CN101855403A - 磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁悬浮列车，其包含由车道支架(2)构成的车道和具有至少一个第一磁系统(7)的运载车体(1)，所述第一磁系统连同安装在所述车道上的定子叠片(4)一起构成长定子直线电机并且在运行时通过小的支承间隙与所述定子叠片(4)保持间隔。根据本发明，第一隔音体(14)在支架(2)上设置在运载车体(1)经过时位于在所述支架(2)和所述磁系统(7)和所述支承间隙之间的空间中。此外，第二隔音体(15)在所述磁系统(7)的远离所述支架(2)的侧面上安装在所述运载车体(1)上。

Description

磁悬浮列车

技术领域

本发明涉及一种在权利要求1前序部分中说明的类型的磁悬浮列车。

背景技术

为了降低在高速磁悬浮列车(400km/h及更高)运行时产生的噪音，已知的是，车道支架在不同位置处设有平面的隔音元件，这些隔音元件例如可以被构造为吸音装置、平板共振器或者空腔共振器等(DE 10111919A1)。车道支架的这种构造方式是基于这样的考虑，即，在运载车体运行中发出的噪声传递至车道支架并且从车道支架释放至周边环境。因而设想，通过利用薄膜或者平板形式的平面隔音元件(其必要时在形成气隙的情况下安装在相应的支架部分之前)覆盖车道支架则可以明显减弱从车道支架发出的声音。然而实际上这种隔音措施并不是特别有效，即使隔音元件安装在支架的上翼缘和/或下翼缘和侧向部分上。

已知的下列隔音措施同样基本上是无效的，这种隔音措施致力于封隔在磁悬浮列车的支承和导引系统中生成的声音，其实现方式是，将运载车体和支架之间的间隙尺寸降至最小并且以迷宫方式构造该间隙(DE20318423U1)。即使限定间隙的元件由具有吸声特性的材料制成，以这种方式也不能获得显著的消音。此外在这种结构中还存在寒冷季节结冰的危险，因此必须安装例如加热丝等这样的附加元件，这样就明显增加了磁悬浮列车的制造和运行成本。最后在运载车体外侧上安装的构件会提高行驶阻力，并且影响运载车体的外观。

发明内容

由此出发，本发明基于这样的技术问题，即，这样地设计前述类型的磁悬浮列车，尽可能阻止声音传递至车道，以及使声音的封隔装置成为多余，并由此比以前更加显著地减少向磁悬浮列车周边环境传播声音。

该问题通过权利要求1特征部分的特征得以解决。

本发明基于这样认识：产生声音的主要原因更多的在于长定子和磁系统之间的相互作用，而在运载车体外部区域中的气体动力是导致产生声音的次要原因。换句话说，高速运行的磁悬浮列车发出的噪声主要发生在位于支承磁体及导引磁体和在支架上与支承磁体及导引磁体配套的构件(也就是定子叠片和侧导轨)之间的空间中。如果根据本发明用具有较高内部摩擦的优选大体积的隔音体来填满该空间，那么在声波到达车道支架或者到达例如位于车道支架和运载车体之间的可能的出口间隙之前，所生成的声能的较大部分已经转化为热量，进而被吸收。因此有效减少了向周边环境输出的噪声。

由从属权利要求得到本发明的其他有利特征。

附图说明

以下结合附图根据实施例进一步说明本发明。附图中：

图1为常见的磁悬浮运载车体的示意性横剖视图，是在车身弓架以及设有长定子的车道的区域中；以及

图2和图3为沿着图1的线II-II剖切的车道的示意性剖视图，是在位于紧靠定子叠片之下的上方区域中，并且没有示出运载车体。

具体实施方式

图1示意性示出磁悬浮运载车体1的横剖视图，该运载车体通常可移动地安装在沿路线纵向延伸的车道上，该车道由钢和/或混凝土制成的支架2组成，这些支架2例如均包含两个侧向部分2a和与这两个侧向部分2a连接的上翼缘2b，车道板3安装在上翼缘2b上。借助于长定子直线电机实现磁悬浮运载车体1的驱动，该长定子直线电机具有固定在上翼缘2b底侧和侧向部分2a之外且在其纵向上顺序排列的定子叠片4。定子叠片4包含交替相继排列的齿和槽(图1未示出)，绕组5嵌入这些齿和槽中，向这些绕组5馈给变幅和变频的三相交流电。通过至少一个具有支承磁体6的第一磁系统7生成长定子直线电机的本来的励磁场，该第一磁系统7利用至少一个侧向的车身弓架8固定在磁悬浮运载车体1上并且具有磁极，这些磁极面对定子叠片4的在图1中向下敞开的槽。磁系统7不仅提供励磁场，而且也满足支承和悬浮的功能，实现方式是，在磁悬浮运载车体1运行期间，在支承磁体6和定子叠片4之间保持预定的支承间隙，例如10mm。

为了控制磁悬浮运载车体1的方向而设置安装在上翼缘2b的外侧上的侧导轨9，侧导轨9与至少一个同样安装在车身弓架8上且充当导引磁体的第二磁系统10对置，第二磁系统10用于在运行期间在其与导轨9之间保持对应于支承间隙的导引间隙。

磁系统7和10分别形成用于“支承”或者“导引”功能的固定在车身弓架8上的模块。显然，通常可以在磁悬浮运载车体1上从侧向并排地且沿行驶方向相继排列地安装多个这种模块。

用于“支承”功能的磁系统7包含具有电串联绕组以及铁芯的相继排列设置的磁极，这些磁极通过未示出的磁极背彼此连接并且借助于同样未示出的磁极侧板和贯穿它们的杆固定在磁系统7的磁体背箱11上。车身弓架8(图1)接合在该磁体背箱11上，车身弓架8与抗弯曲的且具有纵向和横向连接体的底架或者说悬浮框架12连接，设有客舱的磁悬浮运载车体1(图1)的车厢(未示出)支承在该悬浮框架上。

按照相应方式，磁系统10包含磁极，这些磁极由铁芯和配属于铁芯的绕组构成并且与一个共同平面邻接，该平面在本实施例中垂直于与磁系统7的磁极邻接的平面。

磁悬浮运载车体1与其磁系统通常例如通过文献US-PS 4,698,895、DE 3928278A1、DE 3928278A1、PCT WO 97/30504A1和DE 102004056438A1为本领域技术人员所熟知，因而为简单起见通过参引将这些文献公开作为本发明公开的内容。

在所述磁悬浮列车运行中出现的噪声方面，我们假定认为在开槽的定子叠片4和与其对置的支承磁体6之间的区域为主要声源。由此根据本发明建议，该区域尽可能用隔音体包围，以便于在最接近声源处已经获得有效的隔音。

为实现此目的，在根据图1当运载车体1经过支架2时位于第一磁系统7和支架2的相应的侧向部分2a之间的空间中设置第一隔音体14。由图1可以清楚看出，第一隔音体14固定在侧向部分2a的外侧上，并且尽可能延伸直至侧向部分2a的上端部或者由侧向部分2a的上端部与横向延伸的上翼缘2b构成的拐角，从而第一隔音体14可以填满这样的空间，这些空间是在运载车体1经过时一方面位于侧向部分2a的外侧和包括绕组5的定子叠片4之间，以及另一方面位于侧向部分2a的外侧和第一磁系统7之间的空间。

为了更完全地隔音，在运载车体1中安置第二隔音体15。该隔音体15尤其位于第一磁系统7的远离侧向部分2a的外侧上并且尽可能(也就是说只要该区域中的空间状况允许)这样向上和向下延伸，即，隔音体15不仅覆盖支承磁体6而且也充分填满磁体背箱11的位于支承磁体下方的部分。

最后，在目前被认为最好的实施例中还有第三隔音体16，该第三隔音体16尤其设置在第一和第二磁系统6或者10之间的空间中，其中，第三隔音体16与第二隔音体15在其外侧优选局部相重叠。第三隔音体16优选同样安置在磁体背箱11中。

通过第二和第三隔音体15、16实现朝向下方覆盖在磁系统7的远离支架2的侧面上的车道和运载车体1的与支承间隙相邻的组件，并且也附加地朝向下方覆盖了与导引间隙相邻的组件。因而被视为关键的全部声源或者通过本发明隔音体14、15和16和/或通过因结构原因本来已经存在的至少局部同样起隔音效果的部件掩盖。

隔音体14至16一方面被构造为大体积的并且不仅为平面的元件，另一方面由相对所产生的声波具有高内部摩擦的材料制成，因而隔音体14至16是很有效的。在本发明范围内，所说“大体积”应理解为，隔音体14至16的沿声音传播方向测量的厚度应该不低于某个最小值(例如8cm)，其中，10cm至20cm的厚度目前是期望值。此外隔音体14至16应该在与磁系统7、10相邻的关键区域中这样构造，即，隔音体14至16如必要和/或可能的那样填满该区域中结构上可用的体积。通过将在支架2上和在运载车体1中的大体积的隔音体14至16和相对所产生的声波具有高内部摩擦的材料按照本发明组合，而使得在隔音体14至16中声音的较大部分被转化为热，从而将其有效地吸收或者消除。

此外，图1示出：隔音体15、16可以安置在本来存在的、内部几乎中空的、由车身弓架8支承的磁体背箱11中并且可以向外由普通的护板件17覆盖。因而隔音体15、16既不会影响运载车体1和/或支架2的整体视觉印象也不会影响运载车体1的行驶阻力。此外图1还示出：支架2至少可以在这里的右侧上设置线路保持部18(图中示意表示)，该保持部18用于将电能从车道按照感应方式传递至运载车体1并且与设置在运载车体1中的接收线圈(未示出)协同工作。如图1所示，第一隔音体14优选设置在保持部18上方全部的可用空间中。

多孔的塑料或者泡沫材料特别适于作为隔音体14至16的材料，其中，内部摩擦的最优化可以依据所产生的声波的频率(该频率是在个别情况下存在的且通过测量来确定的)来实施。此外适当的是，针对固定在支架2上的隔音体14应用耐气候并且使用寿命较长的材料。此外隔音体14在需要时可以由坚固厚重的材料制成，原因在于，其重量因固定在支架2上而是不很重要的。而隔音体15和16则优选由具有最佳缓冲或者吸收特性的材料制成，即使这会减少使用寿命。对此，出发点是，位于运载车体1中的隔音体15、16在通常维护工作期间需要时是易于更换的，而沿着整个车道更新隔音体14则可能会产生较大成本。因为隔音体15和16会增加运载车体的重量，所以其还应该由尽可能轻的材料制成。

图2和图3以示意性剖视图和仰视图示出支架2的侧向部分2a和在实施例中安装在车道两侧的定子叠片4和绕组5之间的距离。在直线的车道部分(图2)中，侧向部分2a和定子叠片4之间的距离始终保持不变，而在弯曲的车道部分(图3)中，该距离与曲率半径有关地确定。因此，车道支架2具有例如大约9m至25m的相对较长的长度并且通常仅轻微或者完全不弯曲，支架2的侧向部分2a构造为多边形导线形式(Polygonzug)并且仅支架2的包括上翼缘2b的运载车体平台(Fahrzeugtisch)根据路线半径来设计。因此沿支架长度方向观察产生了不同大小的自由空间，其中，这种差异随着曲率半径的减少而增大。本发明建议，第一隔音体14仅安装在车道的这样一些位置处，在该位置，在侧向部分2a和定子叠片4/绕组5之间存在足够大的自由空间19(图2)或者20、21(图3)。而在间距非常小、故而只存在有很小宽度的自由空间22的那些位置，则适宜完全省略隔音体14，这是因为，隔音体14在这些位置由于其厚度小，所以反正基本上是不起作用的。结果，沿行驶方向观察支架2优选不连续地设有隔音体14而是仅分段地设有隔音体14，然而这对于隔音特性仅产生轻微影响。

本发明并不局限于所述实施例，所述实施例能够以多种方式进行变化。对于第二和第三隔音体15和16的位置和形状，尤其如此。或者，它们也可以连接成一体式的主体和/或一体式地制成为整体。此外与图1不同，不需要第一隔音体14总是使用全部可用的空间，只要其厚度足以实现所期望的吸音效果即可。另外，为了限制安装成本适宜的是，将第一隔音体14仅设置在那些真正期望或者需要所述类型的隔音的车道部分中。此外，根据实施例描述的支架2以及基本对称地设置在其两侧上的驱动和/或导引元件4、5和7或者9、10可以按照不同方式设计和/或仅居中设置在车道的中间部分中。相应地，运载车体1在具有磁系统6和10的区域中可以按照不同于图1所示的方式构造。此外，在所有所述情况下应当注意，第一隔音体14不允许比下述情况更厚地构成，即，在考虑到各种可能公差的情况下以避免运载车体1与隔音体14接触。另外，通常有多个第一和第二磁系统6、10相继排列地设置在运载车体1中，在这种情况下适宜对应于上述方式设计所有这些磁系统。最后可以理解的是，这些不同特征也可以应用于与所描述和所图示方式不同的组合之中。

Claims (10)

1.一种磁悬浮列车，其具有：车道，所述车道包含沿行驶方向相继排列设置且设有定子叠片(4)的多个支架(2)；至少一个运载车体(1)，所述运载车体包含至少一个第一磁系统(7)，所述第一磁系统连同所述定子叠片(4)构成一个长定子直线电机并且在运载车体(1)运行时通过导致所述运载车体处于悬浮状态的支承间隙与所述定子叠片(4)保持间隔；以及安装在所述支架(2)上的第一隔音元件，

其特征在于，

所述第一隔音元件包括大体积的隔音体(14)，这些隔音体这样设置在支架(2)上，即，在运载车体(1)经过时这些隔音体位于在所述支架(2)和所述第一磁系统(7)和所述支承间隙之间的空间中，并且，在所述运载车体(1)上安装有在所述磁系统(7)的远离所述支架(2)的侧面上相应构造的第二隔音体(15)。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述支架(2)设有垂直于所述定子叠片(4)布置的侧导轨(9)，所述运载车体(1)具有与这些侧导轨(9)协同工作的且与之形成一导引间隙的至少一个第二磁系统(10)，并且在位于所述第二磁系统(10)和所述导引间隙下方的空间中设置第三隔音体(16)。

3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第二和第三隔音体(15、16)安置在由所述运载车体(1)的车身弓架(8)支承的磁体背箱(11)中。

4.根据权利要求1至3之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第二和第三隔音体(15、16)向外由护板件(17)所覆盖。

5.根据权利要求1至4之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第一隔音体(14)伸入到所述定子叠片(4)和所述支架(2)之间的空间内。

6.根据权利要求1至5之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述支架(2)在所述车道的弯道中仅在支架(2)和定子叠片(4)之间存在足够大的自由空间(20、21)的地方设有第一隔音体(14)。

7.根据权利要求2至6之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第三隔音体(16)设置在第一和第二磁系统(7、10)之间的空间中。

8.根据权利要求1至7之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第二和第三隔音体(15、16)填满两个磁系统(7、10)之间全部的可用体积。

9.根据权利要求1至8之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述隔音体(14至16)由内部摩擦高的材料制成。

10.根据权利要求1至9之一所述的磁悬浮列车，其特征在于，所述第一隔音体(14)仅设置在所述车道的那些期望或者需要消音的部分中。

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