DE1580909B2

DE1580909B2 - Transportanlage mit einem bahngebundenen luftkissenfahrzeug mit linearmotorantrieb

Info

Publication number: DE1580909B2
Application number: DE19661580909
Authority: DE
Inventors: Kwangho Hartford Conn Chung (V St A)
Original assignee: Skinner Precision Industries Ine, New Britain, Conn (V St A )
Priority date: 1965-04-16
Filing date: 1966-04-09
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR1476343A; US3385228A; GB1129290A; DE1580909C3; DE1580909A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportanlage mit einem bahngebundenen Luftkissenfahrzeug mit Linearmotorantrieb, dessen Rotor-· einen Teil der Bahn bildet, und das mit einer Führungseinrichtung versehen ist.

Bei einer Transportanlage der vorstehend beschriebenen Art besteht die Führungseinrichtung aus einer speziellen, z.B. im Querschnitt V-förmigen Bahnform und aus dieser Bahnform angepaßten, mit ihr zusammenwirkenden Führungsflächen des Fahr- zeugs, die Druckluftdüsen aufweisen, um zwischen der Bahn und den Führungsflächen ein Luftkissen zu bilden. Die Bahn wirkt also als formschlüssige Führungsschiene für das Fahrzeug, und zwischen der Kontur der Bahn und der des Fahrzeugs ist eine genaue Übereinstimmung erforderlich, die hohe Präzision und daher hohe Kosten für Herstellung und Instandhaltung verlangt. Außerdem ist der Energiebedarf für den Aufbau des Luftkissens größer (österreichische Patentschrift 237 028 und »Bundesbahn«, 1962, S. 839/840).

Bei einem Fahrzeug einer, yon Elektromagneten an Fahrschienen schwebend gehaltenen Transportanlage ist es ferner bekannt, die Fahrzeuge durch elektrische Steuergeräte in vertikaler Richtung gegen Schwin-, gungen zu sichern und zur Führung-und Steuerung der Fahrzeuge an ihren Seiten weitere von Steuergeräten beeinflußte Elektromagnete und ortsfeste,, also ;. in Verbindung mit dem sogenannten Bahnkörper stehende Schienen anzuordnen. Das heißt, in diesem,.. Fall umschließen bahneigene Teile das Fahrzeug zu Führungszwecken, und zur Pufferung wird nicht Luft, sondern ein elektromagnetisches Feld benutzt (deutsche Patentschrift 707 032).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die materieller Führungsschienen nicht bedarf.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Prinzip, eine formschlüssige Abhängigkeit des Fahrzeugs von der Bahn zu vermeiden und besteht darin, daß der Rotor so in die Bahn eingebaut ist, daß diese die Reaktionsfläche sowohl für das Luftkissen als auch für den Linearmotor bildet und daß die Führungseinrichtung für das Fahrzeug eine von diesem getragene elektromagnetische Einrichtung ist, deren Magnetkräfte quer zu der Magnetkraft für den Vortrieb des Fahrzeuges erzeugt werden.

Auf diese Weise genügt eine mit geringem Auf-F i g. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht nach Linie 4-4 in F i g. 1;

F i g. 5 ist eine seitliche Teilansicht einer Ausführungsform der Erfindung; ■

F i g. 6 ist eine Teildraufsicht der Ausführung gemäß Fig. 5;

Fig.7.ist eine Stirnansicht der Ausführung gemäß Fig. 5; ;.-:.^:--;-/■ .. ;-.·^:.: ;.V.

Fig. 8 ist eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; ■'"-■ .. Fig.9 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 9-9 ;derFig.8. _: ■■ ■ -

Der Antrieb für das Fahrzeug sollim. vorliögenden Fall durch lineare Induktionsmotoren erfolgen. Solche Motoren weisen einen Stator mit einem geschichteten ferromagneüschen Kern auf, der mit einer Reihe von im Abstand voneinander befindlichen Nuten versehen ist, in denen eine Mehrzahl von Feldspulen angeordnet ist, um einen Stator mit einer zweiiagigen Wicklung zu bilden, bei welcher sich die einzelnen Windungen überlappen. Die Feldspulen sind mit einer zweckentsprechenden mehrphasigen Wechselstromquelle verbunden, um dadurch ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, welches sich in Übereinstimmung mit der bekannten Induktionsmotortheorie entlang der genuteten Fläche des Stators bewegt Mit dem Stator arbeitet ein Rotor (22 a) in länglicher Form zusammen, der beim Linearmotor .als fortlaufender Leiter ausgebildet ist und aus einem Material wie Kupfer und aus einem sich in gleicher Richtung erstreckenden ferromagnetischen Teil besteht, welcher den Rückkehrweg für den von dem Stator erzeugten elektromagnetischen Fluß bildet.

Gemäß F i g. 1 wird ein Motor der beschriebenen Art verwendet, um ein"Färirzeüg"20 'entlang einer Bahn 22 anzutreiben, wobei das Fahrzeug 20 im Abstand über der Bahn 22 durch eine Mehrzahl von Luftkissen bildenden Organen 24 abgestützt ist, die am Boden 26 des Fahrzeuges.20 angeordnet sind.

Jedes luftkissenbildende Organ 24 weist eine biegsame Membran 28 auf, die rund um ihre Kanten an dem Boden 26 hermetisch abdichtend befestigt ist und eine mittlere Öffnung 29 aufweist, deren Kanten mittels Abstandsstücken 30 in einem Abstand von dem Boden 26 gehalten sind. Die Organe 24 brauchen nicht notwendigerweise kreisförmig zu sein, sondern sie können beispielsweise länglich ausgebildet sein und entsprechende längliche mittlere öffnungen aufweisen. Außerdem wird die Form und Anzahl der luftkissenbildenden Organe 24 durch die

Größe und das Gewicht des abzustützenden Fahr- einem kurzen Abstand über gegenüberliegenden

zeugs bestimmt. Jedes Organ 24 ist mit einem Luft- Kantenteilen der Bahn 22 liegen. Die Schenkel 48,

einlaß 32 für einen kontinuierlichen Strom von 50 des Elektromagneten 46 sind dadurch mit dem

Druckluft von einer Druckluftquelle (nicht darge- ferromagnetischen Teil 44 magnetisch verkettet, und

stellt) versehen. 5 die Anziehungskräfte an den Luftspalten zwischen

Die Luft tritt in den von der biegsamen Membran den Polflächen 52 und 54 und der Bahn 22 sind

28 umschlossenen Raum ein und strömt abwärts gleich, so lange das fahrzeug 20 sich mit der Bahn 22

durch die mittlere Öffnung 29 in die Kammer unter in Ausrichtung befindet. Wenn jedoch das Fahrzeug

der biegsamen Membran 28 und dann durch den 20 durch irgendeine äußere Kraft seitlich bewegt

Spalt zwischen dem Umfang der Membran 28 und io wird, beispielsweise gemäß F i g. 7 nach links, so

der Bahn 22 hindurch nach außen. Niederdruckluft- nimmt die die Polfläche 52 mit der Bahn 22 verket-

kissen dieser allgemeinen Art können sehr große La- tende Magnetkraft ab, so daß ein unausgeglichener

sten abstützen, obwohl der Luftdruck nur etwas über Kräftezustand erzeugt ist, durch welchen der Elek-

dem atmosphärischen Druck liegt. tromagnet 46 und das Fahrzeug 20 in eine mittlere

Der Antrieb für das Fahrzeug 20 wird durch eine 15 Stellung entlang der Bahn 22 zurückbewegt werden. Vortriebseinrichtung 33 erzeugt, die einen f erroma- Auf diese Weise kann eine seitliche Stabilisierung des gnetischen Kern 34 aufweist, der bei der beschriebe- Fahrzeuges 20 einzig durch elektromagnetische nen Ausführungsform in zwei parallele Abschnitte Kräfte erzielt werden, und es besteht keine Notwenunterteilt ist, die an dem Boden 26 derart angeordnet digkeit, eine mechanische Führungseinrichtung vorsind, daß sie sich nahe der Bahn 22 befinden, wenn 20 zusehen.

das Fahrzeug 20 von den luftkissenbildenden Orga- Bei der in Fig. 8 schematisch dargestellten Ausnen 24 abgestützt ist. Der ferromagnetische Kern 34 führungsform der Erfindung ist eine Plattform 56 ist mit einer Mehrzahl von im Abstand voneinander eines Fahrzeuges durch vier luftkissenbildende Orbefindlichen Schlitzen oder Nuten 35 versehen, in gane 60 auf einer Abstützfläche 58 abgestützt, wobei denen eine Mehrzahl von Drahtspulen 36 angeordnet 25 die Organe 60 hinsichtlich ihres Aufbaues und ihrer ist, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugen, Funktion den Organen 24 gemäß vorstehender Bedas sich entlang der Bewegungsbahn des Fahrzeuges Schreibung ähnlich sind. Die Abstützfläche 58 ist der 20 bewegt, wenn die Spulen 36 an eine mehrphasige Bahn 22 insofern ähnlich, als sie aus einer Lage aus Wechselstromquelle angeschlossen werden. Für die- leitendem Material wie Kupfer gebildet ist, die über sen Zweck ist das Fahrzeug 20 mit einem Stromauf- 30 einer Lage aus ferromagnetischem Material wie Weichnahmeschuh 38 versehen, der sich in Berührung mit eisen liegt. Der Antrieb für die Plattform 56 wird einer Stromschiene 40 befindet, die entlang der Bahn durch eine zentral angeordnete Hauptvortriebsein-22 angeordnet ist. Wenn einphasiger Wechselstrom richtung 62 und eine Führungsemrichtung aus zwei durch die Stromschiene 40 zugeführt wird, wird ein Hilfsantriebseinrichtungen 64, 66 bewirkt, die an zweckentsprechender Phasenteilerkondensator in 35 dem Boden der Plattform 56 vor und hinter der dem Fahrzeug 20 angeordnet, so daß den Spulen 36 Hauptvortriebseinrichtung 62 angeordnet sind und Mehrphasenenergie zugeführt wird. zu dieser im rechten Winkel wirksam sind.

Die Bahn 22 ist zweilagig und weist einen fortlau- Die Vor- und Antriebseinrichtungen 62, 64 und 66 fenden leitenden Teil 42, der seine obere Fläche bil- sind der Vortriebseinrichtung 33 des Fahrzeuges 20 det, sowie einen sich in gleicher Richtung erstrecken- 40 gemäß vorstehender Beschreibung ähnlich und weiden ferromagnetischen Teil 44 auf. Beispielsweise sen einen genuteten ferromagnetischen Kern mit kann die Bahn 22 eine Lage aus Kupfer oder Alumi- einer Mehrzahl von Drahtspulen auf, die an eine nium aufweisen, welche den leitenden Teil 42 bildet, Mehrphasen-Wechselstromquelle angeschlossen sind, der auf einer Basis aus Weicheisen angeordnet ist, Zufolge der Anordnung und Ausrichtung der Hilfsweiches den ferromagnetischen Teil 44 bildet. 45 antriebseinrichtungen 64, 66 kann die Plattform 56

Wenn das Fahrzeug 20 sich im Betrieb befindet, in jeder Richtung über die Abstützfiäche 58 manöist es durch die luftkissenbildenden Organe 24 abge- vriert werden. Somit kann die Hauptvortriebseinrichstützt, so daß es sich praktisch reibungslos entlang tung 62 erregt werden, um die Plattform 56 nach der Bahn 22 bewegen kann. Bei Erregung der Spulen vorn oder nach hinten anzutreiben, während eine 36 wirkt das sich ergebende elektromagnetische Feld, 50 seitliche Bewegung durch Erregung der Hilfsanwelches sich entlang der Länge des ferromagneti- triebseinrichtungen 64, 66 erhalten werden kann, sehen Kernes 34 bewegt, mit der Bahn 22 zusammen, derart, daß ihre sich bewegenden elektromagnetium eine induzierte Kraft zu erzeugen, welche das sehen Felder sich in der entsprechenden Richtung Fahrzeug 20 entlang der Bahn 22 antreibt. bewegen. Wenn weiterhin die Hilfsantriebseinrich-In F i g. 5 ist die elektromagnetische Einrichtung 55 tungen 64, 66 derart erregt sind, daß ihre elektro-46 α wiedergegeben, deren Magnetkräfte quer zu der magnetischen Felder sich in entgegengesetzten Rich-Magnetkraft für den Vortrieb des Fahrzeuges 20 wir- tungen bewegen, kann sich die Plattform 56 drehen, ken. Sie besteht aus einem Elektromagneten 46, der Die Plattform 56 ist mit einer elektrischen Energieunter dem Boden 26 des Fahrzeuges 20 angeordnet quelle versehen, beispielsweise mit einem von einer ist. Der Elektromagnet 46 ist relativ zu der Bahn 22 60 Kraftmaschine angetriebenen Generator, und sie in Querrichtung angeordnet und mit zwei sich ab- weist zweckentsprechende Steuerstromkreise und wärts erstreckenden Schenkeln 48 und 50 versehen, Umkehrschalter zum Steuern der Erregung der Andie in etwas schrägen Polflächen 52, 54 enden, die in und Vortriebseinrichtungen auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Transportanlage mit einem bahngebundenen Luftkissenfahrzeug mit Linearmotorantrieb, dessen Rotor einen Teil der Bahn bildet, und mit einer Führungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (22 a) so in die Bahn (22, 58) eingebaut ist, daß diese die Reaktionsfläche sowohl für das Luftkissen als auch für den Linearmotor bildet und daß die Führungseinrichtung für das Fahrzeug (20) eine von, diesem getragene elektromagnetische Einrichtung (46 a; 64, 66) ist, deren Magnetkräfte quer zu der Magnetkraft für den Vortrieb des Fahrzeuges (20) erzeugt werden.

wand herstellbare, ebene B ahnfläcne als Reaktionsfläche für die das Luftkissen bildenden Organe bei geringem Luftverbrauch und zur Führung des Fahrzeugs längs der seitlichen Bahnkanten. Außerdem kann das Fahrzeug durch die elektromagnetische Einrichtung, die quer zur Hauptvortriebsvorrichtung wirkt, in jeder gewünschten Richtung über die Bahn manövriert^werden.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläu- : -tert. ■ ·. '

Fi g. 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitensicht eines Fahrzeuges und der Bahn, an denen die Erfindung verkörpert ist;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Fig. 1;

F i g. 3 ist eine Schnittansicht nach Linie 3-3 in