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Spurgebundenes Fahrzeug Zum Antrieb von spurgebundenen Fahrzeugen,
wie Schienenfahrzeugen oder dgl., ist es bekannt, sog. Linearmotore zu verwenden,
dynamoelektrische Maschinen, welche elektrische Energie in mechanische Energie in
der Weise umformen, daß diese unmittelbar für eine Translationsbewegung nutzbar
ist.
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In einfachster Ausführung läßt sich ein derartiger Motor als abgewickelte
Synchron- oder Asynchronmaschine darstellen,
deren Läufer dann -
z.B, als Uber dem Erdboden sioh rstreckende Schiene - ortetest und deren Ständer
bzw. Anker im Fahrzeug angeordnet wird oder umgekehrt.
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Der Abstand. zwischen den das Fahrzeug treibenden beweglichen Teil
des Motors und dem ortatesten Teil des Motors, also dessen Luftspalt muß dabei auf
einem vorgegebenen kleinen Wert gehalten werden, damit der Linearmotor nit brauchbarem
Wirkungsgrad arbeitet. Dies ist bei einem vertikalen Luftspalt nicht ohne weiteres
möglich, weil das Fahrzeug entsprechend einem vorgegebenen Spurspiel seitliche Bewegungen
ausruhrt und, insbesondere bei Kurvenfahrt, Wink.lbewegungen um seine Hoch-und Längsachse.
Dabei ändert sich zwangsläufig die Lage des im Fahrzeug angeordneten Motor-Teils
und damit der Luftspalt des Motors. Bei horizontalem Luftspalt wirken sich diese
Fahrzeugbewegungen nicht so störend aus; der ortsfeste Motor-Teil kann z.B. entsprechend
breiter ausgebildet werden. Bei dieser Anordnung bewirken jedoch Nick- und besonders
Hubbewegungen des Fahrzeugs eine Veränderung did)o Luftspaltes, wobei die Größe
der Fahrzeugdurchfederung von Bedeutung ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem spurgebundenen Fahrzeug,
das durch einen Lin@armotor angetrieben wird, den das Fahrzeug treibenden Teil desselben
so anzuordnen, daß sich Bewegungen des Fahrzeug@ auf die Lage dieses Motor-Teils
gegenüber dem ortsfesten Teil nicht auswirken.
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Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der dem Fahrzeug zugeordnete
bewegliche Teil des Linearmotors von den gefederten Fahrzeugteilen getrennt angeordnet
ist.
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Dieser Teil des Linearmotors, der ein eigenes Fahrwerk aufweisen kann,
iat dadurch im Hinblick auf seitliche Bewegungen sowie Hub- und Winkelbewegungen
des Fahrzeugs von diesem völlig un-@bhängig. Außerdem ist das Fahrwerk des Fahrzeugs
vo. Gewicht
des beweglichen Linearmotor-Teils und von den magnetischen
Anziehungskräften entlastet' welche zwischen deft beweglichen und ortsfesten Linearmotor-Teil
wirken.
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Zur Verbindung des Fahrzeugs mit dem Fahrwerk des beweglichen Linearmotor-Teils
können Zugübertragungsglieder Verwendung finden, d.h. Mittels die Kräfte nur in
einer Richtung Ubertragen.
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Des weiteren kann vorgesehen sein, daß das Gestell des Fahrwerken
des beweglichen Linearmotor-Teils wesentlich härter als der Fahrzeugaufbau gefedert
ist, so daß dieser Linearmotor-Teil nur kleinere Hubbewegungen ausführen kann.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles, wie in der Zeichnung
schematisch dargestellt, nachfolgend näher erläutert. Dabei werden vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine Seitenansicht
eines den beweglichen Teil eine Linearmotors tragenden Fahrwerks, das sich zwischen
den Laufwerken eines Schienenfahrzeugs befindet, Fig. 2 das Fahrwerk des beweglichen
Linearmotor-Teils und einen Radsatz des Schienenfahrzeugs nach Fig. 1 in einer vergrößerten
Stirnansicht und Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht des Fahrwerks nach Fig. 1
und 2 im Bereich einer Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung.
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Bei einem auf einem Gleis 1 geführten Fahrzeug, von dem in Fig. 1
nur ein Untergestell 2, daran angeschlossene Laufwerke 3
und eine
Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung 4 dargestellt sind, dient ein Linearmotor
als Antrieb. Der dem Fahrzeug tugeordnete bewegliche Teil 5 des Linearmotors besitzt
in eigenes Fahrwerk 6. Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich dieses Fahrwerk 6 auf einem
zwischen den Schienen 7 des Gleises 1 verlaufenden Gleis 8 geringerer Spurweite;
in der Mitte beider Gleise 1 und 8 ist der in Gleislängsrichtung verlaufende ortsfeste
Teil 9 des Linearmotore angeordnet.
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Das Fahrwerk 6 besteht aus einem von zwei Radsätzen 10 getragenen
rahmenartigen Gestell 11, an dessen Unterseite der bewegliche Linearmotor-Teil 5
ggf. durch eine Schraubverbindung befestigt ist. Zur Lagerung der Achawellen der
Radsätze 10 dienen nicht dargestellte Achslager, welche im Gestell 11 hart gefedert
angeordnet sind. Bei einer solchen Achslagerführung ist das Gestell 11 und damit
der bewegliche Linearmotor-Teil 5 gegenüber den Radsätzen 10 ausreichend abgefedert,
wobei dieser Linearmotor-Teil 5 nur geringe Hubbewegungen ausführen kann.
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Seine Lage gegenüber dem ortsfesten Linearmotor-Teil 9 kann sich also
auch bei stark wechselnden magnetischen Anziehungskräften zwischen beiden Linearmotor-Teilen
5 und 9 nur geringfügig ändern.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist das Fahrwerk 6 im Vergleich
zum Raddurchmesser der Laufwerk 3 des Fahrzeugs eine geringe Höhe auf; es kann ohne
Behinderung unter den Achswellen 12 desselben hindurohfahren, Des weiteren sind
der ortsfeste Linearmotor-Teil 9 und das Oleis 8 auf einem gemeinsamen Sockel 13
angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß sich bei Belastung des Gleises 8 durch das
Fahrwerk 6 der Abstand zwischen den Schienenoberkanten des Gleises 8 und der Fläche
14 des ortsreten Linearmotor-Teils 9 nicht ändert. Der horizontale Luftspalt 15
zwischen dieser Fläche 14 und dem beweglichen Linearmotor-Teil 5 ist also von Bewegungen
des Sockels 13 unabhängig; Bewegungen desselben infolge einer Belastung durch
das
Fahrwerk 6 fuhren nämlich zwangsläufig zu einer Lageänderung des ortsfesten Linearmotor-Teils
9 sowie des Fahrwerks 6 und damit auch des beweglichen Linearmotor-Teils 5, und
zwar in gleichem Maße.
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Bei der gewählten Anordnung fUr den beweglichen Teil 5 des Linearmotor
sind seitliche Bewegungen sowie Hub- und Winkelbewegungen des Fahrzeugs ohne Einfluß
aur die Lage dieses Teils 5 gegenüber dem ortsfesten Linearmotor-Teil 9. Damit ist
gewährleistet, das sich der vorgegebene Luftspalt 15 nicht oder nur unwesentlich
ändert. Im Hinblick daraur sind zur Verbindung des Fahrwerks 6 mit dem Fahrzeug
Zugübertragungsglieder zweckmäßig, die nur Kräfte von einem treibenden auf ein anzutreibendes
Teil übertragen. Wie insbesondere Fig. 3 schematisch zeigt, ist dazu eine Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung
4 gewählt, bei der ein mit dem Untergestell 2 des Fahrzeugs durch gefederte Zugübertragungsglieder
16 verbundener Magnet 17 auf das Fahrwerk 6 abgesenkt werden kann, und zwar auf
einen mit dessen Gestell .11 verbundenen Belag 18 aus einem ferromagnetischen Werkstoff.
Das Ablenken erfolgt mittels im Untergestell 2 geführter Kolbenstangen 19, deren
Kolben 20 dann jeweils entgegen der Wirkung einer Feder 2. ii zugeordneten Zylinder
22, z.B. durch Druckluft, abwärts bewegt werden. Die Kolbenstangen 19 sind mit dem
Magneten 17 so verbunden, daß sie die Zugübertragungsglieder 16 in ihrer Wirkung
nicht beeinträchtigen. Bei abgesenktem Magnet erfolgt das Kuppeln in bkannter Weise
durch Erregung desselben. Die Kolben 20 werden danach entlastet. Mit einer derartigen
elektromagnetischen Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung 4 kann das Fahrwerk 6
und damit der das Fahrzeug treibend bewegliche Linearmotor-Teil 5 auch während der
Fahrt vol Fahrzeug entkuppelt werden. Der entregte Magnet 17 braucht dazu lediglich
vom Fahrwerk 6 bgehoben zu werden, was die Federn 21 selbsttätig bewirken.
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Ein vom angetriebenen Fahrzeug getrennt angeordneter beweglicher Linearmotor-Teil
ist demnach nicht nur im Hinbliok auf einen konstanten,kleinen Luftspalt besonders
vorteilhaft.
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In Verbindung mit einer geeigneten Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung,
wie vorstehend beschrieben, ist es des weiteren möglich, in Fahrzeug aus der Ruhe
lage heraus a eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen und danach vol Linearuotorantrieb
zu trennen. Der Antrieb kann dann durch eine im Fahrzeug angeordnete konventionelle
Antriebsanlage geringerer Leistung erfolgen. Entsprechend kann ein solches Fahrzeug
auch abgebremst werden.
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Es sei noch vermerkt, daß anstelle von Gleisführungen auch magnetische
Schwebe- oder Luftkissenführungen vorgesehen werden können.
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Patentansprüche: