用于对设备的旋转元件进行制动的装置和方法以及具有这种装置的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对设备的旋转元件进行制动、特别是用于对轨道车辆的旋转轴进行制动的装置，其具有旋转涡流制动器，该旋转涡流制动器具有可与旋转元件抗扭地连接的转子和可支撑在所述设备上的定子，其中，所述定子设置有在制动操作中由电能源供电的至少一个励磁线圈。在制动操作中，所述至少一个励磁线圈产生不均匀的磁场，其在旋转的转子中感生涡流，所述涡流本身感生与所述不均匀的磁场相反的磁场，由此产生对所述转子进行制动的力。
【背景技术】
[0002]这种类型的装置例如从公开文献DE 39 08 234 Al和DE 101 14 183 Al中已知。
[0003]旋转涡流制动器的优点是其无磨损、环保(因为其实际上不产生噪声)和易维护等。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，给出使得能够对旋转涡流制动器的状态进行诊断的这种装置。也就是说，特别是为了在轨道车辆中使用旋转涡流制动器作为操作制动器并且作为对于安全至关重要的快速制动器，必须能够对其状态进行诊断。必须识别旋转涡流制动器的故障或局部故障，并且必须采取相应的措施来克服所述故障或局部故障，例如采取维护措施、替换发生故障的旋转涡流制动器或者诸如限制最大速度的其它措施。
[0005]迄今为止在标准或许可要求中尚未确定在未来如何证明旋转涡流制动器的规定的技术性能，因为这些技术尚未应用在轨道车辆上。但是关键是能够满足对目前允许轨道车辆使用的制动系统(例如对压缩空气制动器、对磁力制动器或者对线性涡流制动器)的要求。
[0006]源自标准EN 16185和EN 16207，可以从下面的关于旋转涡流制动器的技术性能的要求出发:
[0007]通过制动试验可以确认对旋转涡流制动器的所有子系统进行正确的调节，能够工作并且报告操作准备就绪。
[0008]如果旋转涡流制动器是快速制动能力的一部分，则必须能够在车辆静止期间在手动或自动制动试验内确定其规定的性能。为此，将对旋转祸流制动器的检验集成到列车的制动试验中。
[0009]在制动试验期间，列车的所有旋转涡流制动器必须可以由中心点进行控制和监视。对于规定的性能，必须提供安全证明。于是，通常可以发出列车的旋转涡流制动器运行正常的报告。可以指示旋转涡流制动器发生故障，可以发出警告。于是可以采取必要的措施，以便不威胁安全的制动操作。
[0010]本发明要解决的技术问题在具有根据权利要求1所述的特征的根据本发明的装置中，通过用于对旋转涡流制动器进行涡流检验的部件来解决，其具有至少一个测试线圈和与至少一个测试线圈有效连接的电信号源，其中，在进行诊断时，电信号源对测试线圈施加测试信号，并且其具有至少一个测量线圈和与至少一个测量线圈有效连接的信号接收器，其中，在进行诊断时，信号接收器从至少一个测量线圈量取适合于对涡流制动器进行诊断的测量信号。-用于对导电材料进行涡流检验的部件本身是已知的(例如参见Dubbel, Taschenbuch filr den Maschinenbau, 20.Auf1.，Springer, 2001)，然而，此外在根据本发明的装置中设置为，涡流制动器的至少一个励磁线圈形成至少一个测试线圈，并且所述至少一个励磁线圈和/或涡流制动器的另一个励磁线圈形成至少一个测量线圈。
[0011]也就是说，借助已有的励磁线圈进行诊断，在此不需要附加的测试和/或测量线圈。
[0012]在从属权利要求2至8中给出了根据本发明的装置的有利实施方式。
[0013]因此，例如可以设置为，旋转涡流制动器的电能源形成用于进行涡流检验的部件的电信号源，从而还能够以有利的方式省去为涡流检验提供单独的电信号源。
[0014]但是，替换地，为此还可以设置为，旋转涡流制动器的电能源被构造为与用于进行涡流检验的部件的电信号源分开，因为单独的电信号源例如可以关于其测试信号的形式提供更多的可能性。
[0015]如果至少一个励磁线圈在至少一个第一诊断阶段期间形成测试线圈，其中，信号接收器在至少一个第一诊断阶段期间采集电信号源的测试信号，并且如果至少一个励磁线圈在与至少一个第一诊断阶段在时间上移位的至少一个第二诊断阶段期间形成至少一个测量线圈，其中，信号接收器在至少一个第二诊断阶段期间采集测量信号，则被视为是有利的。也就是说，这里以有利的方式，通过测试信号的供应和测量信号的量取之间的时间上的移位来实现涡流检验的功能。在此，可以采集相对于存储的参考值的改变，从而可以根据测量信号的改变来推断待诊断的旋转涡流制动器损坏或者发生了其它改变。此外，可以通过在第一诊断阶段期间测量测试信号，并且通过将测量的测试信号与相关联的存储的参考值进行比较，当测量的测试信号未以不允许的方式偏离相关联的存储的参考值时，将该电信号源从错误源中排除。
[0016]特别是，当电信号源的测试信号不输出设置有间歇的脉冲模式，而输出交流电压作为测试信号时，使用转换器是有利的，因为借助转换器可以在至少一个第一诊断阶段期间将电信号源并且在至少一个第二诊断阶段期间将信号接收器连接到至少一个励磁线圈。
[0017]此外，如果在进行诊断时，励磁线圈形成测试线圈和测量线圈，其中，两个电阻和励磁线圈连接成全桥，以及其中，信号接收器从所述全桥量取差信号形式的测量信号，则被视为是有利的。作为替换，如果在进行诊断时，励磁线圈形成测试线圈和测量线圈，其中，励磁线圈连接成全桥，以及其中，信号接收器从所述全桥量取差信号形式的测量信号，则也被视为是有利的。在此，涉及两种对测量电压特别有利的量取，通过其利用对称性并且考虑定子的励磁线圈的交替的南、北极，可以非常容易地确定阻抗和阻抗变化。
[0018]有利的是，还设置评价单元，其与信号接收器有效连接，用于对测量信号进行评价。可以将这种评价单元布置在轨道车辆的转向架中，并且与转向架的所有用于进行涡流检验的部件的电信号源和信号接收器组合成一个构成单元(诊断单元)，其中，诊断单元可以经由接线连接到轨道车辆的中央控制和监视设备以及中央电源。
[0019]本发明还涉及一种具有旋转元件的设备，其具有根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，用于对旋转元件进行制动，其中，所述设备特别地是轨道车辆，并且其中，所述旋转元件特别地是旋转轴。
[0020]此外，本发明还涉及一种用于对设备的旋转元件进行制动、特别是用于对轨道车辆的旋转轴进行制动的方法，其中，将旋转涡流制动器的转子与旋转元件抗扭地连接，其中，将旋转涡流制动器的定子支撑在所述设备上，并且其中，在制动操作中，定子的至少一个励磁线圈由电能源供电，从而产生不均匀的磁场，其在旋转的转子中感生涡流，该涡流本身感生与不均匀的磁场相反的磁场，由此产生对转子进行制动的力。
[0021]在此，为了使得能够对旋转涡流制动器的状态进行诊断，根据本发明，设置用于对旋转涡流制动器进行涡流检验的部件。该用于进行涡流检验的部件具有至少一个测试线圈和与测试线圈有效连接的电信号源以及至少一个测量线圈和与测量线圈有效连接的信号接收器，其中，借助电信号源对至少一个测试线圈施加测试信号，其中，信号接收器从至少一个测量线圈量取适合于对涡流制动器进行诊断的测量信号，其中，至少一个励磁线圈形成至少一个测试线圈，并且其中，所述至少一个励磁线圈和/或涡流制动器的另一个励磁线圈形成测量线圈。
[0022]为了例如还使得能够在制动操作中进行诊断，如果旋转涡流制动器的电能源还用作用于进行涡流检验的部件的电信号源，为此在进行诊断时，对至少一个测试线圈施加电能源的用作测试信号的励磁信号，则被视为是有利的。
【附图说明】
[0023]借助图1至16进一步详细说明本发明。在此，
[0024]图1示出了轨道车辆形式的根据本发明的设备的示意性图示，所述设备具有形成轮轴的轴形式的旋转元件，并且具有用于对旋转元件进行制动的根据本发明的装置，其中，这些装置中的每一个除了旋转涡流制动器之外，分别还具有用于对旋转涡流制动器进行涡流检验的部件，
[0025]图2至5示出了旋转涡流制动器的四个实施方式，
[0026]图6至8示出了用于对旋转元件进行制动的根据本发明的装置的三个实施例，其中，在进行诊断时，旋转涡流制动器的一个或多个励磁线圈不仅形成测试线圈，而且形成用于进行涡流检验的部件的测量线圈，
[0027]图9至12示出了根据本发明的装置的四个另外的实施例，其中，在进行诊断时，涡流制动器的一个或多个励磁线圈形成用于进行涡流检验的部件的测试线圈，并且其中，在进行诊断时，涡流制动器的一个或多个另外的励磁线圈形成用于进行涡流检验的部件的测量线圈，<