DE19756904A1 - Electrical power device for mounting on an axis - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Leistungsvorrichtung mit einem elektrischen Generator vom Induktions-Typ zur Anbringung an dem Ende einer Achse eines sich bewegenden Fahrzeugs, wie z. B. eines Schienenfahrzeugs. Der elektrische Generator weist einen Rotor auf, der an dem Ende der Achse angebracht wird und zur Ausführung einer Rotationsbewegung zusammen mit dieser ausgebildet ist. Ein Stator wird an dem Fahr­ zeug angebracht und weist ein erstes und ein zweites magnetisch permeables Element auf, die voneinander be­ abstandet sind und ein erstes bzw. zweites Polende in unmittelbarer Nähe der Umfangsfläche des Rotors aufwei­ sen. Eine erste elektrische Statorwicklung ist einem der beiden magnetisch permeablen Elemente zugeordnet, so daß bei Rotation des Rotors durch die Achse ein elektrischer Strom durch die Statorwicklung fließt.The present invention relates to a electrical power device with an electrical Induction type generator to be attached to the end an axis of a moving vehicle, such as. B. of a rail vehicle. The electric generator points a rotor attached to the end of the axle and to perform a rotational movement together is trained with this. A stator is attached to the drive Stuff attached and has a first and a second magnetically permeable element on which be from each other are spaced and a first or second pole end in in the immediate vicinity of the peripheral surface of the rotor sen. A first electrical stator winding is one of the assigned to two magnetically permeable elements, so that when the rotor rotates through the axis, an electric one Current flows through the stator winding.

Fig. 1 zeigt eine Eisenbahnwagen-Untergestellanordnung 10, die eine drehbare Achse aufweist. Ein Eisenbahnrad 14 ist mit der Achse 12 starr verbunden, und die Achse 12 ist in einem Lageradapterblock 16 drehbar aufgenom­ men. Der Lageradapterblock 16 beinhaltet einen Hand­ habungshaken 17, der bei der Montage des Lageradapter­ blocks an der Achse 12 verwendet wird, und der Adapter­ block weist eine standardmäßige Lagerendabdeckung 18 zum Festhalten einer Lageranordnung 30 in Position auf der Achse 12 auf. Die Endabdeckung 18 weist einen äußeren Umfangsabschnitt 18a sowie eine Verschraubungsfläche 19 auf, durch die Bolzen 20 hindurchgeführt werden. Bei der Lagerendabdeckung 18 handelt es sich um eine standard­ mäßige Endabdeckung in dem Sinn, daß Bolzenöffnungen in dieser nur für den Zweck der Anbringung der Endabdeckung 18 an der Achse 12 vorgesehen sind. Die Achse 20 nimmt die Bolzen 20 auf, um eine starre Befestigung der End­ abdeckung 18 an der Achse 12 zu erzielen. Der Lager­ adapterblock trägt ein Joch 22, so daß die Achse 12 relativ zu dem Joch 22 frei drehbar ist. Das Joch 22 trägt Aufhängungsfedern 24, die wiederum einen Rahmen 26 tragen. Der Rahmen 26 bildet ein integrales Teil eines Eisenbahnwagens, wobei es sich z. B. um einen gedeckten Güterwagen oder einen Rungenwagen (nicht gezeigt) handelt. Fig. 1 is a railway car underframe arrangement shows 10 having a rotatable axis. A railway wheel 14 is rigidly connected to the axle 12 and the axis 12 is rotatably aufgenom men in a bearing adapter block sixteenth The bearing adapter block 16 includes a hand hook 17 , which is used in the assembly of the bearing adapter block on the axis 12 , and the adapter block has a standard bearing end cover 18 for holding a bearing assembly 30 in position on the axis 12 . The end cover 18 has an outer peripheral portion 18 a and a screw-plate 19, are passed through the bolt 20th The bearing end cover 18 is a standard end cover in the sense that bolt openings are provided in it only for the purpose of attaching the end cover 18 to the axle 12 . The axis 20 receives the bolts 20 to achieve a rigid attachment of the end cover 18 to the axis 12 . The bearing adapter block carries a yoke 22 so that the axis 12 is freely rotatable relative to the yoke 22 . The yoke 22 carries suspension springs 24 , which in turn carry a frame 26 . The frame 26 forms an integral part of a railroad car. B. is a covered freight car or a stake car (not shown).

Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, meist die Achse 12 einen Endabschnitt 13 mit reduziertem Durchmesser auf, auf dem eine Lageranordnung 30 angebracht ist. Die Lageranordnung 30 besitzt einen Spatz Rollen 34, die zur Ausführung einer Abrollbewegung zwischen Achsenkragen 36 und einem Lagerkastenkragen 37 ausgebildet sind. Ferner beinhaltet die Lageranordnung 30 ein Lagergehäuse 32 und ein Dichtungsgehäuse 33, das mit dem Achsenendabschnitt 13 starr verbunden ist, um das Eindringen von Fremd­ materialien in die Lageranordnung 30 zu verhindern. Die Achsenkragen 36 sind mit dem Achsenendabschnitt 13 zur Ausführung einer Rotationsbewegung zusammen mit diesem starr verbunden, und die Kragen 36 sind ferner zwischen einem äußeren und einem inneren axialen Verriegelungs­ element axial festgelegt, welche Ringe 38 bzw. 39 auf­ weisen. Ein Zwischenraum 40 ist zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt 18a der Endabdeckung 18, dem axialen Verriegelungsring 38 und dem Dichtungsgehäuse 33 vor­ handen. As can best be seen in FIG. 2, the axis 12 usually has an end section 13 with a reduced diameter on which a bearing arrangement 30 is attached. The bearing arrangement 30 has a sparrow rollers 34 which are designed to execute a rolling movement between the axle collar 36 and a bearing box collar 37 . The bearing assembly 30 further includes a bearing housing 32 and a seal housing 33 which is rigidly connected to the axle end portion 13 to prevent the penetration of foreign materials into the bearing assembly 30 . The shaft collar 36 are connected to the axle end 13 to perform a rotational movement together with the latter rigidly, and the collar 36 are further defined between an outer and an inner axial locking element axially, said rings 38 and 39 have. A gap 40 is between the outer peripheral portion 18 a of the end cover 18 , the axial locking ring 38 and the seal housing 33 before.

Die vorstehende Lageranordnung ist aus Gründen der Er­ läuterung gewählt und ist nicht als repräsentativ für alle möglichen Lageranordnungsausbildungen zu verstehen. Zum Beispiel kann der axiale Verriegelungsring in inte­ graler Weise mit der Lagerendabdeckung ausgebildet sein, wie dies in der EP-449 538 offenbart ist, die im folgen­ den noch ausführlicher erläutert wird. Wie dem auch sei, muß die Integrität der Lageranordnung erhalten bleiben, um ein Versagen derselben und somit ein Entgleisen des Schienenfahrzeugs aufgrund eines Lagerversagens zu ver­ hindern. Bei einer elektrischen Leistungsvorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einer sich drehenden Achse, wie z. B. der Achse 12, kann es sich um eine von mehreren Typen handeln. Zum Beispiel können elektrische Leistungsvorrichtungen des Induktions- oder Reluktanz- Motortyps elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehmoment umwandeln, das zum Drehen der Achse verwendet wird. In umgekehrter Weise verwenden elektri­ sche Induktions- oder Reluktanz-Generatoren eine sich drehende Achse zum Erzeugen von elektrischer Energie in Form von elektrischem Strom. Im Zusammenhang mit Eisen­ bahnwagen werden elektrische Generatoren verwendet, um Energie für Antiblockier-Bremssysteme, Antiradschlupf- Steuersysteme, zum Überwachen der Raddrehzahl oder zum Schicken von Datensignalen zu "Black Box"-Aufzeichnungs­ einrichtungen bzw. Fahrtschreibern verwendet. Typischer­ weise wird ein solcher Generator an dem Ende einer Achse des Schienenfahrzeugs, wie z. B. der Achse 12, in der Nähe des Lageradapterblocks angebracht. Ein solcher Generator ist in der EP-449 538 offenbart, wobei ein Rotor mit einer Lagerendabdeckung durch Bolzen starr verbunden wird, die in Gewindeöffnungen in der Achse eingeschraubt werden. Die Lagerendabdeckung wird in dem Sinn speziell ausgebildet, daß ein zusätzlicher Satz von Bolzen durch diese hindurchgeführt wird, wobei dieser Bolzensatz für einen anderen Zweck als die reine Befe­ stigung der Endabdeckung an der Achse vorgesehen ist; es handelt sich dabei nämlich um einen Satz von Generator- Befestigungsbolzen.The above bearing arrangement is chosen for the sake of explanation and is not to be understood as representative of all possible bearing arrangement designs. For example, the axial locking ring can be integrally formed with the bearing end cover, as disclosed in EP-449 538, which will be explained in more detail below. Be that as it may, the integrity of the bearing assembly must be maintained to prevent failure thereof and thus derailment of the rail vehicle due to storage failure. In an electrical power device for use in connection with a rotating axis, such as. B. the axis 12 , it can be one of several types. For example, induction or reluctance motor type electrical power devices can convert electrical energy into mechanical energy in the form of torque used to rotate the axis. Conversely, electrical induction or reluctance generators use a rotating axis to generate electrical energy in the form of electrical current. In connection with railroad cars, electrical generators are used to generate energy for anti-lock braking systems, anti-slip control systems, for monitoring the wheel speed or for sending data signals to "black box" recording devices or tachographs. Typically, such a generator is at the end of an axle of the rail vehicle, such as. B. the axis 12 , attached near the bearing adapter block. Such a generator is disclosed in EP-449 538, in which a rotor is rigidly connected to a bearing end cover by bolts which are screwed into threaded openings in the axis. The bearing end cover is specially designed in the sense that an additional set of bolts is passed through this, this bolt set is intended for a purpose other than the mere attachment of the end cover to the axle; it is a set of generator mounting bolts.

Mit der Verwendung eines solchen Generators vom Induk­ tions-Typ sind mehrere Nachteile verbunden. Zum Beispiel benötigen die Generator-Befestigungsbolzen und Befesti­ gungslöcher ein speziell ausgebildetes Lagerendab­ deckungsteil, das in der Herstellung teuer ist. Ferner benötigt der Rotor Permanentmagnete, die das Gewicht des Generators sowie dessen Herstellungskosten erhöhen. Weiterhin stellt der Rotor eine beträchtliche Ver­ längerung der Endabdeckung auf der Außenseite des Eisen­ bahnwagens dar, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kollision derselben mit Gegenständen in der Nähe des Eisenbahnwagens ansteigt.With the use of such an Induk generator tion type are associated with several disadvantages. For example need the generator mounting bolts and fasteners a specially designed bearing end cover part, which is expensive to manufacture. Further the rotor requires permanent magnets that support the weight of the Increase the generator and its manufacturing costs. Furthermore, the rotor represents a considerable ver Extension of the end cover on the outside of the iron train wagon, reducing the likelihood of a Collision of the same with objects near the Railway wagon rises.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile durch Schaffung eines elektrischen Generators zur An­ bringung an dem Ende einer Achse eines Fahrzeugs, wobei der Generator einen Rotor aufweist, der an dem Ende der Achse angebracht wird und zur Ausführung einer Rota­ tionsbewegung zusammen mit dieser ausgebildet ist. Ein Stator wird an dem Fahrzeug angebracht und weist ein erstes und ein zweites, magnetisch permeables Element auf, die voneinander beabstandet sind und ein erstes bzw. ein zweites Polende in unmittelbarer Nähe der Um­ fangsfläche des Rotors aufweisen. Der Stator besitzt eine erste elektrische Statorwicklung, die einem der beiden magnetisch permeablen Elemente zugeordnet ist, so daß bei Rotation des Rotors durch die Achse ein elektri­ scher Strom durch die erste Statorwicklung fließt. Ein Permanentmagnet verbindet das erste und das zweite mag­ netisch permeable Element miteinander. Der Rotor besitzt eine Außenumfangsfläche aus nicht permanentmagnetischem Material.The present invention overcomes these disadvantages by creating an electric generator Bring to the end of an axle of a vehicle, where the generator has a rotor at the end of the Axis is attached and to carry out a Rota tion movement is formed together with this. A Stator is attached to the vehicle and has a first and second, magnetically permeable element on, which are spaced apart and a first or a second pole end in the immediate vicinity of the um have surface of the rotor. The stator owns a first electrical stator winding that one of the is assigned to two magnetically permeable elements, so that when the rotor rotates through the axis, an electri  shear current flows through the first stator winding. A Permanent magnet connects the first and the second mag netically permeable element with each other. The rotor owns an outer peripheral surface made of non-permanent magnetic Material.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred developments of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention and developments of the invention will in the following based on the graphic representations of an embodiment explained in more detail. In the Drawings show:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer Eisenbahnwagen- Untergestellanordnung, die eine auf einer Achse derselben angebrachte elektrische Leistungsvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf­ weist; Figure 1 is an isometric view of a rail car undercarriage assembly having an electrical power device mounted thereon on an axis thereof in accordance with the present invention;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Bereichs eines herkömmlichen Achsen- und Achslagergehäuses ge­ mäß Fig. 1; FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of a conventional axle and axle bearing housing according to FIG. 1;

Fig. 3 eine isometrische Ansicht einer Lagerendab­ deckungsanordnung zur Verwendung mit einer elek­ trischen Leistungsvorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung; Fig. 3 is an isometric view of a Lagerendab cover assembly for use with an electrical power device according to the prior invention;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine elektrische Leistungs­ vorrichtung gemaß der vorliegenden Erfindung, die eine elektrische Leistungsabnahmeanordnung aufweist, die nahe der Endabdeckung der Fig. 3 angebracht ist; Fig. 4 is a plan view of an electrical power device according to the present invention having an electrical power take-off arrangement which is mounted near the end cover of Fig. 3;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht der elektrischen Leistungsvorrichtung der Fig. 4 entlang der Linie 5-5; FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrical power device of FIG. 4 taken along line 5-5;

Fig. 6 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung, die eine Reluktanzplatte für den nachträglichen Einbau aufweist; und Fig. 6 is an exploded isometric view of a second embodiment of the prior invention, which has a reluctance plate for retrofitting; and

Fig. 7 eine Querschnittsansicht der Reluktanzplatte der Fig. 6, die in Verbindung mit der Leistungsab­ nahmeanordnung der Fig. 4 und 5 gemäß der vor­ liegenden Erfindung verwendet wird. Fig. 7 is a cross-sectional view of the reluctance plate of FIG. 6, which is used in connection with the power take-off arrangement of FIGS . 4 and 5 according to the present invention.

Die in den Fig. 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen werden auch in den Fig. 3-7 verwendet, um zu erläutern, wie eine elektrische Leistungsvorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung in Zusammenhang mit einem Eisenbahn­ wagen verwendet wird. Diese Bezugszeichen beziehen sich in den Fig. 3-7 auf dieselben Merkmale wie in den Fig. 1 und 2, so daß eine weitere Beschreibung der ent­ sprechenden Komponenten nicht erforderlich ist.The reference numerals used in FIGS . 1 and 2 are also used in FIGS. 3-7 to explain how an electric power device according to the present invention is used in connection with a railroad car. These reference numerals in FIGS. 3-7 refer to the same features as in FIGS. 1 and 2, so that a further description of the corresponding components is not required.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, ist eine elektrische Leistungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegen­ den Erfindung mit einer Achse 12 verbunden und besitzt eine Endabdeckung 60 sowie eine Leistungsabnahmean­ ordnung 80. Wenn sich die Achse 12 dreht, bewirkt die elektrische Leistungsvorrichtung 40 die Erzeugung von elektrischem Strom zur Verwendung durch elektrische Systeme eines Schienenfahrzeugs. As can be seen with reference to FIG. 1, an electrical power device 40 according to the present invention is connected to an axle 12 and has an end cover 60 and a power take-off arrangement 80 . When the axle 12 rotates, the electrical power device 40 causes electrical power to be generated for use by electrical systems of a rail vehicle.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, handelt es sich bei der End­ abdeckung 60 um ein robustes, gegossenes oder zerspanend bearbeitetes Teil mit einer Befestigungskonstruktion, die Bolzenöffnungen 61 zum Aufnehmen von Befestigungs­ bolzenschrauben 20 durch diese hindurch aufweist. Ein stummelartiges Ende der Achse 12 ragt von einem Lager­ adapterblock 16 weg und beinhaltet Gewindeöffnungen 21. Ferner weist die Endabdeckung 60 einen zylindrischen Abschnitt mit einem Ring 62 auf. Der radial äußere Be­ reich des Rings 62 besitzt sich außen erstreckende Re­ luktanzpole 64, zwischen denen einzelne Zwischenräume 66 gebildet sind. Vorzugsweise sind die Zwischenräume 66 mit einem dielektrischen Material, z. B. Kunststoff, ge­ füllt, das durch einen Klebstoff oder eine andere her­ kömmliche Verbindungstechnik mit der Endabdeckung 60 verbunden ist. An der Endabdeckung 60 brauchen keine Permanentmagneten angebracht zu sein. Eine Achsenstirn­ seite 67 der Endabdeckung 60 ist zum Anliegen an der Achse 12 und der Lageranordnung 30 ausgebildet, wie dies in Fig. 5 zu sehen ist. Die Endabdeckung 60 benötigt in vorteilhafter Weise nur die Bolzenöffnungen 61, wodurch die Notwendigkeit für Rotor-Bolzenbefestigungsöffnungen wie bei Endabdeckungen des Standes der Technik elimi­ niert ist.As shown in Fig. 3, it is in the end cover 60 is a robust, cast or machined part with a mounting structure that has bolt openings 61 for receiving mounting bolts 20 through them. A stub-like end of the axis 12 protrudes away from a bearing adapter block 16 and contains threaded openings 21 . Furthermore, the end cover 60 has a cylindrical section with a ring 62 . The radially outer loading area of the ring 62 has outer extending re luctance poles 64 , between which individual gaps 66 are formed. Preferably, the spaces 66 are covered with a dielectric material, e.g. B. plastic, ge fills, which is connected by an adhesive or other conventional connection technology ago with the end cover 60 . No permanent magnets need be attached to the end cover 60 . An axle end face 67 of the end cover 60 is designed to bear against the axle 12 and the bearing arrangement 30 , as can be seen in FIG. 5. The end cover 60 advantageously only requires the bolt openings 61 , eliminating the need for rotor bolt mounting openings as in prior art end covers.

Wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist, beinhaltet die Leistungsabnahmeanordnung 80 Statoranordnungen 82 und ein Gehäuse 90. Jede Statoranordnung 82 beinhaltet magnetisch permeable Elemente 83, 85, bei denen es sich vorzugsweise um herkömmliche laminierte Eisenplatten handelt. Jedes permeable Element beinhaltet ein jeweili­ ges Anschlußende 83a, 85a. Die permeablen Elemente 83, 85 besitzen in herkömmlicher Weise eine jeweilige, um diese herumgewickelte Statorwicklung 86, 87. Ein her­ kömmlicher Permanentmagnet 84 ist mittels eines Befesti­ gungsglieds 88 zwischen den permeablen Elementen 83 und 85 angebracht. In dem Gehäuse 90 sind beide Statoran­ ordnungen untergebracht, und das Gehäuse ist vorzugs­ weise aus einem Nicht-Eisen-Material, wie z. B. einem Aluminium oder einem starren Kunststoffmaterial, gebil­ det. Durchgangslöcher sind zum Aufnehmen jeweiliger Be­ festigungsbolzen 94 vorgesehen, wie dies z. B. in Fig. 5 gezeigt ist. Ein Stromkabel ist an der oberen Oberfläche des Gehäuses 90 mittels eines Befestigungsbolzens 93 angebracht, wie dies in Fig. 4 zu sehen ist, der in eine Öffnung in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses 90 eingeschraubt ist. Elektrische Anschlüsse verbinden die Wicklungen 86, 87 mit dem Stromkabel 92. Vorzugsweise füllt eine nicht-leitfähige Vergußmasse 96 das Gehäuse 90 aus und kapselt die Statoranordnungen 82 ein.As best shown in FIG. 4, the power take-off assembly 80 includes stator assemblies 82 and a housing 90 . Each stator assembly 82 includes magnetically permeable elements 83 , 85 , which are preferably conventional laminated iron plates. Each permeable element includes a respective connection end 83 a, 85 a. The permeable elements 83 , 85 conventionally have a respective stator winding 86 , 87 wound around them. A conventional permanent magnet 84 is attached by means of a fastening member 88 between the permeable elements 83 and 85 . In the housing 90 , both stator arrangements are housed, and the housing is preferably made of a non-iron material, such as. B. an aluminum or a rigid plastic material, gebil det. Through holes are provided for receiving respective fastening bolts 94 , as z. B. is shown in Fig. 5. A power cable is attached to the upper surface of the housing 90 by means of a fastening bolt 93 , as can be seen in FIG. 4, which is screwed into an opening in a central section of the housing 90 . Electrical connections connect the windings 86 , 87 to the power cable 92 . A non-conductive casting compound 96 preferably fills the housing 90 and encapsulates the stator arrangements 82 .

Unter Bezugnahme auf das vorstehend gesagte wird nun die Anbringung der elektrischen Leistungsvorrichtung 40 an der Achse eines Fahrzeugs beschrieben. Zuerst wird eine standardmäßige Lagerendabdeckung 18 von der Achse 12 entfernt. Danach wird die Endabdeckung 60 an der Achse mittels Bolzen 20 befestigt, die in jeweilige Löcher 21 eingeschraubt werden. Die Bolzen 20 werden festgezogen, bis die Achsenstirnseite 67 der Endabdeckung 60 an dem stummelartigen Ende der Achse 12 und somit an dem Ring 38 der Lageranordnung 30 anliegt, um somit die Lageranordnung 30 in vorteilhafter Weise auf der Achse 12 in Position zu halten. Als nächstes werden Gewinde­ löcher 16a (Fig. 5) in dem Lageradapterblock 16 gebil­ det. Anschließend wird die Leistungsabnahmeanordnung 80 an dem Lageradapterblock angebracht, indem jeweilige Befestigungsbolzen 94 durch jeweilige Befestigungslöcher 91 eingeführt werden und in die Gewindelöcher 16a einge­ schraubt werden. Bei der Auswahl der Lage der Gewinde­ löcher 16a ist darauf zu achten, daß eine angemessene Luftspalt-Distanz zwischen den Anschlußenden 83a, 85a der permeablen Elemente 83, 85 und den Polen 64 der End­ abdeckung 60 vorgesehen wird. Die Luftspalt-Distanz wird auf einem Minimum gehalten, so daß ein maximaler Magnet­ fluß zwischen den permeablen Elementen 83, 85 und den Polen 64 vorhanden ist, wie dies in Fig. 4 durch den Magnetfluß von Nord (N) nach Süd (S) dargestellt ist. Schließlich wird das Kabel 92 mittels des Befestigungs­ bolzens 93 an dem Gehäuse 90 angebracht.The attachment of the electric power device 40 to the axle of a vehicle will now be described with reference to the above. First, a standard bearing end cover 18 is removed from the axle 12 . The end cover 60 is then fastened to the axle by means of bolts 20 which are screwed into respective holes 21 . The bolts 20 are tightened until the axle end face 67 of the end cover 60 bears against the stub-like end of the axle 12 and thus against the ring 38 of the bearing arrangement 30 , in order thus to hold the bearing assembly 30 in position on the axle 12 in an advantageous manner. Next, threaded holes 16 a ( Fig. 5) in the bearing adapter block 16 are formed. Then the power take-off arrangement 80 is attached to the bearing adapter block by inserting respective fastening bolts 94 through respective fastening holes 91 and screwing them into the threaded holes 16 a. When choosing the position of the threaded holes 16 a, care should be taken to ensure that an appropriate air gap distance between the connection ends 83 a, 85 a of the permeable elements 83 , 85 and the poles 64 of the end cover 60 is provided. The air gap distance is kept to a minimum so that a maximum magnetic flux between the permeable elements 83 , 85 and the poles 64 is present, as shown in Fig. 4 by the magnetic flux from north (N) to south (S) is. Finally, the cable 92 is attached to the housing 90 by means of the fastening bolt 93 .

Im folgenden wird die Arbeitsweise der auf diese Weise ausgebildeten elektrischen Leistungsvorrichtung er­ läutert. Der Permanentmagnet 84 induziert einen Magnet­ fluß in dem permeablen Element 83, der dann aus dem An­ schlußende 83a desselben in einen vorhandenen Pol 64 fließt. Der Magnetflußweg setzt sich von dem nähesten Pol 64 nach außen fort, und zwar gemessen im Gegenuhr­ zeigersinn ausgehend von dem ersten Pol 64 in Fig. 4. Der Magnetfluß durchdringt auch die Statorwicklungen 86, 87. Bei der Rotation der Achse 12, wodurch auch die End­ abdeckung 60 in Rotation versetzt wird, werden die Ab­ schnitte 66 aus dielektrischem Material mit den Enden 83a, 85a ausgefluchtet, wodurch das Magnetflußfeld unterbrochen wird. Wenn dies geschieht, fließt die in den Statorwicklungen 86, 87 induzierte elektrische Energie in den Wicklungen und erzeugt einen elektrischen Stromimpuls. Da die Achse 12 sich in kontinuierlicher Weise dreht, fließt in den Wicklungen ein kontinuier­ licher Wechselstrom. Dieser Strom wird über das Kabel 92 elektrischen Systemen an dem Schienenfahrzeug zugeführt. Während der Rotation des Rads und der Achse 12 sowie während der Bewegung des Schienenfahrzeugs schafft die Endabdeckung 60 ferner ein kompaktes Design, wodurch Kollisionen mit Gegenständen in der Nähe des Schienen­ fahrzeugs vermieden werden.In the following, he will explain the operation of the electric power device thus constructed. The permanent magnet 84 induces a magnetic flux in the permeable element 83 , which then flows from the closing end 83 a to the same in an existing pole 64 . The magnetic flux path continues outward from the closest pole 64 , measured counterclockwise starting from the first pole 64 in FIG. 4. The magnetic flux also penetrates the stator windings 86 , 87 . In the rotation of the axis 12 , which also causes the end cover 60 to be rotated, the sections 66 made of dielectric material are aligned with the ends 83 a, 85 a, whereby the magnetic flux field is interrupted. When this happens, the electrical energy induced in the stator windings 86 , 87 flows in the windings and generates an electrical current pulse. Since the axis 12 rotates continuously, a continuous alternating current flows in the windings. This current is supplied via cable 92 to electrical systems on the rail vehicle. During the rotation of the wheel and axle 12 and during the movement of the rail vehicle, the end cover 60 also creates a compact design, thereby avoiding collisions with objects in the vicinity of the rail vehicle.

Wenn es nicht erwünscht ist, eine vorhandene Lagerend­ abdeckung 18 zu entfernen, kann eine elektrische Leistungsvorrichtung 200 mit einer Reluktanzplatte 100 an der Achse 12 als Nachrüstanordnung montiert werden, ohne die vorhandene Lagerendabdeckung zu beein­ trächtigen. Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 gezeigt ist, besitzt die Reluktanzplatte 100 eine durch Stanzen und Formen gebildete Metallplatte, die sich von dieser wegerstreckende Reluktanzpole 102 mit dazwischen vorhandenen Zwischenräumen 104 aufweist. In den Zwischenräumen 104 ist kein anderes dielektrisches Material als Luft erforderlich. Befestigungslöcher 106 sind zum Aufnehmen von Befestigungsbolzen 120 dimensio­ niert. Die Montage der Reluktanzplatte 100 an der Lager­ abdeckung 18 erfordert ein einzelnes Entfernen der Bolzen 20 sowie ein Ersetzen derselben durch Bolzen 20', die mit Gewinde versehene zentrale Öffnungen aufweisen, oder es erfordert ein Bohren und eine Gewindeausbildung in den zentralen Öffnungen in jedem Bolzen 20 an Ort und Stelle zur Bildung der Bolzen 20'. Wie dem auch sei, es besteht keine Notwendigkeit, an der Lagerendabdeckung 18 Eingriffe vorzunehmen. Bolzen 120 werden dann durch die Löcher 106 hindurchgeführt und in die jeweiligen Gewindeöffnungen in dem Bolzen 20' eingeschraubt. Das Gehäuse 90 wird dann wie bei dem vorstehenden Aus­ führungsbeispiel an dem Lageradapterblock angebracht, wobei darauf geachtet wird, daß eine geeignete Luft­ spalt-Distanz zwischen den Anschlußenden 83a, 85a und den Reluktanzpolen 102 vorhanden ist. Die Arbeitsweise der elektrischen Leistungsvorrichtung 200 ist im wesent­ lichen dieselbe wie bei dem vorausgehenden Ausführungs­ beispiel, d. h. bei der Rotation der Achse 12 wird ein Wechselstrom erzeugt.If it is not desired to remove an existing bearing end cover 18 , an electrical power device 200 with a reluctance plate 100 can be mounted on the axle 12 as a retrofit arrangement without affecting the existing bearing end cover. As shown with reference to FIGS. 6 and 7, the reluctance plate 100 has a metal plate formed by stamping and molding, which has reluctance poles 102 extending therefrom with spaces 104 therebetween. No dielectric material other than air is required in the spaces 104 . Fastening holes 106 are dimensioned for receiving fastening bolts 120 . Mounting reluctance plate 100 on bearing cover 18 requires individual removal of bolts 20 and replacement thereof with bolts 20 'having threaded central openings, or requires drilling and threading in the central openings in each bolt 20 in place to form the bolts 20 '. However, there is no need to tamper with the end cover 18 . Bolts 120 are then passed through the holes 106 and screwed into the respective threaded openings in the bolt 20 '. The housing 90 is then attached to the bearing adapter block as in the above exemplary embodiment, taking care that a suitable air gap distance between the connection ends 83 a, 85 a and the reluctance poles 102 is present. The operation of the electrical power device 200 is essentially the same as in the previous embodiment, ie, when the axis 12 rotates, an alternating current is generated.

Ein wichtiger Vorteil der elektrischen Leistungsvor­ richtung der vorliegenden Erfindung besteht in der ein­ fachen Montierbarkeit derselben an der Achse eines Fahr­ zeugs. Die Vorrichtung ist kompakt, so daß potentielle Kollisionen mit Gegenständen in der Nähe auf ein Minimum reduziert werden, und ihre Befestigungskonstruktion ist ausreichend robust zur Verwendung bei einem Schienen­ fahrzeug. Bei dem Rotor ist keine Verwendung von Per­ manentmagneten erforderlich, wodurch eine einfachere und kostengünstigere Einheit geschaffen wird. Ferner bewirkt die elektrische Leistungsvorrichtung auch ein Festhalten eines Bereichs einer Lagerdichtung in Position an einer Achse.An important advantage of electrical power Direction of the present invention consists in the times the ability to be mounted on the axle of a vehicle stuff. The device is compact so that potential Collisions with nearby objects to a minimum be reduced, and their mounting structure is sufficiently robust for use with a rail vehicle. Per is not used for the rotor magnet required, making it simpler and cheaper unit is created. Furthermore causes the electrical power device also holding on an area of a bearing seal in position on a Axis.

Claims (10)

1. Elektrischer Generator (40) zur Anbringung an dem Ende (13) einer Achse (12) eines Fahrzeugs, mit einem Rotor (60; 110), der an dem Ende der Achse angebracht wird und zur Ausführung einer Rotation zusammen mit dieser ausgebildet ist, und mit einem Stator (80), der an dem Fahrzeug angebracht wird, wobei der Stator (80) ein erstes und ein zweites magnetisch permeables Element (83, 85), die ein erstes bzw. ein zweites Polende (83a, 85a) in un­ mittelbarer Nähe der Umfangsfläche des Rotors (60; 100) besitzen, sowie eine erste elektrische Stator­ wicklung (86, 87) aufweist, die einem der magnetisch permeablen Elemente (83, 85) zugeordnet ist, so daß bei Rotation des Rotors durch die Achse ein elektrischer Strom durch die erste Stator­ wicklung fließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet (84) vorgesehen ist, der das erste und das zweite magnetisch permeable Element (83, 85) miteinander verbindet, und daß der Rotor (60; 100) eine Außenumfangsfläche (62, 64) aus nicht permanentmagnetischem Material aufweist.1. Electrical generator ( 40 ) for attachment to the end ( 13 ) of an axle ( 12 ) of a vehicle, with a rotor ( 60 ; 110 ) which is attached to the end of the axle and is designed to carry out a rotation together with the latter , and with a stator ( 80 ) which is attached to the vehicle, the stator ( 80 ) having a first and a second magnetically permeable element ( 83 , 85 ) which have a first and a second pole end ( 83 a, 85 a ) in the immediate vicinity of the peripheral surface of the rotor ( 60 ; 100 ), and has a first electrical stator winding ( 86 , 87 ) which is assigned to one of the magnetically permeable elements ( 83 , 85 ), so that when the rotor rotates through the axis an electric current flows through the first stator winding, characterized in that a permanent magnet ( 84 ) is provided which connects the first and the second magnetically permeable element ( 83 , 85 ) to each other, and in that the rotor ( 60 ; 100 ) an exterior circumferential surface ( 62 , 64 ) made of non-permanent magnetic material. 2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsfläche (62, 64) des Rotors eine Reihe gleichmäßig voneinander beabstandeter Reluk­ tanzpole (64) aufweist, die durch ein dielektri­ sches Material (66) getrennt sind und derart ange­ ordnet sind, daß bei Rotation des Rotors Paare von benachbarten Reluktanzpolen abwechselnd in unmit­ telbare Nähe zu den jeweiligen ersten und zweiten Polenden (83a, 85a) des Stators (80) sowie von dieser Position der unmittelbaren Nähe weg bewegt werden.2. Generator according to claim 1, characterized in that the outer peripheral surface ( 62 , 64 ) of the rotor has a number of equally spaced Reluk dance poles ( 64 ) which are separated by a dielectric material ( 66 ) and are arranged such that with rotation of the rotor pairs of adjacent reluctance poles alternately in close proximity to the respective first and second pole ends ( 83 a, 85 a) of the stator ( 80 ) and from this position of the immediate vicinity are moved away. 3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (66) Luft ist.3. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the dielectric material ( 66 ) is air. 4. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (66) ein mit dem Rotor (60) verbundenes Kunststoffmaterial ist.4. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the dielectric material ( 66 ) is a plastic material connected to the rotor ( 60 ). 5. Generator nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (80) eine zweite elektrische Stator­ wicklung (86, 87) aufweist, die dem anderen magne­ tisch permeablen Elemente (83, 85) zugeordnet ist, so daß bei Rotation des Rotors mittels der Achse (12) ein elektrischer Strom durch die zweite Sta­ torwicklung fließt.5. Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 80 ) has a second electrical stator winding ( 86 , 87 ) which is assigned to the other magnetically permeable elements ( 83 , 85 ), so that when the Rotor by means of the axis ( 12 ), an electrical current flows through the second gate winding. 6. Generator nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (80) folgendes aufweist:
ein drittes und ein viertes magnetisch permeables Element (83, 85), die voneinander beabstandet sind und ein drittes bzw. ein viertes Polende (83a, 85a) in unmittelbarer Nähe der Umfangsfläche (64) des Rotors (60; 100) sowie beabstandet von dem ersten und dem zweiten Polende aufweisen;
einen Permanentmagneten (84), der das dritte und das vierte magnetisch permeable Element (83, 85) miteinander verbindet; und
eine dritte und eine vierte elektrische Stator­ wicklung (86, 87), die dem dritten und dem vierten magnetisch permeablen Element (82, 85) zugeordnet sind, so daß bei Rotation des Rotors durch die Achse (12) ein elektrischer Storm durch die dritte und die vierte Statorwicklung (86, 87) fließt.6. Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 80 ) has the following:
a third and a fourth magnetically permeable element ( 83 , 85 ) which are spaced apart and a third and a fourth pole end ( 83 a, 85 a) in the immediate vicinity of the peripheral surface ( 64 ) of the rotor ( 60 ; 100 ) and spaced have from the first and second pole ends;
a permanent magnet ( 84 ) connecting the third and fourth magnetically permeable elements ( 83 , 85 ) to each other; and
a third and a fourth electrical stator winding ( 86 , 87 ), which are assigned to the third and fourth magnetically permeable element ( 82 , 85 ), so that when the rotor rotates through the axis ( 12 ) an electrical current through the third and the fourth stator winding ( 86 , 87 ) flows. 7. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Kabel (92) an dem Stator (80) angebracht ist und mit einer der Statorwicklungen (86, 87) elektrisch verbunden ist.7. Generator according to claim 6, characterized in that an electrical cable ( 92 ) is attached to the stator ( 80 ) and is electrically connected to one of the stator windings ( 86 , 87 ). 8. Generator nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist und der Stator (80) an einem Lagerblock (16) in der Nähe eines Endes (13) einer Achse (12) des Schienenfahr­ zeugs angebracht ist.8. Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle is a rail vehicle and the stator ( 80 ) on a bearing block ( 16 ) near one end ( 13 ) of an axis ( 12 ) of the rail vehicle is attached. 9. Generator nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Rotor (60) um eine Lagerendab­ deckung handelt, die mit dem Ende (13) der Achse (12) verschraubt ist und dazu ausgelegt ist, ein Lager (30) zwischen der Achse (12) und dem Lager­ block (16) in seiner Position festzuhalten.9. Generator according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the rotor ( 60 ) is a Lagerendab cover which is screwed to the end ( 13 ) of the axis ( 12 ) and is designed to a bearing ( 30 ) between the axis ( 12 ) and the bearing block ( 16 ) to hold in place. 10. Generator nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (100) an Bolzen (20') angebracht ist, die eine Lagerendabdeckung (18) an dem Ende (13) der Achse mittels Schrauben (120) befestigen, die sich in Gewindeeingriff mit Gewindeöffnungen in den Bolzen (20') befinden.10. Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 100 ) is attached to bolts ( 20 ') which fasten a bearing end cover ( 18 ) to the end ( 13 ) of the axis by means of screws ( 120 ) are in threaded engagement with threaded openings in the bolts ( 20 ').