DE2202426A1

DE2202426A1 - PROCEDURE AND DEVICE FOR COOLING THE SECONDARY SECTION OF LARGE LINEAR MOTORS

Info

Publication number: DE2202426A1
Application number: DE19722202426
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr-Ing Mursch
Original assignee: CONZ ELECTRICITAETS GmbH
Current assignee: CONZ ELECTRICITAETS GmbH
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1972-01-19
Publication date: 1973-07-26
Also published as: IT988586B; GB1401592A; FR2173955A1; CH556107A; DE2202426B2; FR2173955B1

Description

Verfahren und Einrichtung zum Kühlen des Sekundärteilß großer LinearmotorenMethod and device for cooling the secondary part large linear motors

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kühlen des Sekundärteils großer Linearmotoren, bei denen ein als Doppel- oder Einfachkamm angeordneter Primärteil einen im Luftspalt zwischen beiden bzw.(an)seinem Ständerblechpaket(en) liegenden Sekundärteil induziert.The invention relates to a method and a device for cooling the secondary part of large linear motors, in which a primary part arranged as a double or single comb has one in the air gap between the two or secondary part lying on its stator core (s) induced.

Für den Sekundärteil wird meistens eine Schiene aus AIuminiue oder Kupfer verwendet. In ihr entstehen bei Stillstand land kleinen Relativgeschwindigkeiten (bei großem Schlupf) erhebliche Wärmemengen. Letztere sind, wenn man wie üblich einen Betrieb mit konstanter Frequenz voraussetzt, unvermeidlich und zum Entstehen einer Zugkraft notwendig. Als zahlenmäßiges Beispiel für die Größe der im Sekundärteil anfallenden Wärmemenge sei ein größerer Linearmotor in Doppelkamm-Bauart von einer Nenn-Zugkraft von 395 kp und einer Stillstandskraft von ca. 730 kp angeführt, der im Stillstand ca. 170 kw Verluste im Sekundärteil aufweist.A rail made of aluminum is usually used for the secondary part or copper is used. When it comes to a standstill, small relative speeds occur in it (with large Slip) considerable amounts of heat. The latter are, assuming operation with constant frequency as usual, unavoidable and necessary for the creation of a tensile force. As a numerical example of size the amount of heat generated in the secondary part is a larger linear motor in double-comb design of one Nominal pulling force of 395 kp and a standstill force of approx. 730 kp, the losses of approx. 170 kw at standstill having in the secondary part.

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Conz 23 - Dru/le - 2 - 11. JanConz 23 - Dru / le - 2 - 11 Jan

Weil die im Sekundärteil, d. h. in der Schiene erzeugte Wärme bekanntlich verhältnismäßig langsam in Längsrichtung nach den beiden Enden zu abwandert, erwärmen diese Verluste den Sekundärteil selbst sehr schnell und bewirken eine erhebliche Längenausdehnung, die eine gefährliche Verbiegung des Sekundärteils verursacht.Because the in the secondary part, i. H. generated in the rail As is known, heat migrates relatively slowly in the longitudinal direction towards the two ends, heating them up Losses the secondary part itself very quickly and cause considerable linear expansion, which is dangerous Causes bending of the abutment.

Es ist zwar möglich, zur Verhütung solcher Verbiegungen die Sekundärschiene durch einen durchgehenden Schlitz senkrecht oder schräg zur Richtung der Wanderfeldfortbewegungerichtung zu trennen, um damit eine Dehnungsfuge zu erreichen. Hierdurch wird aber die Ausbildung der sekundären Wirbelstrombahnen behindert; die Zugkraft des Linearmotors nimmt dadurch ab und die Wärmeabwanderung in der Längsrichtung wird noch weiter verschlechtert. Biegsame Metallbänder und dgl. könnten diesen Zwischenraum behelfsmäßig wohl überbrücken, sind aber konstruktiv und kostenmäßig sehr aufwendig.It is possible, to prevent such bending, to pass the secondary rail through a continuous slot perpendicular or oblique to the direction of the traveling field movement direction to separate in order to achieve an expansion joint. But this is the training of secondary eddy current pathways obstructed; the tensile force of the linear motor decreases and the heat dissipation in the longitudinal direction is further deteriorated. Flexible metal strips and the like. Could this gap bridged as a makeshift, but are very expensive in terms of construction and costs.

Im Gegensatz hierzu stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine schädliche Erwärmung und Dehnung des Sekundärteils (der Schiene) dann zu vermeiden, wenn der Linearkamm stillsteht und hinterher anläuft oder sieb langsam bewegt, ohne dabei die Zugkraft durch Auftrennung der Sekundärschiene quer zur Fortbewegungsrichtung des Feldes zu vermindern und ohne die Konstruktionserschwernisse übernehmen zu müssen, die eine Überbrückung der Dehnungsfuge durch elastische Bänder und dgl. mit sich brächte.In contrast to this, the object of the invention is to prevent harmful heating and expansion of the secondary part (the rail) should be avoided when the linear comb is stationary and then runs or sieves slowly, without the tensile force through the separation of the secondary rail to reduce transversely to the direction of movement of the field and without taking over the construction difficulties that would bridge the expansion joint with elastic bands and the like.

Die Erfindung stellt sich weiter die Aufgabe, diese Ziele durch eine derartige Kühlung der Schiene zn erreichen, daß weder jahreszeitliche noch klimatische Bedingungen die Wirksamkeit und die Funktionsfähigkeit dieser Kühlung beeinträchtigen können. Ferner soll diese Kühlung der Schiene nicht nur dort wirksam sein, wo der Linearkamm Another object of the invention is to achieve these goals by cooling the rail in such a way that neither seasonal nor climatic conditions can impair the effectiveness and functionality of this cooling. Furthermore, this cooling of the rail should not only be effective where the linear comb

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Conz 23 - Dru/le - 3 - 11. Januar 1972Conz 23 - Dru / le - 3 - January 11, 1972

bzw. Doppelkamm beispielsweise als Antriebsorgan für einen Wagen regelmäßig anhält und anfährt, sondern sie eoll nach einer Variante der Erfindung auch bei Halt bzw. Anfahren an einem beliebigen Punkt der Arbeitestrecke wirken können, vergleichbar mit dem Halten und Wiederanfahren eines Zuges auf freier Strecke. Die kinematische Umkehrung, daß der Wagen mit Schiene beweglich ist und der Linearkamm stillsteht, ist ebenso denkbar.or double comb, for example, as a drive element for a car regularly stops and starts, but it eoll according to a variant of the invention also at a stop or starting at any point on the work path can be effective, comparable to stopping and starting again of a train on the open track. The kinematic reversal that the carriage with rail is movable and the linear comb stands still is also conceivable.

Schließlich stellt sich die Erfindung noch die Aufgabe, ein Kühlmittel in so kleiner Menge für Jeden Anlauf einzusetzen, daß mehrere (viele) Anläufe hintereinander ohne Vorratsergänzung und ohne die Anbringung von umfangreichen Speichern am Linearkamm, falls dieser wie üblich der bewegte Teil ist, möglich werden.Finally, the invention also has the task of providing a coolant in such a small amount for every start-up to use that several (many) attempts one after the other without replenishing supplies and without the attachment of extensive Saving on the linear comb, if this is the moving part as usual, will be possible.

Die Erfindung erreicht diese Ziele durch die gleichzeitige Verwendung aller oder zumindest mehrerer folgender Herkmale: The invention achieves these objectives through the simultaneous use of all or at least several of the following characteristics:

a) Beaufschlagung und Kühlung des Sekundärteils durch eine vorwiegend durch seine Verdampfungswärme wirkendes, flüssiges Kühlmittel bei Stillstand und bei Betrieb mit relativ kleinen Geschwindigkeiten,a) Acting on and cooling of the secondary part by a mainly acting through its heat of vaporization, liquid coolant at standstill and when operating at relatively low speeds,

b) Durchblasen der Zuführungsleitungen für das Kühlmittel mit Preßluft und wahlweise Kühlung durch zusätzliche Preßluft,b) Blowing through the supply lines for the coolant with compressed air and optional cooling with additional compressed air,

c) Vorbehandlung des Kühlmittels durch an sich bekannte chemische Mittel,c) pretreatment of the coolant by known chemical means,

d) Erwärmung des Kühlmittels bei Einfriergefahr durch an sich bekannte Vorrichtungen über den Gefrierpunkt,d) if there is a risk of freezing, the coolant is heated above the freezing point by known devices,

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Conz 25 - Dru/le - 4 - 11. Januar 1972Conz 25 - Dru / le - 4 - January 11, 1972

e) Überwachung der Temperatur des Sekundärteile durch an diesem befestigte oder in seiner Nähe, beispielsweise an einer geeigneten Stelle der Gesamtkonetruktion des Primärteils, angeordnete Wärmefühler.e) Monitoring the temperature of the secondary parts by an this attached or in its vicinity, for example at a suitable point of the overall construction of the primary part, arranged heat sensor.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Sekundärteil zur Zuleitung des Kühlmittels mit Hohlräumen, Rohren und mit an diese anschließenden öffnungen, Düsen oder dgl. versehen, die oberhalb und unterhalb am Sekundärteil und senkrecht dazu verlaufend so angeordnet sind, daß sie das im Luftspalt befindliche Schienenprofil nicht überragen.In an embodiment of the invention, the secondary part is for Supply of the coolant with cavities, pipes and openings, nozzles or the like connected to them. provided, which are arranged above and below the secondary part and perpendicular to it so that they do not protrude beyond the rail profile in the air gap.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das mit seiner Verdampfungswärme wirkende Kühlmittel Wasser.In a further embodiment of the invention, the coolant acting with its heat of vaporization is water.

Die zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung und verschiedene Varianten derselben sind aus den Unteransprüchen zu entnehmen.The additional embodiment of the invention and various variants thereof can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird für einige Ausführungsbeiepiele anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is based on some exemplary embodiments explained by drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 bis 3 Vorderansichten des mit einem variierten Kühl- und Hohlraumsystem versehenen Linearmotors mit senkrecht stehender Anordnung der Schiene als Sekundärteil und Doppelkamm als Primärteil gemäß der Erfindung,Fig. 1 to 3 front views of the varied with one Cooling and cavity system provided linear motor with vertical Arrangement of the rail as a secondary part and a double comb as a primary part according to FIG Invention,

Pig. 4a Seitenansichten desselben Motors Bit Kühlsyetemen gemäß Pig. J nach der Erfindung,Pig. 4a side views of the same motor bit cooling systems according to Pig. J after the Invention,

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Fig. 4c eine Einzelheit der Erfindung,4c shows a detail of the invention,

Fig. 5 eine Vorderansicht des gekühlten Linearmotors mit einem zusätzlich abgewandelten Kühlsystem nach der Erfindung.Fig. 5 is a front view of the cooled linear motor with an additionally modified cooling system according to the invention.

Das Primärteil 1 nimmt das lamelliertβ Blechpaket und die Wicklung für den Linearmotor auf. Im Abstand des Luftepalte 2 von der Innenoberfläche 3 des Bltchpaketes für den fest angeordneten Doppelkamm entfernt, befindet sich der beweglich angeordnete Sekundärteil 4, der hier als senkrecht stehende Aluminium- oder Kupferschiene dargestellt ist. Die Befestigung dieser Schiene am Boden ist in der Zeichnung nur schematisch angedeutet. Die Schiene ist in diesem Beispiel massiv ausgebildet. Am oberen Ende der Schiene befindet sich ein mit ihr fest verbundenes Rohr 11, das zur Zuführung des Kühlmittels dient, wofür vorzugsweise Wasser verwendet wird.The primary part 1 takes the laminated laminated core and the winding for the linear motor. At the distance of the air gap 2 from the inner surface 3 of the sheet package removed for the fixed double comb, there is the movably arranged secondary part 4, which is here is shown as a vertical aluminum or copper bar. The attachment of this rail to the floor is only indicated schematically in the drawing. In this example, the rail is solid. At the At the upper end of the rail there is a tube 11 firmly connected to it, which is used to supply the coolant serves, for which water is preferably used.

Dieses Kühlmittel, also in erster Linie Wasser, wird im Augenblick des Anlaufs des Linearmotors durch öffnungen des Rohres 11 auf die Oberfläche 6 des Sekundärteils 4 gespritzt. Die Temperatur der Schiene kann dabei durch einen Wärmefühler 9 kontrolliert werden. Dieser Wärmefühler 9 kann sowohl auf die Menge des Kühlmittels 5» δ als auch auf die entstehende Wärmemenge in der Schiene EinfIuB nehmen und im Grenzfall beim Versagen eines Teils der Einrichtung oder bei Fehlbedienung ein Warnsignal geben oder sogar die Anlage abschalten.This coolant, i.e. primarily water, is passed through openings when the linear motor starts up of the tube 11 is sprayed onto the surface 6 of the secondary part 4. The temperature of the rail can thereby a heat sensor 9 can be controlled. This heat sensor 9 can be used both on the amount of coolant 5 »δ as well as the amount of heat generated in the rail Influence and, in the borderline case, when one of them fails Part of the facility or in the event of incorrect operation, give a warning signal or even switch off the system.

Si· Tragkonstruktion für den Linearmotor ist nicht dargestellt, desgleichen die zugehörigen Aufhänge- und AbatUtzeinrichtungtn, wie Gleis· und dgl..Si supporting structure for the linear motor is not shown, likewise the associated suspension and storage facilities, such as track and the like.

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Conz 23 - Dru/ΐθ - 6 - 11. Januar 1972Conz 23 - Dru / ΐθ - 6 - January 11, 1972

Bei dem eingangs als Beispiel genannten Linearmotor mit einer Stillstandskraft von 730 kp genügt im Idealfall, wenn das Kühlmittel Wasser gleichmäßig an alle Stellen der Oberfläche 6 herangebracht wird, eine sekundliche Wassermenge von 75 cm^, um die Wärme aus der Schiene abzuführen. Waesermenge und Benetzungeeinrichtungen sind so gewählt, daß man dem Idealfall möglichst nahekommt. Auch wenn man mit dem ungünstigsten Fall rechnet, daß nur ein Teil des herangeführten Wassere zur Verdampfung auswertbar wäre, und als Heserve hierfür mit einer mehrfachen Wassermenge aus Sicherheitsgründen rechnen wollte, würde die Bereitstellung dieser Wassermenge keine Schwierigkeiten bieten.With the linear motor mentioned at the beginning as an example a standstill force of 730 kp is sufficient in the ideal case, if the coolant water is brought evenly to all points on the surface 6, a secondary one Amount of water of 75 cm ^ to dissipate the heat from the rail. Amount of water and wetting devices are chosen so that one comes as close as possible to the ideal case. Even if one reckons with the worst case that only part of the water brought in can be evaluated for evaporation and when Heserve wanted to reckon with a multiple amount of water for safety reasons, would the provision of this amount of water present no difficulties.

Die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird erhöht durch verschiedene Vorkehrungen, die für klimatische und jahreszeitliche Temperatur-Schwankungen getroffen werden. Zur Verhinderung des Einfrierens im Fall der Verwendung von Wasser als Kühlmittel 5 sieht eine Variante der Erfindung vor, das Wasser vorzubehandeln.The functional reliability of the device according to the invention is increased by various precautions that are for climatic and seasonal temperature fluctuations are met. To prevent freezing in the case the use of water as coolant 5 provides a variant of the invention to pretreat the water.

In einer nolchen Variante ist vorgesehen, das Wasser durch an sich bekannte Einrichtungen etwas anzuwärmen, so daß es in der kurzen Zeit bis zur Inanspruchnahme seiner Kühlfähigkeit mit Sicherheit über seinem Gefrierpunkt bleibt. Fig. 4b zeigt als Beispiel eine an sich bekannte elektrische Erwärmungseinrichtung, die auch auf alle übrigen Ausführungen nach der Erfindung anwendbar ist.In such a variant, the water is provided to warm something known per se, so that it is in the short time to use its cooling capacity remains above freezing point for sure. As an example, FIG. 4b shows an electrical system known per se Heating device, which is also applicable to all other embodiments according to the invention.

In einer anderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, das Kühlwasser 5 in an sich bekannter V/eise durch cheniiche Zusätze ia seinem Gefrierpunkt und in seiner Benttzungsfähigkeit zu beeinflussen.Another variant of the invention provides the cooling water 5 in a manner known per se through cheniiche Additions ia its freezing point and its usefulness to influence.

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Gonz 23 - Dru/le - 7 - 11. Januar 1972Gonz 23 - Dru / le - 7 - January 11, 1972

Weiter kann man in solchen Sonderfällen, wenn die Benetzung der Oberfläche 6 der Schiene besonders sichergestellt werden soll und insbesondere eine zeitlich längere Zurückhaltung von unverdampftem Wasser an der Oberfläche 6 der noch unterhalb 10O⁰C warmen Schiene erstrebenswert erscheint, letztere an ihrer Oberfläche 6 aufriefein oder aufrauhen, ζ. Β. durch Sandstrahlen mit passender Korngröße. Entsprechende Versuche ergaben eine un ca. 30 % größere an der Schiene zurückgehaltene Wassernenge bei dieser Sonderbehandlung.Next you can in those special cases when the wetting of the surface 6 of the rail to be particularly ensured and in particular a time longer retention of non-evaporated water on the surface 6 of the warm still below 10O ⁰ C rail appears desirable, the latter on its surface 6 aufriefein or roughen, ζ. Β. by sandblasting with a suitable grain size. Corresponding tests showed an approx. 30 % greater amount of water retained on the rail with this special treatment.

Es kann auch erwünscht sein, nach Abschluß dec Kühlungsvorgangs bei Einfriergefahr Reste dee Wassers aus den Rohren 11 und Öffnungen 12 zu entfernen. Gemäß der Erfindung wird dann so verfahren, daß über die Zuführungsleitungen ¹J mit Preßluft 8 durchgeblasen wird. Dies bietet sich namentlich in solchen Fällen an, wo Preßluft zu anderen Zwecken sowieso vorhanden ist, z. B. bei Druckluftbremsen für Fahrzeuge oder fahrzeugähnliche Anordnungen.It may also be desirable to remove residues of the water from the pipes 11 and openings 12 after the cooling process has been completed, if there is a risk of freezing. According to the invention, the procedure is then that compressed air 8 is blown through ^{via the supply lines 1} J. This is particularly useful in cases where compressed air is available for other purposes anyway, e.g. B. in air brakes for vehicles or vehicle-like arrangements.

Für besonders gelagerte Fälle sieht eine Variante der Erfindung vor, die Menge der Preßluft θ soweit zu erhöhen, daß sio die Kühlung der Schiene allein übernehmen könnte. In eingangs angeführten Beispiel des Linearmotors von 730 kp Zugkraft im Stillstand wären im Idealfall ca. 1,7 w?/ßt>c Preßluft eriorderlich. Auch bei der Wahl einer mehrfachen Sicherheit zum Ausgleich für eine ungleichmäßige Verteilung der kühlenden Preßluft schafft die Bereitstellung solcher Preßluftmengen, ζ. B. aus Druckluftbehältern und anderen bekannten Einrichtungen, keine Probleme.For special cases, a variant of the invention provides for the amount of compressed air θ to be increased to such an extent that sio could take over the cooling of the rail on its own. In the example given at the beginning of the linear motor with a tractive force of 730 kp at a standstill, in the ideal case approx. 1.7 w / w> c compressed air would be required. Even with the choice of multiple security to compensate for an uneven distribution of the cooling compressed air, the provision of such quantities of compressed air creates, ζ. B. from compressed air tanks and other known devices, no problems.

Für den meistens vorliegenden Fall, daß das oben an der Schiene liegende Rohr 11 durch ein senkrecht dazu angeordnetes Rohr gespeist wird, darf das letztere das Seitenprofil der Schiene natürlich nicht überragen. Dieser Fall wird in Fig. 4b noch näher erläutert.For the most common case that the pipe 11 lying on top of the rail is replaced by a pipe 11 arranged perpendicular to it Tube is fed, the latter must of course not protrude from the side profile of the rail. This case is in Fig. 4b explained in more detail.

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Conz 23 - Dru/le - 8 - 11. Januar 1972Conz 23 - Dru / le - 8 - January 11, 1972

Pig. 2 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher wieder als Beispiel ein Doppelkamm-Linearniotor dargestellt ist, wobei aber alle aufgezeigten erfinderischen Merkmale auch für einen großen Einfachkamm gelten und mit Vorteil auf ihn anwendbar sind. In dem Primärteil 1 ist das Blechpaket des beweglich angeordneten Doppelkamme des Linearmotors enthalten, 3 ist die dem fest angeordneten Sekundärteil 4 gegenüberliegende Innenseite seines Blechpaketes, 2 der Luftspalt. Mit 14 ist symbolisch eine Tragvorrichtung für den Primärteil, mit 15 ein daran in seiner Höhenlage und nach der Seitenrichtung justierbar angeordneter Behälter für das Kühlmittel 5» θ bezeichnet.Pig. 2 shows a variant of the invention in which a double-comb linear motor is shown again as an example, but all of the shown inventive Features also apply to a large single comb and are advantageously applicable to it. In the primary part 1 is the laminated core of the movably arranged double comb of the linear motor included, 3 is the fixed one Secondary part 4 opposite inside of its laminated core, 2 the air gap. At 14 is symbolic one Carrying device for the primary part, with 15 an in its height and in the lateral direction adjustably arranged container for the coolant 5 »θ denotes.

Mittels Düsen 13 wird das Kühlmittel auf die Oberfläche 6 des Sekundärteils 4 gespritzt. Der Sekundärteil 4 ist bei dieser Variante massiv, d. h. ohne Hohlräume auegebildet· In diesem Fall ist der die Temperatur des Sekundärteils 4 überwachende Wärmefühler 9 an der Tragkonstruktion des Primärteile in unmittelbarer Nähe des feststehenden Sekundärteils angeordnet, damit seine Meßergebnisse für den bewegten Teil dee Doppelkamms ausgewertet werden können, so daß umständliche elektrische Übertragungeeinrichtungen entfallen können. Die Kühlung ist daraufhin an- und abeohaltbar. An der Oberseite des Behälters 15 Bind die Zuführungsleitungen für das Kühlmittel 5 und die evtl. im Bedarfsfall gewünschte Preßluft β ebenfalls symbolisch angedeutet.The coolant is sprayed onto the surface 6 of the secondary part 4 by means of nozzles 13. The secondary part 4 is at this variant massive, d. H. formed without cavities.In this case, this is the temperature of the secondary part 4 monitoring heat sensor 9 on the supporting structure of the primary part in the immediate vicinity of the stationary Secondary part arranged so that its measurement results are evaluated for the moving part of the double comb can, so that cumbersome electrical transmission devices can be omitted. The cooling is then can be switched on and off. At the top of the container 15 Bind the supply lines for the coolant 5 and the compressed air β which may be required if necessary is also indicated symbolically.

Alle textlichen Ausführungen, die ei«b. auf die weitere Ausgestaltung der grundsätzlichen Merkmale zur Verhinderung des Einfrierens, ferner zur Erhöhung der Benetzungefähigkeit, zur Erhöhung der Haftfähigkeit des Kühlmittels durch eine gerauhte Oberfläche dee SekundSLrteile 4 bei Wasser als Kühlmittel in der Beschreibung zu Fig. 1 beziehen, gelten entsprechend für Fig. 2.All textual explanations that ei «b. on the further Design of the basic features to prevent freezing, also to increase the wetting ability, to increase the adhesiveness of the coolant a roughened surface of the secondary parts 4 in the case of water as Referring to coolant in the description of FIG. 1, apply accordingly to FIG. 2.

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Conz 23 - Dru/ΐθ - 9 - 11. Januar 1972 Conz 23 - Dru / ΐθ - 9 - 11 January 1972

Fig. 3 zeigt eine Variante der Erfindung, bei welcher neben der Verdampfungswärme des Kühlmittels 5 auch seine spezifische Wärme bei Temperaturen der Schiene unter 100⁰C anteilmäßig mitwirkt. Hierbei ist vorgesehen, durch Aufteilung des Sekundärteile 4 in zwei Seitenwände 4a und 4b und Zwischenstücke 4c, die durch Nietung oder Schweißung miteinander verbunden sein können, Hohlräume 10 zu schaffen, die vom Kühlmittel 5 durchströmt sind. In Fig. 3 ist oben das Rohr 11 als Zuführungsleitung 7 für das Kühlmittel 5, dargestellt, wobei das Rohr unten aufgeschlitzt oder durchlöchert und mit den Seitenteilen 4a und 4b fest verbunden ist. Die Hohlräume 10 sind mit passend über die Oberfläche 6 des Sekundärteils 4 verteilten kleineren Offnungen 12 versehen! durch die das Kühlmittel 5» 8 auf die Oberfläche des Sekundärteils 4 gelangt. Hierbei sieht die Erfindung als Variante vor, daß das Zuführungsrohr 11 ^x unterhalb der Schiene verläuft. Diese Variante ist in Fig. 3 strichpunktiert eingezeichnet. Im letzteren Fall ist das unterste Distanzstück 18 weggelassen oder in Längsrichtung zwecks Bildung von Durchlässen für das Kühlmittel in passenden Abständen unterbrochen, während bei dem oben liegenden Zuführungerohr 11 das unterste Distanzstück 18 entlang der ganzen Länge der Schiene sich erstreckt, um den Ausfluß des Kühlmittels nach unten zu verhindern.Fig. 3 shows a variant of the invention in which in addition to the heat of vaporization of the coolant 5 and its specific heat at temperatures of the track in proportion participates below 100 ⁰ C. It is provided here, by dividing the secondary part 4 into two side walls 4a and 4b and intermediate pieces 4c, which can be connected to one another by riveting or welding, to create cavities 10 through which the coolant 5 flows. In Fig. 3, the pipe 11 is shown as a supply line 7 for the coolant 5, wherein the pipe is slit or perforated at the bottom and firmly connected to the side parts 4a and 4b. The cavities 10 are provided with smaller openings 12 which are suitably distributed over the surface 6 of the secondary part 4! through which the coolant 5 »8 reaches the surface of the secondary part 4. Here, the invention provides as a variant that the feed pipe 11 ^x extends below the rail. This variant is shown in phantom in FIG. 3. In the latter case, the lowermost spacer 18 is omitted or interrupted in the longitudinal direction in order to form passages for the coolant at suitable intervals, while in the case of the supply pipe 11 lying above, the lowermost spacer 18 extends along the entire length of the rail to allow the coolant to flow out down to prevent.

Eine weitere Variante der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Rohre 11 und 11* gleichzeitig vorhanden und weniger oder keine weiteren öffnungen 12 der Hohlräume 10 vorgesehen sind. Für besonders gelagerte Fälle erlaubt diese Variante eine in bezug auf die erforderliche Wassermenge allerdings weniger günstige Lösung, bei der mit; höherem Anteil oder auoschlieiHLch mLfc der spezifischen Wärme dee KiihimitteLu 5 gearbeitet wird. Hierbei Lsb aber dee Kühlmittel. 5 wLeder verwendbar und auikuden */lrd pin*Another variant of the invention results from the fact that the tubes 11 and 11 * are present and at the same time fewer or no further openings 12 of the cavities 10 are provided. Allowed for special cases this variant one in relation to the required amount of water however, less favorable solution, in which with; higher proportion or exclusively mLfc of the specific Heat the KiihimitteLu 5 is worked. But here Lsb dee coolant. 5 leather usable and auikuden * / lrd pin *

Π C) 9 Β Ί 0 / 0 2 Π C) 9 Β Ί 0/0 2

Conz 23 - Dru/l« - 10 - 11. Januar 1972Conz 23 - Dru / l «- 10 - 11 January 1972

Behinderung der Umgebung der Schiene durch das Kühlmittel 5, beispielsweise durch Anfrieren, vermieden. Es soll, falls erwünscht, das Kühlmittel 5 aus dem Rohr 11 über das in Fig. 4b angedeutete Rohr 19 in den Behälter 16 zurückfließen, wob·! der Zufluß in den Rohren 11 und 11' auch entgegengesetzt erfolgen kann.Obstruction of the area around the rail by the coolant 5, for example by freezing on, avoided. It should, if desired, the coolant 5 from the tube 11 via the in Fig. 4b indicated pipe 19 flow back into the container 16, whereby ·! the inflow in the pipes 11 and 11 'also can be done in the opposite direction.

Fig. 4a zeigt die Erfindung nach Fig. 3 in der Seitenansicht einmal mit oben liegendem Rohr 11, welches das Kühlmittel 5, 8 zu den Hohlräumen 10 führt. Das unteretβ der Distanzstücke 4c ist dabei auf der ganzen Schienenlänge durchgehend und durch die Position 18 dargestellt, wie aus Fig. 3 besser ersichtlich ist. Zum anderen zeirt Fig. 4a die Variante Bit unten liegendem RohrH¹, wobei das durchlaufende Distanzetück 18 entfällt.FIG. 4 a shows the invention according to FIG. 3 in a side view once with the tube 11 lying on top, which guides the coolant 5, 8 to the cavities 10. The bottom of the spacers 4c is continuous along the entire length of the rail and is represented by position 18, as can be seen better from FIG. On the other hand, Fig. 4a shows the variant bit below the tube H ¹ , whereby the continuous spacer 18 is omitted.

Fig. 4b zeigt eine Variante mit senkrecht angeordnetem Zuführungerohr 11 für das Kühlmittel 5, 8 mit einem darunter symbolisch, angedeuteten Behälter 16 für den kreislaufartigen Zu- und Abfluß. Auch eine Anwärmung des Kühlmittels 5 durch an sich bekannte elektrische Erhitzerspulen 17 ist angedeutet. Dies· Erhitzerspulen können natürlich bei allen Varianten der Erfindung angewandt werden, wie auch die Wärmefühler 9 auf alle Varianten anwendbar sind. An dem Behälter 16 sind Anschlußleitungen für das Kühlmittel 5 und die Preßluft 8 vorgesehen. Es ist ersichtlich, daß bei senkrecht angeordnetem Zuführungerohr 11 dessen Seitenkanten nicht über die Ausmaße des Sekundärteils 4 hinausragen dürfen.4b shows a variant with a vertically arranged feed pipe 11 for the coolant 5, 8 with one underneath symbolically indicated container 16 for the circular inflow and outflow. The coolant 5 also warms up known electric heater coils 17 is indicated. This · heater coils can of course be used for all Variants of the invention are applied, as well as the heat sensor 9 are applicable to all variants. To the Containers 16 are connection lines for the coolant 5 and the compressed air 8 is provided. It can be seen that when the feed pipe 11 is arranged vertically, its side edges must not protrude beyond the dimensions of the secondary part 4.

Normalerweise werden alle Einrichtungen der Erfindung bei richtiger oLnngemäßer Dosierung dao KUhluiLb: üLb 5 nicht über eine Temperatur von 100⁰G (bsi /er j en ein ng von W am-» or dLü KühLuiLttei) hinaus erwurmt v/ardon k u π ■·'< , Bei ;lrmNormally, all devices of the invention are not warmed up above a temperature of 100 ⁰ G (bsi / er j en a ng of W am- »or dLü KühLuiLttei) with correct and improper dosage dao KUhluiLb: üLb 5 v / ardon ku π ■ · '<,At; noise

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Conz 23 - Dru/le - 11 - 11. Januar 1972Conz 23 - Dru / le - 11 - 11 January 1972

eingangs als Beispiel erwähnten Doppelkamm-Linearmotor von 395 kp Nenn-Zugkraft, der 1,14 m lang ist, ergibt sich bei 100⁰C eine Verlängerung der Schiene um 2,7 nun. Um auch diese Dehnung unschädlich zu machen, sieht die Aueführung nach Fig. 4c vor, daß das Rohr 11 in zwei Hälften 11a und 11b aufgeteilt und mit den Schienen ^ ? konkav nach innen verbunden wird. Bei einer Dehnung der letzteren werden die Rohrhälften 11& und 11b nach innen durchgebogen, so daß das Profil der Schiene niemals tiberschritten werden kann. Außerdem wird durch diese Variante der Erfindung erreicht, daß die Wirbelströme der zwei Schienenenden sich über die Rohrsektoren schließen können, wodurch sich diese Wirbelströme unbehindert ausbilden können und die volle Zugkraft erreicht wird.Double-comb linear motor with a nominal tensile force of 395 kp and a length of 1.14 m, mentioned as an example at the beginning, now results in an extension of the rail by 2.7 ^{at 100 ° C.} In order to make this expansion harmless, the design according to FIG. 4c provides that the tube 11 is divided into two halves 11a and 11b and connected to the rails ^? is concave inwardly connected. When the latter is stretched, the tube halves 11 & 11b are bent inwards so that the profile of the rail can never be exceeded. In addition, this variant of the invention ensures that the eddy currents of the two rail ends can close over the pipe sectors, whereby these eddy currents can develop unhindered and the full tensile force is achieved.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Erfindung, wobei das Kühlmittel 5t 8 aus den unten am Fuß der Schiene ortsfest angeordneten Rohren 11 durch Düsen 13 auf den Sekundärteil 4 gespritzt wird. Hierdurch entfällt der Zwang, durch senkrecht anzuordnende Versorgungsrohre die Schienenfläche zu durchbrechen. Hierbei ist weiter eine vorteilhafte Kältesicherung der Rohre 11 und Düsen 13 durch Anbringung einer besonderen Isolierschicht 20 möglich, die außerdem einen gewissen mechanischen Schutz bietet. Bei dieser Variante wird ein für notwendig gehaltener Wärmefühler 9 für den Sekundärteil 4 in vorteilhafter Weise oben am Primärteil 1 in der Nähe des Sekundärteils, d. h. an der Tragkonstruktion 14 dee Primärteils angebracht.Fig. 5 shows a variant of the invention, wherein the coolant 5t 8 from the stationarily arranged below at the foot of the rail Pipes 11 through nozzles 13 onto the secondary part 4 is injected. This eliminates the need to close the rail surface through vertically arranged supply pipes break through. This is also an advantageous cold protection the tubes 11 and nozzles 13 possible by attaching a special insulating layer 20, which also has a offers some mechanical protection. In this variant, a held necessary heat sensor 9 for the Secondary part 4 advantageously at the top of the primary part 1 in the vicinity of the secondary part, d. H. on the supporting structure 14 attached to the primary part.

Alle beschriebenen und dargestellten Varianten der Erfindung können vervollständigt werden durch bekannte Einrichtungen zur Erhöhung des Drucks und der Geschwindigkeit des ausgespritzten Kühlmittels 5, 8, wie z. B. durch Differentialkolben und dgl..All described and illustrated variants of the invention can be completed by known devices to increase the pressure and the speed of the sprayed coolant 5, 8, such as. B. by differential pistons and the like ..

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Im Einzelfall wird nach technischen, wirtschaftlichen und klimabβdingten Gesichtspunkten zu entscheiden sein, welche detailierte Anwendung der Erfindung auszuwählen ist.In individual cases, technical, economic and depending on the climate, it has to be decided which detailed application of the invention is to be selected.

Mittels der Erfindung wird deshalb in vorteilhafter Weise erreicht, daß man die Temperatur des Sekundärteils 4 großer Linearnoteren in allen möglichen Fällen und Anordnungen mit Sicherheit auf etwa 100⁰C begrenzen kann. Die restlichen Dehnungen des Sekundärteils 4 bei dieser Temperatur, nämlich 2,7 mm Je Meter Schienenlänge bei Aluminium, können, wie oben beschrieben ist, auch noch aufgefangen werden, ohne die Schienen völlig zu trennen. Hierdurch wird es durch die Erfindung möglich, die volle Zugkraft dee Linearmotors während längerer Zeit auszunützen. Obendrein ist es möglich, alle klimatisch bedingten Beeinträchtigungen auszuschalten und eine unbedingte Funktionssicherheit des Linearmotors im Anlauf sowie bei kleinen Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Schließlich wird das ordnungsgemäße Funktionieren der Kühlung von Wärmefühlern 9 kontrolliert.By means of the invention is therefore achieved in an advantageous manner that one can limit large Line 4 Arno Teren in all possible cases and arrangements with certainty to about 100 ⁰ C, the temperature of the secondary part. The remaining expansions of the secondary part 4 at this temperature, namely 2.7 mm per meter of rail length in the case of aluminum, can, as described above, also be absorbed without completely separating the rails. As a result, the invention makes it possible to utilize the full tensile force of the linear motor for a longer period of time. On top of that, it is possible to switch off all climatic impairments and to guarantee unconditional functional reliability of the linear motor during start-up and at low speeds. Finally, the proper functioning of the cooling is checked by heat sensors 9.

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Claims

Conz 23 - Dru / le - 13 - 11 January 1972

Claims

Method for cooling the secondary part of large linear motors, in which a double or Single chimney arranged primary part one in the air gap between the two or (at) its Stator core (s) induced lying secondary wedge,

marked by

the simultaneous use of all or at least several of the following features:

a) The secondary part (4) is acted upon and cooled by a liquid coolant (5) which acts primarily through its heat of vaporization Standstill and when operating at relatively low speeds,

b) blowing through the supply lines (7) for the Coolant (5) with compressed air (θ),

c) pretreatment of the coolant (5) by chemical means known per se,

d) Heating of the coolant (5) if there is a risk of freezing by means of known devices above freezing point,

e) monitoring the temperature of the secondary part (4) by attached to this or in its vicinity, for example at a suitable point of the Support structure (14) of the primary part (1 \ arranged Heat sensor (9)

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2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,2. Device for performing the method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Sekundärteil (4) zur Zuleitung des Kühlmittels (5,8) mit Hohlräumen (10), Rohren (11) und mit an diese anschließenden Öffnungen (12), Düsen (13) oder dgl. versehen ist, die oberhalb und unterhalb am Sekundärteil sowie senkrecht dazu verlaufend so angeordnet sind, daß sie das im Luftspalt befindliche Schienenprofil nicht überragen.that the secondary part (4) for supplying the Coolant (5, 8) with cavities (10), tubes (11) and with openings (12) adjoining these, Nozzles (13) or the like. Is provided above and below the secondary part and vertically are arranged to run in such a way that they do not have the rail profile located in the air gap tower above.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 uid.2, dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claims 1 uid.2, characterized, daß das flüssige Kühlmittel (5) bzw. die Preßluft (8) von der stillstehenden Umgebung des Sekundärteils (4) aus auf letzteren bzw. seine Oberfläche (6) gespritzt wird.that the liquid coolant (5) or the compressed air (8) from the stationary environment of the secondary part (4) is injected onto the latter or its surface (6).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that daß das Kühlmittel (5) bzw. die Preßluft (8) von einem am bewegten Primärteil (1) angeordneten Rohrsystem bzw. Behälter (15) aus auf den Sekundärteil (4) gespritzt wird.that the coolant (5) or the compressed air (8) from a moving primary part (1) is arranged Pipe system or container (15) on the Secondary part (4) is injected.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,5. Device according to claims 1 to 4, characterized, daß das mit seiner Verdampfungswärme wirkende Kühlmittel (5) Wasser ist.that that which acts with its heat of vaporization Coolant (5) is water.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that daß bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel (5) im Bedarfsfall dieses durch elektrische Erhitzersaulen (17) anwärmbar ist.that when water is used as the coolant (5), if necessary, this can be heated by electrical heater columns (17).

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7. Device according to claims 1 to 6, characterized,

that an additional amount of compressed air (8) for cooling the rail as a secondary part (4) in the Can be used if necessary.

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