(57)【要約】  本発明は、レール車両のレールブレーキのブレーキマグネット（２）の少なくとも１つの硬質磁性材料を含むマグネットセグメント（５）を磁極について選択的に永久磁化または消磁するために、少なくとも１つの電気励磁コイル（９）に少なくとも１つの電流パルスを供給する装置（２８）に関する。この装置の特徴は、ａ）レール車両の少なくとも一時的に車載電源電圧にある車載電源電気回路（３２）によって電気エネルギが供給され得る少なくとも１つの長時間エネルギ蓄積器（３４）と、ｂ）少なくとも１つの磁化電気回路（３８）とを有しており、この磁化電気回路（３８）は、長時間エネルギ蓄積器（３４）によって供給される車載電源電圧をあらかじめ設定した磁化電圧に変換して、磁化電圧で電気エネルギを少なくとも１つの大電流エネルギ蓄積器（４０）を蓄積させる変換器（３６）と、一方では大電流エネルギ蓄積器（４０）に電気接続されており、かつ、他方では励磁コイル（９）に電気接続されているスイッチ装置（４２）とを有しており、上記のスイッチ装置（４２）により、制御装置（４４）によって調整された制御信号に依存して、上記の記大電流エネルギ蓄積器（４０）に蓄積されている電気エネルギに基づく電流パルスであってかつ電流方向が選択的に変更可能な電流パルスを上記の励磁コイル（９）に通電可能である。
2014525872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両のブレーキマグネット（２）の少なくとも１つの硬質磁性材料を含むマグネットセグメント（５）を磁極について選択的に永久磁化または消磁するために、少なくとも１つの電気励磁コイル（９）に少なくとも１つの電流パルスを供給する装置（２８）において、
ａ）  前記レール車両の少なくとも一時的に車載電源電圧にある車載電源電気回路（３２）によって電気エネルギが供給され得る少なくとも１つの長時間エネルギ蓄積器（３４）と、
ｂ）  少なくとも１つの磁化電気回路（３８）とを有しており、
当該磁化電気回路（３８）は、
前記長時間エネルギ蓄積器（３４）によって供給される車載電源電圧をあらかじめ設定した磁化電圧に変換して、磁化電圧で電気エネルギを少なくとも１つの大電流エネルギ蓄積器（４０）に蓄積させる変換器（３６）と、
一方では前記大電流エネルギ蓄積器（４０）に電気接続されており、かつ、他方では前記励磁コイル（９）に電気接続されているスイッチ装置（４２）とを有しており、
前記スイッチ装置（４２）により、制御装置（４４）によって調整された制御信号に依存して、前記大電流エネルギ蓄積器（４０）に蓄積されている電気エネルギに基づく電流パルスであってかつ電流方向が選択的に変更可能な電流パルスを前記励磁コイル（９）に通電可能である、
ことを特徴とする装置（２８）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記長時間エネルギ蓄積器（３４）は、前記レール車両に対応付けられたエネルギ蓄積器であり、
該エネルギ蓄積器は、前記少なくとも１つの電気パルスを形成する以外にも少なくとも１つの別の機能にも利用される、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記長時間エネルギ蓄積器（３４）は、前記装置（２８）に電気エネルギを供給するためだけに設けられた独立したエネルギ蓄積器である、
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記長時間エネルギ装置（３４）は、保護ダイオードによって前記車載電源電気回路に接続されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置において、
前記スイッチ装置（４２）は、前記制御装置（４４）によって電気的に制御可能であるかまたは圧力媒体によって制御可能な少なくとも１つの極性反転スイッチを含んでいる、
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
前記極性反転スイッチ（４２）は、
１つの電流方向位置および当該電流方向とは逆の別の１つの電流方向位置を有する２位置スイッチとして、または
１つの電流方向位置および当該電流方向とは逆の別の１つの電流方向位置ならびに中立位置を有する３位置スイッチとして、または、
４象限位置スイッチとして構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置において、
前記大電流エネルギ蓄積器（４０）は、少なくとも１つのコンデンサまたは二重層コンデンサを含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置において、
前記スイッチ装置（４２）と前記大電流エネルギ蓄積器（４０）との間に少なくとも１つのパワースイッチ（４６）が接続されており、
該パワースイッチ（４６）は、前記スイッチ装置（４２）が、無負荷かつパワーのない状態においてのみスイッチング可能であるように前記制御装置（４４）によって制御可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置において、
前記制御装置（４４）は、電子制御ユニットによって構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置において、
前記スイッチ装置（４２）が、前記マグネットセグメント（５）を永久磁化または消磁するために必要な時間の間だけ、前記励磁コイル（９）に少なくとも１つの電流パルスを通電する電流導通状態に制御され、かつ、前記スイッチ装置（４２）が、その他の時間には電流遮断状態に制御されるように前記制御装置（４４）が構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
硬質磁性材料からなる少なくとも１つのマグネットセグメント（５）を有する、レール車両のブレーキマグネット（２）において、
前記マグネットセグメント（５）は、励磁コイル（９）に電流パルスを流すことによって選択的に永久磁化可能であるかまたは消磁可能であり、
前記励磁コイル（９）への電流パルスの通電は、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置（２８）によって行われる、
ことを特徴とするブレーキマグネット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレールブレーキにおいて、
該レールブレーキは、ブレーキ作動位置においてレール（１）と摩擦接触するマグネットレールブレーキ（４）である、
ことを特徴とするレールブレーキ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のレールブレーキにおいて、
該レールブレーキは、リニアまたは回転式の渦電流ブレーキである、
ことを特徴とするレールブレーキ。
【請求項１４】
請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の少なくとも１つのレールブレーキを含むレール車両において、
前記装置（２８）が前記レール車両の車台に直接配置されている、
ことを特徴とするレール車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載した、レール車両のブレーキマグネットの、少なくとも１つの硬質磁化材料を含むマグネットセグメントを磁極について選択的に永久磁化または消磁するために、少なくとも１つの電流パルスを少なくとも１つの電気励磁コイルに供給する装置に関する。このような装置を以下では略して「装置」と称することにする。
【０００２】
EP 1 477 382 A2には、ブレーキマグネットに配置されたマグネットコアを有する電気操作式マグネットレールブレーキが記載されており、このマグネットコアは、硬質磁化材料から構成され、励磁コイルにパルス状に電流を流すことによって永久磁化可能であるか、ないしは、この励磁コイルに逆向きにパルス状の電流を流すことによって消磁させるか、または磁極について逆に永久磁化可能である。この場合に上記の励磁コイルによる磁化に依存して、硬質磁化材料から構成されるコアにより、レールを通って流れる磁場が形成されるかまたはこれが形成されないことになる。
【０００３】
このように永久磁化されるマグネットコアは、ブレーキマグネットの磁片がレールに載置されると直ちにレールヘッドを介して短絡される磁束を形成する。これにより、ブレーキマグネットとレールとの間に磁気吸着力が実現される。運動するレール車両の運動エネルギにより、マグネットレールブレーキは、連行器を介してレールに沿って引っ張られる。この際には上記の磁気吸着力に関連し、ブレーキマグネットとレールとの間の動摩擦によって制動力が発生する。これによって発生する摩擦に起因して摩擦ベースのマグネットレールブレーキは、有利には迅速なブレーキング用にまたは非常ブレーキとして使用されるのである。
【０００４】
またEP 1 477 382 A2には、リニアな渦電流ブレーキとしての実施例でレールブレーキが記載されており、ここでは渦電流の結果として、上で説明したように永久磁化されたマグネットコアおよびその磁場によって制動力が形成される。このようなリニアの渦電流ブレーキは、使用時に数ミリメートルの間隔でしかレールヘッドに向かって下がらないため、わずかな空隙が残ったままであり、これによってこのような渦電流ブレーキは実践的に摩擦なしに動作する。したがってこの渦電流ブレーキは有利には常用ブレーキに使用されるのである。
【０００５】
マグネットレールブレーキの実施形態についてはさらに、ミュンヘン在のKnorr-Bremse社の2002年の刊行物"Grundlagen der Bremstechnik"の第９２〜１０１を参照されたい。
【０００６】
上で挙げた複数のブレーキシステムにおいて、硬質磁性材料からなるマグネットエレメントの励磁コイルには、電磁気レールブレーキまたは電気式渦電流ブレーキに比べて一層大きな（例えば１０ｋＷ）電力が加えられ、所要のブレーキ性能を得るためにはレール車両の台車毎に１つまたは複数の上記のような励磁コイルないしはマグネットエレメントが必要になる。ここで第１に明らかであるのは、上記の装置によって大きな電力を利用できるようにしなければならないことである。第２に上記のマグネットエレメントの極性を変えるためないしは消磁するためには、上記のような大電力を、例えば長さ５００ｍｓの極めて短い時間だけ形成すれば十分である。
【０００７】
殊に迅速なブレーキングまたは非常ブレーキとして信頼性の高い磁気レールブレーキングを保証するためには、レール車両の動作状態から、殊にレール車両の電気的な装備の動作状態から十分に独立した冒頭に述べたタイプの装置があることが望ましい。
【０００８】
本発明の課題
したがって本発明の課題は、冒頭に述べたタイプの装置を提供し、この装置によって電気パルスが供給されるレールブレーキを可能な限り利用できるようにすることである。同時にこの装置により、可能な限りに容易に、マグネットエレメントの励磁コイルに極めて短時間だけ大きな電力を導通できるようにする。
【０００９】
発明の開示
本発明の上記の装置は、つぎのような特徴を有する、すなわち、
−  レール車両の少なくとも一時的に車載電源電圧にある車載電源電気回路によって電気エネルギが供給され得る少なくとも１つの長時間エネルギ蓄積器と、
−  少なくとも１つの磁化電気回路とを有しており、
この磁化電気回路は、
上記の長時間エネルギ蓄積器によって供給される車載電源電圧をあらかじめ設定した磁化電圧に変換して、この磁化電圧で電気エネルギを少なくとも１つの大電流エネルギ蓄積器に蓄積させる変換器と、
一方では上記の大電流エネルギ蓄積器に電気接続されており、かつ、他方では上記の励磁コイルに電気接続されているスイッチ装置とを有しており、
このスイッチ装置により、制御装置によって調整された制御信号に依存して、大電流エネルギ蓄積器に蓄積されている電気エネルギに基づく電流パルスであってかつ電流方向が選択的に変更可能な電流パルスを上記の励磁コイルに通電可能である。
【００１０】
したがってこの装置は、長時間エネルギ蓄積器および大電流エネルギ蓄積器と、変換器と、スイッチ装置、例えば極性反転スイッチとを有しているのである。例えばアキュムレータのような上記の長時間エネルギ蓄積器は、車載電源電気回路に接続されるため、その充電は車載電源によって行われるが、この車載電源電気回路への放電はできない。長時間エネルギ蓄積器からは、上記の変換器を介して、例えばコンデンサのような大電流エネルギ蓄積器は、所定の充電状態ないしはあらかじめ設定した磁化電圧になるか、またはこのような状態に維持される。
【００１１】
上記のスイッチ装置または電流方向変更装置、殊に極性反転スイッチは、少なくとも１つのマグネットエレメントの作用状態（磁気的なスイッチオン、スイッチオフないしは磁極についての切り換え）に必要な、励磁コイル用の電気回路の通電方向の切換を行うために使用される。
【００１２】
上記の手段により、上記の装置によって駆動制御されるレールブレーキの利用可能性は、レール車両の電気的な動作状態に依存しない。なぜならば、エネルギ蓄積器を長時間エネルギ蓄積器と大電流エネルギ蓄積器とに分けることにより、車載電源電気回路から磁化電気回路がデカップリングされるからである。したがって車載電源電気回路の障害は、長時間エネルギ蓄積器により、磁化電気回路に影響を及ぼし得ないのである。
【００１３】
さらに上記のように互いに依存しない２つのエネルギ蓄積器に分けることにより、これらの２つのエネルギ蓄積器は、エネルギ密度、サイズおよび重量についてそれぞれ互いに依存せずに最適に適合化させることができる。
【００１４】
したがって「長時間エネルギ蓄積器」は、以下において、例えばアキュムレータのようなエネルギ蓄積器と理解すべきであり、このエネルギ蓄積器は、電気エネルギを長時間蓄積するのに適している。これに対して、本発明において「大電流エネルギ蓄積器」とは、電気エネルギを一時的に蓄積し、高速の放電で大電流のパルスを形成するのに適しているエネルギ蓄積器と理解すべきである。
【００１５】
従属請求項に記載した手段により、請求項１に示した本発明の有利な発展形態および改善が可能である。
【００１６】
１つの実施形態によれば、上記の長時間エネルギ蓄積器は、レール車両に対応付けられたエネルギ蓄積器であり、このエネルギ蓄積器は、少なくとも１つの電気パルスを形成する以外にも少なくとも１つの別の機能にも利用され、例えば、エアコンディショナのような付加装置に利用される。
【００１７】
択一的には上記の長時間エネルギ蓄積器は、上記の装置に電気エネルギを供給するためだけに設けられた独立したエネルギ蓄積器とすることができる。すなわち、このエネルギ蓄積器は、上記の装置に電気エネルギを供給するというただ１つの目的に使用され、これには、変換器を有する上記の磁化電気回路、大電流エネルギ蓄積器およびスイッチ装置の他に、例えば上記の装置の電子制御装置も含まれる。
【００１８】
上記の長時間エネルギ蓄積器は殊に有利には、保護ダイオードによって車載電源電気回路に接続される。これにより、車載電源電気回路を介する長時間エネルギ蓄積器の放電が阻止される。
【００１９】
１つの発展形態によれば、上記のスイッチ装置が、上記の制御装置によって電気的に制御可能であるかまたは圧縮空気のような圧力媒体によって制御可能な極性反転スイッチを含むようにすることができる。このような極性反転スイッチは、例えば電気機械の回転方向を逆転するために十分に公知であり、またコスト的に有利な標準化された構成部材である。
【００２０】
殊に上記の極性反転スイッチは、１つの電流方向位置およびこの電流方向とは逆の別の１つの電流方向位置を有する２位置スイッチとして、１つの電流方向位置およびこの電流方向とは逆の別の１つの電流方向位置ならびに中立位置を有する３位置スイッチとして、または４象限位置スイッチとして構成可能である。ここで「電流方向位置」とは、極性反転スイッチを流れる電流の所定の流れ方向に作用を及ぼす、この極性反転スイッチのスイッチ位置のことである。
【００２１】
上記の大電流エネルギ蓄積器には有利には少なくとも１つのコンデンサまたは二重層コンデンサが含まれている。コンデンサは、公知のように高速の放電に適しており、この高速の放電は、励磁コイルに供給する電流パルスを形成するのに有利である。二重層コンデンサ（supercaps（登録商標））は極めてエネルギ密度が高い。その大きな容量は、液体の電解質におけるイオン解離に基づいており、これにより、少ない原子層および電極表面積の大きな誘電体が形成される。
【００２２】
上記のスイッチ装置と大電流エネルギ蓄積器との間には有利には少なくとも１つの電子パワースイッチが接続されており、この電子パワースイッチは上記の制御装置によって制御可能である。
【００２３】
上記のスイッチ装置ないしは電子パワースイッチを制御する上記の制御装置は有利には電子制御ユニットによって構成される。
【００２４】
この制御装置は有利にはつぎのように構成されている。すなわち、上記のマグネットエレメントを永久磁化するかまたは消磁するために必要な時間の間だけ、励磁コイルに少なくとも１つの電流パルスを通電する電流導通状態に上記のスイッチ装置が制御され、かつ、このスイッチ装置が、その他の場合に電流遮断状態に制御されるようにこの制御装置が構成されているのである。これにより、上記の大電流エネルギ蓄積器が不必要に放電されることが阻止されるため、その電気エネルギリザーブは複数のスイッチサイクルに使用可能になる。
【００２５】
すでに上で述べたように本発明は、硬質磁石材料からなる少なくとも１つのマグネットエレメントを有する、レール車両のレールブレーキにも関しており、このマグネットエレメントは、励磁コイルに電流パルスを流すことによって選択的に永久磁化可能または消磁可能であり、この励磁コイルへの電流パルスの上記の通流は、上で説明した装置によって行われる。
【００２６】
上記のマグネットレールブレーキは、ブレーキ作動位置においてレールと摩擦接触するレールブレーキである。冒頭ですでに述べたように、この場合にマグネットエレメント、例えばブレーキマグネットの複数のマグネットコアは、これらのマグネットコアに対応付けられている励磁コイルにパルス状に電流を流すことによって永久磁化されるか、ないしはこれらの励磁コイルに逆方向にパルス状に電流を流すことによって消磁されるか、または磁極が逆に永久磁化される。この場合、上記の励磁コイルによる磁化に依存して、上記のマグネットコアにより、レールを通って流れる磁場が形成されるかまたはこのような磁場の発生がストップされる。このようにして永久磁化されるマグネットコアは、上記のブレーキマグネットがその磁片によってレールに載置されると直ちに、レールヘッドを介して閉じられた磁束を形成する。これにより、上記のブレーキマグネットとレールとの間に磁気吸着力が発生する。運動するレール車両の運動エネルギにより、上記のマグネットレールブレーキは、連行器によってこのレールに沿って引っ張られる。この際には上記の磁気吸着力に関連したブレーキマグネットとレールとの間の動摩擦によって制動力が発生する。
【００２７】
択一的には上記のマグネットレールブレーキは、リニアまたは回転式の渦電流ブレーキであり、この渦電流ブレーキでは、上で説明したように永久磁化されたマグネットコアによって磁場が形成され、この磁場から制動力が形成される。
【００２８】
本発明はとりわけ上で説明した少なくとも１つのレールブレーキを含むレール車両にも関しており、上で説明した装置は、レール車両の台車に直接配置される。硬質磁性材料からなるマグネットコアを永久磁化するために、対応する励磁コイルに一時的に作用する大きな電流パルスを通電するということを背景にすれば、上記の手段に伴う利点は、台車にではなく車両ボディに設けられている同様の電気または電子装置よりも格段に、レール車両の他の電気および電子設備についての電磁両立性に伴う問題を回避できることである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】有利な実施形態によるブレーキマグネットの斜視図である。
【図２】本発明の有利な実施形態による装置の概略回路図である。
【図３】本発明の別の実施形態による装置の概略回路図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による装置の概略回路図である。
【００３０】
以下では、図面に基づき、本発明を例示によって説明する。
【００３１】
実施例の説明
実施例の以下の説明において、同じまたは同じ作用の構成部材および構成グループは同じ参照符号で示す。
【００３２】
図１に示したマグネットレールブレーキのブレーキマグネット２は、複数の磁片セグメント１６を有しており、これらの磁片セグメントは、レール１の長手方向に延在する磁石ボディ８に固定されている。マグネットレールブレーキは有利には、硬質磁性材料から構成されるマグネットセグメント５が、磁石ボディ８の内側内に対称に組み入れられることによって解除される。磁石ボディ８への制動力の伝達は、複数の磁片セグメント１６を介して行われ、これらの磁片セグメントは、磁石ボディ８に固定に接続されており、また分岐器およびレール継目においてもブレーキマグネット２を良好にガイドする。この場合にマグネットコイル９およびマグネットセグメント５を含むマグネットコイル体８と、これに固定されている磁片セグメント１６と、端部部材１４とが一緒になってブレーキマグネット２を構成する。
【００３３】
マグネットコイル９に電圧を供給するため、後で詳細に説明する装置２８を有する接続装置２６の磁極用に少なくとも２つの電気端子２２，２４が設けられており、この電気端子は、例えば、マグネットコイル体８の側面の上側領域においてその長手方向に対しほぼ中央に配置されている。これらの電気端子２２，２４は有利には、互いに離れており、マグネットコイル体８の長手方向に延在している。上記の説明は、摩擦ベースの磁気レールブレーキの基本的な構造を説明するためのものである。
【００３４】
図１に示したブレーキマグネット２は一般的に、レール車両の台車の２つの車軸間に配置され、各側面またはレールに１つのブレーキマグネット２が配置されている。これらの２つのブレーキマグネット２は、クロスバーによって互いに接続されている。上記の２つのブレーキマグネット２およびクロスバーにより、いわゆるブレーキ四角形（Bremsenviereck マグネットレールブレーキ）が構成される。このブレーキ四角形は有利には、ここで図示しない、圧力媒体作動の作動シリンダによってレール車両のシャシに懸架されている。この場合に圧力の加わっていない作動シリンダにおける蓄積ばねは、レールヘッドから垂直方向に離れた高い方の位置に上記のブレーキ四角形を押す。ブレーキ過程時に上記のブレーキ四角形は、作動シリンダが圧力を加えることによって下がる。後でさらに詳しく説明するように、同時にマグネットコイル９が装置２８によって励磁される。このようなブレーキ四角形の詳細な構造について冒頭ですでに述べたミュンヘン在Knorr-Bremse社の文献"Grundlagen der Bremstechnik"，第９２ないし１０１を参照されたい。
【００３５】
ブレーキマグネット２の端子２２，２４にそれぞれ接続されておりかつ図２に示した装置２８は、ブレーキマグネット２のマグネットコイル９に、電流パルスを供給して、磁極について、マグネットコアを構成するマグネットセグメント５を選択的に永久磁化および／または消磁するために使用される。この実施例の場合には、ただ１つのマグネットコイル９が、複数のマグネットセグメント５を磁化ないしは消磁するために使用されている。しかしながらただ１つのマグネットセグメント５ないしは複数のマグネットセグメント５を磁化するため、殊にセグメントコイルユニットの形態で複数のマグネットコイル９を設けられることは明らかである。
【００３６】
装置２８には、レール車両の車載電源電圧が加わるレール車両車載電源電気回路３２に電気エネルギを供給可能な長時間エネルギ蓄積器３４が含まれており、この長時間エネルギ蓄積器は有利にはアキュムレータによって構成されている。したがってこの長時間エネルギ蓄積器３４は、車載電源電気回路３２に対応付けられているかないしは車載電源電気回路３２の構成部分をなしているのである。
【００３７】
長時間エネルギ蓄積器３４はここでは有利には、装置２８に電気エネルギを供給するためだけに設けられた独立したエネルギ蓄積器であり、すなわちこの長時間エネルギ蓄積器３４は装置２８に電気エネルギを供給する目的だけに使用されるのである。
【００３８】
その他には、変換器３６によって車載電源電気回路３２から分離またはデカップリングされた磁化電気回路３８が設けられている。この変換器３６は、長時間エネルギ蓄積器３４によって供給される車載電源電圧を、あらかじめ設定した磁化電圧に変換するのに使用される。実践的には車載電源電圧は、例えば２４Ｖ，７２Ｖおよび１１０Ｖのようにレール車両毎に異なる。したがって変換器３６の役割は、相異なる車載電源（直流）電圧（ＤＣ）を、磁化電気回路３８内の標準化され統一された、例えば１１０Ｖの直流電圧（ＤＣ）の磁化電圧に変換することである。この場合に大電流エネルギ蓄積器４０は、電圧変換器３６を介し、磁化電圧１１０Ｖで電気エネルギによって充電される。大電流エネルギ蓄積器４０は有利には、コンデンサまたは二重層コンデンサによって構成される。
【００３９】
さらに磁化電気回路３８には、一方では大電流エネルギ蓄積器４０に電気接続され、また他方ではマグネットコイル９に電気接続されたスイッチ装置４２が含まれている。このスイッチ装置４２により、制御装置４４によって調整された制御信号に依存し、大電流エネルギ蓄積器４０に蓄積された電気エネルギに基づきかつ導通方向を選択的に変更可能な電流パルスがマグネットコイル９に接続可能である。制御装置４４は有利には、電子ブレーキ制御ユニットによって構成されており、この電子ブレーキ制御ユニットは、複数の電気信号によってスイッチ装置４２を制御する。
【００４０】
この実施例の場合、スイッチ装置４２は、ブレーキ制御ユニット４４によって制御される極性反転スイッチによって構成される。この極性反転スイッチ４２は、殊に１つの電流方向位置と、これとは逆の別の１つの電流方向位置とを有する２位置スイッチとして、または１つの電流方向位置と、これとは逆の別の１つの電流方向位置と、中立位置とを有する３位置スイッチとして、または４象限位置設定器として形成することが可能である。この実施例においてこれは３位置極性反転スイッチ４２である。
【００４１】
図３および図４に示した実施形態によれば、上記の極性反転スイッチ４２と、大電流エネルギ蓄積器４０との間には電子パワースイッチ４６が接続されており、この電子パワースイッチは、無負荷かつパワーのない状態においてのみ、極性反転スイッチ４２がスイッチング可能であるようにブレーキ制御ユニット４４によって制御可能である。言い換えると、パワースイッチ４６は、極性反転スイッチ４２の各スイッチング過程の前にブレーキ制御ユニット４４によって遮断状態に制御され、極性反転スイッチ４２がすでに所望の位置に切り換えられた場合にはじめて電流を流す導通状態になるのである。
【００４２】
図２および図３の実施形態とは異なり、図４の実施形態では長時間エネルギ蓄積器３４は、レール車両に対応付けられたエネルギ蓄積器であり、このエネルギ蓄積器は、装置２８に給電する以外に少なくとも１つの別の機能に利用可能である。この場合に上記のレール車両内またはレール車両におけるその位置は任意であり、また殊に装置２８の別の複数の構成エレメント３６，３８，４０，４２，４４，４６のすぐ近くに配置する必要がないため、このエネルギ蓄積器は図４では示されていない。この場合に装置２８の長時間エネルギ蓄積器３４によって供給される電気エネルギの移送は、変換器３６に至る車載電源電気回路３２の線路によって行われる。
【００４３】
殊に有利には、少なくとも変換器３６，大電流エネルギ蓄積器４０，場合によって電子パワースイッチ４６ならびに極性反転スイッチ４２は、共通のケーシングに組み込まれるかないしは１つの構成ユニットにまとめられる。付加的には長時間エネルギ蓄積器３４もこの構成ユニット内に組み込むことができる。装置２８ないしは上記の組み込まれた構成ユニットは有利にはレール車両の台車に直接配置され、この台車にはブレーキマグネット２（図１を参照されたい）が個別にまたは対で配置され、それらのマグネットコイル９が装置２８によって制御されるのである。
【００４４】
装置２８は、例えば台車の両側に設けられている２つのブレーキマグネット２ないしはブレーキ四角形に電流パルスを供給するパワーチャネルとして使用される。択一的には図２ないし図４に示した装置２８は、パワーチャネルとして、マグネットレールブレーキの複数のブレーキマグネット２の１つのまたは複数のマグネットセグメント５だけに電流パルスを供給することも可能である。このようなケースでは、図２ないし図４に示したように、台車毎に複数の装置２８またはパワーチャネルが必要である。とりわけ装置２８ないしはパワーチャネルの構成エレメント３４，３６，３８，４０，４２，４４，４６を別個に台車に配置するかないしは一部分を台車または一部分を車体内または車体に分散させて配置することも可能である。
【００４５】
上記のことを背景として装置２８はつぎのように動作する。すなわち上記のブレーキ四角形ひいては図１のブレーキマグネット２がレールヘッド１８から離隔されて保持されており、ブレーキマグネット２のマグネットセグメント５が消磁され、極性反転スイッチ４２が電流を遮断する中立位置にあるレール車両の走行状態から出発して、例えば非常ブレーキがトリガされる。この場合にブレーキ制御ユニット４４は、相応する電気非常ブレーキ信号を受け取る。このブレーキ制御ユニットはこれに応じて、ブレーキ四角形の作動シリンダに圧力を加えてこのブレーキ四角形を下げる。同時にブレーキマグネット２のマグネットコイル９が装置２８によって励磁される。
【００４６】
詳しくいうと、このために、完全に充電された大電流エネルギ蓄積器４０から出発して、極性反転スイッチ４２がブレーキ制御ユニット４４によって導通状態に切り換えられ、この導通状態では、この場合にマグネットコイル９を流れる電流パルスの通流方向によってマグネットセグメント５の硬質磁性材料が永久磁化されて、この際に発生する磁束がレール１を貫いて磁気回路が閉じるのである。
【００４７】
この際に有利には極性反転スイッチ４２は、ブレーキ制御ユニット４４により、マグネットセグメント５を永久磁化するのに十分な電流パルスがマグネットコイル９に形成できるようになるまで、電流を通す導通位置にスイッチングされる。この際には極性反転スイッチ４２の切換持続時間に対して経験値を使用することができる。これに対し、その後すなわちマグネットセグメント５の永久磁化に成功した後、直ちに電流を遮断する中立位置にスイッチングし直して、大電流エネルギ蓄積器４０が不必要に放電されないようにする。
【００４８】
これにより、蓄積ばねからブレーキ四角形に作用するばね力に加えてさらに垂直方向の磁力がブレーキマグネット２に作用し、これによってブレーキマグネット２はさらにレール１に押し付けられる。この場合にマグネットレールブレーキ４とレール１との摩擦接触により、水平方向に作用する制動力が発生する。
【００４９】
この制動状態から出発して上記の非常ブレーキを元のように解除する場合、このために上記の作動シリンダの圧力を取り除き、これによって上記の蓄積ばねはブレーキ四角形を上方に引きつける。同時にブレーキ制御ユニット４４は所定の状態に上記の極性反転スイッチ４２を制御し、この所定の状態では一時的に発生する電流パルスに対する電流方向により、これまで永久磁化されていた磁気セグメント５が消磁される。これにより、前には垂直抗力としてブレーキ四角形のブレーキマグネット２に作用していた磁力が消失するため、もはや摩擦力がなくなるのである。
【００５０】
上で説明した装置が、上記の永久磁化可能な磁石メンバならびにこれを励磁する励磁コイルを含む場合にはリニアな渦電流ブレーキにも使用できることは明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１  レール、  ２  ブレーキマグネット、  ５  マグネットセグメント、  ８  マグネットコイル体、  ９  マグネットコイル、  １４  端部ピース、  １６  磁片セグメント、  ２２  電気端子、  ２４  電気端子、  ２６  接続装置、  ２８  装置、  ３２  車載電源電気回路、  ３４  長時間エネルギ蓄積器、  ３６  変換器、  ３８  大電流エネルギ蓄積器、  ４０  スイッチ装置、  ４２  制御装置、  ４４  パワースイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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