DE2321618A1

DE2321618A1 - ELECTROMAGNET, IN PARTICULAR FOR CARRYING OR CARRYING AND DRIVING A HOVER VEHICLE

Info

Publication number: DE2321618A1
Application number: DE19732321618
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Breitling
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1973-04-28
Filing date: 1973-04-28
Publication date: 1974-11-14
Also published as: GB1422088A; NL7402939A; JPS5013876A; FR2227608B3; FR2227608A1

Description

Krauss-Jiaffel TF 526

Aktiengesellschaft
Hünchen 5OCorporation
Chicken 5O

Elektromagnet, insbesondere zum Tragen oder sum Tragen und Führen eines Schwebefahrzeug*Electromagnet, especially for carrying or carrying and driving a hover vehicle *

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere zum Tragen oder sun Tragen und Fuhren eines Schwebefahrzeugs, mit einen Kern von L- oder U-förmige» oder kastenförmigem Profil, dessen Jochschenkel eine Spule aus elektrisch leitenden Bandmaterial trägt, das »it seiner Breite die Breite des Kernprofilinnenrauss im wesentlichen ausfüllt.The invention relates to an electromagnet, in particular for carrying or sun carrying and driving a hover vehicle, with a core of L- or U-shaped »or box-shaped Profile, the yoke leg of which carries a coil made of electrically conductive strip material, which is »it is its width the width of the core profile interior essentially fills.

derartige Elektromagnete zum magnetischen Tragen oder Tragen und Führen von Schwebefahrzeugen Verwendung finden, sind sie am Schwebefahrzeug montiert und treten mit ortsfesten Ankerschienen der Fahrbahn magnetisch anziehend in Eingriff. Da die Nutslast eines solchen Schwebefahrzeuge weitgehend vom Gewicht der Trag- und/oder Führungsmagnete abhängt, müssen diese so leicht wie möglich ausgebildet sein. Einer beliebigem Verringerung des Gewichts der Elektromagnete sind jedoch in magnetischer und thermischer Hinsicht Grenzen gesetzt, da weder der Kernquerschnitt noch der Spulenquerschnitt einen Mindestwert unterschreiten darf.such electromagnets are used for magnetic carrying or carrying and guiding hover vehicles, they are mounted on the hovering vehicle and enter the roadway with fixed anchor rails in a magnetically attractive manner Intervention. Since the slot load of such a levitation vehicle largely depends on the weight of the support and / or guide magnets depends, these must be designed as light as possible. Any reduction in the weight of the However, electromagnets are magnetic and thermal Regarding limits, since neither the core cross-section nor the coil cross-section may fall below a minimum value.

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Der Spulenquerschnitt beeinflußt da» Magnetgewicht insofern, als der im Innern des Kernprofils befindliche Spulenteil nicht nach oben aus dem Kern herausragen darf und somit die Höhe der Seitenschenkel von der Spulenhöhe und die Breite des Jochschenkels von der Spulenbreite bestimmt wird,The coil cross-section influences the magnet weight insofar as than the coil part located inside the core profile must not protrude upwards from the core and thus the height of the side legs from the coil height and the Width of the yoke leg is determined by the coil width,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art anzugeben, der sich durch einen großen wert des Verhältnisses von Tragkraft zu Gewicht oder Raum bsw. durch geringen Energieverbrauch auszeichnet. The invention is based on the object of an electromagnet of the type mentioned at the beginning, which is characterized by a large value of the ratio of load-bearing capacity Weight or space bsw. characterized by low energy consumption.

Dies· Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dafi die Breite des Bandmaterial» außerhalb des Kernprofilinnenraums größer ist als innerhalb desselben. Auf diese Weise wird die mittlere Spulenbreite größer als die Breite des Kernprofilinnenraums» was bei Beibehaltung der mittleren Stromdichte geringere Spulenabmessungen und damit kürzere Schenkel des Magnetkerns als bei einem konventionellen Magneten mit durchgehend gleicher Spulenbreite ergibt. Als Folge hiervon sinkt das Gewicht des Elektromagneten ohne jede Einbuße an Zug- bzw. Tragkraft. Eine geringere Seitenschenkelhöhe vermindert zugleich den Streufluß zwischen den Seitenschenkeln und erlaubt die Verwendung kürzerer streben zur Befestigung des Magneten an der UnterseiteThis object is achieved according to the invention in that the width of the strip material »outside the interior of the core profile is greater than within it. In this way, the mean coil width becomes larger than the width of the Core profile interior »while maintaining the average current density, smaller coil dimensions and thus shorter Legs of the magnet core than with a conventional magnet with consistently the same coil width results. as As a result, the weight of the electromagnet is reduced without any loss of tensile or load-bearing capacity. A lower side thigh height at the same time reduces the leakage flux between the side legs and allows shorter ones to be used strive to attach the magnet to the bottom

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eine* Schwebefahrzeugs. Ferner ergibt sich durch die Erfindung die Möglichkeit, den Energieverbrauch des Ilektromagneten dadurch zu senken, daß die Kernabmessungen eines konventionellen Elektromagneten beibehalten und lediglich die Spulenbreite aufierhalb des Kernprofilinneren vergrößert wird.a * hover vehicle. Furthermore, the invention provides the possibility of reducing the energy consumption of the Ilektromagneten by maintaining the core dimensions of a conventional electromagnet and only the Enlarged coil width outside of the inside of the core profile will.

Eine zweckmäßige Abmessung des Elektromagneten-ergibt sich dann, wenn die Breite des Bandmaterials außerhalb des Xeraprofilinnenraufts und die Länge des zugehörigen Jochschenkels an seiner Außenseite in wesentlichen übereinstimmen.An appropriate dimension of the electromagnet results when the width of the strip material outside the Xeraprofilinnenraufts and the length of the associated yoke leg substantially match on its outside.

Es liegt im übrigen auf der Hand, daß der Elektromagnet nach der Erfindung nicht auf Trag- bzw. Führungsmagnete beschränkt ist, sondern überall da vorteilhaft einsetzbar ist, wo ee auf die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, also z.B. auf Gewichts- oder Platzersparnis ankommt. Als Anwendungsgebiet kommt daher auch der Transformator in Frage.It is also obvious that the electromagnet according to the invention is not limited to support or guide magnets, but can be used advantageously anywhere is where ee on the task underlying the invention, So, for example, weight or space savings are important. as The transformer is therefore also an area of application Question.

Zweckmäßigerweise wird der Elektromagnet mit ü-förmlgom oder kastenförmigem Profil in der Weise hergestellt, daß eine Spule aus Bandmaterial konstanter Breite gewickelt, die Breite der für das Kernprofilinnere vorgesehenen Spulenseite auf mechanischem Wege (z.B. durch Fräsen)The electromagnet is expediently with a U-shape or box-shaped profile manufactured in such a way that a coil of strip material of constant width is wound, the width of that intended for the interior of the core profile Coil side by mechanical means (e.g. by milling)

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und/oder auf elektrochemischem Wege auf mindestens die licht· Weite »fischen den Seiteneohenkeln des Hegnetkerne verringert und die Spule anschliefiend auf den Jochschenkel des Magnetkerns aufgesetzt wird, worauf dessen Kernschenkel miteinander verbunden werden.and / or electrochemically to at least the light · width »fish the side handles of the Hegnet core reduced and the coil then on the yoke leg of the magnetic core is placed, whereupon its core legs are connected to one another.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Aueführungebeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows:

Flg. 1 einen erflndungsgenäfien Elektromagneten in schematischer Schnittdarstellung genäfi der Linie I-Z in Fig.2 undFlg. 1 an inventive electromagnet in schematic form Sectional view along the line I-Z in Fig. 2 and

Fig. 2 shows the electromagnet according to Fig.l in side view.

Der dargestellte Elektromagnet 1 besitzt einen langgestreckten Kern 2 von U-Profil mit einem Jochschenkel 3 und zwei Seitenschenkeln 4 und 5. Während der eine Seltenschenkel (4) einstückig mit dem Jochschenkel 3 ausgebildet ist, ist der zweite Seitenschenkel (5) mit? dem Jochschenkel 3 verschraubt. Dieser trägt eine Spule 6 aus dünnem Aluminiümband, dessen Breite der Spulenbreite entspricht. Diese ist bei der im Innenraum 9 des Kernprofils untergebrachten Spulenseite 7 geringfügig. geringer als die lichte Vielte zwischen den Seitenschenkeln 4 und 5, erreicht bei der dem Kernprofilinnenraum 9 abgewandten Spulenseite 8 dagegenThe illustrated electromagnet 1 has an elongated one Core 2 of U-profile with one yoke leg 3 and two Side legs 4 and 5. While one of the rare legs (4) is formed in one piece with the yoke leg 3, is the second side leg (5) with? screwed to the yoke leg 3. This carries a coil 6 made of thin aluminum tape, the width of which corresponds to the coil width. This is slightly in the case of the coil side 7 accommodated in the interior 9 of the core profile. less than the clear many between the side legs 4 and 5, reached at the coil side 8 facing away from the core profile interior 9

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nahem die Außenbrelte des Kerns 2, so daß dl« mittler· Spulenbreite größer ist eis die der «wischen den fieitenschenkein 4 und 5 liegenden Spulenseite 7.The outer roll of the core 2 is approached, so that the mean coil width is greater than that of the coil side 7 lying between the legs 4 and 5.

Diese unterschiedlichen Spulenseitenbrelten ergeben bei konstanter Aluniniuabandstirke naturgemäß unterschiedliche Stromdichte innerhalb und außerhalb des Kernprofilinnenraum* 9, was zu einen Temperaturgefälle von der profilinneren Spulenseite 7 über den Jochschenkel 3 des Kerns 2 zur profiläußeren Spulenseite 8 und eine entsprechende Wärmeströmung nach außen fuhrt. Diese Wärmeströmung erlaubt wiederum die Wahl einer stromdichte für die profilinnere Spulensoite 7, die höher liegt als bei einer Spule konstanter Spulenbreite, so daß entweder eine höhere Durchflutung die · Tragkraft des Elektromagneten ohne nennenswerte Gewichtssunahrae erhöht oder bei derselben Durchflutung durch eine Verringerung der Windungszahl eine Minderung der Höhe dor Seltenschenkel 4 und 5 und damit eine Gewichtsminderung erzielt wird.These different coil side panels result in of constant Aluniniuabandstickness naturally different Current density inside and outside the core profile interior * 9, resulting in a temperature gradient from the inside of the profile coil side 7 over the yoke leg 3 of the core 2 to outer coil side 8 and a corresponding heat flow leads to the outside. This heat flow allows again the choice of a current density for the inside of the profile Spulensoite 7, which is higher than with a coil of constant coil width, so that either a higher flow rate the The load capacity of the electromagnet without any significant weight loss increased or with the same flow rate by a decrease the number of turns a reduction in the height of the rare legs 4 and 5 and thus a reduction in weight achieved will.

Das Aluminiumband ist eloxiert, was eine äußerst dünne aber temperaturfeste Isolation ergibt.The aluminum band is anodized, which is an extremely thin one though temperature-resistant insulation results.

Öle Herstellung des Elektromagneten 1 erfolgt in der Welse, daß zunächst die Spule 6 gefertigt wird, diese auf denOils production of the electromagnet 1 takes place in the catfish, that first the coil 6 is made, this on the

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•Jochschenkel 3 geschoben und anschließend der »weit· Seitenschenkel 5 Kit de» Jochschenkel 3 verschraubt; wird.• Yoke leg 3 pushed and then the »wide · side leg 5 kit de »yoke legs 3 screwed; will.

Zur Fertigung der langgestreckten Spule 6 »it verschiedener Breite der Spulenseiten 7 und 8 wird eine Spule entsprechender Gestalt aus eloxierten Alualniuiahand gewickelt, dessen Breite der außerhalb des Kernprof ilinnenraums gewünschten maximalen Spuießbreite entspricht. Sodann wird die Breite der für den Kernprofilinnenraum 9 vorgesehenen Spulenseite 7 auf ihr SoUnaft verringert. Im Falle einer spanabhebenden Bearbeitung werden die Seitenflächen IO der Spulenseite 7 zur Vermeidung eines tfindungsschlussee geätzt und anschlie-Send wieder eloxiert oder anderweitig isoliert.For the production of the elongated coil 6 »it different Width of the coil sides 7 and 8, a coil of the corresponding shape is wound from anodized Alualniuiahand, its Width of the desired outside of the core profile interior corresponds to the maximum width of the spit. Then the width becomes the coil side provided for the core profile interior 9 7 reduced to their SoUnaft. In the case of a cutting Machining, the side surfaces IO of the coil side 7 are etched and then send to avoid a finding circuit anodized again or otherwise insulated.

Diese Bearbeitung 188t enge Toleranzen der Spulenseltenbreitehabmessung und glatte Oberflächen erzielen, was für einen guten Wärmeübergang zu den Seitenscbsrikeln 4 und 5 des Magnetkerns 2 von erheblicher Bedeutung ist, insbesondere dann, wenn die Schenkel 3, 4 und 5 des Magnetkerns 2 mit einer nicht dargestellten Innenkühlung versehen sind. In diese» Falle 1st die Kühlung der im Kernprofilinnenraum 9 untergebrachten Spulenseite 7 intensiver als die der anderen, was der geringeren Wärmeentwicklung in der anderen freiliegenden Spulenseite infolge deren größerer Breite entgegenkommt und eine gleichmäßige Kühlung des gesamten Spulonvolumene gewährleistet.This machining 188 t tight tolerances on the spool width dimension and achieve smooth surfaces, what for Good heat transfer to the side panels 4 and 5 of the magnetic core 2 is of considerable importance, in particular when the legs 3, 4 and 5 of the magnetic core 2 are provided with internal cooling, not shown. In this case, the cooling takes place in the interior of the core profile 9 housed coil side 7 more intense than that of the other, which is the lower heat development in the other exposed coil side due to its greater width accommodates and ensures uniform cooling of the entire Spulonvolumene.

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Eine Vielsahl derartiger Elektroaagnete ist unterhalb de» nicht dargestellten SchwebefahrseugruMpfes in reihenföralger Anordnung an aus den Fahrzeugboden nach unten ragenden Tragetreben «o befestigt, daft die Seitenschenkel der Elektrosegnete als Polachenkel nach oben ragen und mit ortsfesten Ankerschienen der Fahrbahn in Magnetischen Eingriff treten können. Die Ankerschlenen besitzen den Magnetkernprofil angepafites ü-Profil und sind »it nach hinten ragenden Seitenschenkeln an der Fahrbahn Montiert.A large number of such electro-magnets is below the » SchwebefahrseugruMpfes not shown in reihenföralger Arrangement attached to struts protruding downward from the vehicle floor, daft the side legs of the electric blessing protrude upwards as pole legs and come into magnetic engagement with the fixed anchor rails of the roadway can. The anchor loops have the magnetic core profile adapted ü-profile and are »it backward protruding side thighs Mounted on the roadway.

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Claims

(I.) Electromagnet, especially for carrying or carrying and driving a levitation vehicle, having a core of L- or U-shaped or box-shaped profile, whose Yoke leg carries a coil of electrically conductive strip material, the width of which is the same as the width of the Core profile interior substantially fills, characterized in that the width of the strip material outside of the core profile interior (9) is larger than within the same.

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the width of the strip material outside the core profile interior (9) and the length of the associated yoke leg essentially coincide on its outside.

3. Method of making the electromagnet with U-shaped or box-shaped profile according to claim 1 or 2, characterized in that a coil made of strip material of constant width, the width of the -for the core-

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inside the provided coil side on mechanical Paths (e.g. by milling) and / or electrochemically to at least the clear width between the side legs of the magnetic core and then the coil * is placed on the yoke leg of the magnetic core whereupon its core legs are connected to one another.

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