Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrombremse mit einer Einrichtung zum Überwachen ihres Zustands 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.
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.
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.
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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelstrombremse mit einer Einrichtung zum Überwachen ihres Zustandes 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.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Erdkabel mit einem Strommesser in Verbindung steht, dem eine Auswerteeinheit nachgeschaltet ist.
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.
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.
Falls keine Störung vorliegt, fließt kein Strom durch das Erdkabel.
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.
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.
Der Bremskörper hat beispielsweise Tragarme, die über Isolierkörper am Schienenfahrzeug gelagert sind. Dazu können Achslager dienen.
Beispielsweise ist der Bremskörper über Isolierkörper, die elektrisch isolierende Bälge sind, am Schienenfahrzeug aufgehängt. Häufig sind sowohl Tragarme als auch Bälge vorhanden.
Das Erdkabel ist beispielsweise ein flexibles Erdungsseil. Dadurch ist die gewünschte Erdung stets gegeben.
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.
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.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zum Überwachen des Zustandes einer Wirbelstrombremse an einem Schienenfahrzeug wird anhand der Zeichnung näher erläutert:
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.
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.
Der Drehgestellrahmen 6 ist über ein eigenes Erdkabel 12* und einen Widerstand 13 mit der Bodenplatte 7 verbunden.
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.
Mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung können Schäden an der Wirbelstrombremse frühzeitig erkannt werden.
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.
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.