[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Überwachen des Zustands einer Wirbelstrombremse
an einem Schienenfahrzeug mit einem der Schiene zugewandten Bremskörper, wobei der
Bremskörper zur Erdung über ein Erdkabel mit einem Schienenrad des Schienenfahrzeugs
in Verbindung steht und am Schienenfahrzeug über einen Isolierkörper gehalten ist.
[0002] Bei einer solchen Wirbelstrombremse ist als Bestandteil des Bremskörpers in der Regel
mindestens ein Elektromagnet der Schiene zugewandt. Ein Stromfluss durch einen solchen
Magneten bewirkt einen Wirbelstrom in der Schiene und damit ein Abbremsen des Fahrzeuges.
Falls die Wirbelstrombremse zumindest teilweise permanent wirken soll, können ein
oder mehrere Permanentmagnete vorhanden sein.
[0003] Isolierkörper sind erforderlich, um Ströme aus dem Schienenfahrzeug am Bremskörper
vorbei gezielt in die Schiene zu führen und um das Entstehen von Strompfaden aufgrund
von Korrosion zu vermeiden. Solche Strompfade können beispielsweise zum Ausfall eines
Achslagers und sogar zum Blockieren einer Achse führen.
[0004] Bei schadhaften Gleisen kann es vorkommen, dass der Bremskörper, z.B. die Magnete
der Wirbelstrombremse, zeitweise auf die Schiene aufsetzen, was zu einer Beschädigung
des Bremskörpers führen könnte. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass ein Isolierkörper
am Lager der Bremse beschädigt werden könnte. Eine solche Beschädigung des Isolierkörpers
kann durch das Aufsetzen des Bremskörpers aber auch durch andere äußere Einwirkungen
hervorgerufen werden.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Überwachen des Zustandes
einer Wirbelstrombremse anzugeben, die sowohl das unerwünschte Aufsetzen des Bremskörpers
auf die Schiene, als auch eine Beschädigung des Isolierkörpers, die einen Strompfad
zur Folge hätte, zu erkennen gestattet.
[0006] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Erdkabel mit einem
Strommesser in Verbindung steht, dem eine Auswerteeinheit nachgeschaltet ist.
[0007] Falls der Bremskörper auf die Schiene aufsetzt, ergibt sich eine leitende Verbindung
vom Schienenrad über das Erdkabel und den Bremskörper zur Schiene. Ein Teil des Stromes,
der üblicherweise ständig vom Schienenfahrzeug über das Schienenrad zur Schiene fließt,
fließt dann über das Erdkabel. Dort wird der Stromfluss vom Strommesser erkannt und
dann in der Auswerteeinheit ausgewertet.
[0008] Falls der Isolierkörper beschädigt ist, kommt es zu einem Stromfluss vom Schienenfahrzeug
über den dann leitenden Isolierkörper, den Bremskörper, das Erdkabel und das Schienenrad
zur Schiene. Der Stromfluss wird im Erdkabel vom Strommesser erkannt und dann in der
Auswerteeinheit ausgewertet.
[0009] Falls keine Störung vorliegt, fließt kein Strom durch das Erdkabel.
[0010] Es wird der Vorteil erzielt, dass sowohl das Berühren der Schiene durch den Bremskörper,
als auch eine Beschädigung des Isolierkörpers frühzeitig erkannt werden, so dass rechtzeitig
vor einem größeren Schaden geeignete Maßnahmen, eine Reparatur oder ein Austausch
von Komponenten, vorgenommen werden kann.
[0011] Der Bremskörper besteht beispielsweise aus mehreren Polspulen, die zwischen zwei
Endstücken angeordnet sind. Diese Polspulen haben die Funktion von Elektromagneten.
Der Bremskörper kann auch Permanentmagneten aufweisen.
[0012] Der Bremskörper hat beispielsweise Tragarme, die über Isolierkörper am Schienenfahrzeug
gelagert sind. Dazu können Achslager dienen.
[0013] Beispielsweise ist der Bremskörper über Isolierkörper, die elektrisch isolierende
Bälge sind, am Schienenfahrzeug aufgehängt. Häufig sind sowohl Tragarme als auch Bälge
vorhanden.
[0014] Das Erdkabel ist beispielsweise ein flexibles Erdungsseil. Dadurch ist die gewünschte
Erdung stets gegeben.
[0015] Die Auswerteeinheit weist beispielsweise eine Vorrichtung zum Erkennen der zeitlichen
Dauer eines erhöhten Stromes auf. Damit wird der Vorteil erzielt, dass beim Aufsetzen
des Bremskörpers auf die Schiene die Dauer des Aufsetzens erkannt wird.
[0016] Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass
die Zuverlässigkeit einer Wirbelstrombremse während des Betriebes des Schienenfahrzeuges,
das z.B. ein ICE 3 ist, laufend überwacht werden kann.
[0017] Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zum Überwachen des Zustandes einer Wirbelstrombremse
an einem Schienenfahrzeug wird anhand der Zeichnung näher erläutert:
FIG 1 zeigt die Einrichtung zum Überwachen einer Wirbelstrombremse an einem Drehgestell
ohne Auswerteeinheit.
FIG 2 zeigt entsprechende Einrichtungen an den beiden Drehgestellen eines Eisenbahnwagens
mit einer gemeinsamen Auswerteeinheit.
FIG 3 zeigt eine Kombination aus Strommesser und Auswerteeinheit im Detail.
[0018] Figur 1 zeigt als Teil einer Wirbelstrombremse eines Schienenfahrzeugs mehrere Polspulen
3, die in einer Reihe angeordnet durch Endstücke 4 begrenzt sind. Die Polspulen 3
und die Endstücke 4 bilden einen Teil des Bremskörpers, der einer Schiene 1, auf der
sich das Schienenfahrzeug bewegt, zugewandt ist. Als Teil des Schienenfahrzeuges ist
ein Drehgestell dargestellt. Es besteht aus einem Drehgestellrahmen 6, mit dem Schienenräder
2 in Verbindung stehen. Der Bremskörper weist einen Polschuhträger 9 für die Polspulen
3 auf, der über isolierende Bälge 11 am Drehgestellrahmen 6 befestigt ist. Außerdem
hat der Bremskörper Tragarme 10 die elektrisch isoliert an Achslagergehäusen 5 abgestützt
sind, die mit den Achslagern der Schienenräder 2 verbunden sind. Zwischen jedem Tragarm
10 und dem dazugehörigen Achslagergehäuse 5 sind dazu Isolierungen angebracht, die
einen korrodierenden Stromfluss von den Polspulen 3 über die Achslager zu den Schienenrädern
2 unterbinden. Der Bremskörper ist ausgehend vom Polschuhträger 9 über Erdkabel 12
und andere leitende Bauteile mit dem Schienenrad 2 und damit mit der Schiene 1 verbunden.
[0019] Um einerseits feststellen zu können, ob die Isolierungen und auch die isolierende
Wirkung der Bälge 11 noch funktionstüchtig sind und um andererseits feststellen zu
können, ob infolge einer unebenen Schiene 1 der Bremskörper beim Fahren auf die Schiene
1 aufsetzt, ist in das Erdkabel 12 ein Strommesser 14 eingebunden, der über eine Datenleitung
17 mit einer Auswerteeinheit 8 verbunden ist, die an einer Bodenplatte 7 des Schienenfahrzeugs
befestigt ist.
[0020] Der Drehgestellrahmen 6 ist über ein eigenes Erdkabel 12* und einen Widerstand 13
mit der Bodenplatte 7 verbunden.
[0021] Falls eine Isolierung zwischen Tragarm 10 und Achslagergehäuse 5 defekt bzw. die
isolierende Wirkung der Bälge 11 gestört sein sollten, fließt ein Kurzschlussstrom
durch das Erdkabel 12, der mit Hilfe des Strommessers 14 von der Auswerteeinheit 8
erkannt wird.
Ein erhöhter Stromfluss durch das Erkabel 12 wird auch erkannt, falls der Bremskörper
auf die Schiene 1 aufsetzt.
[0022] Mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung können Schäden an der Wirbelstrombremse
frühzeitig erkannt werden.
[0023] Figur 2 zeigt von unten eine Bodenplatte 7 eines Eisenbahnwagens mit in Erdkabel
eingebundenen Strommessern 14a bis 14d. Zwei Auswerteeinheiten 8, mit denen die Strommesser
14a bis 14d über Datenleitungen 17 verbunden sind, sind jeweils einem Drehgestell
zugeordnet und über Leitungen 18 mit einer Diagnoseeinheit oder einem Bremssteuergerät
16 verbunden. Im übrigen zeigt Figur 2 aus Figur 1 bekannte Bauteile.
[0024] Figur 3 zeigt ein solches Bremssteuergerät 16 in Verbindung mit einem Strommesser
14, der einen Schalter S1 umfasst. Der Strommesser 14 ist dem Erdkabel 12 zugeordnet.
1. Einrichtung zum Überwachen des Zustands einer Wirbelstrombremse an einem Schienenfahrzeug
mit einem der Schiene (1) zugewandten Bremskörper, wobei der Bremskörper zur Erdung
über ein Erdkabel (12) mit einem Schienenrad (2) des Schienenfahrzeugs in Verbindung
steht und am Schienenfahrzeug über einen Isolierkörper gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Erdkabel (12) mit einem Strommesser (14) in Verbindung steht, dem eine Auswerteeinheit
(8) nachgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper Tragarme (10) hat, die über Isolierkörper am Schienenfahrzeug gelagert
sind.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper über Isolierkörper, die elektrisch isolierende Bälge (11) sind, am
Schienenfahrzeug aufgehängt ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Erdkabel (12) ein flexibles Erdungsseil ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (8) eine Vorrichtung zum Erkennen der zeitlichen Dauer eines
erhöhten Stromes aufweist.