DE1963505A1

DE1963505A1 - Antriebsvorrichtung mit einem linearen Induktionsmotor

Info

Publication number: DE1963505A1
Application number: DE19691963505
Authority: DE
Inventors: Payen Jean Pol
Original assignee: LINERAIL MANUTENTION PAR MOTEU
Current assignee: LINERAIL MANUTENTION PAR MOTEU
Priority date: 1968-12-26
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1970-07-09
Also published as: NL6919294A; CH510951A; GB1247257A; FR1596424A; ES374061A1; BE742980A

Description

. E. WetZel ⁸⁵⁰° Nürnberg 1,16.12.1969

_, . , Hefnersplatz 3 - Poatfach 9347

Dipl.-lng. E. Tergau τ·ι·_χ06/22327-^1.0911/204081.83

Poatscheckkonto Nürnberg 11151 Γ αΤβΠΐ3Πνν3ΙΐΘ I— Unier Zaichan bitte immer anheben—.

j 8/6 (W/69)

Firma LINERAIL, manutention par raoteur lineaire 164, avenue du Roule, 92-Neuilly /Frankreich.

Antriebsvorrichtung mit einem linearen Induktionsmotor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Antrieb· eines Fahrzeuges entlang einer Führungsschiene mit einer Abzweigung, an der sich die Schiene teilt, um dem Fahrzeug zumindest zwei selektive Bahnen zu bieten, wobei eine Vorrichtung zur Auswahl der Bahn an der Stelle der Abzweigung ein magnetisches Feld erzeugt, das gleichzeitig den Antrieb und die Auswahl der Bahn des Fahrzeuges gewährleistet.

Es ist bereits bekannt, daß eine im allgemeinen störende Anziehungskraft zwischen dem festen und beweglichen Magnetkreis eines Linearmotors wirkt, eine Kraft, die man oft dadurch, abzuschwächen sucht, daß man einen Anker aus leitendem, nicht ferromagnetischem Material verwendet oder Führungsmittel für den beweglichen Teil vorsieht, die diesen Kräften entgegenwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Hilfskräfte dazu zu verwenden, um die Auswahl der Bahnen und die elektromagnetische Führung des Fahrzeuges zu sichern.

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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit linearem Induktionsmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß das von der Vorrichtung zur Auswahl der Bahn erzeugte Magnetfeld ein von einem linearen Induktionsmotor geschaffenes gleitendes Magnetfeld ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der lineare Induktionsmotor mindestens zwei unabhängige feste Induktoren auf, die seitlich zu beiden Seiten der Abzweigung angeordnet sind und mit mindestens einem Magnetfeld eines fest mit dem Fahrzeug verbundenen Ankers zusammenarbeiten, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Induktoren im Hinblick auf die Auswahl der Bahn des Fahrzeuges verschieden zu erregen. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt der lineare Induktionsmotor zwei mit dem Fahrzeug fest verbundene Halbinduktoren, die zwei seitliche Luftspalte begrenzen· Diese arbeiten mit zwei festen Luftspaltflächen, zusammen, die seitlich zu beiden Seiten der Abzweigung angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Induktoren im Hinblick auf die Auswahl der Bahn des Fahrzeuges verschieden zu erregen.

Man hat bereits vorgeschlagen, die Förderwagen auf eine

bestimmte Abzweigschiene zu leiten, wobei man die elektromagnetischen Kräfte ausgenutzt hat, die sich aus der selektiven Erregung der Führungselektromagnete ergeben.

Diese Elektromagnete betätigen entweder die Abzweigungen oder üben direkt transversale Führungskräfte auf den Wagen

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in der Abzweigzone aus. Diese elektrischen Führungsvorrichtungen eignen sich besonders zur Automatisation und. zur Fernsteuerung der Bedienungsvorrichtungen und insbesondere zur automatischen Programmierung der Stromkreise der Wagen. Es ist leicht ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die Vorteile der elektromagnetischen Führung beibehält, ohne verschiedene Antriebs-und Führungsteile zu erfordern, wobei der Induktor des Linearmotors gleichzeitig Antriebs- und Führungskräfte für den Förderwagen liefert. Die gesamte Vorrichtung wird dadurch beträchtlich vereinfacht und herstellungs- und Betriebskosten werden reduziert· Es wird darauf hingewiesen,daß die vom Induktor des !.inearmotors stammenden verfügbaren Kräfte besonders groß sind, wodurch die Ausbildung der Abzweigsysteme der Förderwagen erleichtert wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der automatischen Verzögerung des Wagens in der Abzweigzone, was auf das zumindest teilweise Trennen eines der Motorenbauteile zurückzuführen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig.l schematisch eine Einschienenfördervorrichtung

mit. einem erfindungsgemäßen Linearmotor, ;

Fig.2 eine Ansicht von links gemäß Fig.l,

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Fig.3 einen Grundriß einer Abzweigvorriehtung einer Fördervorrichtung nach Fig.l,
Fig.^und 5 ähnliche Ansichten wie die Fig.l und 2

einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig.6 die Schaltung der Wicklungen und Fig.7 eine weitere Vorrichtung gemäß der Erfindung im Grundriß.

Gemäß den Figuren enthalt eine Fördervorrichtung 10 vom Typ einer Einschienenbahn einen Träger 12, der an einer nicht dargestellten Unterstützung befestigt ist und einen rinnenförmigen (iuerschnitt hat und auf zwei waagerechten Schenkeln 1^,16 zwei Hollbahnen aufweist, auf denen zwei Paar Tragrollen 18,20 eines Wagens 22 rollen. Zwischen den beiden Schenkeln 1^,16 ist ein Zwischenraum oder Gleisabstand vorgesehen, in dem Führungsrollen 2^,26 rollen und aus dem ein Haken 28 zum Tragen der nicht dargestellten zu transportierenden Last herausragt. Der W^gen 22 wird durch die zwei Paar Tragrollen 18,20 gestützt und durch die Führungsrollen 2^,26 während seiner Bewegung im Innern des Trägers 12 geführt. Der Wagen weist zwei magnetische Kreise oder Halbinduktoren 30,30^rauf, die neben den seitlichen Flanschen 32,32' des Trägers 12 angeordnet sind und van denen jeder eine mehrphasige Wicklung 3^,3^' trägt, die ein transversables Hagnetfeld in jedem Luftspalt 36,36* erzeugen, der sich Zwischen den Halbinduktoren 30, 30· und den Flanschen 32,32* aus ferromagnetischem Material

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befindet. Dieses Feld gleitet bzw. wandert in an sich bekannter Weise in der Längsrichtung des Trägers 12. Mit den Flanschen 32,32' sind plattenförmige Anker 38,38' aus leitendem Material verbunden. Diese arbeiten mit den von den Wicklungen 34,34' der Halbinduktoren 30,30' erzeugten gleitenden Magnetfeldern zusammen, um eine Antriebskraft für den Wagen 22 in Längsrichtung des Trägers 12 zu erzeugen. ™

Der Wagen 22 weist in seinem oberen Teil eine Stromabnahmevorrichtung 40 mit Bürsten 42 auf, die an auf dem oberen Teil 46 des Trägers 12 angeordneten Stromleitern 44 anliegen. Selbstverständlich könnte jede andere geeignete Vorrichtung zur Speisung der Induktorwicklungen 34,34' verwendet werden. Eine Schaltvorrichtung mit Schaltern 43,43' (siehe Fig.6), die sich innerhalb oder außerhalb des Wagens 22 befinden, erlaubt die gleichzeitige Speisung der Wicklungen 3^»3^'» deren Wirkung dann noch hinzukommt, um den f Antrieb des Wagens 22 oder aber die getrennte Speisung entweder der Wicklung 3^ oder der Wicklung 34¹ zu gewährleisten.

Das ferromagnetische Material zum Schließen der magnetischen Kraftlinien der Ankerteile 32,38 ruft eine Anziehungskraft hervor, die sich in an sich bekannter Weise zwischen dem Induktor 30 unfl. dem Anker 38 auswirkt, wenn nur die Wicklung 34 gespeist wird. Im Falle einer gleichzeitigen und gleichen Speisung der Wicklungen 34,34' heben sich diese Anziehungs-

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kräfte merklich auf, so daß kaum die Führungsrollen 24,26 benutzt werden.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen footors wird unter Bezugnahme auf Fig.3 genauer beschrieben, die schematisch eine gabelförmige Abzweigung mit Schienen 4-8,50 zeigt, wobei man annimmt, daß ein Wagen 22 gemäß den Fig. 1 und 2 von der Stellung A aus sich in Richtung des Pfeiles F bewegt.

In der Stellung A ist der Wagen 22 einer Antriebskraft unterworfen, die in Richtung des Pfeiles F wirkt und sich aus der gemeinsamen Wirkung der Induktoren 30,30' ergibt, deren Wicklungen 34,34' beim Schließen der Sehalter43,43' gespeist werden. Er bewegt sich entlang dem Träger 12, wobei die Tragfcollen 18,20 auf den Schenkeln 14,16 rollen, und trägt die am Haken 28 befestigte, zu transportierende Last. Diese Last hält die Tragrollen 18,20 in Anlage an dem Wagen 22, wodurch dieser gegen einen der Flansche 32, 32' des Trägers 12 unter Wirkung der sich in den Luftspalten 36,36' ergebenden Anziehungskräfte gedrückt werden soll. Der Wagen 22 wird im Laufe seiner Bewegung in der Achse des Trägers 12 durch die Führungsrollen 24,26 gehalten. Selbstverständlich könnte jede andere herkömmliche Führungsvorrichtung verwendet werden, da sich die Anziehungskräfte der Induktoren 30,3O¹ in diesem Streckenabschnitt merklich ausgleichen.

Wenn der Wagen 22 in der Stellung B an die Abzweigung der Schiene stößt, wird eine der Wicklungen, z.B. 34',im Falle,

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daß der Wagen auf Gleis 48 geschickt werden soll, durch Offnen des Schalters 43' abgeschaltet. Daraus ergibt sich eine Verringerung der Antriebskraft, also eine zusätzliche, günstige Wirkung, die es gestattet, die Geschwindigkeit des Wagens 22 im Abschnitt der Richtungsänderung automatisch zu verringern wie auch die Anziehungskraft zwischen Induktor 30' und Flansch 32* aufzuheben. In diesem Augenblick ist der Wagen 22 einer Antriebskraft FpUnterworfen, die in Fahrtrichtung des Förderwagens wirkt, sowie einer seitlichen Kraft F₁, die sich aus der Anziehungskraft zwischen Induktor 30, dessen Wicklung 34 gespeist wird, und Flansch 32 ergibt. Es ist verständlich, daß sich der Wagen 22 nach der Schiene richtet· Nach dem Passieren der Abzweigung können in der Stellung C die beiden Induktoren 30,30' wieder wirksam werden, um den Schub wieder auf seinen Normalwert zu bringen, da ein neuer Flansch 32" vorhanden ist, der sich in bezug auf den Flansch 32 in seiner Normallage befindet nachdem Entfernen des Flansches 32,' vom Abschnitt A, der zu dem entsprechenden Flanech 32'des Abschnitts 50 hinzugekommen ist. Die mechanische Führungsvorrichtung mit Führungsrollen 24,26 muß selbstverständlich so angeordnet sein, daß das Passieren des Wagens 22 sowohl auf der Schiene 48 als auch auf der Schiene 50 möglich ist, z.B. durch Erweiterung der inneren Führungsschiene in die Abzweigzone hinein auf die in Fig.3 dargestellte Weise.

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Die Erfindung ist selbstverständlich keinesfalls auf die vorstehend beschriebene Wirkungsweise beschränkt, sondern eine einfache Ab- oder Veränderung der Stromzufuhr kann für die selektive Führung des Wagens genügen.Die Außerbetriebssetzung des einen Induktors kann auf andere Arten durchgeführt werden, z.B. dadurch, daß der Ankerteil 32,38 in der Abzweigzone vorübergehend ausgeschaltet oder während des Passierens des Wagens durch einen eisenlosen Anker ersetzt wird, der keine Anziehungskraft ausüben kann.

Die Fig.4 und 5 stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, bei dem der Motor räumlich von dem Träger des Förderwagens getrennt ist. Die Stromabnahme vorrichtung 4ü ist seitlich angeordnet und wird bei 40,40· so halbiert, daß die Stromzufuhr selbst beim Passieren einer Abzweigung gewährleistet ist. Die seitliche Führung ist durch eine Gesamtheit von Führungsrollen 24,52,5^ gesichert, die mit zwei verschiedenen Gleisabständen zusammenarbeiten. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung gleicht jener der Vorrichtung der Fig. 1 bis 3, so daß sie hier nicht nochmals beschrieben zu werden braucht.

Die Fig,7 zeiert ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Induktoren fest sind und sich divergent auf beiden Seiten einer Abzv/eigung eines Schienenstranges erstrecken.

Gemäß Fig.? weist der Wagen 22 zwei seitliche vertikale Platten 62 und 6*+ aus magnetischem Material auf, die eventuell

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durch Anker bildende Platten aus leitendem Material verdoppelt werden. Diese Anker arbeiten mit zwei festen Induktoren 66 und 68 zusammen, die beiderseits an der Abzweigung so angeordnet sind, daß ihre inneren vertikalen Flächen mit den Flächen in bezug auf die Platten 62,6**- zwei Luftspalte 70,72 begrenzen (deren Breite in Fig.7 vergrößert dargestellt ist). Diese Luftspaltflächen der Induktoren sind divergent angeordnet, und der magnetische Kreis jedes Induktors 66,68 weist eine nicht dargestellte mehrphasige Wicklung auf, die in erregtem Zustande im Luftspalt 70 bzw. ?2 ein gleitendes Magnetfeld erzeugt, das den Antrieb des Wagens 22 gewährleistet. Es ist klar, daß es genügt, nur die Wicklung 66 zu erregen, damit der Wagen in die Schiene 48 eingreift, und nur die Wicklung 68, damit er in die Schiene 50 eingreift, wobei sich die transversale Magnetkraft der Abzweigung zwischen dem Induktor 66 (oder 68) und der ankerförmigen Platte 62 (oder 64) aus dem Fehlen( oder der relativen Verringerung) eines dieser Magnetfelder ergibt.

Selbstverständlich kann der Wagen außerhalb der Abzweigung entweder durch den gleichen Linearmotor(in diesem Fall sind die Induktoren 66 und 68 entlang der Strecke des Fahrzeuges gestaffelt) oder durch andere Mittel (z.B. durch eine bewegliche Kette oder durch einen speziellen Linearmotor mit horizontalem Luftspalt usw..) angetrieben werden.

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Andererseits könnte man auf der Platte 7 einen der Induktoren 66,68 weglassen, wenn der Wagen 22 einer Rückrufkraft unterworfen wird, die sich z.B. aus der Schwerkraft ergeben könnte und danach strebt, ihn auf eine der Schienen 48 und zu bringen. Diese Rückrufkraft könnte sich auch aus der Trägheit ergeben, wenn eine der beiden Schienen 48,50 eine größere Abweichung als die andere in bezug auf den oberhalb der Abzweigung gelegenen Schienenabschnitt hat. In diesem Fall verursacht der einzige Induktor das Eingreifen in die eine oder andere Abzweigschiene, je nachdem, ob er im Augenblick des Passierens des Fahrzeuges erregt ist oder nicht.

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Claims

-11-Patentansprüche:

IJ Vorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeuges entlang einer Führungsschiene mit einer Abzweigung, an der sich die Schiene teilt, um dem Fahrzeug zumindest zwei selektive Bahnen zu bieten, wobei eine Vorrichtung zur Auswahl der Bahn an der Stelle der Abzweigung ein magnetisches Feld erzeugt, das gleicnzeitig den antrieb und die Auswahl der Bahn des Fahrzeuges gewährleistet, dadurcn gekennzeichr-t-:, ±& das von der Vorrichtung zur Auswahl der cahn erzeugte hacnetfeld ein von einem linearen Induktionsmotor geschaffenes gleitendes Magnetfeld ist.

2. Vorricntung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dad der lineare Induktionsmotor mindestens zwei unabhängige feste Induktoren aufweist, die seitlich zu beiden Seiten der Abzweigung angeordnet sind und r.it mindestens einen Macnetfeld eine. r.,t »it ^ _Pa_iir2euf, ve«^ AnKers —,en^eUen, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Induktoren hinsichtlich der Auswahl der Bahn des Fahrzeuges verschieden zu erreren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-aet, daj3 die Flachen des Luftspalts der Induktoren divergent angeordnet sind.

*+. Vorrichtung nach Anspruch *?, dadurch gekennzeici.net, daß diese Mittel dazu angeordnet "ind, die Induktoren waiilv/eise zu erregen.

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5.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Induktionsmotor mindestens einen festen Induktor mit selektiver Erregung aufweist, der mit einem magnetischen Kreis des fest mit dem Fahrzeug verbundenen AnIiers zusammenarbeitet und im erregten Zustand die Auswahl bewirkt,indem er die Wirkung einer Büekrufvorrichtung aufhebt, die das Fahrzeug in eine der selektiven Bahnen eingreifen läßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Induktionsmotor auch den Antrieb des Fahrzeugs entlang der Schiene außerhalb der Abzweigung gewährleistet.

7.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Induktionsmotor zwei fest mit dem Fahrzeug verbundene nalbinduktoren aufweist, die zwei seitliche Luftspaltflächen begrenzen, welche mit zwei festen Luftspaltflächen zusammenarbeiten, die seitlich zu beiden Seiten doi* Abzweigung angeordnet sind, wobei Littel vorgesehen sind, um die Induktoren hinsichtlich der Auswahl der Bahn des Fahrzeugs verschieden zu erregen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Luf⁴;Spaltflächen durch Platten aus magnetischem Material begrenzt werden, die vertikal divergent an der Stelle der Abzweigung angeordnet sind,

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9β Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platten im wesentlichen beiderseits über die ganze Länge der Schiene erstrecken.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbinduktoren Rücken an Rücken angeordnet sind und durch einen einzigen Satz Stromschienen gespeist werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbinduktor von einem ihm zugehörigen Satz
Stromschienen gespeist wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsmittel so angeordnet sind, daß die Halbinduktoren wahlweise erregbar sind«

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