DE2148824A1

DE2148824A1 - Foerderanlage mit einem durch einen linearmotor angetriebenen fahrzeug

Info

Publication number: DE2148824A1
Application number: DE19712148824
Authority: DE
Inventors: Jakob Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1973-04-12
Also published as: FR2154719A1; US3845721A; FR2154719B1; JPS4841454A

Description

SIEMENS AKTIEIiGESEILSCHAPT Erlangen, 28. Sep. $fl

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50

7PA 71/3239 Ur/Po

Förderanlage mit einem durch einen Linearmotor angetriebenen fahrzeug

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Förderanlage mit einem durch einen Linearmotor angetriebenen Fahrzeug, das mit einem Wicklungsträger versehen ist, dem ein schienenförmiger Rückschlußkörper auf der Fahrbahn zugeordnet ist.

Gegenüber den mit Wechselstrommotoren über Getriebe auf Räder arbeitenden Antrieben hat die Anwendung eines Linearmotors den Vorteil, daß ein Fahrzeug unabhängig von der Haftreibung, die bei Feuchtigkeit und Verschmutzung sehr stark herabgesetzt ist, beschleunigt und gebremst werden kann. Darüber hinaus kommen Getriebe in Fortfall, Bei Fahrzeugen mit Linearmotor muß im allgemeinen Jedoch ein sehr kleiner konstanter Luftspalt von z.B. etwa 3nai zwischen dem Wicklungsträger und dem magnetischen Rückschlußkörper eingehalten werden. Mit den bekannten Ausführungen kann ein derart kleiner Luftspalt nicht erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, für den Linearmotor eines Fahrzeuges einer Förderanlage, insbesondere von Kranen, Prüfstrecken u.dgl., eine Führung in der Weise vorzusehen, daß ein kleiner konstanter Luftspalt zwischen Wicklungsträger und Rückschlußkörper des Linearmotors eingehalten werden kann. Die Lösung besteht bei einer Anlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß der Wicklungsträger des Linearmotors in einem vom Fahrzeug getrennten Motorwagen angeordnet ist, der über eine Lenkeranordnung mit dem Wagen¹ bzw. dessen Fahrgestell derart verbunden ist, daß unabhängig vom Fahrzeug eine

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Bewegung des Motorwagens um die Pahrach.se, quer dazu und gegebenenfalls in der Höhe möglich ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß unabhängig von Höhendifferenzen zwischen Spürschienen und dem schienenf örmigen· Rückschlußkörper,die durch ungenaue Montage der Spurschienen oder durch andere Ursachen (z.B. Durchbiegung der Schienen) bedingt sind, der Linearmotor einen konstanten kleinen Abstand zum schienenförmigen Rückschlußkörper beibehält. Damit entfällt der Aufwand für einen genauen Höhenabgleich der Spurschienen und des schienenförmigen Rückschlußkörpers. Bei Fahrzeugen mit starren Achsen ist eine Höhenführung nicht erforderlich, wenn Spurschienen und Rückschlußkörper zu einer Baueinheit vereint sind. Dagegen werden bei Fahrzeugen mit abgefederten Achsen bzw. Rädern (Luftreifen o.dgl.) durch die Axial-Quer- und Höhenführung auch die während der Fahrt auftretenden Relativ-Bewegungen (Schwankungen) des Fahrzeuges ausgeglichen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung gezeigten schematischen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt und

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Schienenfahrzeuges mit Linearmotor.

Wie Fig. 1 zeigt, sind auf einer Betonbatin 1 Spur schienen für die Räder 3 eines Fahrzeuges 4 befestigt, das aus einem Fahrgestell 5 und einem Wagenkasten 6 besteht. Das Fahrzeug 4 wird durch einen aus einem Wicklungsträger 7 und einem sehienenföraigen ferromagnetischen Rückschlußkörper bestehenden Linearmotor nach dem Asynchronmotor-Prinzip angetrieben. Der Rüokschlußkörper 8 ist zwischen den Laufschienen auf einem Sockel 1a der Betonbahn montiert. Bei der erfindungsgemäßen Förderanlage ist der Wicklungsträger des Linearmotors in einem vom Fahrzeug 4 getrennten Motor-

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wagen 9 angeordnet, 4er über eine durch ein Gestänge 12, 13 (Zug- oder Druckstangen) und Gelenke gebildete Lenkeranordnung mit dem Fahrgestell 5 derart verbunden ist, daß eine Bewegung des Motorwagens 9 um die Fahrachse, quer dazu und in der Höhe unabhängig vom Fahrzeug möglich ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Motorwagen 9 zur Führung in Fahrtrichtung über eine Gabel und Kreuzgelenke 13a, 13b an das Fahrgestell 5 des Fahrzeuges 4 angelenkt. Auf der anderen Seite ist die starre Gabel 12 über die beiden in der Horizontalen quer zur Fahrachse liegenden Gelenke 12a ,12b mit dem Motorwagen 9 verbunden (Fig. 2). Dadurch kann mit einfachen Bauteilen erreicht werden, daß sich der Wicklungsträger 7 gegenüber dem Fahrzeug frei bewegen läßt, wobei es nicht erforderlich ist, die Spurschienen 2 und den schienenförmigen Rückschlußkörper in ihrer Höhenlage genau aufeinander abzustimmen. Auf diese Weise wird die Montage des Rückschlußkörpers 8 und der Spurschienen 2 wesentlich erleichtert.

Yorzugsweise ist der Wicklungsträger 7 des Linearmotors bei gelenkinger Verbindung mit dem Fahrgestell 5 durch eine magnetische Schwebeführung geführt. Dabei sind an Trägern 9a des Motorwagens 9 Gleichstrommagnete mit TJ-f örmigem Kern 20 angeordnet, denen gleichfalls U-förmig profilierte ferromagnetische Rückschlußkörper auf der Fahrbahn zugeordnet sind. Diese Rückschlußkörper für die Schwebeführung können durch an der Unterseite des magnetischen Rückschlußkörpers 8 angeordnete Schenkel 8a, 8b gebildet sein. Die Gleichstrommagnete besitzen Spulen 20a, 20b, die vom Bordnetz gespeist werden. Dieses Bordnetz kann beispielsweise von einem auf dem Fahrzeug angeordneten und von einer Kraftmaschine angetriebenen Generator betrieben sein.

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Zweckmäßigerweise wird der Strom in den Spulen 20a, 20b durch eine Regeleinrichtung 17 derart geregelt, daß stets ein vorbestimmter Abstand zwischen den Schenkeln der Magnetkerne 20 und den Schenkeln 8a, 8b der magentischen Rückschlußkörper eingehalten wird. Um dies zu erreichen, ist der Wagen 9 mit mindestens vier Gleichstrommagneten versehen, von denen jeder mit einem Meßfühler 18 z*B. einem magnetfeldabhängigen Widerstand, insbesondere einem Hallgenerator, versehen ist, der abhängig vom Luftspalt zwischen dem Gleichstrommagnet und dem Rückschlußkörper ein Signal zur Abstandsregelung an den Regler 17 gibt, der seinerseits ein Stellglied 19 in den Energiezuleitungen zu den Spulen 20a, 20b im Sinne einer Einhaltung eines vorgegebenen konstanten Luftspaltes beeinflußt.

In den Gleichstrommagneten verläuft der magnetische Fluß φ quer zur Fahrachse. Um die Wirbelstromverluste klein zu halten, ist es zweckmäßig, die Polflächen des Magnetkerns 20 und des Rückschlußkörpers durch schmale und in Bewegungsrichtung lange Flächen zu bilden, wie dies z.B. in der Patentanmeldung Aktenzeichen: P 20 35 840.1 beschrieben ist.

Mit der dargestellten Ausbildung der Gleichstrommagnete und der Rückschlußkörper kann nicht nur eine Schwebung des Wagens 9 mit dem Wicklungsträger 7 des Linearmotors erzielt werden, sondern zugleich eine stabilisierende Wirkung gegen seitliche Verschiebungen.

Bei Anwendung einer anderen Führung zur Einhaltung eines konstanten Höhenabstandes des Wicklungsträgers 7 über dem ferromagnetischen Rückschlußkörper 8 kann der Motorwagen 9 in vorteilhafter Weise vorne und hinten durch einen Lenker 16 über ein Kugelgelenk 16a am Fahrgestell 5 und über ein Kugelgelenk 16b am Motorwagen 9 angelenkt sein (gestrichelt eingezeichnet) .

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Each einer Weiterbildung der Erfindung sind am Motorwagen 9 in der Höhe verstellbare Rollen 10 angeordnet, die z.B. bei Unterschreiten eines vorgegebenen luftspaltes zwischen Wicklungsträger 7 und Rückschlußkörper 8 in Tätigkeit gesetzt werden können, und dann auf dem Rückschlußkörper 8 abrollen. Die Rollen 10 eignen sich auch anstelle einer magnetischen Schwebeführung zur Einhaltung eines konstanten Luftspaltes des Linearmotors für Fahrzeuge mit kleinen Geschwindigkeiten, wie z.B. für Krane u.dgl.

Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise auch bei Förderanlagen, bei denen das Fahrzeug selbst durch eine Schwebeführung geführt ist, die Anwendung von Linearmotoren mit kleinem Luftspalt, da nur der eine kleine Masse aufweisende Motorwagen mit dem Wicklungsträger auf genauen Abstand zum Rückschlußkörper des Linearmotorsigeführt zu werden braucht.

2 Figuren

7 Patentansprüche

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Claims

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M.)Förderanlage mit einem durch einen Linearmotor angetriebenem Fahrzeug, das mit einem Wicklungsträger versehen ist, dem ein schienenf örmiger Rückschlußkörper auf der Fahrbahn zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsträger (7) des Linearmotors in einem vom Fahrzeug (4) getrennten Motorwagen (9) angeordnet ist, der über eine Lenker-Anordnung mit dem Wagen (4) bzw. dessen Fahrgestell (5) derart verbunden ist, daß eine Bewegung des Motorwagens (9) um die Fahrachse, quer dazu und gegebenenfalls in der Höhe unabhängig vom Fahrzeug (4) möglich ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorwagen (9) in Richtung der Fahrachse über eine Gabel (12) und Kreuzgelenke (13a, 13b) an das Fahrzeug (4) bzw. an dessen Fahrgestell (5) angelenkt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorwagen (9) durch eine magnetische Schwebeführung (8a, 8b und 20, 20a, 20b) geführt ist.
4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorwagen zusätzlich über quer zur Fahrachse angeordne-

' te Lenker (16) am Fahrzeug (4) bzw. dessen Fahrgestell (5) angelenkt ist.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Motorwagen (9) in der Höhe verstellbare Rollen (10) für eine Höhenführung des Motorwagens angeordnet sind.

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INSPECTED

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6. Anlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußkörper (8) des linearmotors auch Rückschlußkörper (8a, 8t>) der magnetischen Schwebeführung trägt.
7. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorwagen (9) mit mindestens vier Gleichstrommagneten für die magnetische Schwelung versehen ist und eine Regeleinrichtung (17) zur Konstanthaltung des Luftspaltes der magnetischen Schwebeeinrichtung vorgesehen ist.

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