Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl con bobina con varias piezas.

Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl de un vehículo sobre raíles,

que contiene al menos un electroimán de freno (2) con un cuerpo de bobina de electroimán (8a, 8b), que soporta al menos una bobina de electroimán (9a, 9b), así como con al menos un núcleo de electroimán (6), en donde están previstos al menos dos cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b), mutuamente paralelos según se mira en la dirección longitudinal del electroimán de freno (2) y dispuestos unos junto a otros, según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal, en cada caso con bobinas de electroimán (9a, 9b) por separado, y en donde están dispuestos los ejes centrales (34, 36) de al menos dos cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b), según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal del electroimán de freno (2), con relación a un eje central vertical (38) del electroimán de freno (2) con un ángulo agudo u obtuso (α) y convergen o divergen hacia el raíl de vehículo (1), caracterizado porque en los extremos dirigidos hacia un raíl de vehículo (1) de al menos un núcleo de electroimán (6) están dispuestas zapatas polares (16a, 16b).

Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl con bobina con varias piezas.

La invención se refiere a un dispositivo de freno electromagnético sobre raíl de un vehículo sobre raíles, que contiene al menos un electroimán de freno con un cuerpo de bobina de electroimán, que soporta al menos una bobina de electroimán, así como con al menos un núcleo de electroimán, en cuyos extremos dirigidos hacia un raíl de vehículo están dispuestas zapatas polares, en donde están previstos al menos dos cuerpos de bobina de electroimán, mutuamente paralelos según se mira en la dirección longitudinal del electroimán de freno y dispuestos unos junto a otros, según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal, en cada caso con bobinas de electroimán por separado, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Estos dispositivos de freno electromagnético sobre raíl se conocen por ejemplo en una disposición de electroimán permanente del documento DE 11 23 359 B y en una disposición eléctrica del documento FR 1 003 173 A. En el documento FR 1 003 173 A el componente principal generador de fuerza de un freno electromagnético sobre raíl el electroimán de freno. En principio se trata de un electroimán compuesto por una bobina de electroimán, que se extiende en la dirección del raíl y está soportado por un cuerpo de bobina de electroimán, y un núcleo de electroimán similar a una herradura que forma el cuerpo base o soporte. El núcleo de electroimán en forma de herradura forma zapatas polares en su lado vuelto hacia el raíl de vehículo. La corriente continua que fluye en la bobina de electroimán produce una tensión magnética, que genera en el núcleo de electroimán un flujo magnético que se cortocircuita a través de la cabeza de raíl, en cuanto el electroimán de freno se sitúa con sus zapatas polares sobre el raíl. Por medio de esto se produce una fuerza de atracción magnética entre el electroimán de freno y el raíl. Mediante la energía cinética del vehículo sobre raíles desplazado es desplazado el freno electromagnético sobre raíl, a través de pitones de arrastre, a lo largo del raíl. Aquí se obtiene una fuerza de frenado mediante la fricción de deslizamiento entre el electroimán de freno y el raíl, en unión a la fuerza de atracción magnética. Mediante el contacto de fricción con el raíl se produce sobre las zapatas polares del electroimán de freno un desgaste por fricción, el cual no debe superar un valor de desgaste máximo, ya que en caso contrario resulta dañado el cuerpo de bobina de electroimán.

En el caso de los electroimanes de freno conocidos se dispone de dos bobinas de electroimán, que rodean verticalmente la culata del núcleo de electroimán en cada caso con una tiro superior y en cada caso con una tiro inferior.

Relacionado con esto se conocen además del documento EP 1 477 382 zapatas polares en forma de zapatas polares configuradas como piezas específicas, con relación al núcleo de electroimán, y del documento FR 359 101 zapatas polares configuradas de forma enteriza con el núcleo de electroimán.

En principio podemos diferenciar según la estructura constructiva dos clases diferentes de electroimanes.

En una primera forma de ejecución el electroimán de freno es un imán rígido, al que se atornillan dos zapatas polares magnéticas que están separadas en dirección longitudinal mediante una regleta no magnética. Esto se usa para evitar un cortocircuito magnético dentro del electroimán de freno. Las zapatas polares están configuradas sobre las superficies frontales de los reglones laterales, las cuales están vueltas hacia el raíl de vehículo. Los electroimanes rígidos se usan casi siempre en tráfico de cercanías para tranvías y trenes de cercanías.

Asimismo se conocen electroimanes de elementos, en los que el cuerpo de bobina de electroimán no presenta ningún núcleo de acero sino solamente paredes de separación. En las cámaras entre las paredes de separación se sujetan elementos de electroimán de forma limitadamente móvil, que se orientan durante el proceso de frenado para poder seguir mejor irregularidades sobre la cabeza de raíl. En este caso las zapatas polares están configuradas sobre las superficies frontales de los elementos de electroimán, las cuales están vueltas hacia el raíl. Los electroimanes articulados se usan normalmente en el campo de los ferrocarriles de ancho normal.

Con relación a las formas de ejecución de frenos electromagnéticos sobre raíl se hace referencia a la publicación "Grundlagen der Bremstechnik", páginas 92 a 97 de la compañía KnorrBremse AG, Munich, 2002.

La magnitud de la fuerza de frenado de un freno electromagnético sobre raíl es función, entre otras cosas, de la resistencia magnética del circuito magnético, es decir de la geometría y de la permeabilidad, del flujo magnético, del valor de fricción entre el electroimán de freno y el raíl así como del estado del raíl. Con ello un factor esencial está formado también por las pérdidas magnéticas, que dependen predominantemente de la configuración geométrica de la sección transversal del electroimán. A la vista de una disponibilidad de espacio cada vez más limitada en el mecanismo de traslación de vehículos sobre raíles, en especial en dirección vertical, se requiere asimismo una altura constructiva reducida.

La tarea de la invención consiste por ello en perfeccionar un dispositivo de freno electromagnético sobre raíl de la clase citada al comienzo, de tal modo que presente al mismo tiempo que una elevada fuerza magnética una menor altura constructiva.

Esta tarea es resuelta con las particularidades características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones subordinadas adjuntas.

Por una bobina de electroimán debe entenderse a continuación el devanado de bobina compuesto por las espiras de los alambres de devanado, como los que están arrollados sobre el cuerpo de bobina de electroimán. Este devanado de bobina o esta bobina de electroimán arrollado (a) sobre el cuerpo de bobina de electroimán posee, en un plano según se mira perpendicularmente a la extensión longitudinal del electroimán de freno (en paralelo al raíl) , una determinada sección transversal la cual, aparte del número de espiras, de la densidad de devanado y del diámetro del alambre, también depende de la geometría del cuerpo de bobina de electroimán, es decir del espacio disponible para el devanado de bobina. Con ello se diferencia entre un tiro superior de la bobina de electroimán, que se encuentra con relación al raíl por encima de una culata, y un tiro inferior que está dispuesta por debajo de la culata.

Por dirección longitudinal del electroimán de freno debe entenderse la extensión del electroimán rígido o del electroimán de elementos en paralelo al raíl de vehículo.

Conforme a la invención están dispuestos los ejes centrales de al menos dos cuerpos de bobina de electroimán, según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal del electroimán de freno, con relación a un eje central vertical del electroimán de freno con un ángulo agudo u obtuso y por ejemplo simétricamente. Aparte de esto están dispuestos al menos dos cuerpos de bobina de electroimán, según se mira en la dirección longitudinal del electroimán de freno mutuamente en paralelo y según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal unos junto a otros, en cada caso con bobinas de electroimán por separado. Mediante la yuxtaposición de las bobinas de electroimán se reparte a lo ancho la potencia magnética, de tal modo que puede conseguirse una menor altura constructiva con la misma fuerza magnética.

Aparte de esto convergen o divergen, según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal del electroimán de freno, los ejes centrales de al menos dos cuerpos de bobina de electroimán hacia el raíl de vehículo. La posición oblicua después adoptada de los cuerpos de bobina de electroimán con relación al eje central vertical del electroimán de freno exige después una forma constructiva especialmente compacta. En total se producen a causa de la menor altura constructiva del electroimán de freno menos pérdidas en el circuito magnético, una menor demanda de potencia así como una menor masa.

Además de esto la sección transversal en al menos una de las diferentes bobinas de electroimán puede presentar en el tiro superior una menor altura y una mayor anchura que la sección transversal en el... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl de un vehículo sobre raíles, que contiene al menos un electroimán de freno (2) con un cuerpo de bobina de electroimán (8a, 8b) , que soporta al menos una bobina de electroimán (9a, 9b) , así como con al menos un núcleo de electroimán (6) , en donde están previstos al menos dos cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b) , mutuamente paralelos según se mira en la dirección longitudinal del electroimán de freno (2) y dispuestos unos junto a otros, según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal, en cada caso con bobinas de electroimán (9a, 9b) por separado, y en donde están dispuestos los ejes centrales (34, 36) de al menos dos cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b) , según se mira en un plano perpendicular a la dirección longitudinal del electroimán de freno (2) , con relación a un eje central vertical (38) del electroimán de freno (2) con un ángulo agudo u obtuso ( () y convergen o divergen hacia el raíl de vehículo (1) , caracterizado porque en los extremos dirigidos hacia un raíl de vehículo (1) de al menos un núcleo de electroimán (6) están dispuestas zapatas polares (16a, 16b) .

2. Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b) están dispuestos simétricamente con relación al eje central vertical (38) del electroimán de freno (2) , según se mira en un plano perpendicularmente a la dirección longitudinal del electroimán de freno (2) .

3. Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las bobinas de electroimán (9a, 9b) asociadas a los cuerpos de bobina de electroimán (8a, 8b) están alimentadas con corriente por separado o están conectadas entre sí en serie o en paralelo.

4. Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electroimán de freno (2) es un electroimán de elementos, con al menos un cuerpo de bobina de electroimán (8a, 8b) , sobre el que se sujetan de forma móvil varios elementos de electroimán (6a, 6b) magnéticos.

5. Dispositivo de freno electromagnético sobre raíl según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el electroimán de freno (2) es un electroimán rígido.