DE2049652C - Linearmotor für Fahrzeuge einer längs eines Bahnkörpers geführten Bahn - Google Patents

Description

Ein geeigneter Motor zum Antrieb von Fahrzeugen einer längs eines Bahnkörpers geführten Bahn ist der Linearmotor. Bekanntlich ist es bei einem derartigen Induktionsmotor vorteilhaft, den beweglichen und den ortsfesten Teil so auszubilden, daß dazwischen zwei vertikale Luftspalte entstehen. Der dem Fahrzeug zugeordnete bewegliche Teil kann z. B. aus zwei auf entgegengesetzten Seiten einer ortsfesten linearen Motorschiene angeordneten Längeneinheiten bestehen, so daß das Magnetfeld zwischen diesen beiden Längeneinheiten durch die Motorschiene verläuft. Um einen brauchbaren Wirkungsgrad zu erzielen, muß die Spaltweite möglichst gering und bei beiden Luftspalten nahezu gleich sein. Diese Bedingung kann bei einer derartigen Anordnung jedoch nur dann genau eingehalten werden, wenn der ortsfeste und der bewegliche Teil des Linearmotors parallel zueinander verlaufen, was insbesondere in engen Bahnkrümmungen, z. B. an Weichenabschnitten, nicht mehr möglich ist. Im Hinblick auf Bahnkrümmungen sind also weitere Maßnahmen erforderlich, um dort zumindest eine Berührung des beweglichen und ortsfesten Lineannotorteils oder zu große und über die Länge ungleiche Luftspalte zu vermeiden.

Bei einem bekannten Linearmotor (deutsche Offenlegungsschrift 1 638 974) ist der dem Fahrzeug zugeordnete bewegliche Motorteil längs unterteilt, und es sind benachbarte Teile aneinandergeltnkt. Dieser Motorteil kann in gekrümmten Streckenabschnit-

ten dadurch eine Polygonform annehmen. Dort läßt sich also die Spaltweite der Motorluftspalte angenähert konstant halten. Es ist aber nicht angegeben, wie Jie genaue Führung der Polygonteile im richtigen Absiand zur Motorschiene technisch verwirklicht werden kann. Außerdem ist die Verwendung von Gelenken zwischen den einzelnen Teilen aufwendig; magnetische Unterbrechungen können an diesen Stellen nicht ohne weiteres vermieden werden.

Die Erfindung geht aus von einem derartigen Line-

ao armotor für Fahrzeuge einer längs eines Bahnkörpers geführten Bahn, bei dem der dem Fahrzeug zugeordnete Motorteil den Krümmungen einer längs des Bahnkörpers verlaufenden, den ortsfesten Motorteil bildenden Schiene anpaßbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es aufzuzeigen, wie bei einem Linearmotor ein vorgegebener Luftspalt insbesondere in Bahnkrümmungen genau eingehalten werden kann, wobei Gelenke zur direkten Verbindung ein/einer Abschnitte eines beweglichen Motorteils vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem vorstehend genannten Linearmotor, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der fahrzeugseitige Motort.il mittels einer bei Kurvenfahrt durch die relative Winkelbewegung zweier gekuppelter Fahrzeuge oder Fahrzeugteile beeinflußten Steuerung in der Weise verschiebbar ist, daß sich seine Atißenkonuir der jeweiligen Krümmung des ortsfesten Motorteils selbsttätig anpaßt. Die Steuerung kann mittels einer Gestängean-Ordnung erfolgen. Dabei kann der faiirzeugseitige Motorteil innerhalb seines elastischen Verformungsbereiches verschiebbar sein. Diese Verbiegung des beweglichen Motorteils ist um so leichter möglich, als der Wert derselben, bezogen auf die Länge des bcwegliehen Motorteils, nur sehr klein sein wird.

Aus Fertigungs- und Montagegründen kann man den fahrzeugseitigen Motorteil, besonders bei langen Fahrzeugen, auch in Abschnitte längs unterteilen und jeJen Abschnitt für sich verschiebbar ausbilden. Die gewünschte Kreisbogenform des beweglichen Motorteils wird dann bei Kurvenfahrt zumindest noch annähernd erreicht.

Eine ähnliche Steuerung wurde in dem älteren deutschen Patent 2 027 117 für Führungsmagnete von Fahrzeugen einer Schwebebahn mit elektromagnetischer Schwebeführung längs Führungsschienen bereits vorgeschlagen. Die Führungsmagnete sind mittels einer bei Kurvenfahrt durch die relative Winkelbewegung zweier gekuppelter Fahrzeuge beeinflußten Steuerung in Richtung ihres Luftspaltes in der Weise verschiebbar, daß sich die Außenkontur der Führungsmagnete der Kurvenkrümmung der Führungsschienen selbsttätig anpaßt.

Ausführungsbeispielc der Erfindung und in den Unteransprüchen gekennzeichnete Weiterbildungen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. I Fahrzeuge einer durcli einen Linearmotor angetriebenen Schwebebahn bei Geradeausfahrt. wobei die Fahrzeuge, lediglich im Grundriß, durch strichpunktierte Linien angedeutet sind.

F i g. 2 die Fahrzeuge nach F i g. I bei Kurvenfahrt lind

F i g. 3 Fahrzeuge einer Schwebebahn, bei welcher der den Fahrzeugen zugeordnete bewegliche Teil des Linearmotors der Länge nach in einzelne Abschnitte unterteilt ist.

Die über Mittelpunktkupplunecn 1 verbundenen Fahrzeuge 2,3 und 4 bewegen sich längs einer Schienenanordnung, die aus den ortsfesten Polschienen 5 und den an den Fahrzeuglängsseiten angeordneten Führungsmagneten 6 gebadet wird. Zum Antrieb der Fahrzeuge 2,3 und 4 dient ein Linearmotor, dessen fahrzeugseitiger Motorteil 7 aus zwei Längeneinheiten besteht; diese erstrecken sich beidseitig des ortsfesten Motorteils 8 und bilden damit jeweils zwei kleine vertikale Luftspalte 9. Sämtliche Längeneinheiten 7 und Führungsmrignete 6 sind an ihren Enden !0, II bzw. 12. 13 verdrehbar gelagert und zusätzlich jeweils an einem Ende 11 bzw. 13 in Fahrzeuglängsrichtung verschieblich. Des weiteren sind sie in ihrem mittleren Bereich an quer zur Fahrzeuglängsrichtung verschieb- as liehen Gestängen 14 angdenkt. Die Gestänge 14 sind an ihren Enden in üblicher Weise nahe/u versirhleißfrei gelagert, und zwar einerseits in festen Gleitlagern 15 und andererseits in Federlagern 16.

Bei Geradeausfahrt der Fahrzeuge 2.3 jnd 4 (Fig. 1) sind die Luftspalte 9 gleich groß und die Führungsmagnete 6 haben jeweils denselben Abstand 17 zu den Polschienen 5. Um diesen Abstand 17 und die vorgegebene Spaltweile auch bei Kurvenfahrt (Γ^; g. 2) einzuhalten, ist bei jedem Fahrzeug 2, 3 uiiü 4 ein weiteres Gestänge 18 vorgesehen, das mit einem der beiden benachbarten Fahrzeuge verbünde., ist.

Die Anordnung und Funktion dieser Gestänge 18. »eiche bei jedem Fahrzeug gleich sind, seien nächstehend an Hand desjenigen für das mittlere Fahrzeug 3 beschrieben. Dessen Gestänge 18 ist an einem Endpunkt 19 mit einem Lagerhock 20 des Fahrzeugs 4 drehbar verbunden. An zwei weiteren Lagerpunkten 21 des Gestänges 18 sind Hebel 22 drehbar befestigt, wobei die Lagerung 23 im mittleren Bereich des Gestänges 18 so gcvählt ist, daß es gegenüber dem zugeordneten Hebel 22 zusätzlich verschieblich ist. Die llebel 22 sind in Lagerböcken 24 schwenkbar angeordnet und besitzen jeweils eine federnde Verbindung 25 zu einem der querverschieblichen Gestänge 14. Die federnde Verbindung 25 ist im Hinblick auf die Beweglichkeit der Gestänge 14 bei Kurvenfahrt erforderlich. Wie F i g. 2 zeigt, ändert sich dann der Abstand zwischen den Fahrzeugen 3 und 4, d. h., er wird im Bereich des Gestänges 18 größer als bei Geradeausfahrt. Entsprechend wird das Gestänge 18 in Fahrtrichtung (Pfeil 26) bewegt und über dieses werden die Hebel 22 verschwenkt; letztere verschieben die Gestänge 14 quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Dadurch werden die Längeneinheiten des fahr/eugseitigen Linearmotorteils 7 gemeinsam mit den Fiihruntismagneten 6 so verschoben, daß sie jeweils eine Kreisbogenform annehmen. Die Längeneinheiten 7 und die Führungsmagnete 6 werden dabei an ihren Enden 10. 11 bzw. 12, 13 gedreht und erfahren zusätzlich an einem Ende Il bzw. 13 eine geringe Verschiebung parallel zur Fahrzeuglängsachse. Die Spaluveite der beiden Luftspalte 9 zwischen den fahrzeugseiii;un Motorteilen 7 und dem ortsfesten Motorteil 8 bleibt damit, wie vorgegeben, erhalten; dasselbe gilt für Jen Abstand 17 zwischen den Polschienen 5 und den [-uhruimsmagneten 6.

lis sei vermerkt, dall zur besseren Darstellung .;-r Kunengängigkeit das Verhältnis zwischen der 1 . ^];rzeuglänge und der Dicke u?r fahzeugseitigen Mi^rteilc 7 bzw. der Führungsmagnete 6 verhaltnisni;-. :u; klein gewählt ist. In Wirklichkeit wird dieses Vli^;,. ;.-ills weitaus größer sein, so daß die Bewegung (Il" ![-"iv starren Motorteile 7 bzw. Führungsmagnet, (·. ü ihrem elastischen Bereich bleibt.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind zur in ersichtlichen Darstellung Teile der Gestängeanordr. ;■.; nach F i g. 1 und 2 nicht dargestellt. Die fahrzeug. ..i gen Motorteile und Führungsmagnete sind dort in ■ -zelne Abschnitte 27 bzw. 28 unterteilt, was /.. H ,:, Fertigungsgründen bei besonders langen Fahr/c,>..:w erforderlich sein kann. Um mit der Gestängean.-i■■!- nung nach Fig. I auszukommen, können die '■:■■ schnitte 27 und 28 des jeweiligen Motorteils bzw. .:. , jeweiligen Führungsmagneten auf einer gemeinen. :: Basis angeordnet werden, z.B. auf S'ch über die ■_..-samte Fahrzeuglänge erstreckenden biegeweiclvn Trägern, an denen die Gestängeanordnung angrei-i Bei dieser Anordnung kann die gewünschte Kreisb->genform zumindest annähernd erreicht werden, wenn die Abschnitte 27 und 28 zusätzlich für sich verschio ■.-lieh sind, und zwar (in sich) innerhalb ihres elastischen Bereichs mittels weiterer quer zur Fahrzeuulängsrichtung verschieblicher Gestänge.

Es versteht sich, daß ein Linearmotor, dessen beweglicher Teil in der beschriebenen Weise verschieb lieh ausgebildet ist, auch für Fahrzeuge ohne magnetische Führungen, wie Luftkissenfahrzeuge od. dgl., geeignet ist. Bei Radfahrzeugen kann die Gestängeanordnung auch von einer Drehgestellenkung beaufschlagt werden. Des weiteren ist für einen derartigen Linearmotor ein vertikaler Luftspalt nicht bindend. Der fahrzeugseitige Linearmotorteil kann durch ein entsprechend ausgebildetes Gestänge auch so verschieblich sein, daß sich Unebenheiten der Fahrbahn auf den oder die Luftspalte nicht auswirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   I. Linearmotor für Fahrzeuge einer längs eines Bahnkörpers geführten Bahn, bei dem der dem Fahrzeug zugeordnete Motorteil den Krümmungen einer längs des Bahnkörpers verlaufenden, den ortsfesten Motorteil bildenden Schiene anpaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugseitigc Motorteil (7) mittels einer bei Kurvenfahrt durch die relative Winkelbewegung zweier gekuppelter Fahrzeuge (2. 3, 4) oder Fahrzeugteile beeinflußten Steuerung in der Weise verschiebbar ist, daß sich seine Außenkontur der jeweiligen Krümmung des ortsfesten Motorteils (8) selbsttätig anpaßt.
2. 2. Linearmotor mich Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß für die Steuerung eine Gestängeanordnung (14, 18) vorgesehen ist.
3. 3. Linearmotor nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugseitige Motorteil (7) durch die Steuerung innerhalb seines elastischen VerformuiiEsbcreiches verschiebbar ist (F ig. 2).
4. 4. Linearmotor nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugseitige Motorteil in Abschnitte (27) längs unterteilt ist und daß jeder Abschnitt (27) für sich durch die Steuerung verschiebbar ist (F i g. 3).
5. 5. Linearmotor nach Anspr'ich4, dadurch gekennzeichne', daß jeder Abschnitt (27) durch die Steuerung ^:nnerhalb seines elr aischen Verformungsbereiches verschiebbar ist.
6. 6. Linearmotor nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugseitige Motorteil (7) an einem der Fahrzeugenden (10) gelenkig und ortsfest und am anderen Fahrzeugende (11) gelenkig sowie in Längsrichtung des Fahrzeuges verschiebbar gelagert ist.
7. 7. Linearmotor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung zusätzlich Führungsmagnete (6) verschiebbar sind.