DE2133922C3 - Linearmotor zum Antreiben eines Fahrzeugs in schwebendem Zustand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit über Land - Google Patents
Linearmotor zum Antreiben eines Fahrzeugs in schwebendem Zustand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit über LandInfo
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- H—ELECTRICITY
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Description
Bei diesem bekannten System ist es jedoch erforderlich, daß der am Fahrzeug angebrachte schwebende
Magnet gegenüber dem eigentlichen Angriffspunkt für die tragende und die antreibende Kraft
versetzt ist. Dadurch ist die Stabilität, mit der das Fahrzeug im schwebenden Zustand gehalten wird,
nicht hinreichend gewährleistet, und es kann keine große Kraft durch dieses System übertragen werden.
Da der Wirkungsgrad dieses Systems, d.h. die Um-Wandlung von elektrischer in mechanische Energie,
schlecht ist, ist eine Anwendung dieses bekannten Systems in großem Maßstab technisch und wirtschaftlich
nicht zufriedenstellend.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Linearmotor zum Antreiben eines Fahrzeugs in
schwebendem Zustand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit
so auszubilden, daß das Fahrzeug stabil getragen wird, d. h., daß möglichst keine Schwankungen
im Antrieb und in dem die Schwebehöhe des Fahrzeugs bestimmenden Auftrieb ' auftreten und
daß keine Kraftkomponenten außer den fifc den Antrieb und Auftrieb erforderlichen auftreten, so daß
ein günstiger Wirkungsgrad für die Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie erhalten wird,
und daß die erforderlichen Installationen möglichst gering sind.
Dies wird bei einem Linearmotor zum Antreiben eines Fahrzeugs in schwebendem Zustand mit einer
sehr hohen Geschwindigkeit über Land der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Ankerwicklungen aus senkrecht stehenden und elektrisch hintereinandergeschalteten
rechteckigen Stromschleifen bestehen, die vom Fluß der fahreeugfesten Magnetpole rechtwinklig zur
Stromschleifenebene in der Weise durchsetzt werden, daß in Verbindung mit dem Magnetpolfluß die von
den horizontalen Teilen der Stromschleifen erzeugten Kräfte den Auftrieb und die von den vertikalen Teilen
der Stromscb'eifen erzeugten Kräfte den Antrieb in Fahrtrichtung bewirken.
Durch die rechteckige Ausgestaltung und die senkrechte
Anordnung der Ankerwicklungen kann erfindungsgemäß erreicht werden, daß der Magnetfluß
des am Fahrzeug angeordneten Magnets den senkrechten Teil der Stromschleife rechtwinklig schneidet,
um die Antriebskraft zu erzeugen, und den waagerecht verlaufenden Tei! senkrecht schneidet, um
den Auftrieb zu erzeugen. Für beide Kräfte erhält
?JSi5 Ä
des Stromschienen parallel zur Bewegungsbahn ^
Fahrzeugs' zugeordnet sind, zu denen notn ^'>
^ tere, in aufeinanderfolgende Absc lnme .
Stromschienen parallel laufen, an derenι /\u μ
jeweils die Enden einer der AnkcrwicKiuny.ι. ■.b
schlossen sind, und daß die durchgehenden schienen mit den Abschnitten je einer oei
ten Stromschienen über Kurzschließer VCJ."'"
sind, die in Fahrtrichtung verstellbar am i-anr β
o befestigt sind. Diese Kurzschließer Kon"e" ^ „en
ßigerweise elektrisch leitende StromaDnenmt-u
sein.
ein. , , . . . H„r pr.
Im folgenden sollen Ausführungsbeisp e e dur tr
findung an Hand der Zeichnung naher enauien
den. . . j· j-«
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicni, ui
Grundaufbau für den erfindungsgemauen sum
den Antrieb eines Fahrzeuges zeigt; FnK,ehune
Fig.2 ist eine Seitenansicht, die die tn»
des Antriebs und Auftriebs in F-1 £. 1 eriaui ■
F i g. 3 bis 5 sind Vorderansichten, die J
lungen des in Fig. Ϊ gezeigten GrundautDaus «..&
F i g. 6 bis 11 zeigen Ausfünrungsformen der t
findun?.; . . Anc;~ht des
*5 Fig.6(a) zeigt eine perspektivische Ansn.ni
teilweise aufgeschnittenen Mechanismus
F i g. 6 (b) zeigt eine Vorderansicht der H g. (*>
in Bewegungsrichtung gesehen; A.„c;rht der
F i g. 6 (c) zeigt eine perspektivische Andern
Stromabnehmerrolle der Fig. 6 (aj una ο w,
F i g. 6 (d) zeigt eine andere Aus uhrungsform der
Fig.6(a) bezüglich der Anordnung des Stromao nehmermechanismus; Ausleeune
Fig. 7 zeigt einen Schal plan, Jr die Auslegung
der beweglichen Magnetpole der St°™bnehme rol
len und der ortsfesten ^."^^'"7'" tiven und
und die elektrischen ^*1"^"^^1^n" Ab
negativen durchgehenden Stromschienen der .a
schnitte unterteilten Stromschienen und der Ankerwicklungen zeigt; ceitenansicht bzw.
F i g. 8 (a) und 8 (b) s.nd eine ^ηΗη^^
eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der or sfesten, An
F. g. 9 ist ein SchaltJla^" ^^
bindung zwischen den beweglic gp
den Stromabnehmerrollen und den ortsfsten Anker
wicklungen zeigt, wenn die «"den J1Ig.»W "
8(b) geze.gten ortsfesten Ankerw1Cklungen verwen
Um einen gleichmäßigen, stoßfreien Antrieb zu erhalten, ist es'vorteilhaff die Ankerwicklungen nach
Art bekannter Gleichstrom-Schleifenwicklungen emander überlappend anzuordnen.
Eine zweckmäßige Schalteinrichtung zum synchron mit der Verschiebung des Magnetpols gesteuerten
Anschließen und Abtrennen der Ankerwicklur,-gen an eine ortsfeste Gleichstromquelle besteht
darin, daß zwischen den Ankerwicklungen und der ortsfesten Gleicl.stromquelle Thyr.storgleichstromabnehmermechanismus
zeigt
Fig. 11 ist ein Sc^ltpla" der^, ^lative Lag
der beweglichen Magnetpo a η«3dnun gen
?^ΐ Veiwndu^ä d«^yristorSe chstromschalter
tasche ^^"f^S^,^^^,, der ortsfesten
der positiven und negativen Seite
Ankerwicklungen zeigt, Darstellungen der
6o F.ig. 1 und:1 ^s.nd^ ^£α^>
^Zusa^men-Ergebn»
ss> von Expen"me^J'*e hrt werden; dabei
hang mit der f-^ndung durcngem
sind. Eine andere Möglichkeit besteht dann daß den
heiden Polen der Gleichstromquelle durchgehende
In Fig.
J.{^ bis i-6 rechteckige ortsfeste
l l ms io r B
5 6
Ankerwicklungen bezeichnet, deren ancinandergren- in der waagerechten Richtung und dem Feld B die
/ende Stromschleifen senkrecht zum Boden sind. Die folgende Auftriebskraft F2 erzeugt:
Schleifen 1-3 bis 1-5 durchfließt der Strom von den ' F-BlI (2)
jeweiligen Gleichstromquellen 3-3 bis 3-5. Beweg- 2 2
liehe Magnetpole, die von einem Elektromagneten 5 Wenn die ortsfeste Ankerwicklung 1 unbewegbar anoder einem Permanentmagneten gebildet werden, gebracht ist, wird die Auftriebskraft F., so wirken, sind mit ihren Polenden einander in bestimmtem Ab- daß sie die beweglichen Magnetpole 2 nach oben stand gegenüberliegend angeordnet. Die Stromschlei- hält. Wenn die beweglichen Magnetpole um einen fen der ortsfesten Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 sind Schritt bewegt werden und so weit kommen, daß ihr parallel zwischen diesen Enden befestigt. Zwischen io Magnetfeld den anderen Teil des senkrechten Leiters ihren Enden erzeugen die beweglichen Magnetpole 2 der ortsfesten Ankerwicklung 1-5 schneidet, hebt einen magnetischen Fluß senkrecht zu den Strom- sich die Antriebskraft F1 zu Null auf. Wenn aber in schleifen der ortsfesten Ankerwicklung 1-3 bis 1-5. diesem Moment der Strom/ der ortsfesten Anker-Der magnetische Fluß schneidet daher die waage- wicklung 1-3 abgeschaltet wird und der Strom/ darechten und senkrechten Leiter der Schleifen. 15 für in der ortsfesten Ankerwicklung 1-6 fließt, dann
Schleifen 1-3 bis 1-5 durchfließt der Strom von den ' F-BlI (2)
jeweiligen Gleichstromquellen 3-3 bis 3-5. Beweg- 2 2
liehe Magnetpole, die von einem Elektromagneten 5 Wenn die ortsfeste Ankerwicklung 1 unbewegbar anoder einem Permanentmagneten gebildet werden, gebracht ist, wird die Auftriebskraft F., so wirken, sind mit ihren Polenden einander in bestimmtem Ab- daß sie die beweglichen Magnetpole 2 nach oben stand gegenüberliegend angeordnet. Die Stromschlei- hält. Wenn die beweglichen Magnetpole um einen fen der ortsfesten Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 sind Schritt bewegt werden und so weit kommen, daß ihr parallel zwischen diesen Enden befestigt. Zwischen io Magnetfeld den anderen Teil des senkrechten Leiters ihren Enden erzeugen die beweglichen Magnetpole 2 der ortsfesten Ankerwicklung 1-5 schneidet, hebt einen magnetischen Fluß senkrecht zu den Strom- sich die Antriebskraft F1 zu Null auf. Wenn aber in schleifen der ortsfesten Ankerwicklung 1-3 bis 1-5. diesem Moment der Strom/ der ortsfesten Anker-Der magnetische Fluß schneidet daher die waage- wicklung 1-3 abgeschaltet wird und der Strom/ darechten und senkrechten Leiter der Schleifen. 15 für in der ortsfesten Ankerwicklung 1-6 fließt, dann
Bei der Anordnung nach Fig. I wird beispiels- werden die beweglichen Magnetpole weiter unterweise
angenommen, daß. wenn der Strom durch orts- stützt und angetrieben. Wenn daher ein beweglicher
teste Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 in Pfeilrichtung Körper mit beweglichen Magnetpolen 2 und einem
fließt, der magnetische Fluß der beweglichen Ma- Stromversorgungsmechanismus ausgestattet ist, so
gnetpole 2 die senkrechten Leiter der ortsfesten An- ao daß die Gleichstromzufuhr zu den ortsfesten Ankerkeiwicklungen
1-3 bis 1-5 schneidet. Dann tritt ent- wicklungen fortlaufend umgeschaltet werden kann,
sprechend der Dreifingerregel der linken Hand .eine wenn sich der bewegliche Körper vorwärts bewegt,
waagerechte Antriebskraft F1 auf. Wenn andererseits dann wird der bewegliche Körper den Antrieb und
der magnetische Fluß der beweglichen Magnetpole 2 Auftrieb kontinuierlich pulsierend gleichzeitig erhaldie
waagerechten Leiter der ortsfesten Ankerwick- 25 ten und <vird über dem Boden schwebend fahren
liingeii 1-3 bis 1-5 schneidet, wird ebenfalls entspre- können.
chend der Dreifingerregel eine Auftriebskraft F., er- Fig. 3 ist eine Ansicht der Fig. I, in der Richtung
zeugt, die in senkrechter Richtung zum Boden wirkt. gesehen, in welcher sich die beweglichen Magnet-Wenn
daher die ortsfesten Ankerwicklungen 1-1 bis pole 2 fortbewegen, wobei /V undS die Polaritäten
1-6 unbewegbar angebracht sind, werden die beweg- 30 der magnetischen Pole 2 sind.
liehen Magnetpole 2 hochgehoben und in der Rieh- Die Fig. 4 und 5 sind Abwandlungen des in den
Hing des gestrichelten Pfeiles angetrieben. Dabei F i g. I und 3 gezeigten Aufbaus. In F i g. 4 sind ortskann
die Stromrichtung der ortsfesten Ankerwick- feste Ankerwicklungen Γ, 1" parallel zueinander in
lung 1 und die magnetische Flußrichtung der beweg- zwei Reihen angeordnet, und die beweglichen Malichen
Macnetpole je nach der gewünschten Richtung 35 gnetpole la umfassen einen E-förmigen Block, so
des Anhebens und Antreibens des Fahrzeuges 2 ge- daß deren Magnetfelder gleichzeitig die ortsfesten
eignet eingestellt werden. Die Anzahl der Windungen Ankerwicklungen Γ, 1" schneiden können. Wenn
der ortsfesten Ankerwicklung wird nach den Bedürf- bewegliche Magnetpole la dieser Art auf beiden Seinissen
festgelegt. ten an der Unterseite des beweglichen Körpers ange-
F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem magneti- 40 bracht sind, wird ein Antrieb und ein Auftrieb auf
sehen Fluß der beweglichen Magnetpole 2 und den beiden Seiten dieses Körpers erzeugt. Die Zusam-Stromschleifcn
der ortsfesten Ankerwicklungen 1. mensetzung dieser Kräfte verhindert das Kippen des
wenn F i g. 1 in der Richtung senkrecht zu dem Ende beweglichen Körpers um seine Bewegungsachse,
der beweglichen Magnetpole gesehen wird. In Fig. 2 Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem bewegliche Masteilt / die Größe des Stromes dar, der durch die orts- +5 gnetpole Ib, Ic von C-förmiger Gestalt auf beiden festen Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 fließt, undß Seiten einer ortsfesten Ankerwicklung 1 so angestellt den Bereich des von den Magnetpolen 2 erzeug- bracht sind, daß der magnetische Fluß der bew2gliten beweglichen magnetischen Feldes dar. chen Magnetpole die waagerechten Leiter der fester
der beweglichen Magnetpole gesehen wird. In Fig. 2 Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem bewegliche Masteilt / die Größe des Stromes dar, der durch die orts- +5 gnetpole Ib, Ic von C-förmiger Gestalt auf beiden festen Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 fließt, undß Seiten einer ortsfesten Ankerwicklung 1 so angestellt den Bereich des von den Magnetpolen 2 erzeug- bracht sind, daß der magnetische Fluß der bew2gliten beweglichen magnetischen Feldes dar. chen Magnetpole die waagerechten Leiter der fester
Wenn die Länge des das Feld B schneidenden Tei- Ankerwicklungen 1 an zwei Punkten schneiden kann
les der waagerechten Leiter der ortsfesten Anker- 5« Diese Anordnung ist dadurch vorteilhaft, daß dei
wicklungen 1-3 bis 1-5. in denen der Strom fließt, W2 Wirkungsgrad der festen Ankerwicklung 1 bezüglich
ist und die Länge des das Feld B schneidenden Teils des Auftriebs verbessert werden kann. In diesem FaI
der senkrechten Leiter der ortsfesten Ankerwicklun- ist genau wie in Fig.3 das Arbeitsprinzip das, dat
gen 1-3 bis 1-5, in denen der Strom fließt, /, ist, dann der magnetische Fluß am unteren Po! des bewegli
wird die folgende Antriebskraft F1 durch die Strom- 55 chen Magnetpols 2 c den Langsleiter der festen An
komponente / und das Feld B erzeugt. kerwicklung 1 schneidet.
Zur Unterdrückung von Funken ist es vorteilhaft, Die F i g. 6 bis 11 zeigen einige Ausführungsfor
wenn parallel τ·\ den Ankerwicklungen hochohmige men der Erfindung, die auf dem obengenannter
Widerstände geschaltet sind. Es kann auch zweckmä- Grundaufbau beruhen.
Big sein, die Stromschienen zwischen zwei parallelen 60 In den F i g. 6 (a) und 6 (b) sind 1' und 1" diesel
Reihen der ortsfesten Ankerwicklungen anzuordnen. ben ortsfesten Ankerwicklungen 1' und 1" in Forn
P=B-/./ (i) rechteckiger Schleifen, wie sie in der Fig.4 gezeig
11 sind. Eine Vielzahl dieser Schleifen sind in zwei Rei
Wenn die ortsfeste Ankerwicklung 1 unbewegbar hen mit bestimmtem Abstand senkrecht zum Bodei
angebracht ist. wirkt der Antrieb so, daß er die be- 65 angeordnet und durch Isolatoren 4, 4' an einer Be
weglichen Magnetpole 2 in waagerechter Richtung tonplatte 14 α befestigt. Die ortsfesten Ankerwick
verschiebt. Außerdem wird zwischen der Stromkom- lungen sind elektrisch nur über Anschlußleitungen c
ponente/ der ortsfesten Ankerwicklungen 1-3 bis 1-5 c, wie in Fig. 7 gezeigt ist, verbunden, so daß keil
direkter Stromdurchgang zwischen aneinander angrenzenden
ortsfesten Ankerwicklungen besteht. Die Betonplatte 14 α ist an einem Schotterbrett 14 ft befe-
«tigt. Bewegliche Magnetpole la von etwa derselben
I-tJrmigen Gestalt, wie sie in Fig.4 gezeigt ist, bestehen
aus einem Kern 2 d und einer Spule 2 e. Wenn die Spule 2 e einen Strom von einer Hilfsstromversorgung
(nicht gezeigt) des Fahrzeugs 6 empfängt, wird der Kern 2 d erregt. Wie in F i g. 4 gezeigt ist,
ist die Beziehung zwischen den beweglichen Magnetpolen 2 α und den zwei Reihen von ortsfesten Ankerwicklungen
Γ, 1" so, daß die Stromschlcifcn der ortsfesten Ankerwicklungen Γ, 1" parallel zwischen
den Enden der beweglichen Magnetpole la laufen und der magnetische Fluß dieser beweglichen Magnetpole
la, der senkrecht zu den Stromschleifen ist, die senkrechten und waagerechten Leiter der zwei
Reihen von ortsfesten Ankerwicklungen schneidet. In dieser Ausführungsform ist die Länge der besveglichen
Magnetpole la in der Bewegungsrichtung gleich den Längen von drei ortsfesten Ankerwicklungen
1', 1" in Bewegungsrichtung gesetzt. Oben an den beweglichen Magnetpolen la ist das Fahrzeuge
ζ. B. durch eine bekannte Luftfederung 5 angebracht, wie in Fig. 6 (b) gezeigt ist. Mit 7 ist eine positive
Stromschiene, an die die positive Spannung der t/.leichspannungsquelle 3 angelegt ist, und mit 8 eine
negative Stromschiene bezeichnet, an die die negative Spannung der Gleichspannungsquelle 3 angelegt ist.
Die positive Stromschiene 7 und die negative Stromschiene 8 sind jeweils durch Isolatoren 7', 8' in einer
mittleren Ausnehmung des Mittclanschnittes der Betonplatte
14 α parallel zu den ortsfesten Ankerwicklungen Γ, 1" befestigt. In Abschnitte unterteilte
Stromschienen 9 und 10 sind durch Isolatoren 9', 10' befestigt zwischen der positiven Stromschiene 7 und
der negativen Stromschiene 8 und parallel zu diesen angeordnet. In einzelne Abschnitte unterteilte Stromschienen
9 und 10 sind gegenüber den jeweiligen ortsfesten Ankerwicklungen angeordnet, und die
Länge der Abschnitte in der Bewegungsrichtung ist etwa gleich der Länge der jeweiligen ortsfesten Ankerwicklungen
gemacht. Dabei sind die Enden jedes Abschnitts durch einen festen Abstand elektrisch isoliert.
Ein Ende jedes Stromschienenabschnitts grenzt an ein Ende der entsprechenden ortsfesten Ankerwicklungen
an. Die Stromabnehmerrollen 11, 12 sind jeweils durch Lager 11', 12' unten am Mittelkern der
Magnetpolanordnung befestigt. Die Stromabnehmerrollen II, 12 drehen sich jeweils in einem solchen
Kontakt, daß sie einen Kurzschluß zwischen der positiven Stromschiene 7 und einem Abschnitt der unterteilten
Stromschiene 9 und zwischen der negativen Stromschiene 8 und einem Abschnitt der unterteilten
Stromschiene 10 erzeugen können. Die Rollen 11, 12 sind so angebracht, daß ein konstanter Abstand zwischen
ihnen in Bewegungsrichtung eingehalten wird. F i g. 6 (c) zeigt die detaillierte Konstruktion der Lagerune
II'.
In F i g. 6 (c) ist 11 a' ein elektrischer Bewegungsmechanismus, 116' eine Stromzuführung, lic' eine
Antricbsspindel für die Bewegung, Il d' ein Lager für die Antriebsspindel, lie' ein Rahmen für die
Stromabnehmerrolle, Hf eine Feder, llg' eine
Führung für die Bewegung dieser Rolle und II die Stromabnehmerrolle. Die Feder 11/' ist zwischen
den Rahmen lie' und ein Stromabnehmerrollenlager
11;" eingesetzt, um die Rolle 11 mit konstantem Druck gegen die positive Stromschiene 7 und die unterteilte
Stromschiene 9 zu drücken. Der elektrische Bewegungsmechanismus Ho' hat die Wirkung,
nachdem er einen Befehl vom Fahrzeug 6 durch die Stromzuführung lift' empfangen hat, die Antriebsspindel Hc', die in dem Antriebsspindellager
11 rf' gelagert ist, in der bestimmten Richtung zu drehen, wodurch der Rahmen 11 e', der die Rolle 11
hält, in der Bewegungsrichtung verschoben wird. Die
ίο Anordnung der Halterung 12' ist genau dieselbe wie
die der Halterung 11'.
Die Ausgestaltung der positiven und negativen Stromschienen 7,8 und der unterteilten Stromschienen
9, 10 ist nicht auf die in den F i g. 6 (a) und 6 (b) gezeigte Anordnung beschränkt. Die gleiche Wirkung
kann arch erreicht werden, wenn beide auf der Außenseite der Gleitschienen angeordnet sind, wie in
F i g. 6 (d) gezeigt ist. In diesem Fall befinden sich selbstverständlich die Stromabnehmerrollen 11, 12
zo auf beiden Seiten der beweglichen Magnetpole la in der Weise, daß sie sich in Berührung drehen können,
so daß sie die positiven und negativen Stromschienen 7,8 mit den unterteilten Stromschienen 9, 10
kurzschließen. Außerdem sind Gleitschuheinrichtungen 20 auf beiden Seiten der beweglichen Mganetpolanordnung
angebracht. Die Gleitschuheinrichtung 20 ist aufgebaut, wie in F i g. 6 (a) 6 (b) gezeigt ist.
indem ein Gleiter 20 ft an dem Metallrahmen 20«
von z.B. L-förmigem Querschnitt angebracht ist. Der Teil des Gleiters 20 ft, der der Gleitschiene 15 gegenüberliegt,
besteht aus Kunststoff und ist an "seiner Oberseite aus einem Stück mit einem elastischen Material.
z.B. Kautschuk, ausgebildet. Der Gleiter 20ft ist so angebracht, daP seine Unterseile tiefer liegen
kann als die Unterseite der beweglichen Magnetpolanordnung la. Der Gleiter 20ft hat vorzugsweise
einen rechteckigen Querschnitt und befindet sich der Gleitschiene 15 gegenüber und ist auf beiden Seiten
der Magnetpolanordnung la befestigt. Wenn das
Fahrzeug 6 in Ruhe ist, hält der Gleiter 20 ft auf der
Gleitschiene an. Beim schwebenden Antrieb des Fahrzeugs schwebt es mit einem bestimmten Abstand
über die Gleitschiene 15. Im Falle eines Nothaltes kommt es zum Stoppen, nachdem es eine kurze
Strecke über die Gleitschiene 15 geglitten ist. Weitei
können sich die beiden Endteile des Metallrahmen? 20 α so nach unten erstrecken, so daß ihre Innenflächen
den Außenflächen der Gleitschienen 15 beim schwebenden Antrieb gegenüberliegen, so daß die
obengenannten, sich nach unten erstreckenden Teile 20 c als Führung für das Fahrzeug 6 beim schwebenden
Antrieb wirken. Auf der Innenseite des sich nacr unten erstreckenden Teiles 20 c ksnn eine Rolle 20ί
mit einem Lager 2Oe in der Weise angebracht sein
daß sie sich in Berührung mit der entsprechender Außenseite der Gleitschiene 15 drehen kann, wenr
die Magnetpol anordnung 2 α schwebend angetrieber wird. Die Gleitschiene 15 kann durch einen Isolatoi
an der Betonplatte 14 befestigt sein, wenn es erfor-
derlich ist.
Der schwebende Antrieb der Magnetpolanordnuni wird nun mit Bezug auf das in Fig.7 gezeigt«
Schaltbild beschrieben. ~
In F i g. 7 stellt l'-l bis l'-7 eine Reihe von ortsfesten
Ankerwicklungen dar, die kontinuierlich an
geordnet sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist. 1"-1 bis V-"
stellt die andere Reihe von gleichen befestigten An
kerwicklungen 1 dar. 7 und 8 sind die positiven unc
9 10
negativen Stromschienen der Fig. 6. 9-1 bis 9-7 und abnehmerrolle 11 in Berührung mit dem Strom-10-1
bis 10-7 sind jeweils Stromschienenabschnitte, schienenabschnitt 9-4, der der ortsfesten Ankerwickdie
an der Seite Jer positiven Stromschiene 7 und der lung Γ-4 entspricht, und mit der positiven Strom-Seite
der negativen Stromschiene 8 angeordnet sind. schiene, die dem Stromschienenabschnitt 9-4 ent-Mit
11, 12, 2 α sind die gleichen Teile bezeichnet wie S spricht, während die Stromabnehmerrolle 12, den.
in Fig. 6. Der bewegliche Magnetpol la ist hier ge- Stromschienenabschnitt 10-7 und die negative Stromzeigt,
um die relative Lage der Bodeninstallation ein- schiene, die dem Stromabschnitt 10-7 entspricht, beschlicßlich
der Reiher« von ortsfesten Ankerwicklun- rührt. Auf diese Weise werden nach demselben Pringen
festzulegen. Unter den Stromschienenabschnit- zip wie oben beschrieben wurde, die ortsfesten Anten,
die jeweils an den Außenseiten der zwei Reihen io kerwicklungen Γ-5, l'-6, Γ-7, l"-5, l"-6 und l"-7
von ortsfesten Ankerwicklungen l'-l bis 1 -7 und erregt, um den schwebenden Antrieb der bewegli-1"-1
bis l"-7 angeordnet sind, sind die gegenüberlie- chen Magnetpolanordnung la in der Pfeilrichtung
genden, z. B. 9-2 und 10-2 oder 9-3 und 10-3, durch aufrechtzuerhalten.
Verbindungsdrähte c, c' elektrisch verbunden. Die Um den schwebenden Antrieb der beweglichen
zwei Enden der ortsfesten Ankerwicklungen Γ-2 bis 15 Magnetpolanordnung la in der Fig.7 gezeigten
l"-3, die parallel angeordnet sind, sind jeweils mit Stellung auf Auslaufbedingung umzuschalten, wird
diesen Drähten c, c' verbunden. Indem alle Strom- der Strömabnehmerrollcnmechanismus, wie er in
schienenabschnitte der Reihe nach jeweils in gleicher F i g. 6 (c) gezeigt ist, verwendet, um die Stromab-Weise
mit den entsprechenden ortsfesten Ankerwick- nehmerrolle 12 zu der Stellung des Stromschienenlungen
verbunden sind, ergibt sich eine Bodenin- »0 abschnittes 10-5 und die Stromabnehmerrolle 11 zu
stallation, die teilweise in F i g. 7 gezeigt ist, wobei 3 der Stellung des Stromschienenabschnittes 9-2 zudie
Gleichstromversorgung ist, wodurch die relative rückzudrehen. Dadurch werden die ortsfesten Anker-Auslegung
der ortsfesten Ankerwicklungen und der wicklungen l'-3 bis Γ-5 und l"-3 bis l"-5 erregt,
beweglichen Magnetpole erhalten wird, wie sie in um bei Anwesenheit eines Auftriebes zu verhindern,
F i g. 4 gezeigt ist. Ein Widerstand R ist zusätzlich 25 daß ein Antrieb erzeugt wird. In diesem Fall werden
vorgesehen, um einen Schaltfunken durch die Strom- die Stromabnehmerrollen 11, 12 auf beiden Seiten
abnehir.errollen 11 und 12 zu verhindern. Wenn gleichzeitig in Bewegungsrichtung z. B. durch das folbei
dieser elektrischen Anordnung die bewegliche gende Verfahren verschoben, wobei der feste Ab-Magnetpolanordnung
2 α von der in F i g. 7 gezeigten stand zwischen ihnen beibehalten wird. Durch ein
Stellung verschoben wird, z.B. wenn die Stromab- 30 Steuersignal vom beweglichen Aufbau6 werden die
nehmerrollen 11 und 12 in Berührung mit dem elektrischen Bewegungsmechanismen für die Strom-Stromschienenabschnitt
9-3 und dem entsprechenden abnehmerrollen 11 und 12 über die Stromzufüh-Teil
der positiven Stromschiene bzw. mit dem Strom- rungen 11 b\ Mb' betätigt, um die Antriebsspindeln
schienenabschnitt 10-6 und dem entsprechenden Teil lic' und 12c' mit derselben Drehzahl in der gleider
negativen Stromschiene gebracht werden, wird 35 chen Richtung zu drehen, wodurch die Stromabnehein
Stromkreis Gleichstromquelle — positive Strom- merrollen 11, 12 in der gleichen Richtung verschoschiene7
— Stromabnehmerrolle 11 — Stromschie- ben werden, wobei ein konstanter Abstand zwischen
nenabschnitt 9-3 — ortsfeste Ankerwicklungen ihnen eingehalten wird. (12 b' und 12 c' sind nicht
l'-4 — Γ-6 und l"-4 bis l"-6 — Stromschienenab- gezeigt und sind jeweils die Stromzuführungen und
schnitt 10-6 — Stromabnehmerrolle 12 — negative 40 die Antriebsspindel des Bewegungsmechanismus für
Stromschiene 8 gebildet, so daß ein Strom durch die die Stromabnehmerrolle 12 und entsprechenden 11 b'
ortsfesten Ankerwicklungen Γ-4 bis l'-6 und l"-4 und lic'.) Wenn in diesem Fall die zeitliche Steuebis
l"-6 fließt. Es sind nämlich die Abmessungen der rung für die Abgabe des Steuersignals und die Drehortsfesien
Ankerwicklungen, die Länge des bewegli- zahl der Antriebsspindel 11 c' und 12 c' geeignet einchen
Magnetpols la in Bewegungsrichtung und der 45 gestellt sind, können die beiden Stromabnehmerroi-Abstand
zwischen den Stromabnehmerrollen 11, 12 len 11, 12 mit einem Abstand verschoben werden,
so eingestellt, daß der Strom nicht durch die ortsfe- der der Zeitsteuerung der Steuersignale entspricht,
sten Ankerwicklungen l'-3 und l"-3 fließen kann, Es soll nun das Abbremsen der beweglichen Masondern
daß der Strom durch die ortsfesten Anker- gnetpolanordnung la beim Antrieb unter Bezugwicklungen
Γ-4, Γ-5, l"-4, l"-5 und die ortsfesten 50 nähme auf F i g. 7 erläutert werden. Die Stromabneh
Ankerwicklungen Γ-6 und l"-6, die unmittelbar vor merrolle 12 wird an die Stelle des Stromschienenab
dem beweglichen Magnetpol la sind, fließen kann. schnittes 10-4 und der entsprechenden negative!
Wenn bei dieser Anordnung der Strom, der durch Stromschiene gebracht, während die Stromabnehmer
den senkrechten Leiter jeder Stromschleife der orts- rolle 11 zum Stromschienenabschnitt 9-1 und de
festen Ankerwicklungen Γ-4 bis l'-6 und l"-4 bis 55 entsprechenden positiven Stromschiene gebrach
l"-6 fließt, durch den magnetischen Fluß des beweg- wird, wodurch die ortsfesten Ankerwicklungen 1'-;
liehen Magnetpols 2 a, der senkrecht zu den Strom- bis l'-4 und l"-2 bis l"-4 erregt werden und die be
schleifen ist, geschnitten wird, wird ein Antrieb in wegliche Magnetpolanordnung la durch eine Kraf
Pfeilrichtung durch die bewegliche Magnetpolanord- abgebremst wird, die der vorherigen Bewegungsrich
nung 2 α erzeugt. Da der magnetische Fluß dieses be- So tung entgegenwirkt.
weglichen Magnetpols 2 α gleichzeitig die waagerech- Um die bewegliche Magnetpolanordnung 2 α nac1
ten Leiter dieser ortsfesten Ankerwicklungen schnei- dem obigen Abbremsen anzuhalten, werden unmil
det, wird ein Auftrieb erzeugt und auf diese Weise telbar vor dem Anhalten die Stromabnehmerrolle
wird die bewegliche Magnetpolanordnung in einem 11, 12 in die obengenannte Auslaufstellung versehe
schwebenden Zustand verschoben. Wenn sich die 65 ben. Nach dem Abbremsen der beweglichen Magnei
Magnetpolanordnung 2 α verschiebt und ihr vorderes polanordnung 2 α können die Gleitschuhe 20 b i
Ende die Lage der ortsfesten Ankerwicklungen l"-7 F i g. 6 (b), wenn es nötig ist, zum Aufsetzen auf di
hei der Vorwärtsbewegung erreicht, kommt die Strom- Gleitschiene 15 gebracht werden, indem die bewej
11 12
liehe Magnetpolanordnung 2α durch Abschalten der lung Ir' abgeschaltet wird, fließt ein neuer Strom
HilfsStromversorgung des Fahrzeugs 6 abgebaut durch die'ortsfcste Ankerwicklung 1/', und denige-
wird oder indem die entsprechende Stromversor- maß wird der schwebende Antrieb des beweglichen
gung3 abgeschaltet wird. Magnetpols la aufrechterhalt :n. Widerstände R sind
Fig.8 zeigt eine andere bevorzugte Ausfühiungs- 5 vorgesehen, um elektrische Schaltfunken durch die
form der ortsfesten Ankerwicklung 1. In den Stromabnehmerrollen 11 und 12 zu vermeiden.
Fi g. 8 (a) und 8 (b) sind 1 α bis 1 / unabhängige orts- Die Ausführungsform mit einem aufgespaltenen
feste Ankerwicklungen mit demselben Aufbau und Aufbau der ortsfesten Ankerwicklungen hai den
derselben Funktion wie die, die in Fig. 3 mit 1 be- Vorteil, daß die Antriebs- und Auftriebsänderungen,
zeichnet sind, wobei ρ die Spulenweite der Wicklung io die für jede einzelne Verschiebung der beweglichen
und q die Spulenteilung bilden. Die Spulenweite ρ Magnetpolanordnung um eine Spulenteilung auftre-
der Wicklung bedeutet jeweils die Länge der ortsfe- ten, klein sind und daß bei der verringerten Indukti-
sien Ankerwicklungen 1 α bis 1 / in der Bewegungs- vität der ortsfesten Ankerwicklungen das elektrische
richtung, während die Spulenteilung q die Versetzung Schalten mit Hilfe der Stromabnchmnrrollcn 11, 12
bedeutet, aus der sich die gegenseitige Überlappung 15 einfacher gemacht wird.
der ortsfesten Ankerwicklungen 1 α bis 1 / in der Be- Die Fig. 10 und 11 zeigen eine andere Ausfüh-
wefumgsrichtung zu p-q ergibt. rungsform, bei der ein nicht berührender Stromab-
F i g. 8 stellt den Fall dar, in dem vier getrennte nehmermechanismus verwendet wird, der den vorher
or -ifeste Ankerwicklungen verwendet werden. Die beschriebenen Stromabnehmerroilcn 11 und 12 entZahl
der Windungen in jeder der ottsfesten Anker- 20 spricht.
wicklungen 1 α bis 1/ kann nach Bedarf festgelegt In den Fig. 10 und 11 sind die gleichen Bauteile
werden. wie in den Fig. 6 (a), 6(b) und 6(c) mit den glei-
Fig.9 zeigt einen Schaltplan, der die elektrische chen Bezugszeichen bezeichnet. Thyristorgleich-Schaltung
einer der zwei Reihen, wie sie in Fig. 6 Stromschalter 16-1 bis 16-7 für die positive Seite, die
gezeigt sind, der ortsfesten Ankerwicklungen der as alle an dem Boden befestigt sind, befinden sich ge-F
i g. 8 und die Beziehung zwischen diesen Wicklun- genüber und in Bewegungsrichtung parallel zu den
gen und dem beweglichen Magnetpol 2 α darstellt. In Enden der jeweiligen ortsfesten Ankerwicklungen
Fig. 9 sind la' bis Iz' getrennte ortsfeste Anker- der beiden Reihen. Jeder ist durch eine entsprewicklungen,
und die Spulenweite ist gleich der vierfa- chende elektrische Verbindung, z.B. 7c, zwischen
chen Spulenteilung, la ist der bewegliche Magnet- 30 die positive Stromschiene7 und die ortsfeste Ankerpol,
und seine Länge in Bewegungsrichtung ist als wicklung l'-2 geschaltet. Thyristorgleichstromschaleine
Länge dargestellt, die der dreifachen Spulen- ter 17-1 bis 17-7 für die negative Seite sind in gleiweite
entspricht. Ebenso entspricht 9-1 bis 9-21 in eher Weise angeordnet und elektrisch durch entspre-F
i g. 9 den Stromschienenabschnitten 9-1 bis 9-7 in chende elektrische Verbindungen zwischen die nega-Fig.
7. 10-1 bis 10-21 entspricht den Abschnitten 35 tive Stromschiene 8 und die ortsfesten Ankerwicklun-
10-1 bis 10-7, 7, 8, 11, 12 bezeichnen dieselben Bau- gen geschaltet. IY bzw. 22' stellen Zündsignalgeneteile
wie in F i g. 7. ratoren für die positive und negative Seite dar, wäh-
Die Zweireihenanordnung der ortsfesten Anker- rend 21", 22" jeweils Löschsignalgeneratoren für die
wicklung, die in F i g. 6 dargestellt ist, entspricht der positive und negative Seite sind. Der Zündsignal-Anordnung
derselben Komponenten 1 α bis 1 z' in 40 generator IY und der Löschsignalgenerator 21" auf
F i g. 9. Zur einfacheren Erklärung sind jedoch in der positiven Seite sind an der Seitenfläche der be-F
i g. 9 die ortsfesten Ankerwicklungen in einer weglichen Magnetpolanordnung 2 α auf der Seite der
Reihe angeordnet. Ihre Funktion ist jedoch die positiven Stromschiene 7 angebracht. Entsprechend
gleiche, als wenn die ortsfesten Ankerwicklungen in sind der Zündsignalgenerator 22' und der Löschsizwei
Reihen angeordnet sind. Wenn bei dieser An- 45 gnalgenerator 22" der negativen Seite an der Seitenordnung
der bewegliche Magnetpol 2 α in der in fläche der beweglichen Magnetpolanordnung 2 α auf
Fi g. 9 gezeigten Stellung ist, wird Gleichstrom durch der Seite der negativen Stromschiene 8 3.gebracht,
die Stromschienenabschnitte 9-7 und 10-19 zu den Der Zündsignalgenerator 22' und der Löschsignalortsfesten
Ankerwicklungen Ig' bis Xr zugeführt, generator 22" auf der negativen Seite sind mecha-
und der bewegliche Magnetpol la wird durch die 50 nisch mit einem bestimmten Abstand durch eine VerKraft
angehoben, die in den waagerechten Leitern bindung 22 a gekoppelt. Dasselbe gilt für die gleider
ortsfesten Ankerwicklungen 1-g bis 1-r erzeugt chen Generatoren auf der positiven Seite. Die Signalwird,
während er durch die Kraft angetrieben wird, generatoren (die aus dem Zündsignalgenerator und
die in Bewegungsrichtung in den senkrechten Leitern dem Löschsignalgenerator bestehen) auf der positider
ortsfesten Ankerwicklungen 1 g' bis 1 r' erzeugt 55 ven und der negativen Seite sind in Bewegungsrichwird.
Auf diese Weise findet ein schwebender An- tung der beweglichen Magnetpolanordnung vor- und
trieb in Pfeilrichtung in genau derselben Weise statt zurückverschiebbar, wobei ein bestimmter Abstand
wie in Fig.7. Der einzige Unterschied dieser Aus- zwischen ihnen eingehalten wird. Demgemäß kann
führungsform ist der, daß die Stromschienenab- das Verschieben nach dem Verfahren der F i g. 6 (c)
schnitte 9-1 bis 9-21 und 10-1 bis 10-21 für jede 60 erfolgen. In diesem Fall sind jedoch die Signalgene-Spulenteilung
q der ortsfesten Ankerwicklungen vor- ratoren der positiven und negativen Seite jeweils an
gesehen sind. Wenn der bewegliche Magnetpol la dem Rahmen He' [in Fig. 6(c)] befestigt, welcher
um eine Spulenteilungq aus der in Fig.8 gezeigten in der Bewegungsrichtung durch die Drehung der
Stellung verschoben wird, bewegen sich die Stromab- A ntriebsspindel 11 c' verschiebbar ist.
nehmerrollen Il und 12 zu den Lagen der Strom- 65 Die Zündanschlüsse 18 und die Löschanschlüsse schienenabschnitte 9-8 bzw. 10-20, wodurch die orts- 19 der Thyristorgleichstromschalter auf der positiven festen Ankerwicklungen If bis 1 </ erregt werden. Seite sind parallel in Abständen längs der ortsfesten Wenn die Stromzufuhr zu der ortsfesten Ankerwick- Ankerwicklungen ausgerichtet. Beide Reihen von
nehmerrollen Il und 12 zu den Lagen der Strom- 65 Die Zündanschlüsse 18 und die Löschanschlüsse schienenabschnitte 9-8 bzw. 10-20, wodurch die orts- 19 der Thyristorgleichstromschalter auf der positiven festen Ankerwicklungen If bis 1 </ erregt werden. Seite sind parallel in Abständen längs der ortsfesten Wenn die Stromzufuhr zu der ortsfesten Ankerwick- Ankerwicklungen ausgerichtet. Beide Reihen von
Eingangsanschlüssen sind so parallel zueinander angeordnet. Dasselbe gilt für die Zündanschlüsse 18
und die Löschanschlüsse 19 auf der negativen Seite. Die Zünd- und Löschanschlüsse sind in Absländen
angeordnet, die den Abständen in F i g. 6 (d) entsprechen,
durch welche die Enden der Stromschienenabschnitte 9 und 10 in Bewegungsrichtung isoliert sind.
Die Zündsignalgeneratoren 21' auf der positiven Seite und 22' auf der negativen Seite sind in einer
solcher. Weise an der beweglichen Magnetpolanordnung angebracht, daß sie jeweils den Zündanschlüssen
18 auf der positiven Seite und 18 auf der negativen Seite gegenüberliegen. Die Löschsignalgencratoren
auf der positiven und negativen Seite sind so an der beweglichen Magnelpolanordnung la ange- «5
bracht, daß sie in gleicher Weise den jeweiligen Lü^chanschluß 19 auf der positiven Seite und 19 auf
der negativen Seite gegenüberliegen. Bei dieser Anordnung können z. B. kontinuierlich Lichtsignale, di'-voη
den Zünd- und Löschsignalgeneratorcn ausgesandt werden, bei der Verschiebung der beweglichen
Magnetpolanordnung la zu den entsprechenden Zünd- und Löschanschlüssen übertragen werden.
Durch inen nicht gezeigten bekannten photoclektrischen Wandler erzeugen sie an jedem Anschluß ein
Eingangssignal, wodurch die Thyristorgleichstromschalter betätigt werden.
Während nach Fi g. 6 (a) die positiven und negativen
Stromschienen zwischen den ortsfesten Ankerwicklungen angeordnet sind, befinden sich diese nach
Fig. 10 an den Außenseiten der Bewegungsbahn. Natürlich müssen die Zündsignalgeneratoren IY und
22' und die Löschsignalgeneratoren 21" und 22" der positiven und negativen Seite sowie die positiven und
negativen Thyristorglcichsjromschalter 16-1 bis 16-7
und 17-1 bis 17-7 entsprechend zu den positiven und
negativen Stromschienen 7 und 8 angeordnet sein.
Mit Bezug auf F i g. 11 soll die Wirkungsweise des Stromabnehmermechanismus der Fig. 10 beschrieben
werden. Fig. 11 ist ein äquivalenter Schaltplan, der die relative Lage der beweglichen MagnetpolanordiHinn
2 ο zu den ortsfesten Ankerwicklungen Γ-1 bis" l'-H und 1"-1 bis l"-8 und die Beziehung zwischen
den Wirkungen der positiven und negativen Thyristorgleichstromschalter 16-1 bis 16-7 und 17-1
bis 17-7 und der ortsfesten Ankerwicklungen l'-l bis
Γ-8 und 1"-1 bis l"-8 zeigt. In Fig. 11 sind mit 3,
7. 8. la dieselben Bauteile bezeichnet wie in Fig. 10. 18 ist der Zündsignalanschluß, 19 ist der
Löschsignalanschluß, und 21', 21". 22', 22" sind die
jesvciligen Lagen des positiven Zündsignalgenerators, des positiven Löschsignalgencrators des negativen
Zündsienalgcnerators und des negativen Löschsignalgenera'.ors.
Wenn sich der bewegliche Magnetpol 2 α, wie in F i g. 11 gezeigt ist. in einer Lage gegenüber
der ortsfesten Ankerwicklungen Γ-3 bis Y-S und
l"-3 bis l"-5 befindet, schließen die Zündsignalgenera'.oren
IY und 22' den positiven ThyristorglcichstromschnUcr
16-3 und den negativen Thyristorglcichstromschaltcr 17-6. wodurch der folgende
Stromkreis gebildet wird: Positive Stromschiene 7 — Thyristorgleiehstromschaltcr 16-3 — negativer Thyristorglcxhstromschaller
17-6 — negative Stromschiene 8. Als Folge davon fließt ein Gleichstrom
durch die ortsfesten Ankcrwickluncen Γ-4 bis Γ-6 S5
und 1"-4 bis Γ'-fi. In diesem FalT wird, wenn die
ortsfesten Ankerwicklungen wie in F i g. ύ oder in
F i g. 8 aufgebaut sind, der bewegliche Nlagnclpol 2
<i in derselben Weise, wie bei Fig.6 oder Fig. 9 beschrieben
wurde, durch die Kraft angehoben, die in den waagerechten Leiter der ortsfesten Ankerwicklungen
Y-A bis Γ-6 und l"-4 bis l"-6 erzeugt wird,
und durch die Kraft angetrieben, die in deren vertikalen
Leitern erzeugt wird. Wenn auf diese Weise der bewegliche Magnetpol 2 a in der Pfeilrichtung
um eine Spulenweite verschoben wird, wie im Zusammenhang mit Fig.6(a) und Fig.9 erwähnt
wurde, werden die Zündsignalgeneratoren IY und 22' beide um eine Spulenweite verschoben, um die
Thyristorgleichstromschalter 16-4 und 17-7 zu zünden und zu schließen, während gleichzeitig die
Löschsignalgeneratoren 21", 22" um eine Spulenweite bewegt werden, um die Thyristorgleichstromschalter
16-3 und 17-6, die geschlossen waren, zu steuern und zu öffnen. Auf diese Weise kann der bewegliche
Magnetpol 2 α kontinuierlich im schwebenden angetriebenen Zustand gehalten werden. Das
Auslaufen, Bremsen und Abstoppen des beweglichen Magnetpols la kann in derselben Weise ausgeführt
werden, wie bei F i g. 6 beschrieben wurde, d. h., indem die Zündsignal- und Löschsignalgeneratoren 21'
und 21" bzw. 22' und 22" in der Bewegungsrichtung des beweglichen Feldes oder in der entgegengesetzten
Richtung dazu verschoben werden.
Die Wirksamkeit der Erfindung wurde durch verschiedene Experimente bestätigt. Einige der Untersuchunesergebnisse
sollen im folgenden angegeben werden.
Versuch
A. Versuchsbedingungen
1. Ortsfeste Ankerwicklungen
Es wurden Stromschleifen von rechteckiger Form, wie sie in F i g. 6 gezeigt sind, verwendet. Die Zahl
der aufgespaltenen Einheilen, die Abmessungen und die verwendete Stromstärke waren folgende: Zwei getrennte
Einheiten wurden verwendet, wobei jede 6,5 cm hoch und 18,0 cm lang war und 21 Windungen
aufwies. Es floß ein Strom von 145 Ampere. Diese ortsfesten Ankerwicklungen waren, wie in
F i g. 6 gezeigt ist. in zwei Reihen kontinuierlich über eine Länge von 10 m mit einem Abstand von 21 cm
zwischen den Reihen gelegt.
2. Bewegliche Magnetpole
Höhe pro Einheit 9 cm, Breite 26 cm, Länge in Bewegungsrichtung 72 cm, Abstand zwischen den
Polen 18 mm, Höhe der Pole 2 cm, erregende Amperewindungszahl 28000 Amperewindungen, magnetische
Flußdichte 0,72 Wb'nV-. Zwei solche beweglichen Magnctpolsystemc wurden mechanisch gekoppelt
mit einem Spalt von 30 cm in der Bewegungsrichtung, ihr Gewicht einschließlich des Unterrahmens
war 220 kg.
B. Ergebnisse
Es wurden die in Fig. 12 und 13 gezeigten Ergebn'ssc
erhalten. Fig. 12 zeigt die Auftriebscharakteristik,
wie sie bei dem vorliegenden Experiment erhalten wurde, wobei die Abszisse die Lage der ortsfesten
Ankerwicklungen in Bewegungsrichtung zeigt, wobei die Stelle als Nullpunkt genommen ist. an der
die Stromabnchmcrrollc zu Beginn einen Stromschicnenahschnitt berührte und wobei die Ordinate den
Auftrieb angibt, der auf das gesamte Gewicht der zwei beweglichen Magnetpolsysteme einschließlich
des l'nterrahmens wirkt. Die hei dem \nrliecenden
[ixperiment erhaltene Auftriebskurve ist als l·'., gezeigt.
Aus dieser Kurve kann der Duichschnittsauftrieh
F2' zu 715 kg abgeschätzt werden. Dementsprechend
erhält man einen durchschnittlichen Neiioaufuieb
von 715 kg - 220 kg 495 kg.
• In Fig. 13 ist die Abszisse dieselbe wie in F i g. 12, und die Ordinate gibt die Charakteristik des momentanen Antriebs unter der Lastbedingung an, daß das Gesamtgewicht des beweglichen Magnetpolsystems einschließlich des Eigengewichtes (220 kg) gleich der Hälfte des durchschnittlichen Auftriebs von 715 kg ist. Bei dem vorliegenden Experiment wurde eine Antriebskurve erhalten, die durch F1 bezeichnet ist. Die Kurve F1' stellt den durchschnittlichen Antrieb dar. Es wurde ein durchschnittlicher Antrieb von 43.3 kg gefunden.
• In Fig. 13 ist die Abszisse dieselbe wie in F i g. 12, und die Ordinate gibt die Charakteristik des momentanen Antriebs unter der Lastbedingung an, daß das Gesamtgewicht des beweglichen Magnetpolsystems einschließlich des Eigengewichtes (220 kg) gleich der Hälfte des durchschnittlichen Auftriebs von 715 kg ist. Bei dem vorliegenden Experiment wurde eine Antriebskurve erhalten, die durch F1 bezeichnet ist. Die Kurve F1' stellt den durchschnittlichen Antrieb dar. Es wurde ein durchschnittlicher Antrieb von 43.3 kg gefunden.
In den Kurven F1, F, der Fig,112 «"d '3 wj
Pulsation*! beobachtet, aber gemäß den Ergb"iss
von zahlreichen schwebenden Be.r.ebsver sehen be.
denen zwei Fahrgäste getragen wurden, war di: MJ
quenz der Pulsation so hoch, daß der mcnschl.clκ
Körper keine Vibration fühlte. D.ese txpcnmcmc
zeigen, daß die Erfindung ein sowohl wimchaftUch
als auch technisch ausgezeichnetes System fur den
schwebenden Antrieb für den Hochgeschw.nd.gke.tstransport auf Land bietet. , „ ,■ Fr
Aus dem Vorhergehenden w.rd klar daß die Erfindun,
es möglich macht, gleichzeitig die Lagerung und den Antrieb eines beweglichen Magnetpols>stems
zu verwirklichen, wobei eine herkomm ehe Stromversorgung verwendet wird, -ndern Gleichstrom
nacheinander den ortsfesten Ankerwicklungen m der in F i g. 7 gezeigten Beziehung zugeführt wird.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Linearmotor zum Antreiben eines Fahrzeu- '■—
ges in schwebendem Zustand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit über Land, bei dem an der
Fahrzeugunterseite Magnetpole angeordnet sind, Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor
die mit ortsfesten Ankerwicklungen zusammen- io zum Antreiben eines Fahrzeugs in schwebendem Zuwirken,
die ihrerseits fortlaufend längs der Bewe- stand mit einer sehr hohen Geschwindigkeit über
gungsbahn des Fahrzeuges in Bewegungsrichtung Land, bei dem an der Fahrzeugunterseite Magnevangeordnet
sind und mit Hilfe von fahrzeugge- pole angeordnet sind, die mit ortsfesten Ankerwicksteuerten
Schalteinrichtungen synchron mit der lungen zusammenwirken, die ihrerseits fortlaufend
Verschiebung der Magnetpole an eine ortsfeste 15 längs der Bewegungsbahn des Fahrzeugs in Bewe-Gleichstromquelle
angeschlossen und von dieser gungsrichtung angeordnet sind und mit Hilfe von wieder getrennt werden, wobei gleichzeitig so- fahrzeuggesteuerten Schalteinrichtungen synchron
wohl ein relativer Auftrieb als auch ein relativer mit der Verschiebung der Magnetpole an eine ortsfe-Antrieb
in Fihrtrichtung zwischen der ortsfesten ste Gleichstromquelle angeschlossen und von dieser
Ankerwicklung und den fahrzeugfesten Magnet- 20 wieder getrennt werden, wobei gleichzeitig sowohl
polen erzeugt wird, dadurch gekenn- ein relativer Auftrieb als auch ein relativer Antrieb
zeichnet, daß die Ankerwicklungen (1, Γ, in Fahrtrichtung zwischen der ortsfesten Ankerwick-1")
aus senkrecht stehenden und elektrisch lung und den fahrzeugfesten Magnetpolen erzeugt
hintereinandergeschalteten rechteckigen Strom- wird.
schleifen bestehen, die vom Fluß der fahrzeugfe- 35 Herkömmliche Schienenfahrzeuge besitzen ein
sten Magnetpole (2) rechtwinklig zur Strom- Fahrgestell, das mit Rädern ausgestattet ist, welche
schleifenebene in der Weise durchsetzt werden, auf Schienen rollen. Der Antrieb des Fahrzeugs erdaß
in Verbindung mit dem Magnetpolfluß die folgt durch ein Drehmoment, das von einem Motor
von den ho-<zontalen Teilen der Stromschleifen des Fahrzeugs auf die Räder übertragen wird. Eine
erzeugten Kräfte den Auftrieb und die von den 30 hohe Geschwindigkeit von etwa 400 bis 500 km/h ist
vertikalen Teilen der Strop jchleifen erzeugten bei einem solchen Fahrzeug wegen der zunehmenden
Kräfte den Antrieb in Fahrtrichtung bewirken. Vibrationen des Fahrgestells und der daraus entste-
2. Linearmotor nach Anspu'ch 1, dadurch ge- henden verringerten Haftung zwischen Rädern und
kennzeichnet, daß die Ankerwicklungen (1, 1', Schienen nicht möglich.
1") nach Art bekannter Gleichstromschleifen- 35 Dieser Nachteil kann durch einen Düsenantrieb
wicklungen einander überlappend angeordnet des Fahrzeuges verhindert werden, bei dem keine
sind. Haftung zwischen Rädern und Schienen für den An-
3. Linearmotor nach Anspruch I, gekennzeich- trieb erforderlich ist. Ein solcher Düsenantrieb hat
net durch zwischen den Ankerwicklungen (1, Γ, aber dagegen den Nachteil, daß ein großer Lärm ent-1")
und der ortsfesten Gleichstromquelle (3) an- 40 steht, so daß seine Verwendung in bewohnten Gebiegeordnete
Thyristorgleichstromschalter (16, 17), ten nicht möglich ist.
deren Zünd- und Löschimpulse von fahrzeugsei- Um den starken Verschleiß der Fahrzeugräder und
tigen Zündsignalgeneratoren (21', 22') und den durch sie verursachten Lärm zu vermeiden, ist
Löschsignalgeneratoren (21", 22") geliefert wer- auch die Luftkissen- oder Magnetkissenlagerung des
den, die in Fahrtrichtung verschiebbar am Fahr- 45 Fahrzeugs bekannt. Die Luftkissenlagerung ist allerzeug
angeordnet sind. dings ebenfalls nicht vorteilhaft, da auch sie mit
4. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch ge- einer großen Lärmerzeugung verbunden ist. Am auskennzeichnet,
daß den beiden Polen der Gleich- sichtsreichsten erwies sich daher eine Magnetkissenstromquelle
(3) durchgehende Stromschienen lagerung des Fahrzeugs, wobei dieses Fahrzeug (7,8) parallel zur Bewegungsbahn des Fahrzeu- 50 durch einen Linearmotor angetrieben wird. Bei dieges
zugeordnet sind, zu denen noch zwei weitere, sem bekannten System wird das Fahrzeug durch main
aufeinanderfolgende Abschnitt* unterteilte gnetische Kräfte sowohl gelagert als auch angetrie-Stromschienen
(9, 10) parallel laufen, an deren ben. Zu diesem Zweck ist, wie eingangs beschrieben,
Abschnitte jeweils die Enden einer der Anker- an der Unterseite des Fahrzeujs ein Permanentmawicklungen
(1, 1', 1") angeschlossen sind, und 55 gnet oder ein Elektromagnet angebracht, und längs der
daß die durchgehenden Stromschienen (7 bzw. 8) Bewegungsbahn des Fahrzeugs sind weitere Elektromit
den Abschnitten je einer der unterteilten magnete parallel zu diesem und diesem entgegenge-Stromschienen
(9 bzw. 10) über Kurzschließer richtet angeordnet. Das Fahrzeug wird durch die in
verbindbar sind, die in Fahrtrichtung verstellbar vertikaler Richtung wirkende, abstoßende Kraft zwiam
Fahrzeug befestigt sind. ' 60 sehen diesen zwei Magneten getragen. Um das Fahr-
5. Linearmotor nach Anspruch 4, dadurch ge- zeug anzutreiben, wird eine Komponente der abstokennzeichnet,
daß die Kurzschließer elektrisch ßenden Kraft zwischen diesen zwei Magneten in der
leitende Stromabnehmerrollen (11,12) sind. Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgenützt, die
6. Linearmotor nach Anspruch 4, dadurch ge- dadurch erhalten wird, daß die Polflächen des an
kennzeichnet, daß parallel zu den Ankerwicklun- 65 dem Fahrzeug angebrachten Magneten in bezug auf
gen (1, 1', 1") höchohmige Widerstände (R) zur die Fahrtrichtung geneigt sind und der Elektroma-Funkenunterdrückung
geschaltet sind. gnet in geeigneter Weise ein- und ausgeschaltet wird
7. Linearmotor nach Anspruch 4, dadurch ge- (USA.-Patentschrift 3 407 749).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5872070A JPS4820569B1 (de) | 1970-07-07 | 1970-07-07 | |
JP8342070 | 1970-09-25 | ||
JP8342170A JPS4840362B1 (de) | 1970-09-25 | 1970-09-25 |
Publications (3)
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