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Title:
MONITORING DEVICE FOR A MAGNETIC TRACK BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/089166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to, inter alia, a monitoring device (34) for checking the function of a magnetic track brake (10), which comprises at least one magnetic field generation device (12) for generating a magnetic field and which is designed in such a way that it is in contact with a trackside rail (20) during the active braking operation and is raised and separated from the rail (20) in the inactive status. According to the invention, the monitoring device (34) comprises an AC power source (341) for generating an alternating current (Iw) via the magnetic field generation device (12) or at least one alternating current portion in a current flowing through the magnetic field generation device (12) and for generating a magnetic alternating field, and an evaluation device (342) which is designed to form at least one item of measurement data (MA) relating to the magnetic track brake (10) on the basis of measurement results describing the alternating current behaviour of the magnetic field generation device (12).

Inventors:
REUTER ANDREAS (DE)
BOLLWEG THOMAS (DE)
SCHIFFERS TONI (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/082586
Publication Date:
May 25, 2023
Filing Date:
November 21, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
RALF SCHWARZER VERKEHRSTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
B61L15/00; B60T17/22; B61H7/04; B61H7/08
Foreign References:
EP2192018A22010-06-02
EP2303661B12016-03-30
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kontrolleinrichtung (34) zum Überwachen der Funktion einer Magnetschienenbremse (10), die zumindest eine Magnetfelder- zeugungseinrichtung (12) zum Erzeugen eines Magnetfeldes um- fasst und derart ausgestaltet ist, dass sie im aktiven Brems- betrieb auf einer streckenseitigen Schiene (20) aufliegt und im inaktiven Zustand angehoben und von der Schiene (20) ge- trennt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontrolleinrichtung (34) umfasst:

- eine Wechselquelle (341) zum Erzeugen eines Wechselstroms (Iw) durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) oder zumindest eines Wechselstromanteils in einem durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) fließenden Strom und zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes und

- eine Auswerteinrichtung (342), die dazu ausgestaltet ist, auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstrom- verhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) be- schreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse (10) betreffende Messangabe (MA) zu bilden.

2. Kontrolleinrichtung (34) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Kontrolleinrichtung (34) eine Spannungsmesseinrichtung (343) zum Messen einer an der Magnetschienenbremse (10), der Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) oder der Wechsel- quelle (341) anliegenden Spannung und eine Strommessein- richtung (344) zum Messen des durch die Magnetfelderzeu- gungseinrichtung (12) fließenden Stromes umfasst und

- die Auswerteinrichtung (342) dazu ausgestaltet ist, auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmess- einrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) ge- liefert werden, die zumindest eine Messangabe (MA) zu bil- den .

3. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie ein ein Aufliegen der Magnetschienenbremse (10) auf der Schiene (20) anzeigendes Aufliegesignal (Sa) in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe (MA) eine Aufsitzbedingung erfüllt.

4. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche 2 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmess- einrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) gelie- fert werden, einen die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung angebenden Phasenmesswert (V) bildet, wobei der Pha- senmesswert (V) die zumindest eine Messangabe (MA) oder eine der Messangaben (MA) bildet, und das Aufliegesignal (Sa) er- zeugt, wenn der Phasenmesswert (V) einen vorgegebenen Phasen- verschiebungsschwellenwert erreicht oder überschreitet.

5. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmess- einrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) gelie- fert werden, einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungsein- richtung (12) beschreibenden Impedanzzeiger bildet, wobei der Betrag des Impedanzzeigers die zumindest eine Messangabe (MA) oder eine der Messangaben (MA) bildet, und das Aufliegesignal (Sa) erzeugt, wenn der Betrag des Impedanzzeigers einen vor- gegebenen Impedanzbetragsschwellenwert erreicht oder über- schreitet .

6. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis der von der Spannungsmesseinrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) gelieferten Messergebnisse ei- nen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) beschreibenden Impedanzzeiger bildet, wobei der Phasenwinkel des Impedanzzeigers die zumindest eine Messangabe (MA) oder eine der Messangaben (MA) bildet, und das Aufliegesignal (Sa) erzeugt, wenn der Phasenwinkel des Impedanzzeigers einen vor- gegebenen Winkelschwellenwert erreicht oder überschreitet.

7. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Messergebnisse der Spannungsmesseinrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) Effektiv- oder Scheitelwerte des Stroms bzw. der Spannung angeben und die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie das Aufliegesignal (Sa) erzeugt, wenn

- ein die zumindest eine Messangabe (MA) bildender Quotient zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung und dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms einen vorgege- benen Widerstandsschwellenwert erreicht oder überschrei- tet, und/oder

- ein die zumindest eine Messangabe (MA) bildender Quotient zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms und dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung einen vorge- gebenen Leitwertschwellenwert erreicht oder unterschrei- tet.

8. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) eine Fouriertransformationsein- richtung umfasst und derart ausgestaltet ist, dass sie den zeitlichen Verlauf von Strom- und Spannungsmesswerten der Spannungsmesseinrichtung (343) und der Strommesseinrichtung (344) einer Fouriertransformation unter Bildung eines Spekt- rums unterzieht und das Aufliegesignal (Sa) in Abhängigkeit von dem Spektrum erzeugt.

9. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Wechselquelle (341) eine Wechselstromquelle oder Wech- selspannungsquelle ist oder aufweist, die einen Wechsel- strom (Iw) in die Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) einspeist, und/oder

- die Wechselquelle (341) eine Modulationseinrichtung ist oder aufweist, die die Amplitude des durch die Magnet- felderzeugungseinrichtung (12) fließenden Stroms im zeit- lichen Verlauf unter Bildung des Wechselstromes oder Wech- selstromanteils moduliert.

10. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- der Wechselstrom (Iw) oder Wechselstromanteil im zeitli- chen Verlauf sinusförmig ist oder

- der Wechselstrom (Iw) oder Wechselstromanteil im Frequenz- spektrum zwei oder mehr Frequenzen aufweist.

11. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Frequenz oder zumindest eine der Frequenzen des Wechsel- stroms (Iw) oder des Wechselstromanteils im Frequenzbereich zwischen 10 und 40 Hz liegt.

12. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie ein Aufschieferungssignal (Si), das anzeigt, dass sich an der Schnittstelle zur Schiene (20) auf der Magnetschienenbremse (10) Ablagerungen befinden, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe (MA) eine Aufschieferungsbedin- gung erfüllt.

13. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie ein Verschleißsignal (Sv), das den Verschleißzustand von Polschuhen (11a, 11b) und Endgliedern der Magnetschie- nenbremse (10) anzeigt, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe (MA) eine Verschleißbedin- gung erfüllt, und/oder

- die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Hochlagesignal erzeugt, wenn die zumindest eine Messangabe eine Hochlagebedingung erfüllt.

14. Kontrolleinrichtung (34) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Auswerteinrichtung (342) derart ausgebildet ist, dass sie ein Störungswarnsignal (Sst), das anzeigt, dass die Funktion der Magnetschienenbremse (10) gestört ist, erzeugt, wenn - obwohl ein Absenksignal (ABS) vorliegt, wonach die Magnet- schienenbremse (10) auf der Schiene (20) aufliegen sollte - die zumindest eine Messangabe (MA) die Erfüllung einer vorge- gebenen Störbedingung anzeigt.

15. Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Magnetschie- nenbremse (10), die zumindest eine Magnetfelderzeugungsein- richtung (12) zum Erzeugen eines Magnetfeldes umfasst, wobei die Magnetschienenbremse (10) derart ausgestaltet ist, dass sie im aktiven störungsfreien Bremsbetrieb auf einer stre- ckenseitigen Schiene (20) aufliegt ist und im inaktiven Zu- stand angehoben und von der Schiene (20) getrennt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- ein Strom in Form eines Wechselstroms (Iw) oder zumindest ein Strom mit Wechselstromanteil zum Erzeugen eines magne- tischen Wechselfeldes in die Magnetfelderzeugungseinrich- tung (12) eingespeist wird und

- auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstrom- verhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) be- schreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse (10) betreffende Messangabe (MA) gebildet wird.

Description:
Beschreibung

Kontrolleinrichtung für eine Magnetschienenbremse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung und ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Magnetschie- nenbremse .

Magnetschienenbremsen sind im Bereich der Eisenbahntechnik allgemein bekannt. Eine Magnetschienenbremse weist zumindest eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Mag- netfeldes auf. Im aktiven Bremsbetrieb liegt die Magnetschie- nenbremse auf einer streckenseitigen Schiene auf und erzeugt eine Bremswirkung durch Reibung; durch Einspeisen eines Stro- mes durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung lässt sich eine magnetische Anziehungskraft zwischen der Magnetschienenbremse und der Schiene hervorrufen, wodurch sich die Reibung und da- mit die Bremskraft erhöhen. Im inaktiven Zustand ist die Mag- netschienenbremse angehoben und von der Schiene getrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Magnet- schienenbremse eine Kontrolleinrichtung anzugeben, mit der sich zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe bilden lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontrollein- richtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontrol- leinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontrollein- richtung umfasst: eine Wechselquelle zum Erzeugen eines Wech- selstroms durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung oder zu- mindest eines Wechselstromanteils in einem durch die Magnet- felderzeugungseinrichtung fließenden Strom und zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes und eine Auswerteinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungsein- richtung beschreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe zu bilden.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kontrollein- richtung ist darin zu sehen, dass diese auf der Basis von Messergebnissen arbeitet, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben. Der erfindungs- gemäße Gedanke besteht darin, dass die wesentliche Funktion der Magnetschienenbremse auf dem magnetischen Fluss basiert, der von der Magnetfelderzeugungseinrichtung, wenn sie strom- durchflossen ist, erzeugt wird. Der magnetische Fluss wird wiederum von mehreren Faktoren beeinflusst, beispielsweise von dem Abstand der Magnetschienenbremse von der Schiene. Liegt die Magnetschienenbremse auf der Schiene auf, so ist aufgrund des magnetischen Einflusses des Eisens der Schiene der magnetische Fluss maximal, wohingegen bei angehobener Magnetschienenbremse der magnetische Fluss vergleichsweise klein ist. Der Einfluss des Abstands wirkt sich wegen der Veränderung des magnetischen Flusses auf die elektrischen Ei- genschaften, zum Beispiel die Induktivität, der Magnetschie- nenbremse bzw. deren Magnetfelderzeugungseinrichtung aus, wodurch es beispielsweise möglich wird, durch Auswertung des Wechselstromverhaltens der Magnetfelderzeugungseinrichtung auf die Stellung der Magnetschienenbremse relativ zur Schiene zu schließen. Aber auch andere Effekte lassen sich durch Aus- wertung des Wechselstromverhaltens der Magnetfelderzeugungs- einrichtung erkennen, wie weiter unten im Detail erläutert wird, beispielsweise die Abnutzung oder die Verschmutzung der Magnetschienenbremse .

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung der Magnetschienenbremse umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Spulen oder wird durch eine oder mehrere Spulen gebildet.

Die Kontrolleinrichtung umfasst vorzugsweise eine Spannungs- messeinrichtung zum Messen einer an der Magnetschienenbremse, der Magnetfelderzeugungseinrichtung oder der Wechselquelle anliegenden Spannung sowie eine Strommesseinrichtung zum Mes- sen des durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung fließenden Stromes .

Die Auswerteinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmess- einrichtung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, die zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe zu bilden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Kontrol- leinrichtung ist vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung der- art ausgebildet ist, dass sie ein ein Aufliegen der Magnet- schienenbremse auf der Schiene anzeigendes Aufliegesignal in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Aufsitzbedingung erfüllt.

Die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben ist vorzugsweise eine pha- senverschiebungsbezogene Messangabe und die Aufsitzbedingung ist vorzugsweise eine phasenverschiebungsbezogene Aufsitzbe- dingung. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen die Phasenver- schiebung zwischen einem von der Strommesseinrichtung gemes- senen Strom und einer von der Spannungsmesseinrichtung gemes- senen Spannung angebenden Phasenmesswert ermittelt, wobei der Phasenmesswert die phasenverschiebungsbezogene Messangabe bildet, und die phasenverschiebungsbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der Phasenmesswert einen vorgegebe- nen Phasenlagenschwellenwert erreicht oder überschreitet.

Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine impedanzbetragsbezogene Messangabe und die Aufsitzbedingung eine impedanzbetragsbezo- gene Aufsitzbedingung ist. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung ange- benden Impedanzzeiger bildet, wobei der Betrag des Impedanz- zeigers die impedanzbetragsbezogene Messangabe bildet, und die impedanzbetragsbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt an- sieht, wenn der Betrag des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert erreicht oder überschreitet.

Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine zeigerwinkelbezogene Messangabe ist und die Aufsitzbedingung eine zeigerwinkelbe- zogene Aufsitzbedingung ist. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung be- schreibenden Impedanzzeiger bildet, wobei der Phasenwinkel des Impedanzzeigers die zeigerwinkelbezogene Messangabe bil- det, und die zeigerwinkelbezogene Aufsitzbedingung als er- füllt ansieht, wenn der Phasenwinkel des Impedanzzeigers ei- nen vorgegebenen Winkelschwellenwert erreicht oder über- schreitet .

Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine quotientenbezogene Messan- gabe ist und die Aufsitzbedingung eine quotientenbezogene Aufsitzbedingung ist und die Messergebnisse der Spannungsmes- seinrichtung und der Strommesseinrichtung Effektiv- oder Scheitelwerte des Stroms bzw. der Spannung angeben. Die Aus- werteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie als die quotientenbezogene Messangabe den Quotienten zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung und dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms bil- det und die quotientenbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der letztgenannte Quotient einen vorgegebenen Widerstandsschwellenwert erreicht oder überschreitet, und/oder als die quotientenbezogene Messangabe den Quotienten zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms und dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung bildet und die quo- tientenbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der letztgenannte Quotient einen vorgegebenen Leitwertschwel- lenwert erreicht oder unterschreitet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmess- einrichtung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, einen die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an- gebenden Phasenmesswert bildet und das Aufliegesignal er- zeugt, wenn der Phasenmesswert einen vorgegebenen Phasenver- schiebungsschwellenwert erreicht oder überschreitet.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmesseinrich- tung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, einen ei- ne Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben- den Impedanzzeiger bildet und das Aufliegesignal erzeugt, wenn der Betrag des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Impe- danzbetragsschwellenwert erreicht oder überschreitet und/oder der Phasenwinkel des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Win- kelschwellenwert erreicht oder überschreitet.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Messergebnisse der Spannungsmesseinrichtung und der Strommes- seinrichtung Effektiv- oder Scheitelwerte des Stroms bzw. der Spannung angeben und die Auswerteinrichtung derart ausgebil- det ist, dass sie das Aufliegesignal erzeugt, wenn ein die zumindest eine Messangabe bildender Quotient zwischen dem Ef- fektiv- oder Scheitelwert der Spannung und dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms einen vorgegebenen Widerstandsschwel- lenwert erreicht oder überschreitet, und/oder ein die zumin- dest eine Messangabe bildender Quotient zwischen dem Effek- tiv- oder Scheitelwert des Stroms und dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung einen vorgegebenen Leitwertschwel- lenwert erreicht oder unterschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung eine Fouriertransformationseinrichtung um- fasst und derart ausgestaltet ist, dass sie den zeitlichen Verlauf von Strom- und Spannungsmesswerten der Spannungsmess- einrichtung und der Strommesseinrichtung einer Fouriertrans- formation unter Bildung eines Spektrums unterzieht und das Aufliegesignal in Abhängigkeit von dem Spektrum erzeugt.

Die Wechselquelle kann eine Wechselstromquelle oder Wechsel- spannungsquelle sein oder aufweisen, die einen Wechselstrom in die Magnetfelderzeugungseinrichtung einspeist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Wechselquelle eine Modulationseinrichtung ist oder aufweist, die die Amplitude des durch die Magnetfelderzeugungseinrich- tung fließenden Stroms im zeitlichen Verlauf unter Bildung des Wechselstromanteils moduliert. Bei der letztgenannten Va- riante kann die Wechselquelle also eine passive Komponente sein, die selbst keinen Strom oder keine Spannung liefert, sondern lediglich einen Strom oder eine Spannung einer ande- ren Komponente, wie beispielsweise einer Gleichstromquelle oder einer Gleichspannungsquelle, im zeitlichen Verlauf modu- liert, um einen magnetischen Wechselfluss hervorzurufen.

Der Wechselstrom oder Wechselstromanteil kann im zeitlichen Verlauf rein sinusförmig sein, also nur eine einzige Frequenz aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Wechsel- strom oder Wechselstromanteil im Frequenzspektrum zwei oder mehr Frequenzen aufweist.

Mit Blick auf eine einfache Signalauswertung wird es als vor- teilhaft angesehen, wenn die Frequenz oder zumindest eine der Frequenzen des Wechselstroms oder des Wechselstromanteils im Frequenzbereich zwischen 10 und 40 Hz liegt.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Aufschieferungssignal, das an- zeigt, dass sich an der Schnittstelle zur Schiene auf der Magnetschienenbremse Ablagerungen befinden, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Auf- schieferungsbedingung erfüllt.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Verschleißsignal, das den Ver- schleißzustand von Polschuhen und Endgliedern der Magnet- schienenbremse anzeigt, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Verschleißbedingung erfüllt.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Störungswarnsignal, das an- zeigt, dass die Funktion der Magnetschienenbremse gestört ist, erzeugt, wenn - obwohl ein Absenksignal vorliegt, wonach die Magnetschienenbremse auf der Schiene aufliegen sollte - die zumindest eine Messangabe die Erfüllung einer vorgegebe- nen Störbedingung anzeigt. Die Störbedingung kann beispiels- weise als erfüllt angesehen werden, wenn der magnetische Fluss des magnetischen Wechselfeldes einen Mindestflusswert unterschreitet und/oder kein Aufliegesignal vorliegt.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Hochlagesignal erzeugt, wenn die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben eine Hochlagebedingung erfüllt. Beispielsweise kann sie das Hoch- lagesignal erzeugen, wenn die Messangabe oder die Messangaben weder die Erzeugung des Aufliegesignals noch des Warnsignals ermöglichen bzw. das Wechselstromverhalten der Magnetfelder- zeugungseinrichtung einen magnetischen Fluss unterhalb einer Mindestflussschwelle und/oder eine Induktivität unterhalb ei- ner Mindestinduktivität anzeigt.

Alternativ oder zusätzlich können die Messangaben und auf diesen basierende Signale allein auf der Basis von abgespei- cherten Vergleichswerten erzeugt werden, die im Ausgangszu- stand nach der Erstinstallation der Magnetschienenbremse oder nach einer Wartung gemessen und abgespeichert worden sind. So können beispielsweise Messergebnisse, die das Wechselstrom- verhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben (wie beispielsweise der Phasenmesswert), jeweils für die Hochlagestellung und die Auflagestellung (Tieflagestellung) gemessen und abgespeichert werden. Durch Vergleich der abge- speicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergebnissen kann beispielsweise festgestellt werden, ob die Magnetschienen- bremse die Hochlagestellung oder die Auflagestellung einnimmt und es kann eine korrespondierende Messangabe und ein ent- sprechendes Signal, also ein Aufliegesignal oder ein Hochla- gesignal, erzeugt und ausgegeben werden.

Auch können durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnis- se mit aktuellen Messergebnissen die anderen oben erläuterten Messangaben und die oben beschriebenen Signale, wie bei- spielsweise das Warnsignal, das Aufschieferungssignal, das Wartungssignal, das Verschleißsignal und das Störungswarnsig- nal gebildet werden; die obigen Ausführungen gelten diesbe- züglich entsprechend.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Magnetschienenbremse, die zu- mindest eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen ei- nes Magnetfeldes umfasst, wobei die Magnetschienenbremse der- art ausgestaltet ist, dass sie im aktiven störungsfreien Bremsbetrieb abgesenkt ist und auf einer streckenseitigen Schiene aufliegt und im inaktiven Zustand angehoben und von der Schiene getrennt ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Strom in Form eines Wechselstroms oder zumindest ein Strom mit Wechselstromanteil zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes in die Magnet- felderzeugungseinrichtung eingespeist wird und auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstromverhalten der Mag- netfelderzeugungseinrichtung beschreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe gebildet wird.

Das Verfahren wird vorzugsweise mit der oben beschriebenen Kontrolleinrichtung durchgeführt. Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len näher beschrieben, dabei zeigen beispielhaft:

Figur 1 in einer vereinfachten Darstellung Bestandteile ei- ner Magnetschienenbremse, die auf einer Schiene ei- ner Eisenbahngleisanlage aufgesetzt ist und von ei- ner Steuereinrichtung angesteuert wird, die mit ei- nem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung ausgestattet ist,

Figur 2 die Steuereinrichtung gemäß Figur 1 näher im De- tail,

Figur 3 den zeitlichen Verlauf einer an der Magnetschienen- bremse gemäß Figur 1 anliegenden Wechselspannung und eines durch die Magnetschienenbremse gemäß Fi- gur 1 fließenden Wechselstromes bei der in der Fi- gur 1 gezeigten abgesenkten Stellung der Magnet- schienenbremse, und

Figur 4 den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung und des Wechselstromes im Falle, dass sich die Magnetschie- nenbremse in ihrer Hochlagestellung befindet und räumlich von der Schiene getrennt ist.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Magnet- schienenbremse 10 eines nicht weiter dargestellten Schienen- fahrzeugs, die auf einer Schiene 20 einer streckenseitigen Eisenbahngleisanlage aufliegt und bei Fahrt des Schienenfahr- zeugs durch Reibung eine Bremswirkung erzeugen kann. Die Mag- netschienenbremse 10 kann mit einer in der Figur 1 aus Grün- den der Übersicht nicht dargestellten Hebevorrichtung angeho- ben bzw. in eine Hochlagestellung gebracht werden, in der sie von der Schiene 20 räumlich getrennt ist; auch kann sie mit der Hebevorrichtung auf die Schiene 20 abgesenkt bzw. in eine untere Auflagestellung gebracht werden, wie sie in der Figur 1 beispielhaft schematisch dargestellt ist.

Die Magnetschienenbremse 10 umfasst unter anderem eine Mag- netfelderzeugungseinrichtung und einen magnetisierbaren Kern 11, dessen Enden beispielsweise durch zwei Polschuhe 11a und 11b gebildet sein können. Die Magnetfelderzeugungseinrich- tung, die im aktiven Betrieb ein Magnetfeld erzeugt, kann ei- ne oder mehrere Spulen aufweisen oder durch eine oder mehrere solcher Spulen gebildet sein; bei dem Ausführungsbeispiel ge- mäß Figur 1 umfasst die Magnetfelderzeugungseinrichtung aus Darstellungsgründen lediglich eine einzige Spule 12. Die kon- struktive und elektrische Ausgestaltung der Magnetschienen- bremse 10 ist hier nur beispielhaft zu verstehen; Magnet- schienenbremsen 10 als solche sind in der Eisenbahntechnik allgemein bekannt, weshalb eine detaillierte Beschreibung des konstruktiven Aufbaus der Magnetschienenbremse 10 zum Ver- ständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist.

Bei der Darstellung gemäß Figur 1 befindet sich die Magnet- schienenbremse 10 in ihrem aktiven Zustand, bei dem sie auf der Schiene 20 aufliegt und von einem Gleichstrom Ig durch- flossen wird, um eine gewünschte Bremswirkung zu erzeugen. Der Gleichstrom Ig durchfließt die Spule 12, die - von dem Gleichstrom Ig angeregt - ein magnetisches Gleichfeld und ei- nen magnetischen Fluss Bg durch die Spule 12, die Polschuhe 11a und 11b und die externe streckenseitige Schiene 20 her- vorruft. Die Spule 12, die Polschuhe 11a und 11b und die streckenseitige Schiene 20 bilden im abgesenkten Zustand der Magnetschienenbremse 10 gemäß Figur 1 einen geschlossenen magnetischen Kreis. Der magnetische Fluss Bg in dem magnetischen Kreis führt zu einer magnetischen Anziehung zwischen den Polschuhen 11a bzw. 11b und der streckenseitigen Schiene 20, wodurch die Magnet- schienenbremse 10 auf die Schiene 20 gepresst und die rei- bungsbedingte Bremswirkung der Magnetschienenbremse 10 erhöht wird. Der Gleichstrom Ig durch die Magnetschienenbremse 10 kann somit auch als Bremsstrom der Magnetschienenbremse 10 bezeichnet werden.

Zur Ansteuerung der Magnetschienenbremse 10 und zum Erzeugen des Gleichstroms Ig dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 eine Steuereinrichtung 30; ein Ausführungsbeispiel für die Steuereinrichtung 30 gemäß Figur 1 ist in der Figur 2 gezeigt, auf die nachfolgend Bezug genommen wird.

Das Aktivieren und Deaktivieren des aktiven Bremsbetriebs der Magnetschienenbremse 10, also das Ein- und Ausschalten des Gleichstroms Ig, kann beispielsweise durch einen Schalter 31 und eine den Schalter 31 ansteuernde Aktivierungseinrichtung 32 einer Steuereinrichtung 30 erfolgen. Die Aktivierungsein- richtung 32 kann mit einem in den Figuren nicht gezeigten fahrzeugseitigen Steuergerät, insbesondere einem fahrzeugsei- tigen Bremssteuergerät, in Verbindung stehen und von diesem gesteuert werden oder in ein solches als Bestandteil inte- griert sein, beispielsweise in Form eines Softwaremoduls.

Zur Erzeugung des Gleichstromes Ig kann eine Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle 33 vorhanden sein, die - wie in der Figur 2 beispielhaft gezeigt - einen Bestandteil der Steuereinrichtung 30 bilden kann. Alternativ kann der Gleich- strom Ig durch ein externes Gleichspannungsnetz bereitge- stellt werden.

Die Steuereinrichtung 30 gemäß Figur 1 ist zusätzlich mit ei- ner Kontrolleinrichtung 34 ausgestattet, die einen magneti- schen Wechselfluss Bw in der Magnetschienenbremse 10 und da- mit in dem magnetischen Kreis gemäß Figur 1 hervorruft. Die Kontrolleinrichtung 34 weist zu diesem Zwecke eine elektri- sehe Wechselquelle 341 auf, bei der es sich um eine elektri- sche Wechselspannungsquelle 341, wie in der Figur 2 gezeigt, oder eine elektrische Wechselstromquelle handeln kann. Die elektrische Wechselspannungsquelle 341 speist bei dem Ausfüh- rungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 einen Wechselstrom Iw in die Spule 12 ein. Nachfolgend wird beispielhaft davon aus- gegangen, dass die Wechselspannungsquelle 341 Wechselstrom bzw. Wechselspannung mit einer einzigen Frequenz erzeugt, die vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 40 Hz liegt.

Die Kontrolleinrichtung 34 umfasst außerdem eine Auswertein- richtung 342, deren Aufgabe darin besteht, eine oder mehrere Messangaben MA zu erzeugen, die den Zustand der Magnetschie- nenbremse 10 oder deren Stellung mittelbar oder unmittelbar beschreiben. Die Messangaben MA oder zumindest eine von die- sen ist vorzugsweise von dem magnetischen Wechselfeld abhän- gig, das von der Wechselspannungsquelle 341 hervorgerufen wird. Die Auswerteinrichtung 342 kann mit einem in den Figu- ren nicht gezeigten fahrzeugseitigen Steuergerät, insbesonde- re einem fahrzeugseitigen Bremssteuergerät, in Verbindung stehen oder in ein solches als Bestandteil integriert sein, beispielsweise in Form eines Softwaremoduls.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 steht die Auswer- teinrichtung 342 mit einer Spannungsmesseinrichtung 343 in Verbindung, die die Wechselspannung Uw an der Wechselspan- nungsquelle 341 unter Bildung von Spannungsmesswerten Uwm misst. Alternativ kann die Spannungsmesseinrichtung 343 auch parallel zur Spule 12 geschaltet sein und die Spulenspannung Us an der Spule 12 messen; der Wechselanteil der Spulenspan- nung Us entspricht der Wechselspannung Uw an der Wechselspan- nungsquelle 341.

Die Auswerteinrichtung 342 steht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 außerdem mit einer Strommesseinrichtung 344 in Verbindung, die den durch die Magnetschienenbremse 10 bzw. deren Spule 12 fließenden Strom Ig+Iw unter Bildung von

Strommesswerten Im misst. Nachfolgend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass sich die Magnetschienenbremse 10 gemäß Figur 1 zwischen ihren elektrischen Anschlüssen Al und A2 elektrisch zumindest nähe- rungsweise durch eine Reihenschaltung eines ohmschen Wider- stands R und einer Induktivität L beschreiben lässt, wobei die Induktivität L vom Abstand der Magnetschienenbremse 10 von der Schiene 20 abhängt. Unter dieser Annahme gilt also näherungsweise :

Z = R + j 2 % f L

|Z| = A/(R 2 + (271 f L) 2 ) wobei f die Frequenz der Wechselspannungsquelle 341 und Z die komplexe Impedanz bzw. den komplexen Impedanzzeiger der Mag- netschienenbremse 10 bzw. deren Spule 12 (bezogen auf die Frequenz der Wechselspannungsquelle 341) bezeichnet.

Im Falle eines großen Abstands zwischen der Magnetschienen- bremse 10 und der Schiene 20, also in der Hochlagestellung der Magnetschienenbremse 10, wird die Induktivität L wegen des fehlenden bzw. nur sehr kleinen Einflusses des Eisens der Schiene 20 minimal, sodass auch der Betrag |Z| der Impedanz und die Phasenverschiebung zwischen dem Wechselstrom Iw und der Wechselspannung Uw minimal werden.

Ist hingegen die Magnetschienenbremse 10 auf die Schiene 20 abgesenkt, wie in der Figur 1 gezeigt, so wird die Induktivi- tät L wegen des unmittelbaren Einflusses des Eisens der Schiene 20 maximal, sodass auch der Betrag |Z| der Impedanz und die Phasenverschiebung zwischen dem Wechselstrom Iw und der Wechselspannung Uw maximal werden.

Die Figur 3 zeigt in einer vereinfachten schematischen Dar- stellung beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Wechselspan- nung Uw und den zeitlichen Verlaufs des Wechselstroms Iw über der Zeit t im Falle, dass die Magnetschienenbremse unmittel- bar auf der Schiene 20 aufsitzt, wie in der Figur 1 gezeigt ist, und die Schiene 20 mit der Magnetschienenbremse einen geschlossenen magnetischen Kreis bildet. Man erkennt, dass der Wechselstrom Iw und die Wechselspannung Uw deutlich pha- senverschoben sind; ein die Phasenlage bzw. die Phasenver- schiebung beschreibender Phasenmesswert ist mit dem Bezugs- zeichen V gekennzeichnet.

Die Figur 4 zeigt zum Vergleich beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung Uw und den zeitlichen Verlaufs des Wechselstroms Iw über der Zeit t im Falle, dass die Mag- netschienenbremse von der Schiene 20 getrennt ist. Der Wech- selstrom Iw und die Wechselspannung Uw sind aus diesem Grunde weniger als in der Figur 3 phasenverschoben; der Phasenmess- wert V ist also kleiner als in der Figur 3. Außerdem ist der Effektivwert leff des Wechselstroms Iw bzw. dessen Scheitel- wert Imax größer als bei aufgesetzter Magnetschienenbremse 10 bzw. größer als in der Figur 3, da der Betrag der Impedanz IZ| wegen der kleineren Induktivität L ebenfalls kleiner ist; es gilt also: leff (Hochlagestellung) > leff(Auflagestellung) Imax (Hochlagestellung) > Imax (Auflagestellung)

Die Richtung der Änderungen ist beispielhaft zu verstehen. Durch verschiedene Resonanz- und Messfrequenzen bzw. im Falle komplexerer elektrischer Verhältnisse kann es dazu kommen, dass die Veränderungen zwischen aktivem und inaktivem Betrieb der Magnetschienenbremse bzw. Veränderungen der Stellung der Magnetschienenbremse zu einer entgegengesetzten Änderungs- richtung führen.

Auf der Basis des zeitlichen Verlaufs der Wechselspannung Uw und des zeitlichen Verlaufs des Wechselstroms Iw kann die Auswerteinrichtung 342 eine oder mehrere die Magnetschienen- bremse betreffende Messangaben MA erzeugen. Auch kann sie auf deren Basis diverse Signale erzeugen, beispielsweise ein Auf- liegesignal Sa, das in der Auflagestellung ein Aufliegen der Magnetschienenbremse 10 auf der Schiene 20 anzeigt, ein Stör- signal Sst, das eine Störung anzeigt, ein Aufschiefersignal, das eine Aufschieferung auf der Magnetschienenbremse 10 an- zeigt, und/oder ein Verschleißsignal, das den Verschleißzu- stand der Polschuhe 11a und 11b anzeigt; dies soll anhand von Beispielen nachfolgend erläutert werden:

Der Phasenmesswert V als solcher kann beispielsweise eine der Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann beispielsweise ein Aufliegesignal Sa erzeugen, das die Aufla- gestellung der Magnetschienenbremse 10 bzw. deren Aufliegen auf der Schiene 20 anzeigt, wenn der Phasenmesswert V einen vorgegebenen Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll erreicht oder überschreitet, also gilt:

V > Vsoll

Der Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 5° und kann beispielsweise 5° betra- gen.

Auch kann der Phasenverschiebungsschwellenwert in Abhängig- keit von einem Hochlagenreferenzphasenwert Vref, der in der Hochlagenstellung der Magnetschienenbremse 10 gemessen und abgespeichert worden ist, festgelegt werden; beispielsweise kann die Auswerteinrichtung 342 den Phasenverschiebungs- schwellenwert Vsoll stets um einen vorgegebenen Differenzpha- senwert Vdiff von beispielsweise 3° größer als den Hochlagen- referenzphasenwert Vref wählen, beispielsweise gemäß:

Vsoll = Vref + Vdiff

Erreicht der Phasenmesswert V den vorgegebenen Phasenver- schiebungsschwellenwert Vsoll nicht, aber nur knapp nicht, wenn also beispielsweise gilt:

Vsoll > V > (l-K)*Vsoll, wobei K einen Toleranzwert zwischen 0 und 1 bezeichnet, der beispielsweise zwischen 0,1 und 0,3 liegt, so erzeugt die Auswerteinrichtung 342 vorzugsweise ein Warnsignal W, das an- zeigt, dass die Magnetschienenbremse 10 auf der Schiene 20 aufliegt oder aufzuliegen scheint, der magnetische Fluss je- doch nicht ausreichend groß ist. Dieser Fall kann beispiels- weise auftreten, wenn die Magnetschienenbremse stark ver- schmutzt oder beschädigt ist.

Anstelle des aktuellen Phasenmesswerts V kann auch die Pha- sendifferenz dV zwischen dem aktuellen Phasenmesswert V und dem Hochlagenreferenzphasenwert Vref, der in der Hochlagen- stellung der Magnetschienenbremse 10 gemessen und abgespei- chert worden ist, zur Bildung des Aufliegesignals Sa herange- zogen werden; beispielsweise kann die Auswerteinrichtung 342 das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn die Phasenänderung dV einen vorgegebenen Änderungsschwellenwert dVsoll erreicht oder überschreitet, also gilt: dV = V-Vref > dVsoll

Der Änderungsschwellenwert dVsoll beträgt vorzugsweise 3° oder mehr.

Erreicht die Phasenänderung dV den vorgegebenen Änderungs- schwellenwert nicht, aber nur knapp nicht, wenn also bei- spielsweise gilt: dVsoll > dV > (1-K)*dVsoll, so wird beispielsweise das Warnsignal W erzeugt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Impedanz Z eine der Mess- angaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Betrag |Z| der Impedanz Z einen vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert SW1 er- reicht oder überschreitet, also gilt: |Z| > SW1

Erreicht der Betrag |Z| der Impedanz Z den vorgegebenen Impe- danzbetragsschwellenwert SW1 nicht, aber nur knapp nicht, wenn also beispielsweise gilt:

SW1 > |Z| > SW1*(1-K), wird vorzugsweise das Warnsignal W erzeugt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteinrichtung 342 das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Phasenwinkel arg(Z) der Impedanz Z einen vorgegebenen Winkelschwellenwert er- reicht oder überschreitet, also gilt: arg(Z) > SW2

Der Phasenwinkel arg(Z) der Impedanz Z entspricht - bis auf etwaige Umrechnungs- bzw. Erfassungsabweichungen - dem obigem Phasenmesswert V, sodass der Winkelschwellenwert dem Phasen- verschiebungsschwellenwert Vsoll entsprechen kann.

Erreicht der Phasenwinkel arg(Z) den Winkelschwellenwert SW2 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W erzeugt, wenn also beispielsweise gilt:

SW2 > arg(Z) > SW2*(1-K).

Alternativ oder zusätzlich können die Scheitelwerte Umax und Imax oder daraus gebildete Quotienten Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa beispielsweise erzeugen, wenn der Quotient zwischen dem Scheitelwert Umax der Wechselspannung und dem Scheitelwert Imax des Stroms einen vorgegebenen Widerstandsschwellenwert SW3 erreicht oder überschreitet, wenn also beispielsweise gilt:

Umax/Imax > SW3 Erreicht der Quotient den Widerstandsschwellenwert SW3 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W er- zeugt, wenn also beispielsweise gilt:

SW3 > Umax/Imax > SW3*(1-K).

Alternativ kann der Quotient zwischen dem Scheitelwert Imax des Wechselstroms und dem Scheitelwert Umax der Spannung ge- bildet und mit einem vorgegebenen Leitwertschwellenwert ver- glichen werden, um das Aufliegesignal Sa oder das Warnsignal W zu erzeugen.

Alternativ oder zusätzlich können die Effektivwerte oder dar- aus gebildete Quotienten Messangaben MA bilden und die Aus- werteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Quotient zwischen dem Effektivwert Ueff der Spannung und dem Effektivwert des Stroms den vorgegebenen Widerstands- schwellenwert SW3 erreicht oder überschreitet, wenn also bei- spielsweise gilt:

Ueff/Ieff > SW3

Erreicht der Quotient den Widerstandsschwellenwert SW3 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W er- zeugt, wenn also beispielsweise gilt:

SW3 > Ueff/Ieff > SW3*(1-K).

Alternativ oder zusätzlich kann der Quotient zwischen dem Ef- fektivwert leff des Wechselstroms und dem Effektivwert Ueff der Spannung gebildet und mit dem vorgegebenen Leitwert- schwellenwert verglichen werden, um das Aufliegesignal Sa oder das Warnsignal W zu erzeugen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung 342 mit einem Stellungssensor in Verbindung steht, der die Hochlage der Magnetschienenbremse 10 erfassen und ein die Hochlage- Stellung anzeigendes Hochlagestellungssignal HLS erzeugen kann.

Liegt ein solches Hochlagestellungssignal HLS vor, so kann die Auswerteinrichtung 342 prüfen, ob die Messangabe MA, also beispielsweise der o.g. Phasenmesswert V, mit einem für die Hochlagestellung abgespeicherten Hochlagesollwert über ein vorgegebenes Hochlagetoleranzmaß hinaus abweicht oder nicht. Wird das durch das Hochlagetoleranzmaß definierte Toleranz- band nicht verlassen, so kann die Auswerteinrichtung 342 ein Signal ausgeben, das anzeigt, dass die Magnetschienenbremse 10 im Normbereich arbeitet; wird das Toleranzband verlassen, wird vorzugsweise ein Wartungssignal Sw ausgegeben, das an- zeigt, das die Magnetschienenbremse 10 gewartet werden soll. Der Hochlagesollwert wird beispielsweise festgelegt, indem nach der Erstinstallation und/oder nach jeder erfolgten War- tung jeweils die Messangabe MA erfasst, beispielsweise der Phasenmesswert V gemessen, und die Messangabe MA, also bei- spielsweise der gemessene Phasenmesswert, als Hochlagesoll- wert abgespeichert wird.

Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung 342 ein Aufschieferungssignal Si erzeugt, wenn der Phasenmesswert V den Hochlagesollwert abzüglich des Hochlagetoleranzmaßes unterschreitet, und/oder ein Ver- schleißsignal Sv erzeugt, wenn der Phasenmesswert V den Hoch- lagesollwert zuzüglich des Hochlagetoleranzmaßes überschrei- tet.

Im Übrigen kann die Auswerteinrichtung 342 ein Störungswarn- signal Sst erzeugen, wenn - beispielsweise von dem bereits erwähnten Stellungssensor - ein Absenksignal ABS vorliegt, wonach sich die Magnetschienenbremse 10 im abgesenkten Zu- stand, also auf der Schiene 20, befinden sollte, aber weder das Aufliegesignal Sa noch das Warnsignal W vorliegt. Ein solches Störungswarnsignal Sst kann signalisieren, dass die Magnetschienenbremse 10 trotz des Vorliegens des Absenksig- nals ABS wohl entweder nicht auf der Schiene 20 aufsitzt oder aber die Kontrolleinrichtung 34 gestört ist.

Im Übrigen kann die Auswerteinrichtung 342 ein eigenes Hoch- lagesignal SH erzeugen, beispielsweise wenn die oben erläu- terten Messangaben MA weder die Erzeugung des Aufliegesignals Sa noch des Warnsignals W ermöglichen bzw. das Wechselstrom- verhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung einen magneti- schen Fluss unterhalb einer Mindestflussschwelle anzeigt.

Bei den obigen Erläuterungen wurde beispielhaft davon ausge- gangen, dass die Wechselquelle (hier die Wechselspannungs- quelle 341) eine einzige Wechselfrequenz erzeugt; alternativ kann die Wechselquelle auch mehr als eine Frequenz erzeugen, also beispielweise ein Frequenzspektrum, bei dem vorzugsweise zumindest eine der Frequenzen im Bereich zwischen 10 und 40 Hz liegt. Die obigen Schritte zum Erzeugen der Messangaben MA und der Signale, wie beispielsweise dem Aufliegesignal Sa, dem Warnsignal W, dem Aufschieferungssignal Si, dem Wartungs- signal Sw, dem Verschleißsignal Sv und dem Störungswarnsignal Sst, werden im Falle zweier oder mehr Frequenzen vorzugsweise für zumindest eine der Frequenzen, besonders bevorzugt für jede der Frequenzen, durchgeführt.

Im Falle zweier oder mehr Wechselfrequenzen kann eine Analyse der Messsignale beispielsweise eine Fouriertransformation einschließen, um eine frequenzindividuelle Signalauswertung in einfacher und schneller Weise zu ermöglichen.

Die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 sind nur beispielhaft zu verstehen; sie sollen primär dem allgemeinen Verständnis dienen. Konkret soll lediglich beispielhaft erläutert werden, wie auf der Basis von Messer- gebnissen, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeu- gungseinrichtung beschreiben, die Magnetschienenbremse 10 be- treffende Messangabe MA gebildet werden können. In diesem Sinne ist auch das oben herangezogene physikalische Modell, wonach sich die Magnetschienenbremse 10 gemäß Figur 1 zumin- dest näherungsweise durch eine Reihenschaltung eines ohmschen Widerstands R und einer Induktivität L beschreiben lassen kann gemäß

Z = R + j 2 % f L, nur erläuternd beispielhaft zu verstehen. Im Falle, dass die- ses physikalische Modell in der Praxis für bestimmte Brems- konfigurationen unzureichend ist und keine ausreichend genau- en Ergebnisse liefert, wären geeignete Anpassungen und Ergän- zungen des physikalischen Modells vorzunehmen, indem bei- spielsweise Modellparameter ergänzt und die Parameterwerte im Rahmen von Fit- oder Approximationsverfahren geschätzt wer- den, beispielsweise durch Vergleich tatsächlicher Messergeb- nisse mit modellbezogenen Simulationsergebnissen.

Alternativ oder zusätzlich können die Messangaben MA und auf diesen basierende Signale allein auf der Basis von abgespei- cherten Vergleichswerten erzeugt werden, die im Ausgangszu- stand nach der Erstinstallation der Magnetschienenbremse 10 oder nach einer Wartung gemessen und abgespeichert worden sind. So können beispielsweise Messergebnisse, die das Wech- selstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung be- schreiben (wie beispielsweise der Phasenmesswert V), jeweils für die Hochlagestellung und die Auflagestellung (Tieflage- stellung) gemessen und abgespeichert werden. Durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergeb- nissen kann beispielsweise festgestellt werden, ob die Mag- netschienenbremse 10 die Hochlagestellung oder die Auflage- stellung einnimmt und es kann eine korrespondierende Messan- gabe MA und ein entsprechendes Aufliegesignal Sa oder Hochla- gesignal SH erzeugt werden.

Auch können durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnis- se mit aktuellen Messergebnissen die anderen oben erläuterten Messangaben MA und die anderen oben beschriebenen Signale, wie beispielsweise das Warnsignal W, das Aufschieferungssig- nal Si, das Wartungssignal Sw, das Verschleißsignal Sv und das Störungswarnsignal Sst gebildet werden; die obigen Aus- führungen gelten diesbezüglich entsprechend.

Das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung kann während des normalen Betriebs der Magnetschienenbremse, also beispielsweise bei eingeschaltetem Gleichstrom, oder im ausgeschalteten Zustand, also beispielsweise bei ausgeschal- tetem Gleichstrom, erfasst werden, um die oben beschriebenen Messangaben und Signale zur erzeugen.

Die obigen Ausführungsbeispiele können einzelne, mehrere oder alle der nachfolgend stichpunktartig aufgeführten Merkmale und Vorteile aufweisen:

- Die Magnetspule (n) können mit einer Messspannung beauf- schlagt werden und es kann eine Messung von Wechselstrom- größen erfolgen. Die Messung der Wechselstromeigenschaften kann Informationen zur Position und zum Zustand der Mag- netschienenbremse liefern.

- Die Magnetschienenbremse kann zwei Bremsmagnete aufweisen oder aus solchen bestehen. Jeder Bremsmagnet kann als In- duktivität mit Eisenkern und Spalt betrachtet werden. Da- her kann der Zustand des Magneten mit Mitteln der klassi- schen Wechselstrommesstechnik beurteilt werden. Jede Ände- rung am Zustand des Eisenkerns führt zu Änderungen im An- sprechverhalten auf eine Wechselstrombeaufschlagung und kann damit sehr genau erfasst werden. Der Zustand eines neuwertigen Bremsmagneten in der Hochlage kann dabei als Referenzpunkt betrachtet werden. Wenn die Bremse nun auf- setzt, wird der Luftspalt geschlossen und das Wechsel- stromverhalten der Bremse erheblich geändert. Eine Messung der Wechselstromeigenschaften kann optimalerweise vor Fahrtantritt bei stehendem Fahrzeug durchgeführt werden. Dabei sind, da Vibrationen und sonstige Störeinflüsse mi- nimal sind, die besten Ergebnisse zu erwarten.

- Aufschieferungen schließen ebenfalls den Luftspalt, aber langsam und nicht vollständig. Sie können damit über einen Langzeitvergleich erkannt werden. - Durch Verschleiß wird Material abgetragen, was ebenfalls zu einer Änderung des Eisenkerns und damit des Wechsel- stromverhaltens führt. Auch hier kann eine Langzeitüberwa- chung durchgeführt werden.

- Als Erweiterung ist es denkbar, auch während des Absenk- vorgangs zu messen und dabei das Aufsetzen auf die Schiene zu erkennen. Dieses bietet eine hohe Sicherheit, da zwi- schen Annäherung an die Schiene und dem Aufsetzten auf dieselbe besser unterschieden werden kann.

- Als Erweiterung ist eine Messung des Wechselstromverhal- tens bei eingeschalteter Bremse denkbar. Dazu kann die herkömmliche Schalttechnik durch eine quasianaloge Endstu- fe ersetzt werden, welche den Messstrom aufmoduliert.

- Eine technische Verbesserung kann darin liegen, die Wech- selstrommessungen per Fouriertransformation in den Fre- quenzbereich zu übertragen. Dadurch wird die Messung von einigen Wechselstromeigenschaften vereinfacht.

- Das beschriebene Verfahren kann die Diagnose zur Hochla- generkennung um die Information ergänzen, ob die Magnet- schienenbremse auch bis zur Schienenoberkante abgesenkt worden ist. Das Verfahren kann die Möglichkeit der Erken- nung von Aufschieferungen bieten und somit eine Aussage zur Bremskraft der Magnetschienenbremse liefern.

- Das Verfahren kann eine Erkennung des Verschleißzustandes der Polschuhe und Endglieder bieten, zumindest die Zustän- de Neu und Verschlissen.

- Neben der Diagnose im Rahmen der Bremsprobe kann das Ver- fahren die Möglichkeit bieten, die Diagnose dynamisch, al- so auch während der Fahrt bzw. während der Bremsung durch- zuführen. Die Diagnose zur Aufsetzerkennung sowie zur Auf- schieferungs- und Verschleißerkennung kann ohne zusätzli- che Sensorik erfolgen.

- Die typischerweise zu verwendende Messtechnik kann ohne weiteren Aufwand die Messung des Innenwiderstandes der Bremse ermöglichen und kann damit zur Aufdeckung von Feh- lern auf elektrischer Seite herangezogen werden. Wenn eine Messtechnik verwendet wird, die auch im einge- schalteten Zustand messen kann, können weitere Schalt- und Löschglieder für die Magnetschienenbremsen entfallen. Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben be- schriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausfüh- rungsbeispiele der Erfindung zu bilden. Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbei- spiele zu erhalten.

Bezugszeichenliste

10 Magnetschienenbremse

11 magnetisierbarer Kern

11a Polschuh

11b Polschuh

12 Magnetfelderzeugungseinrichtung (Spule)

20 Schiene

30 Steuereinrichtung

31 Schalter

32 Aktivierungseinrichtung

33 Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle

34 Kontrolleinrichtung

341 Wechselquelle

342 Auswerteinrichtung

343 Spannungsmesseinrichtung

344 Strommesseinrichtung

Al elektrischer Anschluss

A2 elektrischer Anschluss

ABS Absenksignal

Bg magnetischer Fluss

Bw Wechselfluss

HLS Hochlagestellungssignal

Ig Gleichstrom

Im Strommesswert

Iw Wechselstrom

MA Messangabe

Sa Aufliegesignal

SH Hochlagesignal

Si Aufschieferungssignal

Sst Störungswarnsignal

Sv Verschleißsignal

Sw Wartungssignal t Zeit

Us Spulenspannung

Uw Wechselspannung

Uwm Spannungsmesswert V Phasenmesswert

W Warnsignal