DE2312568C3 - Magnetanordnung für ein magnetisches Trag- oder Führungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetanordnung nach dem Hauptpatent 21 50 244.

Be: einer älteren Magnetanordnung nach der — aufgrund § 2 Satz 2 PatG nicht als Vorveröffentlichung geltenden - DT-PS 21 37 691 ist an einem elektromagnetischen Schwebefahrzeug ein Magnetband aus hintereinander angeordneten geregelten Elektromagneten und ungeregelten Zusatzmagneten, insbesondere Permanentmagneten, angebracht, welche zusammen mit einer zugeordneten, als Rückschlußkörper dienenden Ankerschiene die Tragkräfte für das Schwebefahrzeug erzeugen. Die ältere Magnetanordnung ist indessen nicht in der Lage, die bei der Bewegung des Magnetbandes längs der an der Fahrbahn befestigten Ankerschiene die darin entstehenden Wirbelströme zu verhindern, welche die Tragkraft des Magnetbandes verringern. Es ist zwar bei Drosseln mit Eisenkern und Luftspalt bekannt (DT-GM 17 84 802), die Ausbildung von Wirbelströmen durch eine Lameilierung des Eisenkerns weitgehend zu vermeiden, doch würde eine Anwendung dieser Maßnahme auf die Ankerschiene einer Magnetschwebebahn sehr kostspielig sein, so daß diese Lösung bei Magnetschwebebahnen mit einigen 100 km Ankerschienenlänge praktisch nicht in Betracht kommt.

Zur Verringerung der Wirbelstromverluste in der Ankerschiene unter Vermeidung einer Lameilierung der Ankerschiene wird in dem Hauptpatent vorgeschlagen, an den Enden jedes Elektromagnetbandes einen Zusatzmagneten anzubringen, dessen Polflächen mit wachsender Entfernung von dem betreffenden Ende des Magnetbandes einen sich stetig vergrößernden Abstand zu der Ankerschiene aufweisen. Der Einsatz derartiger Zusatzmagnete hat den weiteren Vorteil, daß die Elektromagneten des Magnetbandes einheitlich aufgebaut werden und gesteuert werden können, doch ist damit auch ein gewisser Mehraufwand verbunden.
Die Aufgabe der Zusatzerfindung besteht darin, die

S Magnetanordnung nach dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß der Mehraufwand an Zusatzmagneten vermieden wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäße Magnetanordnung wird in gleicher Weise wie bei der Anwendung von Zusatzmagneten nach dem Hauptpatent der Feldaufbau in der Ankerschiene am vorderen Ende des Magneten

is oder des Magnetbandes und der Feldabbau am hinteren Ende verlangsamt, was die Wirbelstromverluste stark verringert und eine Lamellierung der Ankerschiene erübrigt Der Aufwand ist insgesamt gesehen jedoch geringer als bei der Montage von Zusatzmagneten.

Um die Luftspaltaufweitung relativ kurz halten zu können und dabei Eisengewicht zu sparen, ist der von der Ankerschiene entfernende Teil der Polflächen gekrümmt ausgebildet Dadurch findet ein starkes Ausstreuen des magnetischen Feldes nach vorn bzw. nach hinten statt, was einer linearen Luftspaltaufweitung über eine größere Länge der Polfläche gleichkommt

In Weiterbildung der Erfindung ist der sich von der Ankerschiene entfernende Teil der Polflächen an Verlängerungen der Polschenkel ausgebildet. Der wesentliche Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, daß jede Beeinträchtigung der Trag- oder Führungskraft des Elektromagneten im Verhältnis zu der der übrigen nicht am Ende oder Anfang eines Bandes liegenden Elektromagnete ausgeschlossen werden kann, so daß im Hinblick auf die Erregerstromregelung alle Magnete eines Bandes gleichwertig sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 und 2 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Elektromagnetband aus drei Elektromagneten unter einer feststehenden Ankerschiene in Seiten- und Stirnansicht,

F i g. 3 und 4 den Verlauf des Magnetfeldes im Luftspalt zwischen Elektromagnet und Ankerschiene bei geradem bzw. gekrümmtem Verlauf der Polfläche des Polschenkels des Elektromagneten.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Tragsystem besteht aus einem Band von drei Elektromagneten 1, 2 und 3, die an einem Schwebefahrzeug 4 befestigt sind und unter der Wirkung der anziehenden Kräfte ihrer Magnetfelder berührungslos in einem vorgegebenen Abstand unter einer Ankerschiene 5 gehalten werden.

Die Kerne 6,7 und 8 der Elektromagnete 1 bis 3 und die Ankerschiene 5 besitzen, wie aus Fig.2 ersichtlich, U-Profil, wobei die Seitenschenkel der Magnetkerne 6 bis 8 als Polschenkel 9 den Seitenschenkeln 10 der Ankerschiene 5 gegenüberstehen. Die der Ankerschiene 5 zugewandten Längsflächen der Polschenkel 9 wirken als Polflächen 11, an denen der Tragfluß aus- bzw. eintritt.

Mit Hilfe eines geeigneten Antriebs wird das Schwebefahrzeug 4 mit hoher Geschwindigkeit an der Ankerschiene 5 entlangbewegt, wobei diese an der vorderen Stirnseite des Bandes auf- und an dessen Ende entmagnetisiert wird. Die Geschwindigkeit, mit der jedes Volumenelement der Ankerschiene 5 auf- bzw.

entmagnetisiert wird, bestimmt die Größe der Wirbelstrom« in der Schiene S und ist von der Fahrzeuggeschwindigkeit und von Gradienten des Luftspaltfeldes in Magnetlängsrichtung abhängig, so daß infolge der vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit nur ein räumlich gestreckter Anstieg bzw. Abfall des Luttspaltfeldes an den Enden des Bandes aus Elektromagneten 1 bis 3 einen langsamen Feldanstieg bzw. -abfall gewährleistet Dazu sind die Polschenkel 9 der ersten 1 und des letzten Elektromagneten 3 des Bandes an ihren von benachbarten Magneten freien Enden über eine Länge a abgeschrägt, wodurch eine Luftspalterweiterung begründet wird, die eine Verlangsamung des Feldanstiegs bzw. -abfalls bewirkt. Die Abschrägungen müssen sich über einen um so längeren Abschnitt erstrecken, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist

Fig.3 zeigt einen im Bereich der Polschenkelabschrägung geraden Verlauf der Polfläche 11. Aus dem eingezeichneten Feldlinienverlauf wird ersichtlich, daß der Abschnitt As der Ankerschiene 5, auf dem das Feld auf- bzw. abgebaut wird, nur geringfügig größer ist als die Länge a der Abschrägung der Polschenkel 9.

Günstiger liegen die Verhältnisse bei gekrümmtem Verlauf der Polflächen 11' im Abschnitt der Abschrä gungen gemäß F i g. 4. Hierdurch streut das Magnetfeld stark nach vorn bzw. nach hinten aus, so daß der Abschnitt As an der Ankerschiene 5, auf dem das Feld von Null auf seinen Sollwert ansteigt bzw. abfällt, wesentlich größer ist als die Länge a der Polschenkelab schrägung. Hierdurch wird Kerneisen eingespart, da, wie F i g. 1 zeigt, die Polschenkelabschrdgung im Bereich einer Verlängerung !2 der Polschenkel 9 der Magnetkerne 6, 8 über deren Jochschenkel 13 hinaus vorgesehen ist. Diese Polschenkelverlängerung 12 hat den Sinn, daß jede Tragkrafteinbuße der an den Enden eines Magnetbandes montierten Elektromagnete 1, 3 durch die Polschenkelabschrägungen vermieden wird und sämtliche Magnete eines Bandes für die Regelung übereinstimmende Parameter aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetanordnung für ein magnetisches Tragoder Führungssystem, insbesondere für ein Schwebefahrzeug, mit einer feststehenden Ankerschiene und mindestens einem längs der Ankerschiene berührungsfrei bewegbaren Magnetband, an dessen Enden jeweils ein mit diesem fluchtender Zusatzmagnet angeordnet ist, wobei die Polflächen jedes Zusatzmagneten mit wachsender Entfernung von dem betreffenden Ende des Magnetbandes einen sich stetig vergrößernden Abstand zu der Ankerschiene aufweisen, nach Patent 2150 244, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Anordnung von Zusatzmagneten die Polflächen (11) der äußeren Elektromagneten (1,3) des Magnetbandes mit wachsender Annäherung an ihr von anschließenden Elektromagneten freies Kernende einen sich stetig vergrößernden Abstand zu der Ankerschiene (5) aufweisen.

2. Magnelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich von der Ankerschiene (5) entfernende Teil der Polflächen (11) zur Erzielung eines starken Ausstreuens des magnetischen Feldes gekrümmt ausgebildet ist

3. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich von der Ankerschiene (5) entfernende Teil der Polflächen (11) an Verlängerungen (12) der Polschenkel (9) ausgebildet ist.