DE2319387C3

DE2319387C3 - Electromagnetic support and / or guidance system for levitation vehicles

Info

Publication number: DE2319387C3
Application number: DE19732319387
Authority: DE
Inventors: Ulrich DipL-Ing 8000 München; Simon Klaus Dipl.-Ing 8031 Eichenau Breitling
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1978-01-26

Description

.15.15

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Trag- und/oder Führungssystem für Schwebefahrzeuge entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs. The invention relates to an electromagnetic support and / or guidance system for levitation vehicles according to the generic term of the claim.

In dem älteren deutschen Patent 22 01 820 ist ein weichengängiges Trag- und Führungssystem für Elektromagnetschw?bebahnen vorgeschlagen worden, bei dem zusätzlich zu einem Haupttrag- und -führungssystem ein Hilfstrag- und -führungssystem vorgesehen ist, dessen magnetisch passiver Teil (Hilfsankerschiene) am Fahrzeug und dessen magnetisch aktiver Teil (Hilfselektromagnete) an Fahrbahnteilen im Verzweigungsbereich befestigt ist. Dieses System besitzt den Vorzug, daß die Fahrbahnverzweigungen keine mechanisch beweglichen Teile aufweisen, wodurch ein geringer Verschleiß und eine hohe Zuverlässigkeit erzielt wird. Indessen müssen die an der Fahrbahn angebrachten Hilfselektromagnete durch eine fahrbahnseitige Schweberegelung geregelt werden, deren Abstimmung mit der fahrzeugseitigen Schweberegelung des Haupttrag- und -führungssystems problematisch ist.In the earlier German patent 22 01 820 there is a soft-running support and guide system for electromagnetic floating webs has been proposed in addition to a main support and guidance system an auxiliary support and guidance system is provided, the magnetically passive part of which (auxiliary anchor rail) on the Vehicle and its magnetically active part (auxiliary electromagnet) on parts of the roadway in the junction area is attached. This system has the advantage that the road junctions are not mechanical Have moving parts, whereby a low wear and a high reliability is achieved. Meanwhile, the auxiliary electromagnets attached to the road have to be controlled by a levitation control on the road are regulated, their coordination with the vehicle-side levitation control of the main support and guidance system is problematic.

Die Gegenstände des Hauptpatents und des älteren Patents 23 10 718 vermeiden demgegenüber eine fahrbahnseitige Schweberegelung dadurch, daß jede fahrzeugseitige Magneteinrichtung aus hintereinander <> <> angeordneten, geregelten Elektromagneten besteht und daß jede der zugeordneten Magneteinrichtungen an der Fahrbahn aus einer Ankerschiene besteht. Zu diesem Zweck ist im Bereich jeder Fahrbahnverzweigung eine Ankerschienenkreuzungsstelle (Herzstück) vorgesehen, (·5 an der vier Ankerschienen zusammenlaufen, von denen jeweils zwei aufeinanderstoßen. An derartigen Herzstücken ergeben sich hinsichtlich eines stoßfreien Übergangs der Tragfunktion von einer Reihe der Magneteinrichtung auf die andere gewisse Schwierigkeiten, da im engeren Kreuzungsbereich auch die an sich noch nicht oder nicht mehr tragenden Magnete unter dem Einfluß der jeweils unbenutzten Schiene stehen. Dadurch werden Kräfte wirksam, die Übergangsstöße begründen.The subjects of the main patent and the earlier patent 23 10 718 avoid one road-side levitation control in that each vehicle-side magnet device from one behind the other <> <> arranged, regulated electromagnet and that each of the associated magnetic devices on the Track consists of an anchor rail. For this purpose there is one in the area of every road junction Anchor rail crossing point (centerpiece) provided, (5 where four anchor rails converge, two of which meet each other. At such heart pieces arise with regard to a smooth transition of the load-bearing function from a number of the Magnetic device on the other certain difficulties, because in the narrower intersection area also on Magnets that are not yet or no longer bearing under the influence of the unused rail stand. As a result, forces become effective that justify transitional impacts.

Die Aufgabe der Zusatzerfindung besteht darin, das System nach der Hauptpatentanmeldung und dem älteren Patent 23 10 718 dahingehend weiterzubilden, daß störende Kräfte an den Herzstücken vermieden werden.The task of the additional invention consists in the system after the main patent application and the to further develop older patent 23 10 718 that disruptive forces on the frogs are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöstAccording to the invention, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of the patent claim solved

Durch das erfindungsgemäße System treten selbst dann, wenn beide Elektromagnetreihen einer Fahrzeuglängsseite erregt sind, im Herzstück keine störenden Kräfte zwischen der einen Elektromagnetreihe und der der anderen parallelen Elektromagnetreihe zugeordneten Ankerschiene auf. Dies rührt daher, daß der unterschiedlich breite Aufbau der beiden Elektromagnetreihen jeder Parallelreihe und der zugeordneten Ankerschienen jede unerwünschte magnetische Kopplung zwischen Elektromagneten und nicht zugeordneten Ankerschienen wirksam verhindert. Die Elektromagneten und die zugeordneten Ankerschienen mit dem geringeren Polschenkelabstand bilden ein sogenanntes Hilfssystem, das nur im Bereich von Kreuzungen und Weichen kurzzeitig in Betrieb genommen wird, so daß die durch den geringeren Polschenkelabstand bedingte Tragkraftverminderung des Hilfssystems gegenüber dem Hauptsystem und die hieraus resultierende Überlastung des Hilfssystems ohne nachteilige Folgen bleibt. Neben der Vermeidung von unerwünschten Kopplungen besitzt das erfindungsgemäße System den zusätzlichen Vorteil, daß die durch das Hilfssysiem bedingte Gewichtsbelastung des Fahrzeugs verringert ist.The system according to the invention occurs even when both rows of electromagnets on a longitudinal side of the vehicle are excited, in the heart no interfering forces between the one row of electromagnets and the the other parallel row of electromagnets associated with the anchor rail. This is because the different widths structure of the two rows of electromagnets of each parallel row and the associated one Anchor bars any undesirable magnetic coupling between electromagnets and unassigned Anchor channels effectively prevented. The electromagnets and the associated anchor rails with the smaller pole leg spacing form a so-called auxiliary system, which is only available in the area of intersections and switches is put into operation for a short time, so that the smaller pole leg spacing conditional reduction of the load-bearing capacity of the auxiliary system the main system and the resulting overloading of the auxiliary system without adverse consequences remains. In addition to avoiding undesired couplings, the system according to the invention has the additional advantage that the weight load on the vehicle caused by the auxiliary system is reduced is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsteispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 ein mit einem Hilfssystem ausgerüstetes Schwebefahrzeug auf einer Zweibalkenfahrbahn in schematischer Darstellung,F i g. 1 a hover vehicle equipped with an auxiliary system on a two-beam roadway in schematic representation,

F i g. 2 den Ankerschienenverlauf im Bereich einer Fahrbahnweiche,F i g. 2 the course of the anchor rails in the area of a track switch,

Fig.3 das Tragsystem auf der Kurvenaußenseite kurz vor einer Ankerschienenkreuzungssteile in einem Schnitt entsprechend der Linie 111-111 in F i g. 2 und3 shows the support system on the outside of the curve shortly before an anchor rail crossing parts in one Section along line 111-111 in FIG. 2 and

Fig.4 das Tragsystem auf der Kurvenaußenseite kurz hinter einer Ankerschienenkreuzungsstelle in einem Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in F i g. 2.Fig. 4 the support system on the outside of the curve just behind an anchor rail crossing point in a section along the line IV-IV in FIG. 2.

Das in Fig. 1 nur in seinen Umrissen angedeutete Schwebefahrzeug 1 weist an der Unterseite seines Rumpfes nach unten ragende Träger 2 auf, an denen zwei Magnetanordnungen 3, 4 befestigt sind. Jede Magnetanordnung 3 bzw. 4 besteht aus zwei Reihen 5,6 von Elektromagneten 7, 8, die sich über einen wesentlichen Teil der Fahrzeuglänge erstrecken. Die Magnetreihen 5, 6 liegen jeweils rechts und links der Träger 2, wobei die beiden außen liegenden Magnetreihen 5 einem Hauptsystem und die beiden innen liegenden Magnetreihen 6 einem Hilfssystem angehören. Die Elektromagnete 7, 8 besitzen langgestreckte Kerne von U-Profil, deren Seitenschenkel 10 nach oben ragen und deren Basisschenkel 11 die Erregerwicklung 12 trägt. Die Elektromagnete 7 des Hauptsystems sindThe floating vehicle 1, indicated only in its outlines in FIG. 1, has on the underside of its Fuselage downwardly projecting carrier 2, on which two magnet assemblies 3, 4 are attached. Every Magnet assembly 3 and 4 consists of two rows 5,6 of electromagnets 7, 8, which are on a Extend a substantial part of the vehicle length. The rows of magnets 5, 6 are each to the right and left of the Carrier 2, the two outer rows of magnets 5 being a main system and the two inside lying rows of magnets 6 belong to an auxiliary system. The electromagnets 7, 8 have elongated Cores of U-profile, the side legs 10 upwards protrude and the base leg 11 of the field winding 12 carries. The electromagnets 7 of the main system are

für Dauerbetrieb ausgelegt und weisen einen größeren Abstand der Seitenschenkel 10 ihrer Kerne und einen größeren Wicklungsquerschnitt auf als die Elektromagnete 8 des Hilfssystems.designed for continuous operation and have a greater distance between the side legs 10 of their cores and one larger winding cross-section than the electromagnets 8 of the auxiliary system.

Das dargestellte Schwebefahrzeug 1 steht mit den Elektromagneten 7 seines Hauptsystems mit entsprechend ausgebildeten Ankerschienen 13 einer Zweibalkenfahrbahn 14 in Eingriff, während das Hilfssystem außer Betrieb ist Das Hilfssystem wird ausschließlich innerhalb von Weichen oder Kreuzungen der Fahrbahn ι ο kurzzeitig in Betrieb genommen, und zwar dort, wo das Hauptsystem unterbrochen werden muß.The floating vehicle 1 shown is with the electromagnet 7 of its main system with corresponding formed anchor rails 13 of a two-beam track 14 engaged, while the auxiliary system is out of order The auxiliary system is only used within switches or intersections of the lane ι ο put into operation for a short time, where the Main system must be interrupted.

Fig.2 zeigt den Verlauf der Ankerschienen 13 im Bereich einer Fahrbahnweiche 15. Während die breiter dargestellten Ankerschienen 13 zum Hauptsystem gehören und mit den breiteren Elektromagneten 7 des Schwebefahrzeugs 1 zusammenwirken, gehören die schmalen Ankerschienen 16, 16', 16" dem Hilfssystem an und sind den Magnetkernen der schmalen Elektromagnete 8 angepaßt2 shows the course of the anchor rails 13 in the area of a track switch 15. While the wider Anchor rails 13 shown belong to the main system and with the wider electromagnets 7 of the Cooperate suspension vehicle 1, the narrow anchor rails 16, 16 ', 16 "belong to the auxiliary system and are adapted to the magnetic cores of the narrow electromagnets 8

Es zeigt sich, daß beim Durchfahren der Fahrbahnweiche 15 je nach Fahrtrichtung die eine der beiden Magnetanordnungen 3, 4 des Schwebefahrzeugs 1 vier Ankerschienenwechselstellen passiert, an denen die Tragfunktion von den Magneten des Hauptsystems auf die des Hilfssystems und umgekehrt übergeht. Fährt ein Fahrzeug bei A in die Weiche 15 ein, so bleibt bei Geradeausfahrt das Hauptsystem auf der linken Fahrzeugseite durchgehend in Betrieb, während bei Kurvenfahrt das Hauptsystem der rechten Fahrzeugseite keinen Ankerschienenwechselstellen ausgesetzt ist. Demgemäß finden bei Geradeausfahrt auf der rechten Fahrzeugseite und bei Kurvenfahrt auf der linken Fahrzeugseite Wechsel der Tragfunktion von einem System zum anderen und umgekehrt statt.It turns out that when driving through the lane switch 15, depending on the direction of travel, one of the two magnet assemblies 3, 4 of the hovering vehicle 1 passes four anchor rail change points at which the support function changes from the magnets of the main system to those of the auxiliary system and vice versa. If a vehicle enters the switch 15 at A , the main system on the left side of the vehicle remains in continuous operation when driving straight ahead, while the main system on the right side of the vehicle is not exposed to any anchor rail change points when cornering. Accordingly, when driving straight ahead on the right side of the vehicle and when cornering on the left side of the vehicle, the support function changes from one system to the other and vice versa.

Aus F i g. 2 geht hervor, daß die bei jeder Fahrbahnweiche unvermeidliche Ankerschienenkreuzungsstelle, die der Kreis B bezeichnet, ein Zusammentreffen von vier Ankerschienen 13', 13", 16', 16" beider Systeme aufweist. Unabhängig davon, in welcher Richtung eine derartige Ankerschienenkreuzungsstelle B durchfahren wird, findet ein Ankerschienenwechsel und damit ein Übergang der Tragfunktion von einem System zu dem anderen statt. Kurz vor der eigentlichen Ankerschienenkreuzungsstelle B nähert sich dem in Betrieb befindlichen System eine der anderen Fahrtrichtung zugeordnete Ankerschiene desselben Systems und gerät über die Elektromagnete des nicht in Betrieb befindlichen Systems, die jedoch bereits voll erregt sein müssen, da die Übernahme der Tragfunktion durch sie unmittelbar bevorsteht. Ein derartiger Fall ist in F i g. 3 dargestellt. Ein von A her (vgl. Fig.2) in Kurvenfahrt die Fahrbahnweiche 15 durchfahrendes Schwebefahrzeug 1 passiert mit seiner linken Magnetanordnung 3 die Ankerschienenkreuzungssteiie B, an der ein Wechsel der Tragfunktion von den Elektromagneten 7 auf die Elektromagnete 8 stattfindet Vor der Kreuzungsstelle B stehen die Elektromagnete 7 mit der Ankerschiene 13' in Eingriff, während sich über die bereits erregten Elektromagnete 8 des Hilfssystems die Ankerschiene 13" des Hauptsystems schiebt, die nur bei Geradeausfahrt tragen soll.From Fig. FIG. 2 shows that the anchor rail crossing point, which is unavoidable for every track switch and which is designated by circle B , has four anchor rails 13 ', 13 ", 16', 16" of both systems coming together. Regardless of the direction in which such an anchor rail crossing point B is passed, an anchor rail change and thus a transition of the load-bearing function from one system to the other takes place. Shortly before the actual anchor rail crossing point B , the system in operation is approached by an anchor rail of the same system that is assigned to the other direction of travel and gets over the electromagnets of the system that is not in operation, which must, however, already be fully excited because they are about to take over the load-bearing function . Such a case is shown in FIG. 3 shown. One of A ago (see. Figure 2) in cornering, the road switch 15 by traveling levitation vehicle 1 passes with his left magnet arrangement 3, the Ankerschienenkreuzungssteiie B, at which a change in the supporting function of the solenoid 7 on the electromagnets 8 occurs before the crossing point B are the Electromagnet 7 with the armature rail 13 'in engagement, while the armature rail 13 ″ of the main system pushes itself over the already excited electromagnets 8 of the auxiliary system, which should only carry when driving straight ahead.

Ebenso befinden sich kurz hinter einer derartigen Ankerschienenkreuzungsstelle die nunmehr nicht mehr tragenden, aber noch erregten Elektromagnete des einen Systems unter der Ankerschiene für die andere Fahrtrichtung des anderen Systems, wie es die F i g. 4 zeigt. Die Tragfunktion ist auf die Elektromagnete 8 des Hilfssystems übergegangen, die mit der Ankerschiene 16" des Hilfssystems in Eingriff treten. Über den noch erregten Elektromagneten 7 des Hauptsystems befindet sich jedoch noch die Ankerschiene 16' des für Geradeausfahrt bestimmten Hilfssystems.Also, just behind such an anchor rail crossing point, there are no longer any supporting, but still excited electromagnets of one system under the anchor rail for the other Direction of travel of the other system, as shown in FIG. 4 shows. The support function is due to the electromagnets 8 of the Transitioned auxiliary system, which come into engagement with the anchor rail 16 ″ of the auxiliary system energized electromagnet 7 of the main system is still the anchor rail 16 'of the for Straight ahead certain auxiliary system.

Bei gleicher Ausbildung der Elektromagnete und Ankerschienen beider Systeme würde ein beträchtlicher magnetischer Eingriff zwischen diesen noch nicht oder nicht mehr mit Tragfunktion bedachten Systemkomponenten die Folge sein, dem durch eine Gegenerregung der jeweiligen Ankerschienen begegnet werden müßte. Infolge der unterschiedlichen Schenkelabstände ist, wie die Fig.3 rechts (8, 13") und die Fig.4 links (7, 16') deutlich zeigt, ein wesentlicher magnetischer Eingriff nicht zu erwarten, da der Widerstand der unerwünschten magnetischen Kreise durch Zwischenschaltung mindestens eines beträchtlichen Luftspaltes sehr hohe Werte annimmt. Es kann daher darauf verzichtet werden, Maßnahmen zur Gegenerregung der Ankerschienen 13', 13", 16', 16" im Bereich von Ankerschienenkreuzungsstellen ßzu ergreifen.With the same design of the electromagnets and anchor rails in both systems, a considerable one would be magnetic engagement between these system components that are not yet or no longer considered to have a load-bearing function be the result, which would have to be counteracted by a counter-excitation of the respective anchor rails. As a result of the different leg distances, as in Fig. 3 on the right (8, 13 ") and in Fig. 4 on the left (7, 16 ') clearly shows a significant magnetic interference is not to be expected, since the resistance is undesirable very high magnetic circuits through the interposition of at least a considerable air gap Values. It is therefore possible to dispense with measures to counter-excite the anchor rails 13 ', 13 ", 16', 16" in the area of anchor rail crossing points ßzu seize.

Selbstverständlich kann den beiden Systemen des Fahrzeugs neben der Tragfunktion zusätzlich die Führungsfunktion übertragen werden, indem in den Magnetreihen hintereinanderliegende Elektromagnete abwechselnd relativ zur zugeordneten Ankerschiene nach rechts und nach links versetzt an den Trägern des Fahrzeugs montiert sind und die nach rechts und nach links versetzten Elektromagnete gruppenweise gesondert geregelt werden.Of course, in addition to the support function, the two systems of the vehicle can also have the Leadership function can be transferred by electromagnets lying one behind the other in the rows of magnets alternately offset to the right and left relative to the associated anchor rail on the supports of the Vehicle are mounted and the electromagnets offset to the right and left separately in groups be managed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Electromagnetic support and / or guide system for suspension vehicles, which are provided with at least one rigid branching point along a The lane can be moved, the vehicle-side system components of which are symmetrical to the longitudinal axis of the vehicle are arranged above or below the vehicle body and for each vehicle longitudinal side consist of two parallel rows of magnetic devices, one of which is in the roadway area outside of a branch point only one magnetic device and one in the roadway area within a branching point both magnet devices alternate with one each associated magnetic device on the roadway are magnetically intervening, each vehicle-side Magnetic device consisting of regulated electromagnets arranged one behind the other and each the associated magnetic devices on the roadway consists of an anchor rail, according to Patent application 2 23 36 318, characterized in that the first row (5) each longitudinal parallel row of electromagnets (7) and the anchor rails assigned to the first row (13,13 ', 13 ") have a different pole leg spacing than the second row (6) of electromagnets (8) of the relevant parallel row and the anchor rails (16, 16 ', 16 ").