesetzt werden kann, die ohne Schwierigkeit durch ein Walzver- fahren herstellbar sind und durch Schweissen mit einander verbunden werden können.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der U-förmige magnetische Kreis aus zwei form- und querschnittsgleichen, durch ein Walzverfahren herstellbaren Winkelprofilteilen besteht, die in der Symmetrieachse des magnetischen Kreises durch eine Schweissnaht verbunden sind und zwischen denen eine gesonderte Fahrschiene einseitig zu dieser Symmetrieachse angeordnet ist.
Die Winkelprofil teile können im einfachsten Falle einen L-förmigen Querschnitt mit ungleichlangen Schenkeln haben, deren kurze Schenkel durch eine Längsnaht mit einander verschweisst sind. Es ist aber auch möglich und insbesondere bei Wirbelstromgleisbremsen zur Erhöhung der Wirbelstrombremskraft vorteilhaft, Winkelprofilteile mit einem umgleichschenkligen U- förmigen Querschnitt zu verwenden.
Als Fahrschiene wird zweckmässigerweise ein umgleichschenkliges, aus ummagnetischem Material gewalztes Winkelprofil teil verwendet, dessen längerer Schenkel an der Innenseite des einen Winkelprofilteiles des magne tischen Kreises durch Schrauben befestigt ist und dessen kürzerer Schenkel die eingelegten elektrischen Leiter teilweise überdeckt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine als Wirbelstromgleisbremse vorgesehene erfindungs- gemässe Einrichtung. Der U-förmige, nach oben offene magnetische Kreis besteht aus zwei form- und querschnittsgleichen Winkelprofilteilen 1 und 2 mit ungleichlangen Schenkeln 10 und 11 bzw. 20 und 21. Diese Teile können ohne Schwierigkeit durch ein Walzverfahren hergestellt werden.
Sie sind spiege- lig zur Symmetrieachse X-X angeordnet und an ihren kurzen Schenkeln 10 und 20 durch Schweiss nähte 3 miteinander verbunden. Die für die Schweiss nähte erforderlichen Abschrägungen sind von vorn herein. durch das Walzverfahren hergestellt. Als Fahrschiene ist das Winkelprofilteil 4 vorgesehen, dessen langer Schenkel 40 mittels Schrauben 5 an der Innenseite des langen Schenkels 11 des Profil teils 1 befestigt ist und sich auf dem kurzen Schenkel 10 dieses Profilteils abstützt. Hierdurch ist eine sichere Lage des Profilteils 4 gewährleistet.
Sie kann noch dadurch verbessert werden, dass die nach oben zeigende Fläche des kurzen Schenkels 41 eine Nei gung erhält, die etwa der Neigung der Laufkranz fläche des strichpunktiert angedeuteten Rades 6 ent spricht. Der kurze Schenkel 41 lässt genügend Raum für die Spurkränze aller vorkommender Räder frei. Er überdeckt teilweise die in den magnetischen Kreis eingelegten elektrischen Leiter 7, die für einen Strom von mehreren 1000 Ampere bemessen sind. Die Leiter sind voneinander und von den Winkelprofil teilen 1, 2 und 4 isoliert und werden in gleicher Richtung vom Strom durchflossen. Hierdurch wird in dem nach oben offenen magnetischen Kreis ein magnetischer Fluss erzeugt, der über die freien Enden der langen Schenkel 11 und 21 zu den zwischen diesen Hindurchrollenden Rädern geleitet wird.
Durch das Zusammensetzen des magnetischen Krei ses aus zwei Winkelprofilteilen wird erreicht, dass die seitlich der Räder liegenden Innenflächen der Schen kel 11 und 21 parallel zu den seitlichen Radflächen liegen und von diesen nur durch einen schmalen Luftspalt getrennt sind. Durch die in der Zeichnung dargestellte umgleichschenklige U-Form der Winkel- profilteile 1 und 2 ist am oberen Ende der langen Schenkel 11 und 21 gewissermassen ein Polschuh vorhanden. Der zwischen dem Rad und diesen Pol schuhen bestehende Luftspalt ist wesentlich schmaler als der Luftspalt in dem unterhalb der Polschuhe liegenden Bereich.
Hierdurch ist der in diesem Be reich zu den Rädern geleitete Flussanteil gering. Der über das Winkelprofilteil 4 zu den Rädern ge leitete Flussanteil kann dadurch gering gemacht wer den, dass dieses Profilteil aus ummagnetischem Mate rial, z. B. Kruppschem Hartstahl, hergestellt wird. Dann wird praktisch der gesamte Fluss als Nutz fluss über die Polschuhe zu den Rädern geleitet, was für eine grösstmögliche Wirbelstrombremskraft wesentlich ist.
Durch die angewalzten Polschuhe steht ferner eine grössere Auflagefläche für zusätzliche Brems schienen zur Verfügung, die nach einem bekannt gewordenen Vorschlag auf den seitlich der Räder oberhalb der Fahrfläche liegenden Teilen des ma gnetischen Kreises beweglich gelagert sein sollen. Diese Bremsschienen werden dann durch den ma gnetischen Kraftfluss gegen die Radflanken gepresst, wodurch ausser einer Erhöhung der Wirbelstrom- bremskraft eine zusätzliche mechanische Bremskraft auftritt.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Beispielsweise kön nen anstatt der dargestellten U-förmigen Winkel profilteile 1 und 2 auch solche mit L-förmigem oder - zur Vergrösserung der Auflagefläche für zu sätzliche Bremsschienen - mit Z-förmigem Quer schnitt verwendet werden. Ferner ist es möglich, anstatt einer L-förmigen Fahrschiene eine doppel- T-förmige Fahrschiene zu verwenden, deren Schienen fluss mittels Schrauben auf dem Boden des U-förmi- gen magnetischen Kreises befestigt ist.