设备旋转轴的制动装置和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制动设备、尤其铁路机车的旋转轴的装置，包括旋转式涡流制动器，其中，至少一个转子的连接段设有安装轴用的安装孔，所述转子设计为适用于与轴传递扭矩地连接，以及包据屏蔽器，用于磁屏蔽旋转式涡流制动器，其中至少一个屏蔽部分由防磁物质(材料)组成。
【背景技术】
[0002]例如由出版物DE68914940T2已知按此类型的装置。在那里通过屏蔽器获得磁密封功能，由此为制动构成有效的磁道，以改善旋转式涡流制动器的制动效果。已知装置的屏蔽器由磁屏蔽外壳构成，其中两个圆筒共同构成一个内囊。此内囊设计为，在其内部设置涡流制动器所需要的用于造成均匀磁场形式上为永久磁铁的物质，以及设有一种携带永久磁铁并支承在车辆车体上构成定子的结构的一些部分，以及它们能来回运动。因此，在这种已知的装置中，制动器有结构比较复杂的设计，以及相应地需要大的结构空间和采取特殊措施将其固定在车辆车体上。
【发明内容】
[0003]由此出发，本发明的目的是提供一种上述类型制动效果得到改进的装置，它设计为结构比较简单。
[0004]为了达到本发明的基本目的，在按本发明具有专利权利要求1所述特征的装置中采取的措施是，屏蔽器的至少一个由防磁物质(材料)组成的屏蔽部分磁屏蔽所述至少一个转子连接段的安装孔。
[0005]除了其无摩擦、不污染环境(因为它实际上不引起噪声)及其维护方便外，按本发明的装置还有下述优点:所述至少一个转子连接段安装孔的磁屏蔽促使旋转式涡流制动器与轴磁去耦，实践中轴经常由能导磁的材料构成。因此，就由此造成的制动效果而言，涡流制动器磁通量的径迹是最佳的。与此相关联，提高了旋转式涡流制动器的效率。此外，由于所产生的磁场的作用区受到限制，避免有害的磁杂乱散射。
[0006]基于提高了旋转式涡流制动器的效率，例如在制动力矩相同时可以优化，尤其减小，旋转式涡流制动器的重量。尤其在按本发明的装置使用于铁路机车车辆的情况下，当要制动的轴是铁路机车车辆的轮对轴时，对于直接在轴上使用的旋转式涡流制动器而言，重量的优化是非常重要的。
[0007]按本发明的装置可例如使迄今实践中作为铁路机车车辆运行制动器使用的摩擦制动器大量减荷或作为其代用品，从而为了补充按本发明的这种以轴的旋转为前提条件制动轴的装置，唯一需要的是简单的停车制动器。例如在铁路机车车辆的称为滑行车的无动力车中，迄今被在工作轮对上设置的、多至四个摩擦制动器及其轴制动盘所占用的结构空间，可用于安装至少一个按本发明高制动功率的装置。
[0008]此外，与在实践工作中已经使用于制动铁路机车车辆的直线式涡流制动器相比，按本发明的装置有突出的优点。直线式涡流制动器例如基于与轨道必要的相互作用，在用于安装直线式涡流制动器的转向架设计方面，要求采取特殊措施。此外，直线式涡流制动器基于与轨道必要的相互作用，在基础结构的设计方面，例如在线路结构的稳定性方面，也要求采取特殊措施。与之相比，按本发明的装置能以简单的方式直接安装在铁路机车车辆的轮对轴上，以及可与基础结构无关地使用。
[0009]在从属权利要求2至9中说明按本发明装置有利的实施形式。
[0010]例如可以规定，屏蔽器，尤其至少一个屏蔽部分，沿安装孔的轴向至少基本上沿涡流制动器整个轴向宽度延伸，为的是能最佳地抑制磁通量通过轴。
[0011]也认为有利的是，设置一个用于与轴构成轴-轮毂连接装置的传动轮毂，它与所述至少一个转子的连接段旋转固定连接，以及它构成屏蔽器所述至少一个由防磁材料组成的屏蔽部分。在这种设计中，旋转式涡流制动器所述至少一个转子与轴传递扭矩地连接的功能，以及旋转式涡流制动器的磁屏蔽功能，以生产技术和装配工艺简单的方式，并因而经济地统一在一个功能组件中，亦即传动轮毂中。
[0012]换句话说，在按本发明的装置中，能以有利的方式将形式上为传动轮毂的专用适配器，用于使设备传动链的部分区段(所述传动链部分区段包括轴以及它从轴进一步延伸至由轴驱动的设备的有效元件)与旋转式涡流制动器磁去耦，由此阻止磁通量通过传动链的这一部分区段。
[0013]在铁路机车车辆中使用按本发明的装置时，所述专用适配器因而可用于使铁路机车车辆传动链的部分区段与旋转式涡流制动器磁去耦，这一部分区段从轮对轴一直延伸到两个由轮对轴驱动的车轮。
[0014]传动轮毂可以按不同的结构方案设计。
[0015]例如按结构特别简单的设计，传动轮毂可以设计为整体构件，它构成屏蔽部分以及由防磁材料，尤其由防磁钢或由铝组成。
[0016]作为其替代方式，为了减轻其重量和为了改善其可装配性，传动轮毂有内轮毂套筒和套在内轮毂套筒上的外轮毂套筒，其中，至少这两个轮毂套筒之一构成屏蔽部分并由防磁材料，尤其由防磁钢或由铝组成。优选地，在这里外轮毂套筒构成屏蔽部分，而内轮毂套筒由铁磁性材料，尤其钢或调质钢组成。
[0017]也认为有利的是，设置另一个用于电屏蔽安装孔的屏蔽器。优选地，所述另一个屏蔽器由传动轮毂的嵌体构成，它由不导电体组成以及充填分隔这两个轮毂套筒的空腔。
[0018]通过旋转式涡流制动器与实践中往往由导电材料组成的轴附加的电去耦，防止在轴内和从那里沿传动链部分区段直至由轴驱动的有效元件内，寄生转子内感应的涡流。另一个优点是，可以取消对于轴的轴承的单独电绝缘。
[0019]认为有利的是，嵌体由弹性材料，尤其由橡胶组成，也就是说，不导电体是弹性的，并因而造成涡流制动器一定的弹性，并减小涡流制动器的非簧载质量。
[0020]本发明还涉及一种包括旋转轴的设备，它为了制动旋转轴有按照专利权利要求1至9之一所述按本发明的装置，在这里，所述设备尤其是铁路机车车辆。
【附图说明】
[0021]下面借助图1至8详细说明本发明。其中:
[0022]图1示意表示按本发明形式上为铁路机车车辆的设备，包括形式上为轮对轴的旋转轴和按本发明用于制动旋转轴的装置，其中每个这种装置除了各有一个旋转式涡流制动器外，还有一个用于磁屏蔽旋转式涡流制动器的屏蔽器，在这里屏蔽器由传动轮毂构成；
[0023]图2表示按本发明的装置在图1中示意表示的第一种实施形式放大图；
[0024]图3和4表示按本发明的装置其他两种示意表示的实施形式，它们尤其在其旋转式涡流制动器的结构形式方面不同于第一种实施形式；
[0025]图5表示按本发明的装置图2所示实施形式一种优选的实施例，具有传动轮毂的第一种结构方案；
[0026]图6表不图5所不传动轮毂结构方案的透视图和局部剖切图；以及
[0027]图7和8表示传动轮毂其他两种结构方案。
【具体实施方式】
[0028]图1表示按本发明形式上为铁路机车车辆的设备。铁路机车车辆有两个形式上为轮对轴的旋转轴2，它们用铁磁性材料制成。在轴2上分别固定两个车轮3，它们由各自的轴驱动的有效元件构成。轴2通过在这里没有表示的轴承可旋转地固定在铁路机车车辆的转向架4上。此外按本发明的设备I还有用于制动旋转轴2的装置5。
[0029]按本发明用于制动旋转轴2的装置5，除了各有一个旋转式涡流制动器6外，还分别包括一个用于旋转式涡流制动器6磁屏蔽的屏蔽器7。
[0030]图1和2表示按第一种结构形式6的旋转式涡流制动器(一种具有外运行转子的实施形式)。
[0031]旋转式涡流制动器的第一种结构形式6有两个与旋转轴2之一旋转固定连接或抗扭连接的转子8和一个设置在转子8之间的定子9。定子9的旋转轴承9a构成用于穿过配属的轴2的通孔9b。定子9通过扭矩支架10支承在转向架4上。但也可以只设置一个转子，而不是在这里表示的两个转子8。
[0032]每一个转子8有一个连接段8a，它设计为适用于与轴传递扭矩地连接，以及设有用于安装轴2的安装孔8b。
[0033]旋转式涡流制动器6的定子9分别设有至少一个励磁线圈11，用于产生在空间均匀的磁场。
[0034]所述至少一个励磁线圈11由电源12供电。定子9的所述至少一个励磁线圈12的接头在这里通过连接线路13、14与电源12连接。在连接线路13、14中可以设置开关15。
[0035]在制动运行时，亦即在借助电源12激励所述至少一个励磁线圈11时产生的在空间非均匀的磁场，在配属的旋转转子8内感应涡流，涡流本身诱发一个与非均匀磁场反向的磁场，并因而造成制动转子8的力。
[0036]优选地，定子9设有在这里没有表示的爪极环，当励磁线圈11被激励时，在爪极环内造成极性的一种功能性变换状况，亦即交替生成正极和负极。在定子9旁的端侧安装的转子8，在其旋转时感应涡流，根据励磁功率该涡流制动转子8。
[0037]按本发明的装置，尤其在转子8和定子9的数量方面，与旋转式涡流制动器的结构形式无关。
[0038]例如按本发明的装置在图3所示的第二种实施形式105中(具有内转子结构)，旋转式涡流制动器作为替代的结构形式106有两个在外部的定子9，在它们之间配置一个转子8ο
[0039]此外，按本发明的装置在图4所示的第三种实施形式205中，旋转式涡流制动器另一种作为替代的结构形式206 ( 一种有三个转子的实施形式)有三个转子8和两个定子9，其中，转子8与定子9交替并列地布置。
[0040]但是旋转式涡流制动器的设计不仅限于所表示的这些结构形式6 ;106 ;206。确切地说，可以设想转子8与定子9其他任意的组合。
[0041]按图2至4，在用于旋转式涡流制动器磁屏蔽的屏蔽器7 ;107 ；207中，至少一个屏蔽部分7a ;107a ;207a由防磁物质(材料)组成，其中，该屏蔽部分7a ; 107a ;207a磁屏蔽一个转子8或多个转子8连接段8a的安装孔