Moderne Schienenfahrzeuge sind üblicherweise zusätzlich zu einer elektropneumatischen Bremsanlage mit einer Wirbelstrombremse ausgestattet. Aus"Bremsen für Schienenfahrzeuge, Handbuch, Bremstechnische Begriffe und Werte, Knorr-Bremse AG, München, 1990"ist eine sog. lineare Wirbelstrombremse bekannt. Diese Wirbelstrombremse besteht aus einem Eisenjoch und mehreren in Fahrtrichtung hintereinander in einem Abstand von der Schienen- oberseite angeordneten Polkernen. Elektrische Magnetfeldspulen erregen die Polkerne so, daß"alternierend", d. h. abwechselnd hintereinander liegende magnetische Nord-und Südpole entstehen.

Bei eingeschalteter Wirbelstrombremse werden bei einer Relativ- bewegung der Wirbelstrombremse gegenüber der Schiene aufgrund der zeitlichen Änderungen des magnetischen Flusses Wirbelströme induziert. Die Wirbelströme erzeugen ein sekundäres Magnetfeld, das dem Magnetfeld der Wirbelstrombremse entgegengerichtet ist.

Hieraus ergibt sich eine der Fahrtrichtung entgegengesetzt wirkende horizontale Bremskraft. Eine Wirbelstrombremse ist somit unabhängig vom Haftwert zwischen Rad und Schiene und arbeitet praktisch verschleißfrei.

Aus anmelderinternem Stand der Technik sind Wirbelstrombremsen bekannt, die mit Gleichstrom gespeist werden und bei denen die Polspulen eines"Bremsmagneten"in Reihe geschaltet sind.

Bekannt sind ferner Ausführungen mit paralleler Polspulenver- schaltung. Bremsmagnete werden sowohl in Triebdrehgestellen, d. h. in Drehgestellen mit angetriebenen Achsen, als auch in

Laufdrehgestellen eingebaut.

Untersuchungen von Wirbelstrommaschinen mit mehrphasigem Drehstrom scheiterten bisher an dem für die Bremsmagneten zur Verfügung stehenden begrenzten Einbauraum, an der benötigten großen Blindleistung und der aufwendigen Magnettechnologie, insbesondere den erforderlichen geblechten Kernen, Traversen, zwangsgekühlten Hohlleitern etc.

Die heute bekannte und beispielsweise im ICE 3 eingesetzte durch eine Magnetspulenanordnung gebildete lineare Wirbelstrombremse bremst verschleißfrei und kraftschlußunabhängig nur über Magnetfelder. Diese Bremse ist aber relativ schwer und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vielseitig einsetzbare Magnetspulenanordnung für Schienenfahrzeuge zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht in einer Magnetspulen- anordnung, mit mehreren in Fahrtrichtung hintereinander angeord- neten Magnetspulen, die im Zustand"Fahren"gruppenweise gleichgeschaltet sind."Gruppenweises Gleichschalten"bedeutet, daß die Orientierung der Magnetfelder mehrerer in Fahrtrichtung aufeinanderfolgender Spulen gleich ist.

Durch die"Spulengruppen"entsteht eine starke Anziehungskraft, d. h. die Räder werden zusätzlich durch Magnetkräfte auf die Schiene gepreßt. Hierdurch verbessert sich die Traktion, was insbesondere beim Anfahren an einer Steigung bzw. beim Beschleu- nigen oder beim Fahren unter schlechten Kraftschlußverhältnissen von Vorteil ist. Des weiteren verbessert sich bei Fahrten mit starkem Seitenwind die Kippstabilität.

Vorzugsweise ist die"Wirbelstrommaschine"gemäß der Erfindung in den führenden Triebköpfen oder Triebwagen, den Steuerwagen und/oder in den Lokdrehgestellen eingebaut.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Magnetspulen zwischen zwei Zuständen umschaltbar, nämlich dem oben erläuter- ten"Traktionszustand"und einem"Bremszustand".

Im Traktionszustand sind die Spulen-wie oben erläutert- gruppenweise geschaltet, wobei beispielsweise immer drei aufeinanderfolgende Spulen gleichgeschaltet sind. Aufgrund der bei der gruppenweisen Schaltung großen"Polteilung"und dem in Schienenrichtung kontinuierlich anwachsenden Magnetfeld können sich nur geringe Wirbelströme und somit nur eine geringe Bremskraft ausbilden. Somit ergeben sich bei sehr kleinen Bremskräften hohe Anzugskräfte. Durch die bei der gruppenweisen Schaltung vergleichsweise geringen Magnetströme werden in der Fahrphase die Polspulen thermisch nur sehr gering belastet.

Demgegenüber sind im"Bremszustand"die Magnetspulen alternie- rend gestaltet, d. h. die Magnetfeldorientierung wechselt in Fahrtrichtung von Spule zu Spule. Bei der alternierenden Schaltung entstehen in der Schiene starke Wirbelströme, was zu hohen Bremskräften führt.

Für den Einsatzfall des Anfahrens ist eine Polumschaltung aufgrund der natürlichen Kennlinien nicht erforderlich, da bei einer Geschwindigkeit von Null keine Bremskräfte entstehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 zeigt schematisch eine Magnetspulenanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Schienenfahrzeug im Bereich eines Drehgestells,

von dem hier nur ein Rad 1 dargestellt ist, das auf einer Schiene 2 läuft. An einer Achse 3 des Rades 1 ist ein Tragarm 4 befestigt. An der Unterseite des Tragarmes 4 sind in einem Abstand h über der Oberseite der Schiene 2 mehrere Magnetspulen 5-12 in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet.

Hinsichtlich ihres Schaltzustandes lassen sich die Magnetspulen in Gruppen I, II, III unterteilen. Bei den Gruppen I, III liegen die Nordpole unten, d. h. sie sind der Schienenoberseite zuge- wandt. Bei den Magnetspulen der Gruppe II hingegen ist der Südpol der Schienenoberseite zugewandt.

In der Schiene 2 und im Tragarm 4 stellen sich Magnetfeldver- läufe ein, die hier durch gestrichelt dargestellte Magnetfeldli- nien angedeutet sind.

Durch die durch die Magnetfeldspulen 5-12 erzeugten Magnetfelder entsteht zwischen dem Tragarm 4 bzw. dem Rad 1 und der Schiene 2 eine starke vertikal gerichtete Anpreßkraft.

Wesentlich hierbei ist, daß im Unterschied zu einer alternieren- den Schaltung der Spulen bei einer Bewegung des Schienenfahr- zeugs, d. h. der Spulen 5-12 relativ zur Schiene 2, in der Schiene 2 und im Tragarm 4 nur relativ geringe Wirbelströme entstehen. Somit ist bei der hier gezeigten gruppenweisen Schaltung der Spulen 5-12 die magnetische Bremskraft gering.

Aufgrund der hohen Anziehungskraft wird eine gute Traktion zwischen dem Rad 1 und der Schiene 2 erreicht, was insbesondere beim Anfahren an einer Steigung und bei schlechten Kraftschluß- verhältnissen von Vorteil ist.

Zusammenfassend werden mit der Erfindung im wesentlichen folgende Vorteile erreicht : Die lineare Wirbelstrommaschine wirkt bei uneinge- schränkter Bremsfunktion in der Betriebsart"Traktion"un-

terstützend.

Anfahrzeiten werden reduziert, da durch die zusätzlichen magnetischen Anzugskräfte, insbesondere bei schlechten Kraftschlußbedingungen, beispielsweise bei nassen Schie- nen, die Traktionsleistung unvermindert aufgeschaltet wer- den kann, ohne daß die Räder durchdrehen. Die Erfindung eignet sich somit insbesondere für Lokomotiven von Güter- zügen. Durch Umschalten in den Schaltzustand"Bremsen"ist mit der Wirbelstrommaschine verschleißfreie und haftwert- unabhängige Bremsung möglich, wodurch die anderen Brems- systeme geschont werden können.

Die lineare Wirbelstrommaschine ist nicht nur für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, sondern auch bis Geschwindig- keiten von 140 bis 160 km/h gut geeignet.

An Streckensteigungen mit geringem Kraftschluß kann leichter und sicherer angefahren und die Fahr- geschwindigkeit schneller gesteigert werden.

Es wird ein geringer Verschleiß erreicht, was die Lebens- zykluskosten senkt.

Züge mit einem leichten Steuer-oder Triebwagen können mit Hilfe der zusätzlichen magnetischen Anzugskraft auch bei starkem Seitenwind uneingeschränkt schnell fahren, wodurch sich die Entgleisungssicherheit erhöht und die Fahrtzeit verkürzt.

Die lineare Wirbelstrommaschine gemäß der Erfindung ist universell bei einer Vielzahl von Fahrzeugtypen einsetz- bar.