JP2018515385A - 鉄道車両の少なくとも１つの車軸に磁石セグメントを連結するためのモジュール装置 - Google Patents

Abstract

鉄道車両の少なくとも１つの車軸にレールブレーキの磁石セグメントを連結するためのモジュール装置であって、該モジュール装置は以下の特徴、すなわち：前記磁石セグメントを支持するための支持体モジュール（１１０）；前記鉄道車両の少なくとも１つの車軸に連結するための少なくとも１つの連結モジュール（１２０）；および前記支持体モジュール（１１０）と前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）とを結合するための少なくとも１つの結合モジュール（１３０）を有している。前記支持体モジュール（１１０）と、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）と、前記少なくとも１つの結合モジュール（１３０）とは互いに結合可能であり、これにより前記鉄道車両の前記少なくとも１つの車軸（１０）に対する前記磁石セグメントの連結を生ぜしめることができるようになっており、その結果、前記レールブレーキ作動時に鉛直方向に作用する力を、前記支持体モジュール（１１０）から前記車軸（１０）に伝達することができるようになっている。

Description

本発明は、鉄道車両の少なくとも１つの車軸にレールブレーキの少なくとも１つの磁石セグメントを連結するためのモジュール装置に関する。特に本発明は、渦電流式ブレーキ用の磁石セグメント支持体に関する。

背景技術
特に高速列車では、例えば渦電流式ブレーキまたは磁石式レールブレーキといったレールブレーキが使用される。この場合、力作用はレール、フレーム部分（例えば台車枠等）、および／または鉄道車両の車軸の間で直接に伝えられる。ブレーキ時に生ぜしめられる電磁力は、長手方向に作用するブレーキ力の他に、鉛直方向力も同様に有している。この力結合にはセグメント支持体と、従来のシステムでは統合支持体として一体的な鋼鋳造部品の形態で形成された支持アームコンソールとが用いられる。統合支持体は、台車へのブレーキ力・鉛直方向力伝達、磁石システムの位置固定、および磁束の帰路の提供という複数の機能を統合する。

従来の磁石セグメント支持体用の統合支持体は、その構成形式に基づき高い安定性を有してはいるが、複数の異なる鉄道車両の具体的な特徴には全くまたはほとんど適合不能である。よって各鉄道車両用に統合支持体を別個に製造せねばならず、製造後に変更することは最早できない。鉄道車両を変更しようとする場合、または下部構造に別のコンポーネントを収納しようとする場合には、新規の統合支持体を開発せねばならない。統合支持体は各車両タイプ毎の特別仕様となっているため、この方式には手間とコストがかかる。

本発明の根底を成す課題は、従来の鋼鋳造支持体または溶接仕様の代替を提供することにある。

発明の概要
前記課題は、請求項１記載の装置により解決される。各従属請求項は、本発明の対象の有利な改良に関するものである。

本発明は、鉄道車両の少なくとも１つの車軸にレールブレーキの磁石セグメントを連結するためのモジュール装置に関する。このモジュール装置は以下の特徴、すなわち：磁石セグメントを支持するための支持体モジュール、鉄道車両の少なくとも１つの車軸に連結するための少なくとも１つの連結モジュール、および支持体モジュールと少なくとも１つの連結モジュールとを結合するための少なくとも１つの結合モジュールを有している。支持体モジュールと、少なくとも１つの連結モジュールと、少なくとも１つの結合モジュールとは互いに結合可能であり、これにより鉄道車両の少なくとも１つの車軸に対する磁石セグメントの連結を生ぜしめることができるようになっており、その結果、レールブレーキ作動時に鉛直方向に作用する力を、支持体モジュールから鉄道車両の車軸に伝達することができるようになっている。連結モジュールは、車軸の代わりにリフト装置にも連結可能であり、これによりレールブレーキを持ち上げることができるようになっている（例えば非作動時）。特にブレーキ時に磁石セグメントとレールとの間に所定のギャップが必要とされない磁石式レールブレーキ（レールに対する直接接触により制動する）の場合には、少なくとも１つの連結モジュールを、レールブレーキを鉛直方向に持ち上げるように形成されたリフト装置に連結することができる。

つまり上述した課題は、極めてフレキシブルで拡張可能な構成の構想を提供するモジュール構造により解決される。個々の機能は、別個の下位モジュールにおいて実現されている。この場合、支持体モジュールは磁石セグメント支持体として用いられると同時に、磁気コイルまたはブレーキに役立つ別の磁気コンポーネントのための保護ボックスとして用いられる。少なくとも１つの連結モジュールは、鉛直方向力伝達体として用いられると共に、任意に支持アームコンソールを成してまたは有していてよい。

鉄道車両は、レール上で鉄道車両をガイドするための少なくとも１つの車輪を有しており、この場合、少なくとも１つの車輪は、車軸に取り付けられている。しかしまた、鉄道車両は２つの車輪を備える第１の車軸と、２つの車輪を備える第２の車軸とを有していてもよく、この場合、第１の車軸と第２の車軸との間には、レールブレーキが形成されている。

別の実施例では、支持体モジュールは、鉄道車両への取付け後にレールに対して平行に延在している、細長い伸長部を有している。少なくとも１つの連結モジュールは、車輪の両側の少なくとも片側において車軸に連結するように、任意に形成されていてよい。しかしまた連結モジュールは、車輪の両側において対応する車軸に連結してもよい。換言すると、連結モジュールが車軸に連結する側は、自由に選択可能であり、要求に応じて選択することができる。

ただし一般に、磁石セグメント支持体は１つの車軸にのみ取り付けられているのではなく、別の実施例では複数の車軸に連結されていてよい。よって少なくとも１つの結合モジュールは、第１の結合モジュールと第２の結合モジュールとを有していてよく、これらは支持体モジュールの互いに反対の側に配置されている。同様に少なくとも１つの連結モジュールも、第１の結合モジュールを第１の車軸に連結するための第１の連結モジュールと、第２の結合モジュールを第２の車軸に連結するための第２の連結モジュールとを有していてよい。第１および第２の連結モジュールは、同じまたは異なる長さを任意に有していてよく、これにより、支持体モジュールの対称的な保持、または２つの車軸のうちの一方へずらされた保持が可能になる。

このようにして、既存の構成空間が最適に利用されるように、支持体モジュールを第１の車軸と第２の車軸との間に配置することが可能になる。またこれにより、対応する各車輪と支持体モジュールとの間に別のコンポーネント用の別のスペースを確保することも任意に可能である。さらに、支持体モジュールを磁気コイルと共に、各車軸間の中間スペース全体に形成する必要は、必ずしもない。例えば各車軸間の間隔が極めて大きな場合には、レールブレーキを任意に一部にだけ形成することができる。鉄道車両の右側において、支持体モジュールが移動方向に沿って、左側とは異なる箇所に形成されていることも、やはり可能である。

別の実施例では、少なくとも１つの結合モジュールは、さらに少なくとも１つの別の結合モジュールを有しており、少なくとも１つの連結モジュールは、少なくとも１つの別の連結モジュールを有していてよく、これにより支持体モジュールは第１の車軸（または第２の車軸）と、間に１つの車輪が配置されている２つの箇所で連結可能である。車軸に対する連結モジュールのこのような両側連結により、発生するねじりモーメントが車軸によってもやはり支持され得る、もしくは適宜に中央に配置した場合にはねじりモーメントが全く生じない、ということが可能になる。これに相応して別の連結モジュールを、ブレーキ動作時に生じるねじりモーメントが最小になるように車軸に連結することができ、このこともやはり、材料疲労の低下につながる。

別の実施例では、支持体モジュールは鉛直方向に可動に鉄道車両に取り付けられていてよく、少なくとも１つの連結モジュールは、支持アームを有していてよい。支持アームは、鉄道車両の車軸に連結可能であり、これにより支持体モジュールの鉛直方向運動を制限し、レールブレーキのブレーキ動作中にレールと磁石セグメントとの間に所定のギャップを維持するようになっている。別の実施例では、支持アームもやはり、少なくとも１つの連結モジュールに統合された構成部材として形成されていてよい。

別の実施例では、少なくとも１つの連結モジュールは、支持体モジュールに対して横方向にずらされて平行に延在していてよく、少なくとも１つの結合モジュールは、互いに横方向にずらされた支持体モジュールと少なくとも１つの連結モジュールとの間に結合を生ぜしめるように形成されていてよい。よって少なくとも１つの結合モジュールは、（レールの上方に平行に延在する）支持体モジュールと、（車輪横で車軸に連結する）連結モジュールとの間に横方向のずれを達成するために、クランクまたは山形ねじ締結体として用いられてよい。

別の実施例では、当該装置は、支持体モジュールに取り付けられかつねじりモーメント支持部を形成するように構成された、軌間保持モジュールを有していてよい。既に上述したように、例えばブレーキ動作中に複数の連結モジュールを介してねじりモーメントが全くまたは僅かにしか生じない場合には、ねじりモーメント支持部は省かれてよい、または比較的小型に形成され得る。しかしながら、所与の鉄道車両に別の連結モジュールを形成するための既存の構成空間が限られている場合もあるので、生じるねじりモーメントを受け止めるためには、代わりに軌間保持モジュールを形成することが有利な場合もある。

別の実施例では、支持体モジュールは、渦電流式ブレーキまたは磁石式レールブレーキの１つまたは複数の磁石を有していてよく、支持体モジュールは、１つまたは複数の磁石のための保護ボックスを形成していてよい。支持体モジュールにより保持されかつ保護される磁石の数は、概ね自由に選択可能である、もしくは状況に相応して（例えば所望のブレーキ作用を達成するために）適合させることができる。

別の実施例では、支持体モジュールは、その長手方向延在部に対して垂直な横断面および／または材料を有していてよく、これにより鉄道車両のブレーキ動作中に支持体モジュールの曲げが抑えられ、その結果、補償シリンダ（例えば別個のリングベローズまたはエアベローズ）による補償を必要とすること無しに、ブレーキ動作中も少なくとも１つの磁石セグメントとレールとの間に均一なギャップを維持することができる。

別の実施例では、支持体モジュールは第１の材料を有していてよく、連結モジュールは第２の材料を有していてよく、結合モジュールは第３の材料を有していてよく、この場合、第１の材料、第２の材料および第３の材料は、支持体モジュール、連結モジュールおよび結合モジュールの各機能を満たすように選択されている。

本発明は同様に、鉄道車両用のレールブレーキの磁石セグメント保持システムにも関し、この場合、鉄道車両は、２つの車輪を備える第１の車軸と、２つの車輪を備える第２の車軸とを有している。当該システムは、上述したような第１のモジュール装置を有しており、第１のモジュール装置は、第１のレールの上方において第１の車軸と第２の車軸との間で鉄道車両に取付け可能である。さらに当該システムは、上述したような第２のモジュール装置を有しており、第２のモジュール装置は、第２のレールの上方において第１の車軸と第２の車軸との間で鉄道車両に取付け可能である。

第１のモジュール装置の支持体モジュールと、第２のモジュール装置の支持体モジュールとは、任意に鉄道車両の移動方向に互いにずらされて配置されていてよい、または長さが異なっていてよい。

本発明は同様に、レールブレーキ、特に渦電流式ブレーキまたは磁石式レールブレーキと、磁石セグメントと、磁石セグメント保持システムとを備えた鉄道車両にも関する。

別の実施例では、鉄道車両は、それぞれ１つの車軸または車軸部分（回転軸）を中心として回転する４つの個別車輪をフリーホイールセットとして有している。よって、各２つの車輪を備えた剛性の車軸は、必ずしも設けられてはいない。

前記各実施例は特に、当該装置が１つのモジュールとして製造可能であると共に、具体的な鉄道車両にフレキシブルに適合可能である、という利点をもたらす。例えば、複数の異なる連結モジュールまたは結合モジュールと、１つの所与の支持体モジュールとを組み合わせることができる、もしくは個々の車軸間の支持体モジュールの位置は、要望に即して可変に選択可能である。これにより、本発明の実施例において従来の統合支持体の欠点が生じることはない。本発明に基づきモジュール式に構成された支持体に生じ得る強度不足は、個々のコンポーネントの適当な材料選択に基づき補償され得る。

さらに、適当な材料選択に基づき、支持体モジュールの総重量を減らすことができる。鉄道車両の速度が益々高くなるにつれて、材料節減ひいては重量節減は益々重要になるので、従来の鋼鋳造支持体／溶接構造体は、本発明に比べると不利である（もしくは節減の可能性が限定的である）。

本発明の各実施例は、以下の詳細な説明および異なる実施例の添付図面からより良く理解されるが、本開示を特定の実施形態に限定するものであると解されるべきではなく、単に説明および理解のためだけに用いられるものであるに過ぎない。
本発明の１つの実施例によるモジュール装置を示す図である。 別の実施例によるモジュール装置のための、別の任意のコンポーネントを示す図である。 鉄道車両において２つの車軸間に取り付けられたモジュール装置を示す図である。 図４ａ〜図４ｃには、支持体モジュールの対称的・非対称的な配置の種々様々な可能性が示されている。 図５ａおよび図５ｂには、支持体モジュールに収納された磁石セグメントの数に関してそれぞれ異なる可能性が示されている。 図６ａおよび図６ｂには、鉄道車両の車軸に連結モジュールを取り付ける、それぞれ異なる手段が示されている。 レールブレーキ作動中の力作用を具体的に示す図である。

詳細な説明
図１には、車輪３０を備える鉄道車両の車軸１０にレールブレーキの磁石セグメントを連結するためのモジュール装置が示されている。このモジュール装置は以下の特徴、すなわち：磁石セグメントを支持するための支持体モジュール１１０；鉄道車両の少なくとも１つの車軸に連結するための連結モジュール１２０；および支持体モジュール１１０と連結モジュール１２０とを結合するための結合モジュール１３０を有している。鉄道車両の車軸１０に対する磁石セグメントの連結を生ぜしめるために、支持体モジュール１１０と連結モジュール１２０と結合モジュール１３０とは互いに結合可能であり、レールブレーキの作動時に鉛直方向に作用する力を、支持体モジュール１１０から車軸１０へ、ひいては鉄道車両の車輪３０へ伝達することができるようになっている。

支持体モジュール１１０は鉄道車両に、支持体モジュール１１０がレール（見えていない）の上方に位置するように取り付けられる。連結モジュール１２０は車軸１０に連結しているので、結合モジュール１３０を使用してクランクを達成することができるようになっており、連結モジュール１２０は、支持体モジュール１１０の片側（支持体モジュール１１０の横延在方向ではない）に取り付けられている。

モジュール装置は鉄道車両に、モジュール装置が鉛直方向可動であるように取り付けられる。このことは例えば、特別な鉛直方向運動コンポーネントを介して達成され得る。レールブレーキ作動時に、モジュール装置および特に支持体モジュール１１０は鉛直方向に降下させられ、これにより磁石セグメントはレールに向かって接近することになる。しかしながら、磁石セグメントとレールとが接触することはない。磁石セグメントはむしろレール上方に所定の間隔をあけて保持される。この所定の間隔は、磁石セグメントとレールとの意図しない接触（これは磁石セグメントの破壊につながる恐れがある）を回避するために、十分大きく選択されることが望ましい。ただし他方では、前記間隔は、レールに対して可能な限り有効な磁気結合を達成するために、十分小さく選択されることが望ましい。

つまり前記降下に基づき、レールに対して磁気的な接触が生ぜしめられ、作動時には磁石セグメントがレールに向かって引き付けられることになる。すなわちレールブレーキにより惹起されるブレーキ力は、鉄道車両を制動する長手方向成分と、鉛直方向成分とを有している。長手方向成分は、ブレーキ力伝達ユニットを介して、例えば鉄道車両のフレーム（例えば台車枠）に直接に伝達される。鉛直方向の力成分は、連結モジュール１２０と結合モジュール１３０とを介して、車輪３０の回転軸１０に伝達される。

それゆえ、連結モジュール１２０と鉄道車両の車軸１０との間の連結は、レールブレーキの作動時にしか必要とされず、鉄道車両の通常走行形式の最中に、連結モジュール１２０と車軸１０との間での直接的な連結が必要とされることはない（よって通常のローリング摩擦力がモジュール装置により付加的に増大されることはない）。むしろ、連結モジュール１２０と車軸１０との連結は、レールブレーキ作動時に支持体モジュール１１０が降下させられる時点に初めて行われてよい。このことは例えば、少なくとも１つの連結モジュール１２０が、車軸１０自体または車軸と結合された部材に係合する相応の凹部を有していることによって行われてよく、このようにして、鉛直方向の力を車軸１０に伝えることができる、もしくは車軸１０により支持することができるようになっている。

制動時に発生する鉛直方向力を車軸１０に確実に送ることができるようにするために、結合モジュール１３０は相応に安定的に形成されている、すなわち結合モジュール１３０は、連結モジュール１２０と支持体モジュール１１０との間に荷重をかけることのできる結合部を提供している（例えばねじ結合部またはリベット結合部等）。

図２に示すモジュール装置の実施例でも、やはり唯１つの結合モジュール１３０と、唯１つの連結モジュール１２０と、磁石セグメント支持体としての支持体モジュール１１０とが形成されている。図示の実施例では、連結モジュール１２０が支持アームコンソールとして形成されていると共に、結合モジュール１３０はクランクの形態で形成されていて、支持体モジュール１１０と連結モジュール１２０との間の結合部を形成している。

車軸１０に対する連結モジュール１２０の連結は、支持体モジュール１１０に対して側方にずらして行わねばならないため、このことは、ブレーキ動作時に、これに関係する鉛直方向力が、支持体モジュール１１０に対するねじりモーメントを（例えば車両長手方向軸線、すなわちｘ軸線周りに）生ぜしめることにつながる。しかし支持体モジュール１１０のねじれを回避するためには、ねじりモーメント支持手段が必要とされている。例えば、支持体モジュール１１０に取り付けられた図示の軌間保持体１４０が、このようなねじりモーメント支持手段を提供する。これにより、支持体モジュール１１０がブレーキ動作時にｘ軸線や、ｙ軸線またはｚ軸線周りにねじれる恐れはない、ということが保証される。

例えば軌間保持体１４０は、第２のレール上を走行する、対向して位置する各車輪間に設けられた、別の支持体モジュール（図２では見えない）につなげられてもよい。以下でさらに説明するように、このような軌間保持体１４０は、必ずしも設けられているわけではない。

さらに図２に示す実施例は、連結モジュール１２０に取り付けられているか、または連結モジュール１２０の一部であってよい支持アーム１２５を有している。任意には、支持アーム１２５は連結モジュール１２０に統合された構成部材であってもよい。支持アーム１２５は、鉄道車両の車軸１０に対する結合または連結を生ぜしめるように形成されている。支持アーム１２５は、例えば所定の角度範囲で連結モジュール１２０に対して（例えばピンホルダを介して）相対回動可能に支持されていてよい。前記角度範囲の調整を介して、支持体モジュール１１０の最大降下に関する所定の値を確定することが可能になる。最大降下に達すると、支持アームは更なる降下を阻止する（例えばピン結合部の一部を用いた）ストッパに到達する。これにより、支持体モジュール１１０内の磁石セグメントは、レール（図２には図示せず）に対して所定の間隔を保持する、ということが達成される。この場合、前記所定の間隔は、レールブレーキによる効果的なブレーキが可能になるように選択されている。

図３には、別の任意のコンポーネントが示されている。図示の実施例では、モジュール装置が第１の車輪２１と第２の車輪２２との間に形成されている。第１の車輪２１は第１の車軸１１に、第２の車輪２２は第２の車軸１２に取り付けられている。モジュール装置はさらに、２つの連結モジュール１２１，１２２と、２つの結合モジュール１３１，１３２とを有している。第１の連結モジュール１２１と第１の結合モジュール１３１とは、第１の車軸１１に対する支持体モジュール１１０の結合部を提供している。第２の連結モジュール１２２と第２の結合モジュール１３２とは、第２の車軸１２に対する支持体モジュール１１０の結合部を提供している。図３に示す実施例はさらに、第１の作動部材２０１と第２の作動部材２０２とを有しており、これらは例えばブレーキ作動時に支持体モジュール１１０を鉛直方向に降下させるように形成されており、これにより支持体モジュール１１０内の磁石セグメントはレール３０に接近し、かつレール３０の上方で所定の間隔をあけて保持されることになる。

図３に示す実施例はさらに、第１の軌間保持体１４１と第２の軌間保持体１４２とを有しており、これらは支持体モジュール１１０と、反対の側に位置する支持体モジュール（図３には図示せず）との間に結合を生ぜしめている。第１および第２の軌間保持体１４１，１４２は、支持体モジュール１１０と別の支持体モジュールとをブレーキ動作時に位置固定するように保持し、これにより特に任意の回転軸線を中心とした支持体モジュール１１０のねじれが生じ得ないように形成されている。これにより、全ての磁石セグメントがレールに沿って所定の間隔をあけて留まることが達成可能であり、その結果、効果的なブレーキが保証されている。

さらに、図３に示す実施例は、後調整装置１５０を有している。後調整装置１５０は、（例えば走行時間の増加に伴い車輪に生じる）摩耗を補償するように形成されている。既述したように、渦電流式ブレーキの確実な機能形式にとって重要なのは、レールからの磁石の所定の間隔が保持されることである。例えば時間がたつにつれて車輪が摩耗した場合（すなわち車輪の半径が減少した場合）には、レール３０と磁石セグメントとの間のギャップを所定の一定の値に保つために、磁石セグメントはあまり低く降下しないことが望ましい。この後調整は、支持体モジュール１１０が降下時に、損傷を回避するために作動部材２０１，２０２を介して磁石がレール３０に直接には接触しない程度にのみ降下させられるように調整可能な後調整装置１５０により、行うことができる。磁石式レールブレーキの機能に関して、前記所定の間隔はゼロであってもよい。

図４ａ〜図４ｃにはそれぞれ、１つのレール（図示せず）上で移動する第１の車輪２１と第２の車輪２２との間に設けられた支持体モジュール１１０の可能なサスペンションに関する実施例が示されている。第１の車輪２１は第１の車軸１１に、第２の車輪２２は第２の車軸１２に取り付けられている。中心線Ｍは、第１の車軸１１と第２の車軸１２との間の中間位置を示している。

図４に見られるような３つの実施例はそれぞれ、支持体モジュール１１０が中心線Ｍに対して対称的に配置されている（図４ａおよび図４ｂに示す実施例）、または中心線Ｍに対して非対称的に配置されている（図４ｃに示す実施例参照）、という点において相違している。

図４ａに示す実施例では、支持体モジュール１１０は第１の連結モジュール１２１を介して第１の車軸１１に連結可能であり、この場合、第１の連結モジュール１２１は第１の結合モジュール１３１を介して、支持体モジュール１１０に取り付けられている。他方では、支持体モジュール１１０は、第２の結合モジュール１３２と第２の連結モジュール１２２とを介して、第２の車軸１２に連結可能である。第１および第２の結合モジュール１３１，１３２は、鉄道車両の移動方向に関して互いに反対の側で、支持体モジュール１１０に配置されている。図４ａに示す実施例では、支持体モジュール１１０は第１の車輪２１と第２の車輪２２との間で最大限の伸長長さにわたり、中心線Ｍに対して対称的に延在している。

図４ｂに示す実施例では、支持体モジュール１１０は、第１の車輪２１と第２の車輪２２との間のより短い区間にわたって延在している。したがって図４ｂに示す実施例では、第１の連結モジュール１２１と第２の連結モジュール１２２とは例えば同じ長さに形成されているが、図４ａに示した第１の連結モジュール１２１と第２の連結モジュール１２２よりも大きな長さを有している。図４ｂに示す実施例では、支持体モジュール１１０と第１の車輪１１との間に第１の中間スペースＲ１が形成されていると共に、支持体モジュール１１０と第２の車輪２２との間には第２の中間スペースＲ２が形成されている。第１および第２の中間スペースＲ１，Ｒ２は、別のコンポーネント（図示せず）用に利用可能である。

図４ｃに示す実施例では、支持体モジュール１１０は中心軸線Ｍに関して中央には配置されていない。その代わりに支持体モジュール１１０は、第１の車輪２１に向かって移動されている。択一的に、支持体モジュール１１０を第２の車輪２２に向かって移動させることも同様に可能である。この移動は、反対の車輪側でも同様または別様に行われてよい、すなわち鉄道車両の右側では、支持体モジュール１１０は第１の車軸１１に向かって移動されているのに対し、左側では、支持体モジュール１１０は第２の車軸１２に向かって移動されている（またはその逆が行われている）。これに相応して、図４ｃに示す実施例では、第１の連結モジュール１２１は第２の連結モジュール１２２よりも短く形成されている。別の実施例では、このことは逆転している、すなわち第１の連結モジュール１２１が、第２の連結モジュール１２２よりも長く形成されている。

図４に見られるような各実施例では、別の連結モジュール１２１’，１２２’および別の結合モジュール１３１’，１３２’が形成されていることも、任意にやはり可能である。これにより、第１の車軸１１および／または第２の車軸１２に対する支持体要素１１０の両側連結が可能になる、ということが達成される。例えば別の連結モジュール１２１’，１２２’は、反対の側に位置する各車輪間で、第１および／または第２の車軸１１，１２に連結されてよい。

これらの任意の別の連結要素１２１’，１２２’は、図４ａ〜図４ｃでは破線で示されており、択一的または付加的な連結部材として形成されていてもよい。これに相応して図４ａでは任意に、別の第１の連結モジュール１２１’と別の第１の結合モジュール１３１’とが設けられていてよく、これらは車輪外側と車輪内側（他方のレールに面した側）とにおいて、支持体モジュール１１０と第１の車軸１１との間に連結を生ぜしめる。同様に支持体モジュール１１０と第２の車軸１２との間に連結を提供するためには、別の第２の連結モジュール１２２’と別の第２の結合モジュール１３２’とが任意に形成されていてよく、この場合、前記連結は、互いに反対の側に位置する２つの車輪間の車軸区間でも同様に行われる。

このような別の任意の連結手段は、図４ｂおよび図４ｃに示した実施例においても同様に形成可能であり、このことは破線により相応に図示されている。

車軸の両側（すなわち車輪の両側における）連結は、ブレーキ時に支持体モジュールに作用するねじりモーメントが一切ない、または大幅に小さくなる、もしくはねじりモーメントは車軸により直接に吸収され得る、という利点をもたらす。これにより材料中の応力が低下させられると共に、軌間保持体１４０は最早必要とされなくなる、または著しく小さく形成されていてよくなる。

図５ａおよび図５ｂには、モジュール装置をフレームに取付け可能にする、既存の磁石セグメントと別の任意のコンポーネントに関する２つの可能性が示されている。

図５ａに示す実施例では、支持体モジュールは合計８つの磁極を有しており、そのうち４つの第１極部材２１０（例えばＮ極部材）と４つの第２極部材２２０（例えばＳ極部材）とが、互いに交互に配置されている。各極部材は、支持体モジュール１１０の延在方向に沿って交互に配置されている。

図５ｂに示す実施例では、１６の極部材２１０，２２０、つまり８つのＮ極部材と８つのＳ極部材とが、支持体モジュール１１０に沿って交互に配置されている。極または磁石の数は、任意に選択することができる。

図５に示す実施例ではさらに、支持体モジュール１１０がフレーム８０（例えば台車枠）の下側に配置されており、フレーム８０は、ばね弾性的な車輪サスペンション８２を介して鉄道車両の第１の車軸１１と第２の車軸１２とに結合されている様子が示されている。第１の車輪２１はやはり第１の車軸１１に取り付けられており、第２の車輪２２も第２の車軸１２に取り付けられている。同様に、第１の車輪２１と第２の車輪２２とが回転可能にレール３０に配置されている様子も見られる。

図６ａ、図６ｂには、第１の連結モジュール１２１が車輪外側（１つの車軸において互いに反対の側に位置する２つの車輪の外側）または車輪内側（１つの車軸において互いに反対の側に位置する２つの車輪の間）に配置されていてよい、ということが示されている。

この場合、図６ａは、第１の連結モジュール１２１および第２の連結モジュール１２２が、車輪外側において第１の車軸１１および第２の車軸１２に連結されている実施例を示している。図６ｂに示す実施例は、別の第１の連結モジュール１２１’を第１の車軸１１の車輪内側に連結し、別の第２の連結モジュールユニット１２２’を第２の車軸１２の車輪内側に連結する、という可能性を示している。本例では、第１および第２の連結モジュール１２１，１２２は形成されていなくてもよい。

別の実施例では、第１の車軸１１に対する連結が車輪外側で行われるのに対して、第２の車軸１２に対する連結は車輪内側で行われること（またはその逆）も、同様に可能である。

図７には磁力作用の作動形式が具体的に示されており、この場合、装置は図５に見られるような実施例と同じものである。よってここで反復説明は不要である。

図７に示す、高位にある磁石式ブレーキは、ブレーキ動作中は進出させられ、これにより支持体モジュール１１０は、磁石の下部とレール３０との間に所定のギャップ３３が達成されるまで、レール３０に接近することになる。所定のギャップは、例えば５〜９ｍｍの範囲または５〜１５ｍｍの範囲の延在長さを有している。

磁石式ブレーキが作動すると、磁石２１０，２２０により引付け力が生ぜしめられ、この引付け力により、例えば支持体モジュール１１０が強力にレールに向かって引っ張られ、支持体モジュール１１０の曲げを惹起する恐れがある。よって、（例えばエアベローズとして形成された）複数の作動シリンダが設けられており、各作動シリンダが加えられたブレーキ力に応じて対応制御を行うことにより、支持体モジュール１１０とレール３０との間のギャップ３３を可能な限り均一に維持することが必要とされている場合がある。

従来のブレーキ支持体は、重量節減の理由から、かつその鋼材料に基づき曲がってしまっていたため、ギャップを所望のように調節するためには、空圧式に荷重を軽減させるリングベローズが形成されていた。本発明の実施例が提供する利点は、支持体モジュールに曲げが全くまたは僅かにしか生じないように、支持体モジュール１１０もしくは支持体モジュール１１０の材料の横断面を選択することができ、これによりリングベローズを省くことができるにもかかわらず、十分なブレーキ作用と所望のギャップとが生じる点にある。

本発明の基本的な態様は、次のようにまとめることもできる。

統合支持体の機能を３つの主構成群に分けることにより、機能に適した材料および製造方法の選択を行うことができる。３つの主構成群または下位モジュールには、磁石セグメント支持体（自己支持型のセグメント支持体としての支持体モジュール１１０）、山形ねじ締結体（結合モジュール１３０）および鉛直方向力伝達体（支持アームコンソールまたは連結モジュール１２０）が含まれる。これにより、フレキシブルで拡張可能な構成の構想が提供される。

別の有利な構成は、支持アームコンソール１２０が、支持アーム１２５と共に、１つの統合された構成部材として形成可能である、ということに関する。さらに、（結合モジュール１３０の）クランクを内向きまたは外向きに形成することが可能である。この場合、クランク１３０の具体的な構成は、軸箱の位置に応じて行われてよい。さらに別の実施例では、磁石ボックス支持体（支持体モジュール１１０）の一部にのみ、磁石を装備することも可能である。

つまり各実施例は、新型の高速列車の開発における軸重軽減という主傾向を考慮したものである。この場合、例えば渦電流式ブレーキ（ＥＣＢ）は付加的な質量をもたらして、対応する台車（ボギー）の軸重を高めることになる。特に、各個別の渦電流式ブレーキの質量を１つの列車全体に分配することは不可能である。既存の渦電流式ブレーキは、約０．８ｋｇ／ｋＷの重量：出力比（２００ｋｍ／ｈの場合）を有している。分析が示したように、部分的に、０．６ｋｇ／ｋＷ未満の重量：出力比（２００ｋｍ／ｈの場合）を可能にする渦電流コンポーネントの質量が達成可能であることが望ましい。

渦電流式ブレーキフレームの再設計に際して注意すべき点は、取付け用構成空間が不変であることである。この場合、その他のコンポーネントは変更無しで引き継がれる（例えば磁気コイル、ブレーキ力伝達結合部、エアベローズおよび支持フレーム）。

各実施例の別の利点は、新規のフレーム構想が、車軸間隔およびブレーキ装置用のスペースが異なる種々様々なボギーに適用可能である、という点にある。例えば完全に対称的な配置の磁極または部分的に対称的な配置の磁極を用いることができる。

磁気コイルの数は、車軸間に提供可能なスペースに応じて選択され得る。（支持体モジュールの全長は可変に調節可能なので、）最適化された磁極間隔を用いることも、やはり可能である。例えば、各実施例は１つの支持体モジュール１１０に８または１６の磁極または磁気コイルを有している。

さらに、渦電流式ブレーキフレームを台車（ボギー）に、外側保持体および／または内側保持体を用いて取り付けることが可能である。さらに、対称的または非対称的な配置を自由に選択することができる。外側保持体を備える台車の場合には、支持アーム１２５および支持アームコンソール１２０は、車輪の外側に取り付けられる。内側保持体の場合には、支持アーム１２５および支持アームコンソール１２０は、車輪の内側に取り付けられる。

前記説明、各請求項および各図面に開示された本発明の特徴は、本発明の実現のために個別に重要な場合もあるし、任意の組合せにおいて重要な場合もある。

１０ 車軸
２０，２１，２２ 車輪
３０，３１，３２ レール
３３ ギャップ
８０ 台車
８２ ばね弾性的な車輪サスペンション
１１０ 支持体モジュール
１２０，１２１，１２２，・・・ 連結モジュール
１２０’１２１’，１２２’，・・・ 別の連結モジュール
１２５ 支持アーム
１３０，１３１，１３２，・・・ 結合モジュール
１３０’１３１’，１３２’，・・・ 別の結合モジュール
１４０ 軌間保持体
１５０ 後調整装置
２００ 操作部材
２１０ 第１の磁極
２２０ 第２の磁極
Ｍ 隣り合う車軸間の中心線

Claims (16)

1. 鉄道車両の少なくとも１つの車軸にレールブレーキの磁石セグメントを連結するためのモジュール装置であって、以下の特徴、すなわち：
   前記磁石セグメントを支持するための支持体モジュール（１１０）；
   前記鉄道車両の少なくとも１つの車軸またはリフト装置に連結するための少なくとも１つの連結モジュール（１２０）；および
   前記支持体モジュール（１１０）と前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）とを結合するための少なくとも１つの結合モジュール（１３０）を有しており、
   前記支持体モジュール（１１０）と、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）と、前記少なくとも１つの結合モジュール（１３０）とは互いに結合可能であり、これにより前記鉄道車両の前記少なくとも１つの車軸（１０）に対する前記磁石セグメントの連結を生ぜしめることができるようになっており、その結果、前記レールブレーキ作動時に鉛直方向に作用する力を、前記支持体モジュール（１１０）から前記車軸（１０）に伝達することができるようになっている、モジュール装置。
2. 前記鉄道車両は、レール（２０）上で前記鉄道車両をガイドするための少なくとも１つの車輪（３０）を有しており、該少なくとも１つの車輪（３０）は、前記車軸（１０）に取り付けられており、
   前記支持体モジュール（１１０）は、前記鉄道車両への取付け後に前記レール（１０）に対して平行に延在している、細長い伸長部を有しており、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）は、前記車輪（３０）の両側の少なくとも片側において前記車軸（１０）に連結するように形成されている、請求項１記載のモジュール装置。
3. 前記鉄道車両は、２つの車輪（３１）を備える第１の車軸（１１）と、２つの車輪（３２）を備える第２の車軸（１２）とを有しており、前記第１の車軸（１１）と前記第２の車軸（１２）との間にはレールブレーキが形成されており、前記少なくとも１つの結合モジュール（１３０）は、第１の結合モジュール（１３１）と第２の結合モジュール（１３２）とを有しており、これらは前記支持体モジュール（１１０）の互いに反対の側に配置されており、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）は、前記第１の結合モジュール（１３１）を前記第１の車軸（１１）に連結するための第１の連結モジュール（１２１）と、前記第２の結合モジュール（１３２）を前記第２の車軸（１２）に連結するための第２の連結モジュール（１２２）とを有しており、かつ
   前記第１および第２の連結モジュール（１２１，１２２）は、同じまたは異なる長さを有しており、これにより、前記支持体モジュール（１１０）の対称的な保持、または２つの前記車軸のうちの一方へずらされた保持が可能になる、請求項１または２記載のモジュール装置。
4. 前記少なくとも１つの結合モジュール（１３０）は、さらに少なくとも１つの別の結合モジュール（１３０’）を有しており、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）は、少なくとも１つの別の連結モジュール（１２０’）を有しており、これにより前記支持体モジュール（１１０）は前記第１の車軸（１１）または前記第２の車軸（１２）と、間に１つの車輪（３０）が配置されている２つの箇所で連結可能である、請求項３記載のモジュール装置。
5. 前記支持体モジュール（１１０）は、鉛直方向に可動に前記鉄道車両に取付け可能であり、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）は、支持アーム（１２５）を有しており、
   前記支持アーム（１２５）は、前記鉄道車両の前記車軸（１０）に連結し、さらに前記支持体モジュール（１１０）の前記鉛直方向運動を制限するように形成されており、これにより、前記レールブレーキのブレーキ動作中に前記レール（３０）と前記磁石セグメントとの間に所定のギャップ（３３）が維持されるようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載のモジュール装置。
6. 前記支持アーム（１２５）は、前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）に統合された構成部材である、請求項５記載のモジュール装置。
7. 前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）は、前記支持体モジュール（１１０）に対して横方向にずらされて平行に延在しており、前記少なくとも１つの結合モジュール（１３０）は、互いに横方向にずらされた前記支持体モジュール（１１０）と前記少なくとも１つの連結モジュール（１２０）との間に結合を生ぜしめるように形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のモジュール装置。
8. 当該装置はさらに、前記支持体モジュール（１１０）に取り付けられかつねじりモーメント支持部を形成するように構成された、軌間保持モジュール（１４０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のモジュール装置。
9. 前記支持体モジュール（１１０）は、渦電流式ブレーキまたは磁石式レールブレーキの１つまたは複数の磁石を有しており、前記支持体モジュール（１１０）は、前記１つまたは複数の磁石のための保護ボックスを形成している、請求項１から８までのいずれか１項記載のモジュール装置。
10. 前記支持体モジュール（１１０）は、その長手方向延在部に対して垂直な横断面および／または材料を有しており、これにより前記鉄道車両のブレーキ動作中に前記支持体モジュール（１１０）の曲げが抑えられ、その結果、補償シリンダによる補償を必要とすること無しに、ブレーキ動作中も少なくとも１つの前記磁石セグメントと前記レール（３０）との間に均一なギャップ（３３）を維持することができるようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載のモジュール装置。
11. 前記支持体モジュール（１１０）は第１の材料を有しており、前記連結モジュール（１２０）は第２の材料を有しており、前記結合モジュール（１３０）は第３の材料を有しており、前記第１の材料、前記第２の材料および前記第３の材料は、前記支持体モジュール（１１０）、前記連結モジュール（１２０）および前記結合モジュール（１３０）の各機能を満たすように選択されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のモジュール装置。
12. 前記レールブレーキは、磁石式レールブレーキであり、前記リフト装置は、前記磁石式レールブレーキの非作動時に前記支持体モジュール(１１０)を持ち上げるように形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のモジュール装置。
13. 鉄道車両用のレールブレーキの磁石セグメント保持システムであって、前記鉄道車両は、２つの車輪（３１）を備える第１の車軸（１１）と、２つの車輪（３２）を備える第２の車軸（１２）とを有しており、当該システムは、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の第１のモジュール装置を有しており、該第１のモジュール装置は、第１のレール（３１）の上方において前記第１の車軸（１１）と前記第２の車軸（１２）との間で前記鉄道車両に取付け可能であり、かつ
    当該システムは、請求項１から１２までのいずれか１項記載の第２のモジュール装置を有しており、該第２のモジュール装置は、第２のレール（３２）の上方において前記第１の車軸（１１）と前記第２の車軸（１２）との間で前記鉄道車両に取付け可能である、システム。
14. 前記第１のモジュール装置の前記支持体モジュール（１１０）と、前記第２のモジュール装置の前記支持体モジュール（１１０）とは、前記鉄道車両の移動方向に互いにずらされて配置されている、または長さが異なっている、請求項１３記載のシステム。
15. レールブレーキ、特に渦電流式ブレーキまたは磁石式レールブレーキと、磁石セグメントと、請求項１３または１４記載のシステムとを備えた鉄道車両。
16. さらに４つの個別車輪をフリーホイールセットとして有する、請求項１５記載の鉄道車両。

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