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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der
Herstellung und/oder der Montage von elektrischen Leitern, insbesondere
von Industriekabeln.
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Im
Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verarbeitungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, eine Vorrichtung, insbesondere eine Montagevorrichtung,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10 sowie ein Verfahren zum Verarbeiten mindestens
eines für mindestens
einen Linearmotor vorgesehenen, mindestens eine elektrische Leitung
aufweisenden elektrischen Leiters, insbesondere mindestens eines
Wanderfeldleiters, zum Beispiel mindestens eines Wicklungsstrangs.
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Beispielsweise
betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung und Verlegung
des Wicklungsstrangs eines Linearmotors.
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Ein
Linearmotor oder Wandermotor ist ein elektrischer Antriebsmotor,
der beispielsweise als berührungsfreier
Antrieb einer Magnetschwebebahn eingesetzt wird.
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Bei
einer derartigen Magnetschwebebahn sind die Wicklungsstränge oder
Kabelwicklungen des Linearmotors im Fahrweg installiert. Wird in
die Wicklungsstränge
Strom eingespeist, so entsteht ein magnetisches Wanderfeld, von
dem das Fahrzeug berührungsfrei
mitgezogen wird.
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Elektrische
Leitungen für
die Wechselstromwicklung eines Linearmotors sind beispielsweise
aus der Druckschrift
DE
196 38 603 A1 oder aus der Druckschrift
DE 196 44 870 A1 bekannt.
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Eine
Vorrichtung zum Verbinden des elektrisch leitfähigen Mantels einer in die
Nuten des Induktors eines Linearmotors eingelegten elektrischen Leitung
mit einem Erdleiter ist in der Druckschrift WO 97/16881 A1 offenbart.
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Ferner
sind mehrere Systeme für
die Herstellung und Verlegung der Wicklungsstränge eines Linearmotors bekannt.
So existieren bereits Ver fahren und Vorrichtungen
- – für die Montage
von vorgefertigten dreiphasigen Wicklungen direkt auf der Baustelle
sowie
- – für die Herstellung
und Montage von einphasigen Wicklungen direkt auf der Baustelle.
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Bei
den bekannten Systemen ist in der Regel zumindest ein Teil der Aktivitäten unter
Baustellenbedingungen durchzuführen.
Folglich sind die bekannten Systeme für die Herstellung und Verlegung
der Kabelwicklungen von Linearmotoren mit allen qualitativen Nachteilen
eines Baustellenprozesses behaftet.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer dreiphasigen Wechselstromwicklung
für einen
Linearmotor, bei dem die Wicklungsstränge weitestgehend werkseitig
herstellbar sind, ist aus der Druckschrift
EP 1 542 341 A1 bekannt.
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Bei
diesem bekannten Verfahren erfolgt jedoch nur die Wicklung, nicht
aber die Verlegung der Wicklungsstränge werkseitig; vielmehr werden
die Wicklungsstränge
direkt auf der Baustelle bzw. am Montageort der Fahrstrecke in den
Stator eingebracht.
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Ferner
ist aus der Druckschrift
DE
103 46 105 A1 ein Verfahren zum Aufbau einer Fahrstrecke für ein durch
einen elektrischen Linearmotor antreibbares Magnetschwebefahrzeug
bekannt.
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Bei
diesem bekannten Verfahren werden Einheiten, die jeweils aus Teilstücken des
Trägers
mit daran angebrachtem Stator einschließlich zugehöriger Wicklungsstränge bestehen,
werkseitig vorgefertigt und am Montageort mittels Steckverbindungen zur
Fahrstrecke zusammengesetzt.
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Ferner
ist die Vorfertigung bzw. die Ausrüstung von Fahrwegträgern mit
nach Art einer Langstatorwicklung (= long stator winding = LSW)
geformten elektrischen Leitern unter Werkstattbedingungen bekannt.
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Die
bekannten Systeme können
jedoch die spezifizierten Systemanforderungen eines Linearmotorantriebs
nicht vollständig
erfüllen;
insbesondere können
durch unterschiedliche Abstände
der Wickelköpfe
gegenüber
dem Stator bei herkömmlichen
Systemen Asymmetrien des dreiphasigen Systems verursacht werden.
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Da
aufgrund der räumlichen
Ausbildung der in den Nuten des Stators angeordneten Erregerwicklung
die Entfernung der einzelnen Phasen zum Statorkern unterschiedlich
ausfällt,
ergeben sich Asymmetrien.
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Aufgrund
der physikalischen Notwendigkeit, dass die Wicklungen jeder Phase
aneinander vorbei geführt
werden, liegen die einzelnen Wicklungsstränge in unterschiedlichen räumlichen
Lagen zueinander.
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Durch
die lokalen Asymmetrien im dreiphasigen Synchronmotor bei systembedingter
unterschiedlicher räumlicher
Verlegung werden unterschiedliche Stromfelder und Spannungsunterschiede in
den einzelnen Phasen des Linearmotors erzeugt; diese ungleichmäßigen Stromfelder
und Spannungen erzeugen Verluste im Antriebssystem.
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Die
bekannten Verfahren zur Herstellung von dreiphasigen Wicklungen
für einen
Linearmotor bieten also keine wirtschaftliche Lösung zum Ausgleich der ungleichmäßigen Feldausbildung
der drei einzelnen Phasen.
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Ein
weiterer Nachteil bei der kontinuierlich verlegten dreiphasigen
Wicklung gemäß dem Stand der
Technik ist die physikalische Notwendigkeit, über die Trägerübergänge 66 hinaus einen
Dehnspalt 66n vorzusehen (vgl. 5A und 5B).
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Dies
bedeutet eine Diskontinuität
des Langstators, die sich aus dem Wegfall eines Statorzahns jeweils
am Trägerübergang 66 ergibt.
Aus Kontinuitätsgründen kann
eine mit den bekannten Methoden hergestellte Wicklung des elektrischen Leiters
nicht unterbrochen werden; deshalb wird der elektrische Leiter gemäß dem Stand
der Technik durch diesen Spalt 66n im freien Raum verlegt.
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Es
sind lediglich umfangreiche planerische Schritte oder Diskontinuitätsmethoden
bekannt, mittels derer verhindert werden kann, dass ein unterer Wicklungsstrang
oder eine untere Lage UL der Motorwicklung 40 in der freien
Nut 66n liegt.
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In
der Praxis wird diese Diskontinuität jedoch trotz entsprechender
Berechnungen nicht immer umgesetzt; deshalb werden die Endstatorpakete
der benachbarten Träger 60 in
der Regel nachträglich
gegeneinander ausgetauscht.
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Der
mittlere Wicklungsstrang bzw, die mittlere Lage ML sowie der obere
Wicklungsstrang bzw. die obere Lage UL der dreiphasigen Wicklung
wird bzw. werden gemäß dem Stand
der Technik immer durch den Dehnspalt 66n im freien Raum verlegt; deshalb
können
diese beiden Lagen ML, UL, insbesondere die mittlere Lage ML, nicht
dauerhaft lagestabil verlegt werden.
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Vielmehr
muss gemäß dem Stand
der Technik zumindest der mittlere Wicklungsstrang bzw. die mittlere
Lage ML mit entsprechendem zusätzlichem Aufwand
mittels Kabelbinder zusätzlich
befestigt werden. Mittels des Kabelbinders kann jedoch keine dauerhafte
Verbindung erreicht werden, so dass eine aufwändige Instandhaltung notwendig
ist.
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Ferner
sind die Material- und Energiekosten bei der Herstellung und Montage
der Wicklungsstränge
bei bekannten Systemen hoch.
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Darstellung der vorliegenden
Erfindung: Aufgabe, Lösung,
Vorteile
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Ausgehend
von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten
sowie unter Würdigung
des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Verarbeitungseinrichtung der eingangs
genannten Art, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie
ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln,
dass die Verarbeitung, die Beförderung
und/oder die Ausrüstung
des elektrischen Leiters besonders effizient, kostengünstig und
präzise durchgeführt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Verarbeitungseinrichtung mit den im Anspruch
1 angegebenen Merkmalen, durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch
10 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch
14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden
Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
vorliegende Erfindung basiert grundsätzlich darauf, dass der elektrische
Leiter von mindestens einer Verarbeitungseinrichtung
- – geregelt
zur Verfügung
gestellt wird, insbesondere aus mindestens einem Vorrat entnommen wird,
beispielsweise von mindestens einer Trommel abgezogen wird, und/oder
- – kontrolliert
geformt, insbesondere als mindestens eine L[ang]S[tator]W[icklung]
ausgerichtet und/oder gebogen und/oder gekröpft und/oder gewickelt, wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet,
das Zurverfügungstellen des
ungeformten elektrischen Leiters mittels mindestens eines Kontrollsystems,
insbesondere mittels mindestens eines computergestützten integrierten Managementsystems
(IMS), zu regulieren. Die Verarbeitungseinrichtung ist also vorzugsweise
automatisch in der Lage die geforderte Menge ungebogenen elektrischen
Leiters vor und/oder während
und/oder nach dem Formungsprozess zu liefern.
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Des
Weiteren formt die Verarbeitungseinrichtung optionalerweise den
elektrischen Leiter gemäß den Vorgaben
des Kontrollsystems, insbesondere in einem Biege- und/oder Kröpfprozess.
Das Kontrollsystem kann zu diesem Zweck zum Erfassen und/oder zum
Ermitteln von für
das Verarbeiten des elektrischen Leiters relevanten Daten und/oder
Informationen ausgelegt sein.
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Auf
diese Weise kann die Verarbeitungseinrichtung die Formung des vorzugsweise
mäanderförmig gewickelten
elektrischen Leiters, insbesondere die Anzahl der zu formenden Mäander, regulieren; insbesondere
ist die Verarbeitungseinrichtung in der Lage, vorzugsweise automatisch
die geforderte Anzahl der Mäander
zu liefern.
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Die
Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise als einphasige und/oder
dreiphasige Anlage, etwa zum einphasigen und/oder zum dreiphasigen Wickeln
des elektrischen Leiters, ausgelegt sein.
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Beim
dreiphasigen Wickeln wird beispielsweise
- – mindestens
eine erste Phase, etwa mindestens eine untere Lage,
- – mindestens
eine zweite Phase, etwa mindestens eine mittlere Lage, und
- – mindestens
eine dritte Phase, etwa mindestens eine obere Lage,
geformt;
insbesondere ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet,
den elektrischen Leiter nach Art einer L[ang]S[tator]W[icklung]
zu formen.
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Ferner
ist die Verarbeitungseinrichtung vorteilhafterweise dazu ausgebildet,
den elektrische Leiter nach Abschluss des Formungsprozesses abschnittsweise
zu unterteilen, insbesondere in Abschnitten vorgegebener Länge vom
Vorrat abzutrennen, beispielsweise abzuschneiden.
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Hierdurch
wird eine Einzelträgerverlegung des
elektrischen Leiters und somit eine stabile Verlegung des elektrischen
Leiters am Trägerübergang
ermöglicht.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es also nicht erforderlich,
den elektrischen Leiter im freien Raum durch einen Dehnspalt zu
verlegen.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Verarbeitungseinrichtung durch
mindestens eine Fläche,
insbesondere durch ein Dach, vor externen Einflüssen, insbesondere vor Witterungseinflüssen, geschützt.
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Dabei
kann sich die Verarbeitungseinrichtung in einer Halle, zum Beispiel
in einer Trägerausrüstungshalle,
befinden. Dies bietet den Vorteil, dass die Ausrüstung des Trägers mit
dem elektrischen Leiter, insbesondere die Herstellung und Verlegung
des elektrischen Leiters, nicht durch Baustellenprozesse beeinträchtigt wird.
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Vorteilhafterweise
ist die Verarbeitungseinrichtung in Querrichtung zur Achse mindestens
eines mit dem elektrischen Leiter auszurüstenden Trägers, insbesondere mindestens
eines Stators des Linearmotors, zum Beispiel mindestens eines vorwiegend Stahl
und/oder Beton aufweisenden Fahrbahnträgers oder Fahrwegträgers einer
Magnetschwebebahn, be wegbar, insbesondere verfahrbar. Hierdurch
wird das kontrollierte Formen des elektrischen Leiters erleichtert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verarbeitungseinrichtung
dazu ausgelegt, die Formung des elektrischen Leiters unabhängig von
der räumlichen
Orientierung der Verarbeitungseinrichtung durchzuführen.
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Vorzugsweise
kann die (einphasige und/oder dreiphasige) Wicklung des elektrischen
Leiters beispielsweise in Gebrauchslage und/oder in Überkopflage
und/oder in Seitenlage hergestellt und/oder übergeben werden, was insbesondere
dadurch ermöglicht
wird, dass die Verarbeitungseinrichtung aufgrund ihrer Installation
und Ausgestaltung in einer Halle nicht fahrweggebunden ist.
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Beispielsweise
kann im Falle eines Konzeptes mit Fertigung von Einzelphasen auf
Vorrat die Aufnahmeeinrichtung um neunzig Grad schwenkbar gestaltet
werden, um Platz für
mehrere Einzelphasen zu schaffen, bevor diese Einzelphasen in der
Gebrauchs- oder Überkopflage
eingedrückt
werden.
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Unabhängig hiervon
oder in Verbindung hiermit kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der
vorliegenden Erfindung die Form des geformten elektrischen Leiters
mittels mindestens eines Stabilisierungsmittels stabilisiert werden.
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Beispielsweise
kann während
oder nach Abschluss des Formungsprozesses, insbesondere während oder
nach Abschluss der Wicklungsfertigung, von der Verarbeitungseinrichtung
das Stabilisierungsmittel als Hilfsmittel zur Verbesserung der Formstabilität des vorzugsweise
mäanderförmig gewickelten
elektrischen Leiters verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren mindestens eine Aufnahmeeinrichtung
zum Aufnehmen, insbesondere mindestens eine Fördereinrichtung zum Befördern, des
durch eine Verarbeitungseinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten Art
zur Verfügung
gestellten und/oder geformten elektrischen Leiters.
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Die
Aufnahmeeinrichtung steht zweckmäßigerweise
mit der Verarbeitungseinrichtung in Verbindung, insbesondere kann
die Aufnahmeeinrichtung mit der Verarbeitungseinrichtung verkettet
werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet den elektrischen
Leiter, insbesondere nach Abschluss des Formungsprozesses, an die
Aufnahmeeinrichtung zu übergeben. Hierbei
ist die Aufnahmeeinrichtung vorzugsweise dazu ausgelegt, den elektrischen
Leiter unabhängig von
der räumlichen
Orientierung der Aufnahmeeinrichtung aufzunehmen.
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Beispielsweise
kann die Aufnahmeeinrichtung den elektrischen Leiter, insbesondere
die Wicklung, in Gebrauchslage und/oder in Überkopflage und/oder in Seitenlage
aufnehmen. Der durch die Aufnahmeeinrichtung ermöglichte Transport des, insbesondere
geformten, elektrischen Leiters erfolgt zweckdienlicherweise nach
Abschluss des Formungsprozesses, insbesondere nach Abschluss der Wicklungsfertigung.
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Unabhängig hiervon
oder in Verbindung hiermit ist die Aufnahmeeinrichtung vorteilhafterweise dazu
ausgelegt, sich um ihre eigene Achse zu drehen, um so beispielsweise
eine gewünschte
Stellung für
die Anbringung, insbesondere für
die Montage, des elektrischen Leiters einzunehmen.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Aufnahmeeinrichtung durch mindestens
eine Fläche,
insbesondere durch ein Dach, vor externen Einflüssen, insbesondere vor Witterungseinflüssen, geschützt.
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Dabei
kann sich die Aufnahmeeinrichtung in einer Halle, zum Beispiel in
der Trägerausrüstungshalle,
befinden. Dies bietet den Vorteil, dass die Ausrüstung des Trägers mit
dem elektrischen Leiter, insbesondere die Herstellung und Verlegung
des elektrischen Leiters, nicht durch Baustellenprozesse beeinträchtigt wird.
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Die
Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise auf dem Boden, insbesondere
auf dem Hallenboden, angeordnet sein.
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Des
Weiteren kann die Aufnahmeeinrichtung an dem auszurüstenden
Träger
angeordnet sein, beispielsweise kann sich die Aufnahmeeinrichtung
auf den auszurüstenden
Träger
stützen.
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Ferner
kann die Aufnahmeeinrichtung aber auch an der sie vor externen Einflüssen schützenden Fläche angeordnet
sein, insbesondere kann die Aufnahmeeinrichtung an der Hallenkonstruktion
hängen.
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Vorteilhafterweise
ist die Aufnahmeeinrichtung in Längsrichtung
zur Achse des auszurüstenden Trägers bewegbar,
insbesondere verfahrbar. Hierdurch kann der geformte elektrische
Leiter zum Träger
transportiert werden. Dabei kann die Aufnahmeeinrichtung beispielsweise
als Förderband,
als Zugeinrichtung, als Kette oder anderweitig ausgebildet sein.
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Die
Aufnahmeeinrichtung kann aus einem Stück oder modular aufgebaut sein.
Des Weiteren kann die Aufnahmeeinrichtung mindestens einen eigenen
Antrieb aufweisen und beispielsweise dazu ausgelegt sein, den Vortrieb
zu sichern.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung mindestens eine Ausrüstungseinrichtung,
insbesondere mindestens eine Verlegeeinheit, beispielsweise mindestens
eine Eindruckeinrichtung, zur Anbringung des elektrischen Leiters,
insbesondere nach Abschluss des Formungsprozesses, an und/oder in
den Träger.
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Die
Ausrüstungseinrichtung
steht zweckmäßigerweise
mit der Aufnahmeeinrichtung in Verbindung, insbesondere kann die
Ausrüstungseinrichtung
mit der Aufnahmeeinrichtung verkettet werden. Vorteilhafterweise
ist die Aufnahmeeinrichtung dazu ausgebildet, den elektrischen Leiter,
insbesondere an der gewünschten
Montagestelle, an die Ausrüstungseinrichtung
zu übergeben.
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Unabhängig hiervon
oder in Verbindung hiermit kann die Ausrüstungseinrichtung dazu ausgebildet
sein, den elektrischen Leiter nach Abschluss des Anbringens des
elektrischen Leiters an den Träger und/oder
im Träger
abschnittsweise zu unterteilen, insbesondere in Abschnitten vorgegebener
Länge vom
Vorrat abzutrennen, beispielsweise abzuschneiden.
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Vorteilhafterweise
ist die Ausrüstungseinrichtung
zum Verschalten, insbesondere zum Verbinden oder zum Verketten,
beispielsweise zum Vermuffen, der jeweiligen Phasen der Abschnitte
des elektrischen Leiters ausgebildet.
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Hierbei
können
zweckmäßigerweise
mindestens zwei der jeweiligen Phasen der Abschnitte des elektrischen
Leiters alternierend oder vertauscht, insbesondere über Kreuz,
verschaltet werden, so dass der zusammengesetzte elektrische Leiter
die drei Phasen (= L[ower]L[ayer], M[iddle]L[ayer], U[pper]L[ayer])
in gleichen Anteilen aufweist; insbesondere wird die Langstatorwicklung
vorzugsweise
- – zu etwa einem Drittel in
Art der ersten Phase (L[ower]L[ayer]),
- – zu
etwa einem Drittel in Art der zweiten Phase (M[iddle]L[ayer]) und
- – zu
etwa einem Drittel in Art der dritten Phase (U[pper]L[ayer])
gewickelt.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung löst
das vorstehend beschriebene Problem der ungleichmäßigen Feldausbildung
der drei einzelnen Phasen durch die vorteilhafte Option eines planmäßigen beliebigen
Lagentauschs der Phasen. Dies kann bei dieser vorteilhaften Ausführungsform
ohne jeglichen zusätzlichen
Aufwand erreicht werden.
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Durch
diese vorteilhafte Option eines planmäßigen beliebigen Lagentauschs
der Phasen können
alle Phasen im Verlauf eines Abschnitts des Linearmotors zu je einem
Drittel der Linearmotorabschnittslänge in der unteren Lage, in
der mittleren Lage und in der oberen Lage verlegt und somit die Asymmetrien
der dreiphasigen Wicklung ausgeglichen werden.
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Die
Auflösung
der Kontinuitätsbedingung
der Wicklungsphasen erlaubt also an planmäßiger Stelle die Realisierung
des Phasentausches und somit den Ausgleich von Asymmetrien.
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Zur
Vermeidung von
- – durch leichte Ungenauigkeiten
in der Verlegung und/oder
- – durch
Formhaltigkeit des dreiphasigen elektrischen Leiters
bedingten
Spannungsunterschieden kann mindestens ein isolierendes Material,
beispielsweise mindestens ein isolierendes Klebestück, an die
Kontaktstellen der jeweiligen Phasen des elektrischen Leiters appliziert
werden.
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Die
Applikation des isolierenden Materials, insbesondere des isolierenden
Klebestücks,
erfolgt vorteilhafterweise automatisch mittels des Kontroll systems.
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Ferner
kann das isolierende Material, insbesondere das isolierende Klebestück, auch
als Stabilisierungsmittel dienen, also eine stabilisierende Funktion
für mehrere
Anwendungsfälle übernehmen.
Dies ermöglicht
beispielsweise die Realisierung einer vorgefertigten formstabilen
dreiphasigen L[ang]S[tator]W[icklung], die in einem Arbeitsgang
in Statorpakete des Trägers
eingelegt werden kann.
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Als
Vorteile ergeben sich hieraus kürzere Verlegezeiten,
kompaktere Lagermöglichkeiten,
beispielsweise die Lagerung einer dreiphasigen LSW anstelle dreier
getrennter LSW, sowie eine erleichterte Logistik.
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Ferner
kann die Stabilität
der Wickelköpfe
im eingelegten Zustand während
des Betriebs erhöht und
somit die Gefahr verringert werden, dass über die Zeit die Formstabilität der einzelnen
Wickelköpfe zu
einer Freiraumverletzung führt.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Träger mit einfach geformtem elektrischem
Leiter und/oder mit mehrfach geformtem elektrischem Leiter ausgerüstet werden.
Vorzugsweise ist die Ausrüstungseinrichtung
dazu ausgelegt, sowohl Einzelmäander
als auch mehrere Mäander
gleichzeitig in den Träger
einzudrucken.
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Durch
die räumliche
Ausgestaltungsmöglichkeit,
beispielsweise in einer Halle, ist es also bei einer vorteilhaften
Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung möglich, mehrere Statorpakete
in einem Prozessschritt zu belegen. Die Vorgehensweise gemäß dem Stand
der Technik ist hingegen auf die Ausrüstung eines Statorpakets limitiert.
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Optionalerweise
kann die Ausrüstungseinrichtung
gemäß der vorliegen den
Erfindung mindestens einen Antrieb aufweisen und beispielsweise dazu
ausgelegt sein, den Vortrieb zu sichern. Diese vorteilhafte Ausgestaltungsform
der vorliegenden Erfindung wird
- – durch
zur Verfügung
stehende ausreichende Räumlichkeiten,
beispielsweise in einer Halle, und/oder
- – durch
zur Verfügung
stehenden Medien, beispielsweise durch das Kontrollsystem,
ermöglicht.
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Das
Ausrüsten
des Trägers,
insbesondere der Eindrückprozess,
kann beispielsweise mittels mindestens einer mechanischen Vorrichtung,
etwa mittels mindestens eines Gummirads und/oder mittels mindestens
eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders, in jeweils optimaler
Weise ausgeführt
werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Ausrüstungseinrichtung
durch mindestens eine Fläche,
insbesondere durch ein Dach, vor externen Einflüssen, insbesondere vor Witterungseinflüssen, geschützt.
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Dabei
kann sich die Ausrüstungseinrichtung in
einer Halle, zum Beispiel in der Trägerausrüstungshalle, befinden. Dies
bietet den Vorteil, dass die Ausrüstung des Trägers mit
dem elektrischen Leiter, insbesondere die Verlegung des elektrischen
Leiters, nicht durch Baustellenprozesse beeinträchtigt wird.
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Die
Ausrüstungseinrichtung
kann beispielsweise auf dem Boden, insbesondere auf dem Hallenboden,
angeordnet sein. Des Weiteren kann die Ausrüstungseinrichtung an dem auszurüstenden
Träger angeordnet
sein, beispielsweise kann sich die Ausrüstungseinrichtung auf den auszurüstenden
Träger stützen.
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Durch
die stationäre
Ausrüstung
des Trägers in
der Halle kann der Träger
in der jeweils vorteilhafteren Gebrauchslage oder Überkopflage
ausgerüstet werden.
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Ferner
kann die Aufnahmeeinrichtung die Mäander durch die räumlichen
Ausgestaltungsmöglichkeiten
in einer Halle konzeptabhängig
in Gebrauchslage und/oder in Überkopflage übernehmen und
in Kombination mit der Ausrüstungseinrichtung im
Träger
verlegen.
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Durch
die räumlichen
Ausgestaltungsmöglichkeiten
in einer Halle und durch die uneingeschränkte Wahl von Antriebsmedien,
wie etwa Hydraulikaggregate, Pressluft und/oder Strom, kann sich
also die Orientierung der Ausrüstungseinrichtung
am auszurüstenden
Träger
orientieren, und gleichzeitig kann die Ausrüstungseinrichtung unabhängig von
der Lage des Trägers
an Aufhängungen bzw.
auf Fahrgestellen verfahren werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ausrüstungseinrichtung
somit dazu ausgelegt, das ausrüsten
des Trägers
mit dem elektrischen Leiter unabhängig von der räumlichen
Orientierung der Ausrüstungseinrichtung
durchzuführen.
Vorzugsweise kann die Ausrüstungseinrichtung
beispielsweise in Gebrauchslage und/oder in Überkopflage und/oder in Seitenlage
arbeiten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist die Vorrichtung mehrere Funktionsteile auf, nämlich mindestens
eine Verarbeitungseinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten
Art, mindestens eine Aufnahmeeinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten
Art und mindestens eine Ausrüstungseinrichtung gemäß der vorstehend
dargelegten Art.
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Die
Verarbeitungseinrichtung, die Aufnahmeeinrichtung, die Ausrüstungseinrichtung,
die Vorrichtung sowie das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
bieten den Vorteil, dass alle Anforderungen zur Ausgestaltung eines
Linearmotorantriebs, insbesondere eines dreiphasigen und/oder synchronen
Linearmotors, flexibel erfüllt
werden können. Hierbei
ist ein besonderer Vorteil, dass Asymmetrien eines dreiphasigen
synchronen Linearmotors ausgeglichen werden können.
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Insbesondere
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung die System-Anforderungen
erfüllt,
die von den Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, nicht
erfüllt
werden.
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So
können
gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung, beispielsweise durch unterschiedliche
Abstände
der Wickelköpfe gegenüber dem
Stator verursachte Asymmetrien eines dreiphasigen Systems ausgeglichen
werden.
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Die
vorliegende Erfindung bietet des Weiteren den Vorteil, dass optionalerweise
eine datenverarbeitungstechnisch gesteuerte, insbesondere automatisierte,
Verarbeitung und/oder Aufnahme und/oder Ausrüstung, insbesondere Herstellung
und Montage, des elektrischen Leiters, insbesondere der Wicklungsstränge, zum
Beispiel
- – im
Falle der reduzierten Antriebsleistung auf Beharrungsstreckenabschnitten
zur Verringerung der Material und Energiekosten und/oder
- – im
Falle der reduzierten Antriebsleistung und Kurzschlusswicklung im
Bereich von Stationen, etwa von Bahnhöfen, der Magnetschwebebahn,
realisiert
werden kann.
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Zur
Bereitstellung einer verminderten Antriebsleistung des Linearmotors
kann gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform
der Verarbeitungseinrichtung der vorliegenden Erfindung sowie gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung der elektrische Leiter
bereichsweise, insbesondere auf entsprechend anteiliger Länge, ungeformt,
beispielsweise ungewickelt, zur Verfügung gestellt werden.
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Eine
automatisierte Herstellung von Sonderantriebsbereichen ist zum Beispiel
im Bereich von Bahnhöfen
oder von Stationen der Magnetschwebebahn wünschenswert. Aus sicherheitstechnischen Gründen werden
in den Bahnhöfen
oder Stationen Antriebsabschnitte mit reduzierter Leistung, wie
zum Beispiel mit etwa 33 Prozent Leistung oder mit etwa fünfzig Prozent
Leistung, installiert.
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Gemäß dem Stand
der Technik können
die Antriebsabschnitte von Sonderbereichen, wie etwa von Bahnhöfen, nur
manuell verlegt bzw. bestückt werden.
Hierbei existieren zwei Lichtraumprofile für die Freiräume des Transrapid-Fahrzeugs,
nämlich
- – ein
dynamisches Lichtraumprofil für
Fahrten mit höheren
Geschwindigkeiten und im Freien sowie
- – ein
statisches Lichtraumprofil für
Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit, etwa für Fahrten im Bahnhof oder bei
der Instandhaltung.
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Die
bekannten Verlegeeinrichtungen sind verfahrensbedingt für das dynamische
Lichtraumprofil ausgelegt und somit räumlich nicht in der Lage, mit Bahnsteigen
ausgestattete Bahnhöfe
zu durchfahren. Dementsprechend werden gemäß dem Stand der Technik diese
Bereiche manuell verlegt.
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Eine
Verlegetechnik mit Automaten für
Sonderbereiche mit reduziertem Antrieb, bei der die Maschine in
der Lage ist, Teilabschnitte einer Motorwicklung zu verlegen, ist
zwar bereits bekannt, verfahrensbedingt muss jedoch bei dieser bekannten
Verlegetechnik nach dem Eindrücken
des letzten Mäanders
die Leitung abgefädelt
und getrennt werden.
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Folglich
ist ein Einfädeln
der Leitung vor dem Start, etwa bei Beginn eines neuen Abschnitts,
notwendig. Diese durch Abfädeln
und Einfädeln
bedingten Nebenzeiten stehen in einem besonders schlechten Verhältnis zu
den eigentlichen Verlegezeiten. In der Praxis ist somit eine manuelle
Verlegung die wirtschaftliche Alternative beim bisherigen Verfahren.
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Die
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie das erfindungsgemäße Verfahren hingegen erlauben
vorteilhafterweise die Montage mindestens eines automatisiert ausgerüsteten Trägers in Bahnhöfen und
sonstigen Gebäuden.
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Es
kann also mindestens ein Träger,
insbesondere jeder der Träger,
individuell je nach Anforderung automatisch bestückt werden. Anschließend wird
der elektrische Leiter, insbesondere werden die Phasenenden des
elektrischen Leiters, zweckmäßigerweise
planmäßig angeschlossen.
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Am
Beispiel eines 24 Meter langen Trägers mit fünfzig Prozent Antrieb werden
gemäß dem Stand
der Technik für
den ersten sechs Meter langen Abschnitt und für den dritten sechs Meter langen
Abschnitt des Trägers
jeweils sechs Meter-Phasen, insbesondere auf einer Anlage, hergestellt,
zum Einbauort transportiert, mit einer halbautomatischen Eindrückvorrichtung
in die Statornuten eingedrückt
und die Enden mit Überlänge am Träger fixiert.
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Des
Weiteren werden gemäß dem Stand
der Technik in einem nachfolgenden Arbeitsgang die einzelnen Phasen
innerhalb des Trägers
von Installationstrupps mit insgesamt zwölf Muffen und Anschlussleitungen
angeschlossen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird hingegen die vorstehend beschriebene
Konfiguration, also sechs Meter Mäander, sechs Meter gestreckt,
sechs Meter Mäander,
sechs Me ter gestreckt, über
die gesamte Trägerlänge automatisiert
hergestellt und verlegt.
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Die
Fertigung der Wicklung für
den Teilantrieb erfolgt vorteilhafterweise kontinuierlich ohne das beim
Stand der Technik notwendige Abtrennen und Abfädeln der Leitung.
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Beim
Ausrüsten
des Trägers
mit vorkonfektionierter Leitung werden gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die gestreckten Abschnitte, insbesondere
halbautomatisch, mittels mindestens eines, beispielsweise vorher
angebrachten, Befestigungsmittels, wie etwa mittels mindestens einer
Klippschelle, am Träger
angeordnet und/oder mit dem Träger
verbunden.
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Dies
bietet den Vorteil, dass der elektrische Leiter im Gegensatz zum
Stand der Technik nicht mit Überlänge am Träger fixiert
werden muss; lediglich die gestreckten Abschnitte sind vorteilhafterweise
an vorbereiteten Schellen an den Trägerwangen befestigt.
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Dieses
Prinzip kann für
die Erzielung eines weiteren Vorteils angewandt werden, nämlich zur Einsparung
von Material und von Montageaufwand auf Streckenabschnitten mit
planmäßig geringer
erforderlicher Antriebsleistung, zum Beispiel auf Beharrungsstrecken.
Hierbei ist der Prozentsatz der Antriebsleistung vorzugsweise individuell
gestaltbar.
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Um
beispielsweise einen kontinuierlichen Antrieb mit fünfzig Prozent
Leistung zu gewährleisten,
wird zweckmäßigerweise
auf der gegenüberliegenden
Seite des, insbesondere am Fahrweg angeordneten, Linearmotorantriebs
die Belegungssequenz versetzt. Mit dieser Vorgehensweise kann die Systemanforderung
des insbesondere redundanten Antriebs auch unter den Bedingungen
eines Teilantriebs eingehalten werden.
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Für einen
eingleisigen Streckenabschnitt mit fünfzig Prozent Antriebsleistung
von zum Beispiel 1,2 Kilometern Länge ergibt sich beispielsweise
eine Materialeinsparung insbesondere des elektrischen Leiters, etwa
der Wanderfeldleitung, von bis zu sechzig Prozent.
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Unabhängig hiervon
oder in Verbindung hiermit bietet die vorliegende Erfindung den
Vorteil, dass der elektrische Leiter nach unterschiedlichen Formungstypen
verformbar ist, so dass die Eigenschaften des Linearmotors individuell
gewählt
werden können.
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Beispielsweise
können
bei einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mindestens zwei Formungstypen, insbesondere
beide Wicklungstypen A und B, entsprechend den Anforderungen eines
an der linken bzw. an der rechten Seite des Fahrwegs angeordneten
Linearmotorantriebs realisiert werden.
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Besonders
zweckmäßigerweise
wird der Träger
mittels mindestens zweier Verarbeitungseinrichtungen ausgerüstet, wobei
- – mindestens
eine der Verarbeitungseinrichtungen zum Formen des elektrischen
Leiters nach dem ersten Formungstyp, insbesondere nach dem Wicklungstyp
A, und
- – mindestens
eine weitere der Verarbeitungseinrichtungen zum Formen des elektrischen
Leiters nach dem zweiten Formungstyp, insbesondere nach dem Wicklungstyp
B,
ausgebildet ist.
-
Ein
besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die Prozessparameter
bei der Herstellung und Montage der Wicklungsstränge eines Linearmotors konstant
gehalten werden können,
wodurch die Belange einer Serienfertigung in hoher und gleichbleibender
Qualität
nach Industrie-Standard erfüllt werden
können.
-
Um
die Prozessparameter bei der Herstellung und/oder Verlegung der
Wicklungsstränge
des Linearmotors konstant zu halten, werden vorteilhafterweise für die Herstellung
und/oder Verlegung der Wicklungsstränge bedeutende Daten, insbesondere mittels
der Kontrolleinheit (IMS), elektronisch übertragen.
-
Derartige
Daten sind beispielsweise die Trägerbelegung
mit Statorpaketen und Statorbelegung des Antriebs, aufgelöst für jeden
Träger
als Fertigungsparameter für
die Vorrichtung, insbesondere für
mindestens eine Biege-, Kröpf-
und Verlegeeinheit (BKV). In diesem Zusammenhang wird als Statorbelegung
die Belegung des Trägers,
insbesondere einzelner Nuten des Trägers, mit entsprechenden Wicklungsphasen
bezeichnet.
-
Gemäß dieser
vorteilhaften Ausführungsform
ist jede Wicklungskonfiguration und deren Zuordnung in den jeweiligen
Träger
automatisiert darstellbar. Eine mit diesem vorteilhaften Verfahren
hergestellte und eingebrachte Motorwicklung stellt sicher, dass
die Konfiguration der eingebrachten Wicklung den Vorgaben entspricht.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind alle Prozesse und/oder Anlagen definiert,
die eine hohe Flexibilität bei
der Realisierung der Fahrwege eines Magnetbahnsystems, zum Beispiel
einer Magnetschwebebahn, ermöglichen.
-
Vorteilhafterweise
sind zudem alle Prozesse und/oder Anlagen definiert, die zur Steigerung
der Verfügbarkeit
und Wirtschaftlichkeit des Fahrweges selbst sowie der Vorrichtungen
dienen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren mindestens einen elektri schen
Leiter, insbesondere Wanderfeldleiter, zum Beispiel Wicklungsstrang,
zur Verfügung
stellbar, insbesondere
- – formbar, zum Beispiel ausrichtbar
und/oder biegbar und/oder kröpfbar
und/oder wickelbar, und/oder
- – aufnehmbar
und/oder
- – in
mindestens einem Träger,
insbesondere in mindestens einem Stator mindestens eines Linearmotors,
zum Beispiel in mindestens einem im Wesentlichen Stahl und/oder
Beton aufweisenden Fahrbahnträger
einer Magnetschwebebahn, anbringbar
- – mittels
mindestens einer Verarbeitungseinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten
Art und/oder
- – mittels
mindestens einer Aufnahmeeinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten
Art und/oder
- – mittels
mindestens einer Ausrüstungseinrichtung
gemäß der vorstehend
dargelegten Art und/oder
- – mittels
mindestens einer Vorrichtung gemäß der varstehend
dargelegten Art und/oder
- – mittels
des Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten
Art.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung mindestens
einer Verarbeitungseinrichtung gemäß der vorstehend dargelegten
Art und/oder mindestens einer Aufnahmeeinrichtung gemäß der vorstehend
dargelegten Art und/oder mindestens einer Ausrüstungseinrichtung gemäß der vorstehend
dargelegten Art und/oder mindestens einer Vorrichtung gemäß der vorstehend
dargelegten Art und/oder des Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten
Art zur Herstellung und/oder Verlegung mindestens eines elektrischen
Leiters mindestens eines Linearmotors, zum Beispiel zur Herstellung und/oder
zur Montage mindestens eines, insbesondere einphasigen und/oder
dreiphasigen, Wicklungsstrangs, an und/oder in mindestens einem/n
Fahrbahnträger
aus Stahl und/oder aus Beton einer Magnetschwebebahn.
-
Das
Einsatzziel der vorliegenden Erfindung ist also insbesondere die
flexible Verarbeitung und/oder Montage des elektrischen Leiters
eines Linearmotors, zum Beispiel die flexible und hochqualitative
Ausrüstung
der Langstatorwicklung eines Magnetbahnsystems.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Wie
bereits vorstehend erörtert,
gibt es verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch
1, dem Anspruch 10 sowie dem Anspruch 14 nachgeordneten Ansprüche verwiesen,
andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand der durch 1 bis 13B veranschaulichten zwei Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 in
schematischer Darstellung eine Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel
für eine Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitet;
-
2 in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 1;
-
3 in
schematischer Darstellung eine Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel
für eine Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitet;
-
4A in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Statorpakets
gemäß dem Stand der
Technik;
-
4B in
perspektivischer Darstellung eine Aufsicht von schräg oben auf
das Statorpaket aus 4A;
-
5A in
perspektivischer Darstellung eine Aufsicht von schräg oben auf
zwei gemäß dem Stand der
Technik verbundene Statorpakete;
-
5B in
schematischer Darstellung eine Aufsicht auf den Übergangsbereich der beiden
Statorpakete aus 5A;
-
5C in
schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf den Übergangsbereich
aus 5B;
-
5D in
schematischer Darstellung eine Querschnittansicht eines der Statorpakete
aus 5A;
-
6 in
schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für die Verschaltung
der Abschnitte des elektrischen Leiters gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
7A in
schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für die Verschaltung des
elektrischen Leiters gemäß der vorliegenden
Erfindung an einem ersten Trägerübergang;
-
7B in
schematischer Darstellung die Verschaltung des elektrischen Leiters
aus 7A an einem zweiten Trägerübergang;
-
7C in
schematischer Darstellung die Verschaltung des elektrischen Leiters
aus 7A an einem dritten Trägerübergang;
-
7D in
schematischer Darstellung die Verschaltung des elektrischen Leiters
aus 7A an einem vierten Trägerübergang;
-
8 in
schematischer Darstellung eine Querschnittansicht des Trägers aus 7A;
-
9 in
schematischer Darstellung ein Ablaufdiagramm für ein gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestaltetes Verfahren, nach dem das Kontrollsystem der Verarbeitungseinrichtung
aus 1 arbeitet;
-
10 in
schematischer Darstellung eine Ansicht der Unterseite eines mit
zwei gemäß dem Stand
der Technik geformten L[ang]S[tator]W[icklungen] ausgerüsteten Trägers;
-
11 in
schematischer Darstellung eine Ansicht der Unterseite eines Ausführungsbeispiels für einen
mit zwei gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung geformten Lang]S[tator]W[icklungen] ausgerüsteten Träger;
-
12 in
schematischer Darstellung die zwei Wicklungstypen der L[ang]S[tator]W[icklungen] aus 11;
-
13A in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel
für eine
gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung geformte L[ang]S[tator]W[icklung], die
zur Bereitstellung einer reduzierten Antriebsleistung ausgebildet
ist; und
-
13B in schematischer Darstellung eine Aufsicht
auf einen mit zwei L[ang]S[tator]W[icklungen] aus 13A ausgestatteten Träger.
-
Gleiche
oder ähnliche
Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in 1 bis 13B mit identischen Bezugszeichen versehen.
-
Bester Weg
zur Ausführung
der vorliegenden Erfindung
-
Zur
Vermeidung überflüssiger Wiederholungen
beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der
Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
(soweit nicht anderweitig angegeben)
- – sowohl
auf das in 1 und in 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel
für eine
Vorrichtung 400 gemäß der vorliegenden
Erfindung
- – als
auch auf das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
für eine
Vorrichtung 400' gemäß der vorliegenden
Erfindung
- – als
auch auf das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel
für eine
Verschaltung des elektrischen Leiters 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung
- – als
auch auf das in 7A, in 7B, in 7C,
in 7D dargestellte Ausführungsbeispiel für eine Verschaltung
des elektrischen Leiters 40 gemäß der vorliegenden Erfindung
- – als
auch auf das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel
für einen
mit den elektrischen Leitern aus 7A ausgestatteten
Träger
- – als
auch auf das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel
für ein
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestaltetes Verfahren, nach dem das Kontrollsystem
der Verarbeitungseinrichtung aus 1 arbeitet,
- – als
auch auf das in 11 und in 12 dargestellte
Ausführungsbeispiel
für den
elektrischen Leiter 40 gemäß der vorliegenden Erfindung
- – als
auch auf das in 13A und in 13B dargestellte Ausführungsbeispiel für einen
mit den elektrischen Leitern aus 11 ausgestatte ten Träger.
-
Die
in 1 bis 13B dargestellten
Maßangaben
sollen lediglich beispielhaft die Größenverhältnisse wiedergeben.
-
Im
anhand 1 und anhand 2 veranschaulichten
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung 400, insbesondere
eine Montagevorrichtung, gezeigt, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung arbeitet und mehrere Funktionsteile aufweist, nämlich
- – ein
Ausführungsbeispiel
einer Verarbeitungseinrichtung 100, nämlich eine einphasige oder
dreiphasige Biege- und Kröpfeinrichtung,
- – ein
Ausführungsbeispiel
einer Aufnahmeeinrichtung 200, nämlich eines Förderbands,
und
- – ein
Ausführungsbeispiel
einer Ausrüstungseinrichtung 300,
insbesondere einer Verlegeeinheit, nämlich einer Eindruckeinrichtung.
-
Die
Vorrichtung 400 weist insgesamt drei Biege- und Kröpfeinrichtungen 300 auf,
wobei diese Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 jeweils
dazu ausgelegt sind, einen zu verarbeitenden elektrischen Leiter,
nämlich
ein L[ang]S[tator]W[icklungs]-Kabel 40, aus einem Vorrat 50,
nämlich
aus einer Kabeltrommel, geregelt abzuziehen und gemäß den Vorgaben
eines computergestützten
Kontrollsystems (IMS) in einem Biege- und Kröpfprozess zu formen.
-
Jeder
Biege- und Kröpfeinrichtung 100 ist
jeweils mindestens eine der Verlegeeinheiten oder Eindruckeinrichtungen 300 zugeordnet.
-
Alternativ
oder in Ergänzung
hierzu ist jeder Verlegeeinheit oder Eindruckeinrichtung 300 mindestens
eine der Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 zugeordnet.
-
Mindestens
eine der Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 bildet
mit mindestens einer der Eindruckeinrichtungen 300 und
optionalerweise mit einem der Förderbänder 200 eine
Biege-, Kröpf-
und Verlegeeinheit (BKV).
-
Dabei
kann, wie in 1 und in 3 dargestellt,
ein Träger 60
- – mittels
einer Biege-, Kröpf-
und Verlegeeinheit (BKV) oder
- – mittels
zweier Biege-, Kröpf-
und Verlegeeinheiten (BKVs)
mit dem LSW-Kabel 40 ausgerüstet werden.
-
Bei
dem in 1 und in 2 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 400 sind jeder Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 zwei
Kabeltrommeln 50 zugeordnet, wobei die Kabeltrommeln 50 jeweils über den
Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 angeordnet
sind.
-
Die
Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 weisen
jeweils Räder 110 auf,
so dass sie auf der jeweiligen Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 zugeordneten
Schienen 120 bewegt werden können.
-
Die
Bewegungsrichtung (Bezugszeichen Q) der Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 ist
im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 62 eines
der jeweiligen Biege- und Kröpfeinrichtung 100 zugeordneten
und mit dem LSW-Kabel 40 auszurüstenden Trägers 60, nämlich eines
Stators eines Linearmotors, im Speziellen eines Fahrwegträgers, wie
etwa eines Stahl-, Beton- oder Hybridträgers, einer Magnetschwebebahn.
-
Das
Förderband 200 ist
dazu ausgelegt, das von der Biege- und Kröpfeinrichtung 100 zur
Verfügung
gestellte und geformte LSW-Kabel 40 zur gewünschten
Montagestelle am Träger 60 zum
Befördern.
Zu diesem Zweck ist das Förderband
im Wesentlichen entlang (Bezugszeichen L) der Richtung der Längsachse 62 des
auszurüstenden
Trägers 60 bewegbar.
-
Vorteilhafterweise
kann das Förderband 200 als
Schwergummitransportband mit Lamellen ausgebildet sein und die Motorwicklung
in Gebrauchslage befördern.
Hierbei entspricht der Lamellenabstand zweckmäßigerweise in etwa einer halben
Polteilung, wodurch nach der Aufnahme des ersten Mäanders die
folgenden Mäander
in gleichem Abstand provisorisch fixiert werden.
-
Ferner
ist eine Ausgestaltung des Förderbands 200 als
schmales Gummitransportband mit Lamellen möglich, wobei dieses Gummitransportband
die Motorwicklung vorzugsweise auf dem Kopf oder in der Ausrichtung
des Trägers 60 befördert.
-
Hierbei
kann das Transportband gleichzeitig zur Drehbewegung des Bandes
eine rückwärtige translatorische
Bewegung durchführen.
-
Des
Weiteren ist es möglich,
dass sich ein Eindruckrad oder eine Eindruckvorrichtung von einer anderen
Richtung zur Statorfläche
hin bewegt.
-
Eine
weitere – hier
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
graphisch nicht dargestellte – mögliche Ausgestaltung
der Aufnahmeeinrichtung 200 besteht in einer Aufhängung mit
transversen, sich in definierten Abständen voneinander befindlichen
Pendelaufhängungen.
-
Der
elektrische Leiter kann an diesen Pendelaufhängungen in gleichem Abstand
mittels zweier Bänder
gehalten sein, wobei diese Bänder
optionalerweise nach der Verlegung des elektrischen Leiters 40 abgetrennt
werden können.
-
Die
Eindruckeinrichtung 300 ist dazu ausgelegt, den Träger 60 mit
dem L[ang]S[tator]W[icklungs]-Kabel 40, auszurüsten.
-
Das
in 3 dargestellte, zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 400' unterscheidet
sich von dem in 1 und in 2 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel 400 dadurch,
dass die Kabeltrommeln 50 jeweils dezentral, nämlich auf
der dem Träger 60 abgewandten
Seite der jeweiligen Biege- und Kröpfeinrichtung 100,
angeordnet sind. Entsprechend der Bewegungsrichtung (Bezugszeichen
Q), der Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 sind auch
die Kabeltrommeln 50 bewegbar, insbesondere verfahrbar.
-
4A zeigt
in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Statorpakets 70 mit
dreiphasigen Wicklungen 40 für einen Linearmotor gemäß dem Stand
der Technik.
-
Ein
Statorpaket eines Langstators entspricht dem Ständer eines aufgeklappten dreiphasigen
elektrischen Synchronmotors, in dessen Nuten 72 die dreiphasigen
Wicklungen 40 eingelegt werden. Hierbei weisen die dreiphasigen
Wicklungen 40 drei Wicklungsstränge auf, nämlich eine untere Lage LL (=
lower layer), eine mittlere Lage ML (= middle layer) und eine obere
Lage UL (= upper layer).
-
4B zeigt
in perspektivischer Ansicht eine Aufsicht auf das Statorpaket 70,
das jeweils zwölf
Nuten aufweist, in die die jeweiligen Wicklungsstränge LL,
ML, UL der Motorwicklung 40 eingedrückt sind. In 4B ist
also die Statorbelegung eines zwölf
Nuten aufweisenden Standardstatorpakets mit zwei dreiphasigen Wicklungen 40 dargestellt.
-
5A, 5B, 5C, 5D zeigen
ein Ausführungsbeispiel
eines mit einer L[ang]S[tator]W[icklung] gemäß dem Stand der Technik ausgerüsteten Linearmotors,
wobei insbesondere der Übergang
zweier Statorpakete 70 dargestellt ist.
-
Wie
in 5A und in 5B dargestellt
ist, liegt der obere Wicklungsstrang UL am Trägerstoß oder Trägerübergang 66 in einer
sogenannten freien Nut 66n.
-
Die
in 5D für
die L[ang]S[tator]W[icklung] angegebenen Maße sind beispielhafte Richtwerte;
Abweichungen innerhalb der Freiraumbegrenzung F sind zulässig.
-
Der
am Träger 60 angeordnete
elektrische Leiter 40 gemäß dem Stand der Technik, insbesondere
die in den Nuten 72 des Statorpakets 70 angeordnete
Langstatorwicklung oder Erregerwicklung, ist räumlich so ausgebildet, dass
die Entfernung der einzelnen Phasen OL, ML, UL zum Kern des Stators 60 unterschiedlich
ausfällt.
-
Dies
ist begründet
in der physikalischen Notwendigkeit, die Wicklungen jeder Phase
OL, ML, UL aneinander vorbeizuführen,
und somit liegen die einzelnen Wicklungsstränge OL, ML, UL in unterschiedlichen
räumlichen
Lagen zueinander.
-
Als
Ergebnis werden unterschiedliche Stromfelder in den einzelnen Phasen
OL, ML, UL des Linearmotors, insbesondere des synchronen Linearmotors,
erzeugt.
-
Gemäß dem Stand
der Technik wird beim Ausrüsten
des Trägers 60 mit
dem elektrischen Leiter 40 stets zuerst die obere Lage
UL, die auch als Phase 3 bezeichnet wird, verlegt. Ferner werden
gemäß dem Stand
der Technik
- – in einem zweiten Verlegeschritt
stets die mittlere Lage ML, die auch als Phase 2 bezeichnet wird, und
- – in
einem dritten Verlegeschritt stets die untere Lage LL, die auch
als Phase 1 bezeichnet wird,
verlegt.
-
Die
Einbaufolge verläuft
also gemäß dem Stand
der Technik in folgender Reihenfolge:
- – oberer
Wicklungsstrang UL,
- – mittlerer
Wicklungsstrang ML,
- – unterer
Wicklungsstrang LL.
-
Im
Gegensatz zum Stand der Technik kann bei der vorliegenden Erfindung,
wie in 6 dargestellt, ein planmäßiger beliebiger Lagentausch
der Phasen LL, ML, UL durchgeführt
werden.
-
Dieser
Phasentausch basiert grundsätzlich auf
einer physikalischen Durchtrennung der drei Wicklungsphasen LL,
ML, UL des elektrischen Leiters 40 und auf einer anschließenden Überkreuz-Verschaltung
dieser Phasen LL, ML, UL.
-
Hierzu
wird der elektrische Leiter 40 nach Abschluss des Formungsprozesses
und/oder nach Abschluss des Anbringens des elektrischen Leiters 40 an
den Träger 60 und/oder
im Träger 60,
insbesondere am Übergang 66 (vgl. 11)
einer Einheit oder eines Abschnitts des Trägers 60, abschnittsweise
unterteilt.
-
Beispielsweise
beim Verbinden von zwei mit jeweils einem Abschnitt des elektrischen
Leiters 40 ausgerüsteten
Trägereinheiten
werden die jeweiligen Phasen LL, ML, UL der Abschnitte des elektrischen Leiters 40 verschaltet,
insbesondere verbunden oder verkettet, beispielsweise vermufft,
wobei mindestens zwei der jeweiligen Phasen LL, ML, UL der Abschnitte
des elektrischen Leiters 40 alternierend oder vertauscht,
insbesondere über
Kreuz, verschaltet werden.
-
Die
erste verlegte bzw. in den Träger 60 eingedrückte physikalische
Wicklungslage wird somit beispielsweise elektrisch gebildet durch:
- – die
elektrische dritte Phase UL für
beispielsweise ein Drittel eines beliebigen Trägerabschnitts, zumindest jedoch
für eine
Trägerlänge;
- – die
elektrische zweite Phase ML oder die elektrische erste Phase LL
für beispielsweise
das zweite Drittel eines beliebigen Trägerabschnitts, zumindest jedoch
für eine
Trägerlänge; und
- – die
elektrische erste Phase LL oder die elektrische zweite Phase ML
für beispielsweise
das dritte Drittel eines beliebigen Trägerabschnitts, zumindest jedoch
für eine
Trägerlänge.
-
Beispielsweise
kann also die erste verlegte obere Lage UL im ersten Drittel eines
beliebigen L[ang]S[tator]W[icklung]-Abschnitts die elektrische dritte
Phase UL sein und an einem planmäßigen Trägerübergang 66 liegen.
-
Im
zweiten Drittel des beliebigen L[ang]S[tator]W[icklung]-Abschnitts
kann dann die erste verlegte obere Lage UL die elektrische zweite
Phase ML oder die elektrische erste Phase LL sein und an einem planmäßigen Trägerübergang 66 liegen.
-
Die
erste verlegte Lage UL im dritten Drittel des beliebigen L[ang]S[tator]W[icklung]-Abschnitts kann
die elektrische erste Phase LL oder die elektrische zweite Phase
ML sein und an einem planmäßigen Trägerübergang 66 liegen.
-
Entsprechend
erfolgt die Verschaltung der verlegten bzw. hergestellten Wicklungsstränge LL, ML,
UL (vgl. 6). Die Verschaltungsstellen,
also die Stellen, an denen die Phasen LL, ML, UL getrennt und vermufft
werden, sind in 6 mittels eines jeweiligen Pfeils
markiert.
-
Eine
weitere bevorzugte, vorliegend jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit graphisch
nicht dargestellte Variante ist ein Tausch der jeweiligen Lage UL
(= upper layer = obere Lage) zu ML (= middle layer = mittlere Lage),
ML zu LL (= lower layer = untere Lage) und LL zu UL nach einem Drittel
des Motorabschnitts und ursprüngliche
UL zu LL, ursprüngliche
ML zu UL und ursprüngliche
LL zu ML nach einem weiteren Drittel des Motorabschnitts, jeweils
an planmäßigen Trägerübergängen 66.
-
Mittels
des Verschaltens der Phasen LL, ML, UL werden die vorstehend beschriebenen
ungleichmäßig ausgebildeten
Stromfelder der drei einzelnen Phasen OL, ML, UL ausgeglichen, denn
alle Phasen sind im Verlauf eines Motorabschnitts der Langstatorwicklung
des Linearmotors zu je einem Drittel der Abschnittslänge in der
Lage UL, in der Lage ML und in der Lage LL verlegt.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
also einen planmäßigen beliebigen
Lagentausch der Phasen OL, ML, UL ohne jeglichen zusätzlichen
Aufwand. Durch derartige Verlagerungen werden Asymmetrien eines
dreiphasigen synchronen Linearmotors ausgeglichen.
-
Durch
das abschnittsweise Unterteilen des elektrischen Leiters 40,
insbesondere durch das Trennen des dreiphasigen LSW-Kabels, das
beispielsweise an jedem Trägerübergang 66 durchgeführt wird,
ist es möglich,
die Herstellung und Verlegung der Wicklungsstränge des Linearmotors in einer
Halle durchzuführen.
-
Ferner
wird durch das abschnittsweise Unterteilen, insbesondere durch eine
Einzelträgerverlegung,
des elektrischen Leiters 40 erreicht, dass der elektrische
Leiter 40 bei der vorliegenden Erfindung (vgl. zum Beispiel 11)
am Trägerübergang 66 nicht,
wie beim Stand der Technik (vgl.
-
5A und 5B),
durch einen Dehnspalt 66n im freien Raum verläuft.
-
Im
Zusammenhang mit der abschnittsweisen Unterteilung schlägt die vorliegende
Erfindung eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vermuffung
und deren Anordnung in einer neuen Weise vor (vgl. 7A, 7B, 7C, 7D).
-
7A zeigt
ein Verschaltungsbeispiel an einem ersten Trägerübergang 66 eines Linearmotors mit
hundert Prozent Antrieb, wobei die Verbindung der elektrischen Leiter 40 der
jeweiligen Trägereinheiten
bei der zweiten Phase ML in einer Nut 72 des Trägers 60 von
der Trägeraußenseite
in Richtung der Trägerinnenseite
verläuft.
-
Bei
der Longitudinalansicht gemäß 7A verläuft die
zweite Phase ML somit am Trägerübergang 66 s-förmig in
der Nut 72, wobei die Nut 72 eine Freinut sein
kann oder aber vom Träger 60 ummantelt
sein kann.
-
7B zeigt
ein Verschaltungsbeispiel an einem zweiten Trägerübergang 66 des Linearmotors, wobei
die Verbindung der elektrischen Leiter 40 der jeweiligen
Trägereinheiten
bei der zweiten Phase ML in einer Nut 72 des Trägers 60 im
Vergleich zu 7A umgekehrt, nämlich von
der Trägerinnenseite
in Richtung der Trägeraußenseite
verläuft.
-
Bei
der Longitudinalansicht gemäß 7B verläuft die
zweite Phase ML somit am Trägerübergang 66 in
der Nut 72 spiegelbildlich zur in 7A dargestellten
zweiten Phase ML, wobei die gedachte Spiegelachse dem Verlauf der
Nut 72 entspricht; wiederum kann die Nut 72 eine
Freinut sein oder aber vom Träger 60 ummantelt
sein.
-
7C zeigt
ein Verschaltungsbeispiel an einem dritten Trägerübergang 66 des Linearmotors, wobei
die Verbindung der elektrischen Leiter 40 der jeweiligen
Trägereinheiten
bei der dritten Phase UL in einer Nut 72 des Trägers 60 von
der Trägeraußenseite
in Richtung der Trägerinnenseite
verläuft.
-
Bei
der Longitudinalansicht gemäß 7C verläuft die
dritte Phase UL somit am Trägerübergang 66 s-förmig in
der Nut 72, wobei die Nut 72 eine Freinut sein
kann oder aber vom Träger 60 ummantelt
sein kann.
-
7D zeigt
ein Verschaltungsbeispiel an einem vierten Trägerübergang 66 des Linearmotors, wobei
die Verbindung der elektrischen Leiter 40 der jeweiligen
Trägereinheiten
bei der dritten Phase UL in einer Nut 72 des Trägers 60 im
Vergleich zu 7C umgekehrt, nämlich von
der Trägerinnenseite
in Richtung der Trägeraußenseite
verläuft.
-
Bei
der Longitudinalansicht gemäß 7D verläuft die
dritte Phase UL somit am Trägerübergang 66 in
der Nut 72 spiegelbildlich zur in 7C dargestellten
dritten Phase UL, wobei die gedachte Spiegelachse dem Verlauf der
Nut 72 entspricht; wiederum kann die Nut 72 eine
Freinut sein oder aber vom Träger 60 ummantelt
sein.
-
Jede
der drei Phasen LL, ML, UL weist ein Verschaltungsmittel, insbesondere
ein Verbindungs- oder Verkettungselement, nämliche eine Muffe 44 auf,
wobei sich diese Muffe 44 beispielsweise über eine
Länge von
etwa 75 Zentimetern der jeweiligen Phase LL, ML, UL des elektrischen
Leiters 40 erstrecken kann.
-
Die
in 7A, in 7B, in 7C,
in 7D dargestellten langgezogenen Schlaufen der drei
Phasen LL, ML, UL können
beispielsweise einen Durchmesser von etwa 20 Zentimetern aufweisen und
sind vorteilhafterweise an ihrer jeweiligen Biegung, beispielsweise
mittels einer weiteren Muffe, verstärkt.
-
8 zeigt
einen Querschnitt des mit zwei gemäß der vorliegenden Erfindung
gewickelten elektrischen Leitern 40 ausgerüsteten Trägers 60 aus 7A,
wobei die Schnittebene in 7A mittels der
gestrichelten Linie S markiert ist.
-
Die
Verarbeitungseinrichtung 100 weist optionalerweise mindestens
ein Kontrollsystem 10, insbesondere mindestens ein computergestütztes I[ntegriertes]M[anagement]S[ystem],
auf (vgl. 1, 2, 3).
-
Zum
Erfassen von für
das Verarbeiten des elektrischen Leiters 40 relevanten
Daten und/oder Informationen kann das IMS 10 mit mindestens
einer Detektoreinheit, insbesondere mit mindestens einer Messeinrichtung
und/oder mit mindestens einem Sensor, ausgerüstet sein. Die Herstellung
und Montage der Wicklungsstränge 40 des
Linearmotors kann also mittels des IMS 10 automatisiert
werden.
-
Das
IMS 10 berechnet vorteilhafterweise für jeden Träger 60 das Wicklungsbild
des elektrischen Leiters 40 und die jeweilige Verschaltungsstelle;
beispielsweise berechnet das IMS 10, an welchem Träger 60 die
neue Verschaltung, insbesondere der Phasentausch, stattfindet.
-
Das
Wicklungsbild innerhalb eines LSW Abschnitts des LSW-Kabels 40 ist
bis zum Phasentausch für
jeden Träger 60 gleich.
Das auf der gegenüberliegenden
Seite des Trägers 60 angeordnete LSW-Kabel 40 hat
vorzugsweise ein anderes Wicklungsbild, wobei auch der Phasentausch
an anderen Stellen vorgesehen sein kann. Die Motorabschnitte können also
auf den beiden Fahrbahnseiten des Trägers 60 versetzt zueinander
angeordnet sein.
-
Das
IMS 10 errechnet zweckmäßigerweise für jeden
Träger 60 auf
beiden LSW-Seiten automatisch das Wickelbild, ermittelt die Maschinendaten zur
Herstellung der einzelnen Wicklungsstränge sowie die Daten für das Einlegen
der Wicklungsstränge in
die Statornuten 72.
-
Weiterhin
ermittelt das IMS 10 vorzugsweise die Lage aller erforderlichen
Anschlüsse
für die
Verschaltung der L[ang]S[tator]W[icklungen] 40 und sonstiger
Ausrüstungsbaugruppen
des betroffenen Trägers 60,
zum Beispiel Lagereferenzleisten und/oder Stromschienen.
-
Das
computergestützte
Kontrollsystem (IMS) 10 ist vorzugsweise in der Biege-
und Kröpfeinrichtung
(SBK) 100 angeordnet. Die Zuordnung des IMS 10 zu
den Baugruppen der Vorrichtung 400, 400', insbesondere
der in der IMS 10 durchgeführte Planungsprozess, ist in 9 dargestellt.
-
Als
Planungsgrundlage (Bezugszeichen i in 9) werden
Systemdokumente i.a und/oder mindestens eine Trassierungsrichtlinie
i.b und/oder mindestens eine Antriebsspezifikation i.c herangezogen.
-
Aufbauend
auf dieser Planungsgrundlage i führt
die IMS 10 die Datenberechnung und Datenbereitung (Bezugszeichen
ii in 9) durch.
-
Hierbei
wird in einem ersten Schritt ii.a die Trassierung der Transrapidstrecke
ermittelt, insbesondere die Trassierung einer Spur A (Schritt ii.b
in 9) bis zur Trassierung für beide Fahrbahnspuren, also
für die
linke Seite sowie für
die rechte Seite, des Trägers 60 (Schritt
ii.c in 9).
-
Daraufhin
wird ein Katalog für
die Fahrwegausrüstung
erstellt (Schritt ii.d in 9). Mittels
dieses Katalogs wird die Teilung der Stützen (Schritt ii.e in 9),
die Teilung der Träger 60 (Schritt
ii.f in 9), die Teilung der Module (Schritt
ii.g in 9) und die Teilung der Statorpakete
(Schritt ii.h in 9) des Trägers 60 ermittelt.
-
Daraufhin
wird der Versatz der Motorwicklung der gegenüberliegenden Fahrbahnseiten
des Trägers 60,
also der linken Seite sowie der rechten Seite des Fahrwegträgers, berechnet
(Schritt ii.i in 9).
-
Ferner
werden die Koeffizienz der Antriebsperiode (Schritt ii.j in 9),
die Positionslage der Lagereferenzleisten (Schritt ii.k in 9)
und der Anschlusstyp, insbesondere der Phasentausch, der Motorwicklung
für die
linke Seite sowie für
die rechte Seite des Fahrwegträgers 60 (Schritt
ii.l in 9) ermittelt.
-
Die
vorstehend ermittelten Daten und Informationen werden für die Biege- und Kröpfeinrichtung 100 sowie
für die
Ausrüstungseinrichtung 300 als Maschinendaten
aufbereitet (Schritt ii.m in 9).
-
Insbesondere
erfolgt die Aufbereitung der Daten und Informationen zur Festlegung
- – der
Teilung der Spuren in Motorsektionen (Schritt ii.n in 9),
- – der
Teilung der Motorsektionen in L[ang]S[tator]-Phasen (Schritt ii.o
in 9),
- – der
Anzahl der Mäander
pro jeweiliger Phase (Schritt ii.p in 9) und
- – der
Anzahl der Mäander
pro jeweiligem Träger 60,
jeweils für
die linke Fahrbahnseite sowie für die
rechte Fahrbahnseite (Schritt ii.q in 9).
-
Diese
aufbereiteten Daten und Informationen dienen also als Maschinendaten
für die
Mäanderfertigung
(Schritt ii.r in 9).
-
Des
Weiteren erfolgt die Aufbereitung der im vorstehend beschriebenen
Schritt ii.m ermittelten Maschinendaten zur Festlegung
- – der
Nutenbelegung am Trägerübergang 66 (Schritt
ii.s in 9),
- – der
jeweiligen Phasenverschaltung und des jeweiligen Anschlussbilds
der Träger 60 (Schritt
ii.t in 9) sowie
- – der
sonstigen, insbesondere der nicht phasenverschalteten, Anschlussbilder
pro jeweiligem Träger 60 (Schritt
ii.u in 9).
-
Diese
aufbereiteten Daten dienen also als Maschinendaten für die Mäanderverlegung
im Träger 60 (Schritt
ii.v in 9).
-
Die
vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass die Prozessparameter
bei der Herstellung und Verlegung der Wicklungsstränge konstant
gehalten werden können,
insbesondere dass die Prozessparameter bei der Fertigung des elektrischen
Leiters 40 sowie bei der Ausrüstung des Trägers 60 mit
dem elektrischen Leiters 40 gesteuert werden können.
-
Hierzu
ist die Fertigungseinrichtung oder Verarbeitungseinrichtung 100 durch
mindestens eine zentrale Steuereinheit und/oder durch mindestens
einen zentralen Rechner steuerbar.
-
Der
Zentralrechner kann die Maschinendaten vom IMS 10 übernehmen.
Das IMS 10 ist also in der Lage, aus den systemspezifischen
Daten und Informationen alle für
die Herstellung und Verlegung des elektrischen Leiters 40 erforderlichen
Daten und Informationen zu berechnen und als Maschinendaten und
-informationen an die zentrale Steuereinheit zu übergeben; hierzu zählen beispielsweise
die Anzahl der Mäander
und die Länge
der ungebogenen Leitung.
-
Das Übernehmen
der vom IMS 10 zur Verfügung
gestellten Daten und Informationen dient beispielsweise zur Steuerung
eines Kabelabwicklers der Fertigungseinrichtung oder Verarbeitungseinrichtung 100.
Hierbei kann insbesondere die beispielsweise mittels mindestens
eines Servomotors erfolgende Abwicklungsbewegung der Kabeltrommel
gesteuert wer den. Ferner kann zur Steuerung des Kabelabwicklers
der Kabelverbrauch, beispielsweise anhand mindestens einer Messeinrichtung,
ermittelt werden. Des Weiteren ist es möglich, zur Steuerung des Kabelabwicklers
die Restlänge
des Vorrats und den Zeitpunkt des Trommeltausches zu ermitteln.
-
Mittels
der vom IMS 10 übernommenen
Maschinendaten und -informationen kann ferner die Biege- und Kröpfeinrichtung 100 gesteuert
werden. Insbesondere sind
- – der Bewegungsablauf und das
Schließen
der Biegebacken,
- – der
Bewegungsablauf und das Schließen
der Kröpfbacken,
- – die
Transferbewegung der Mäander
bis zur Aufnahmevorrichtung 200,
- – die
Herstellung einer genauen Anzahl von Mäandern einer definierten Phase,
- – die
Lieferung der Anschlusslängen
in Abhängigkeit
vom jeweiligen Trägertyp,
beispielsweise in Abhängigkeit
von der jeweiligen Trägerlänge, und/oder
in Abhängigkeit
vom jeweiligen Typ des Anschlusses,
- – die
Biegeparameter, beispielsweise die Verweildauer in den Biegebacken
und/oder der Anpressdruck, und/oder
- – die
Kröpfparameter,
beispielsweise die Verweildauer in den Kröpfbacken und/oder die Kröpfhöhe,
steuerbar.
-
Ferner
können
die Prozessparameter gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auch aufgrund der Anordnung der Funktionseinheiten 100, 200, 300 der
Vorrichtung 400 in einem geschlossenen oder zumindest überdachten
Gebäude
konstant gehalten werden. Dies bietet einerseits den Vorteil der
Witterungsunabhängigkeit,
insbe sondere der Unabhängigkeit
von Wind, von Regen und/oder von Lichtverhältnissen.
-
Eine
konstante Prozesstemperatur, insbesondere eine konstante Umgebungstemperatur
in der Trägerausrüstungshalle
und die Verwendung einer vortemperierten Leitungstrommel, beeinflussen zum
Beispiel die Steifigkeit des elektrischen Leiters 40, insbesondere
- – Kräfte beim
Abziehen der Leitung 40 vom Vorrat 50,
- – Biegekräfte beim
Biege-/Kröpfprozess,
- – Rückstellkräfte und/oder
Formhaltigkeit des elektrischen Leiters 40 beim Biege/Kröpfprozess,
- – die
Prozessgeschwindigkeit und/oder
- – die
Kraft beim Eindrücken
des elektrischen Leiters 40 in den Träger 60.
-
Ferner
bietet die Räumlichkeit
einer Halle Vorteile, wie etwa kurze Wege und eine schnelle Verfügbarkeit
von Material, von Einrichtungen und von Personal.
-
Somit
kann die Produktivität
gesteigert werden, insbesondere
- – durch
den Einsatz einer (halb)automatisierten Integration der Ausrüstungskomponenten,
- – durch
die Steigerung der Qualität,
- – durch
konstante Fertigungsbedingungen und/oder
- – durch
den Einsatz von Kontrolleinrichtungen, zum Beispiel von Hilfsvorrichtungen
und/oder von Projektoren, wie etwa von Projektoren zur Projektion
von Anschluss- und Belegungsbildern der Ausrüstungsteile direkt auf dem
Werkstück,
zum Beispiel auf dem Träger 60.
-
In 10 ist
eine Aufsicht auf die Unterseite eines mit zwei gemäß dem Stand
der Technik gewickelten elektrischen Leitern, nämlich mit zwei nach einem ersten
Wicklungstyp A gewickelten L[ong]S[tator]W[inding]- Kabeln 40,
ausgerüsteten
Trägers 60 dargestellt.
-
Der
Fahrweg 60 ist aus zwei Trägereinheiten zusammengesetzt,
wobei der Trägerübergang 66 in 10 schematisch
dargestellt ist. Die Trassierung T des Fahrwegträgers 60 erfolgt in
entgegengesetzter Richtung zu den Anschlüssen 42 des Fahrwegträgers 60.
-
Beim
in der oberen Hälfte
der 10 dargestellten LSW-Kabel 40, das in
Bezug auf die Richtung der Trassierung T an der linken Seite des
Trägers 60 angeordnet
ist, weist der Mäander
der unteren Lage LL zum Träger 60 hin
und kann an den Träger 60 angeschlossen
werden.
-
Hingegen
weist der Mäander
der unteren Lage LL bei dem LSW-Kabel 40, das in Bezug
auf die Richtung der Trassierung T an der rechten Seite des Trägers 60 angeordnet
ist, vom Träger 60 weg
und kann nicht an die Trägerwangen
angeschlossen werden.
-
Vielmehr
müssen
die vorgebogenen Mäander
erst unter entsprechendem Aufwand und bei entsprechender Qualitätseinbuße entformt
bzw. zum Anschluss des Trägers 60 hin
gebogen werden. Aus diesem Grunde verbleiben an der Anschlussstelle freie
Nuten ohne Antrieb, also Nuten, in denen keine Wicklungsstränge verlegt
sind. Derartige freie Nuten bedingen eine Antriebslücke für das Magnetschwebefahrzeug.
-
10 zeigt
also den Stand der Technik mit dem gleichen Wicklungsbild auf der
linken LSW-Seite des Trägers 60 und
auf der rechten LSW-Seite des Trägers 60.
-
Hingegen
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung der Träger 60 vorteilhafterweise
- – mit
einem nach einem ersten Wicklungstyp A gewickelten LSW-Kabel 40 und
- – mit
einem nach einem zweiten Wicklungstyp B gewickelten LSW-Kabel 40
ausgerüstet.
-
11 zeigt
eine Aufsicht auf die Unterseite eines
- – mit einem
nach dem Wicklungstyp A gewickelten LSW-Kabel 40 und
- – mit
einem nach dem Wicklungstyp B gewickelten LSW-Kabel 40
ausgerüsteten Trägers 60,
wobei die Wicklungsbilder des Wicklungstyps A und des Wicklungstyps
B spiegelsymmetrisch sind.
-
Sowohl
beim Wicklungstyp A als auch beim Wicklungstyp B weist die obere
Lage UL zum Träger 60 hin
und kann angeschlossen werden, was in 11 jeweils
mittels eines Pfeils 42 dargestellt ist. Die jeweiligen
Enden der oberen Lage UL liegen also auf der vom Fahrweg 64,
beispielsweise vom Plattenfahrweg, abgewandten Seite des Trägers 60.
-
Dieser
erste Wicklungstyp (↔ Bezugszeichen
A) und dieser zweite Wicklungstyp (↔ Bezugszeichen B) sind in 12 genauer
dargestellt.
-
Hierbei
sind die Anschlussstellen der LSW-Kabel 40 mit den Bezugszeichen
U, V und W bezeichnet. Die mit Nummer 1 bzw. mit Nummer 2 bezeichneten
LSW-Kabel 40 sind nach dem Wicklungstyp A geformt, die
mit mit Nummer 3 bzw. mit Nummer 4 bzw. mit Nummer 5 bezeichneten LSW-Kabel 40 sind
hingegen nach dem Wicklungstyp B geformt.
-
In
der mittleren Hälfte
der 12 ist schematisch eine Aufsicht auf einen mit
jeweils einem an der linken Fahrwegseite 60l und an der
rechten Fahrwegseite 60r angeordneten LSW-Kabel 40 ausgerüsteten Träger 60 dargestellt.
-
Die
Herstellung oder Realisierung von Wicklungstypen A und B gemäß Transrapid-Spezifikationen
kann für
Projekte erforderlich sein. Im Gegensatz zu Technologien gemäß dem Stand
der Technik kann dies bei einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ohne erhöhten logistischen Aufwand realisiert
werden.
-
Sofern
zur Ausrüstung
eines der Träger 60 eine
der Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 eingesetzt
wird, ist diese Biege- und Kröpfeinrichtung 100 vorteilhafterweise
sowohl zur Formung des elektrischen Leiters 40 nach Art
des Wicklungstyps A als auch nach Art des Wicklungstyps B ausgebildet.
-
Im
Gegensatz zur vorliegenden Erfindung kann gemäß dem Stand der Technik bei
Verwendung einer (universellen) Biege- und Kröpfeinrichtung, insbesondere
einer BKV, die sowohl zur Formung des elektrischen Leiters 40 nach
Art des Wicklungstyps A als auch zur Formung des elektrischen Leiters
nach Art des Wicklungstyps B ausgebildet ist, in Abhängigkeit
von der Auszugsrichtung in den Träger 60 nur einer der
beiden Wicklungstypen A oder B realisiert werden.
-
Dies
kann, wie vorstehend beschrieben, zu dem Nachteil führen, dass
die Wicklungsrichtung am Trägerübergang
auf einer Seite zum Träger 60 hin führt und
auf der gegenüber
liegenden Seite vom Träger 60 ausgeht.
-
Für die vom
Träger 60 nach
außen
gehenden Mäander
bringt dies den Nachteil mit sich, dass die Mäander manuell entformt werden
müssen,
um am Träger 60 bzw.
mit dem Träger 60 verbunden
zu werden, und dass der Stator 60 nicht komplett belegt
ist, insbesondere in Form einer fehlenden Nutenbelegung. Diese Nachteile
entfallen durch Realisierung der beiden Wicklungstypen A und B,
wie in 11 gezeigt.
-
Bei
Verwendung zweier Biege- und Kröpfeinrichtungen 100,
insbesondere zweier Biege-, Kröpf- und
Verlegeeinheiten (BKVs), zur Ausrüstung eines der Träger 60 (vgl. 3)
ist gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine der beiden Biege- und Kröpfeinrichtungen 100, insbesondere
der beiden BKVs, zur Formung des elektrischen Leiters 40 nach
Art des Wicklungstyps A und die andere Biege- und Kröpfeinrichtung 100,
insbesondere die weitere BKV, zur Formung des elektrischen Leiters 40 nach
Art des Wicklungstyps B ausgebildet.
-
Mittels
der vorliegenden Erfindung können also
die vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik durch
den Einsatz zweier jeweils auf einen Wicklungstyp spezialisierter
Biege- und Kröpfeinrichtungen 100,
insbesondere einer Biege-, Kröpf-
und Verlegeeinheit für
den Wicklungstyp A und einer Biege-, Kröpf- und Verlegeeinheit für den Wicklungstyp
B, eliminiert werden.
-
Der
Einsatz von auf einen Wicklungstyp spezialisierten Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 ist
insbesondere bei stationären
Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 vorteilhaft,
also insbesondere wenn alle Funktionseinheiten 100, 200, 300 der
Vorrichtung 400 in einem geschlossenen oder zumindest überdachten
Gebäude,
nämlich
in einer Halle, im Speziellen in einer Trägerausrüstungshalle, untergebracht sind.
Beispielsweise zeigen 1, 2, 3 die Verlegung
des LSW-Kabels 40 in der Trägerausrüstungshalle.
-
Der
Einsatz von auf die Wicklungstypen A und B spezialisierten Biege- und Kröpfeinrichtungen 100 ist
bei einer mobilen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik, also
wenn die Verlegung des LSW-Kabels 40 auf der Baustelle
stattfindet, aufgrund der Räumlichkeit
und der Maschinengrößen unter
Baustellenbedingungen wesentlich aufwändiger, weshalb sich in diesem
Falle die Investitionskosten für
die Verlegezüge
vervielfachen.
-
Im
Vergleich zu den Investitionskosten für spezialisierte Biege- und
Kröpfeinrichtungen 100 einer
Vorrichtung 400 bzw. 400' in einem geschlossenen oder zumindest überdachten
Gebäude
ist dies also unwirtschaftlich.
-
Zum
Bereitstellen einer verminderten Antriebsleistung des Linearmotors
kann der elektrische Leiter 40, wie in 13A und in 13B dargestellt, bereichsweise
nicht geformt sein, insbesondere auf entsprechend anteiliger Länge ungewickelt
zur Verfügung
gestellt werden.
-
In 13A ist aus Gründen
der Übersichtlichkeit
der Bereich ohne Wicklung nur für
die untere Lage oder erste Phase LL dargestellt. Die Darstellung
des Bereichs ohne Wicklung gilt aber für alle Lagen LL, ML, UL des
elektrischen Leiters 40.
-
Der
Prozentsatz der Antriebsleistung ist individuell gestaltbar. Zur
Bereitstellung eines Antriebs mit fünfzig Prozent Antriebsleistung
weist der elektrische Leiter 40 beispielsweise wechselweise
Abschnitte mit jeweils sechs Metern (= 6 m in 13A und in 13B)
gewickelter Leitung und sechs Metern (= 6 m in 13A und in 13B)
gestreckter Leitung auf.
-
Hierbei
sind, wie in 13B am Beispiel eines 24 Meter
(= viermal 6 m in 13B) langen Trägers 60 dargestellt,
die Wicklungsbilder, insbesondere die geformten Bereiche und die
nicht geformten Bereiche, des jeweils an gegenüberliegenden Fahrbahnseiten
des Trägers 60 angeordneten
Langstators 40 vorzugsweise zueinander versetzt angeordnet.
-
Zur
Bereitstellung eines Antriebs mit sechzig Prozent Antriebsleistung
folgen beispielsweise aufeinander abwechselnd neun Meter Wicklung
und sechs Meter gestreckte Leitung; und zur Bereitstellung eines
Antriebs mit 66 Prozent Antriebsleistung folgen beispielsweise aufeinander
abwech selnd zwölf
Meter Wicklung und sechs Meter gestreckte Leitung.
-
Die
gestreckte Länge
für eine
Wicklungsperiode des elektrischen Leiters 40 ist vorzugsweise
für alle
drei Wicklungsstränge
LL, ML, UL identisch und beträgt
im Falle einer durchgängig
gewickelten Leitung beispielsweise 1.212,6 Millimeter. Eine Wicklungsperiode
entspricht vorteilhafterweise etwa sechs Statornutteilungen und
beträgt
beispielsweise 516 Millimeter.
-
Im
Vergleich zur durchgängig
gewickelten Leitung zur Bereitstellung einer vollen Antriebsleistung
wird bei reduzierter Antriebsleistung Material des elektrischen
Leiters 40 eingespart.
-
So
beträgt
beispielsweise bei halbierter Antriebsleistung die gestreckte Länge der
Wicklung bei einem Meter Fahrweglänge zweimal Periode, also 2,4
Meter Leitung. Die Materialeinsparung bei der gestreckten Leitung
beträgt
also etwa sechzig Prozent, nämlich
1 zu 2,4.
-
Der
Wicklungsfaktor, das heißt
das Verhältnis
der gestreckten Länge
des elektrischen Leiters 40 für eine Wicklungsperiode zur
Fahrweglänge
beträgt bei
reduzierter Antriebsleistung also etwa 2,4.
-
Die
längenbezogene
Masse der Wanderfeldleitung eines durchgehend gewickelten elektrischen Leiters 40 beträgt beispielsweise
1,84 Kilogramm pro Meter. Abweichungen in der Form und/oder in der Lage
sind bis zu einer Größe zulässig, bei
der
- – die
Freiraumbegrenzung F (vgl. 5D) nicht überschritten
wird sowie
- – die
korrekte geometrische Konstellation der Wicklungsstränge untereinander
gegeben ist.
-
Erdungsmanschetten
und Erdungsleitungen sind aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht graphisch dargestellt.
-
Kurz
gesagt ist in 1 bis 13B die
flexible Ausrüstung
der Langstatorwicklung eines Magnetbahnsystems in hoher Qualität dargestellt.
-
- 10
- Kontrollsystem,
insbesondere I[ntegriertes]M[anagement]S[ystem]
- 40
- elektrischer
Leiter, insbesondere Wanderfeldleiter, zum Beispiel
-
- Wicklungsstrang,
im Speziellen L[ang]S[tator]W[icklungs]-Kabel
-
- oder
Langstator
- 42
- Anschluss
des elektrischen Leiters 40 am Träger 60
- 44
- Verschaltungsmittel,
insbesondere Verbindungs- oder Verket
-
- tungselement,
zum Beispiel Fahrwegträger oder
Fahrbahnträger,
-
- etwa
Stahl-, Beton- oder Muffe, des elektrischen Leiters 40
- 50
- Vorrat,
insbesondere Trommel, zum Beispiel Kabeltrommel
- 60
- Träger, insbesondere
Stator eines Linearmotors, zum Beispiel
-
- Fahrwegträger oder
Fahrbahnträger,
wie etwa Stahlträger,
Beton
-
- träger oder
Hybridträger,
einer Magnetschwebebahn
- 60l
- in
Trassierungsrichtung gesehen linke Seite des Trägers 60
- 60r
- in
Trassierungsrichtung gesehen rechte Seite des Trägers 60
- 62
- Längsachse
des Trägers 60
- 64
- Fahrweg,
insbesondere Plattenfahrweg des Trägers 60
- 66
- Übergang
von zwei Trägereinheiten
des Trägers 60,
insbesondere
-
- Trägerübergang
- 66n
- freie
Nut oder Dehnspalt am Trägerübergang 66 beim
Stand der
-
- Technik
(vgl. 5A und 5B)
- 68
- Wange
des Trägers 60
- 70
- Statorpaket
des Trägers 60
- 72
- Nut
des Trägers 60,
insbesondere Nut des Statorpakets 70
- 100
- Verarbeitungseinrichtung,
insbesondere Biege- und Kröpfeinrich
-
- tung
- 110
- Rad
der Verarbeitungseinrichtung 100
- 120
- der
Verarbeitungseinrichtung 100 zugeordneter Fahrweg, insbe
-
- sondere
den Rädern
der Verarbeitungseinrichtung 100 zugeordne
-
- te
Schiene
- 200
- Aufnahmeeinrichtung,
insbesondere Fördereinrichtung,
zum Bei
-
- spiel
Förderband
- 300
- Ausrüstungseinrichtung,
insbesondere Verlegeeinheit, beispiels
-
- weise
Eindruckeinrichtung
- 400
- Vorrichtung,
insbesondere Montagevorrichtung
-
- (=
erstes Ausführungsbeispiel;
vgl. 1 und 2)
- 400'
- Vorrichtung,
insbesondere Montagevorrichtung
-
- (=
zweites Ausführungsbeispiel;
vgl. 3)
- A
- erster,
dem elektrischen Leiter 40 zugeordneter Wicklungstyp
- B
- zweiter,
dem elektrischen Leiter 40 zugeordneter Wicklungstyp
- F
- Freiraumbegrenzung
- L
- Bewegungsrichtung
der Aufnahmeeinrichtung 200
- LL
- erste
Phase, insbesondere unterer Wicklungsstrang des elektri
-
- schen
Leiters 40, beispielsweise untere Lage (lower layer) der
-
- L[ang]S[tator]W[icklung]s
- ML
- zweite
Phase, insbesondere mittlerer Wicklungsstrang des elektri
-
- schen
Leiters 40, beispielsweise mittlere Lage (middle layer)
der
-
- L[ang]S[tator]W[icklung]
- Q
- Bewegungsrichtung
der Verarbeitungseinrichtung 100
- T
- Trassierungsrichtung
des Trägers 60,
insbesondere Richtung der
-
- Fertigstellung
des Fahrwegträgers 60
- UL
- dritte
Phase, insbesondere oberer Wicklungsstrang des elektri
-
- schen
Leiters 40, beispielsweise obere Lage (upper layer) der
-
- L[ang]S[tator]W[icklung]