DE2455911A1 - Linear motor drive for road vehicle - with modulating magnets under roadway and with adjustable pickups - Google Patents

Linear motor drive for road vehicle - with modulating magnets under roadway and with adjustable pickups

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DE2455911A1 DE19742455911 DE2455911A DE2455911A1 DE 2455911 A1 DE2455911 A1 DE 2455911A1 DE 19742455911 DE19742455911 DE 19742455911 DE 2455911 A DE2455911 A DE 2455911A DE 2455911 A1 DE2455911 A1 DE 2455911A1
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Abstract

The linear drive for the road vehicle is provided as an added drive for use in urban areas, or on special roads on which the driver can rest. Magnets fitted under the roadway are provided with frequency controlled modulating coils. The pick-up sensors on the vehicle are fitted with horizontal and vertical adjustment and a feedback control so that the spacing between them and the road magnets is maintained to ensure a constant drive. The magnets fitted beneath the roadway are elastically mounted to smooth the drive forces.

Description

Magnetantrieb von Fahrzeugen Beschreibung: Zu den Mitteln, mit denen man die Verkehrsverhältnisse in Ballungsgebieten zu verbessern trachtet, gehären neben automatisierten Nahverkehrssystenlen auch sogenannte Dual Mode-Systeme. Hierbei werden Fahrzeuge, ;:ie z.B.Magnetic drive of vehicles Description: Among the means by which if one tries to improve the traffic conditions in metropolitan areas, belong In addition to automated local transport systems, so-called dual mode systems. Here become vehicles,;: ie e.g.

vom normalen-Autobus abgeleitete, technisch o ausgestattet, daß sie neben ihrer normalen Fahrweise auch eine automatisierte Fahrt ohne Fahrer mit umweltfreundlich'n Pntrieber-, Antriebs- - und Richtungssteuerungen aufweisen. Bei atem ersuch, als naheliegenden umweltfreundlichen Antrieb einen elektrischen Linearmotor-Antrieb zu nehmen, wie er ini Stande derzeitiger Entwicklung technisch enthalten ist ergeben sich nicht nur hohe Gewichte und Volumina, die im autobus zusätzlich angeordnet werden müssen, sondern auch die ganzen technischen Schwierigkeiten der Energieübertragung in das Fahrzeug oder der Energielieferung aus electtrichen Speichern, die ebenfalls im Fahrzeug untergebracht werden müßten. derived from the normal bus, technically equipped o that they In addition to their normal driving style, an automated drive without a driver with environmentally friendly 'n Have Pntrieber-, drive- and direction controls. When breathing request, as obvious environmentally friendly drive an electric linear motor drive to take as it is technically contained in the current development Not only are there high weights and volumes that are additionally arranged in the bus must be, but also all the technical difficulties of energy transmission in the vehicle or the energy supply from electronic storage, which also would have to be accommodated in the vehicle.

Zur Vermeidung der genannten Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Bus durch ein einfaches Pelteil, den Linearläufer angetrieben, gebremst und gesteuert wird, welcher als Erregerteil eines Synchronlinearmotors in einer ortsfesten und durch ortsfeste Frequenzumrichter gespeisten Wanderfeld-Installation wirkt. To avoid the disadvantages mentioned, it is proposed according to the invention that that the bus is braked by a simple pel part, the linear runner and is controlled, which as an excitation part of a synchronous linear motor in a stationary and traveling-wave installation fed by stationary frequency converters works.

Zu den erfindungsgemäßen Ausführungen: In Abb.1 ist ein Autobus-Querschnitt gezeichnet, bei welchem der Erregerteil eines-linearmotors, wie er in Abb.2 - im Querschnitt gezeichnet ist, unterhalb des Fahrzeugs zwischen im Straßenboden montierten Wanderfeld-Statoren sich entlang bewegt. Zur Einhaltung seines Abstandes zu den anderfeld-Statoren sind i m Erregerteil Rollen angebracht, die die Einhaltung des Luftspaltes gewährleisten. Stattdessen ist in einer anderen Ausbildung auch die Stabilisierung der Lage des Erregerteis durch Steuerung der Erreger-?Aagnetfeldstärke vorgesehen. In Abb.2 und 3 sind im Querschnitt der Erregerteil (Linearläufer) gezeichnet, wobei dieser im wesentlichen aus Dauermagneten besteht, welche auf einem flexiblen Mittelsteg,welcher aus ferromagnetischem Material besteht, aufgebracht sind. Andere Formen, insbesondere mit einem einfachen Wanderfeld-Stator, welcher mit einem doppelseitigen, diesen umfassenden Linearläufer-(Erreger-)Teil zusammenwirkt und welche beispielsweise auch oberhalb des Fahrzeugs angebracht sind, zeigt Abb.4. Abb.5 zeigt die mechanische Verbindung zwischen Fahrzeug und Linearläufer, welche dafür sorgt, daß sowohl bei Beschleunigungsfahrt und bei Bremsfahrt nur Zugkräfte, nicht aber Druckkräfte in Längsrichtung auf den flexiblen Linearläufer einwirken. Abb.6 zeigt im Schema, wie Linearläufer, mit welchen anzutreibende und zu führende Fahrzeuge nach Bedarf jeweils gekoppelt werdenkönnen, in einer hin- und rückführenden Spur aus Wanderfeld-Statoren, in welchen die Linearläufer nach Bedarf, gesteuert vom Frequenz-Umrichter des Wanderfeldes, entlang laufen. Regarding the embodiments according to the invention: In Fig.1 is a bus cross-section drawn, in which the excitation part of a linear motor, as shown in Fig Cross section is drawn below the vehicle between mounted in the road floor Traveling-field stators moves along. To keep his distance to the Other field stators are mounted in the exciter part rollers that ensure compliance with the Ensure air gap. Instead, she is also in another training Stabilization of the position of the excitation ice by controlling the excitation? Magnetic field strength intended. The cross section of the exciter part (linear rotor) is shown in Fig. 2 and 3, which consists essentially of permanent magnets on a flexible Central web, which consists of ferromagnetic material, are applied. Other Shapes, especially with a simple traveling field stator, which is equipped with a double-sided, this comprehensive linear rotor (exciter) part interacts and which, for example are also attached above the vehicle, Figure 4 shows. Fig.5 shows the mechanical Connection between the vehicle and the linear runner, which ensures that both Acceleration travel and braking only tractive forces, but not compressive forces in Act on the flexible linear runner in the longitudinal direction. Figure 6 shows in the scheme how Linear runner, with which vehicles to be driven and guided as required can be coupled, in a leading and returning track of traveling field stators, in which the linear rotors as required, controlled by the frequency converter of the traveling field, run along.

Claims (23)

WtaCne tall trieb von ttahrseugenWtaCne tall drifted from ttahrseugen l-atentansrüche: i.Magnetantrieb vçn Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, permanente Erregermagnete mit Wanderfeldstatoren vornehmlich synchron zusammen wirken, wobei die Erregermagnete beweglich und außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind.l-atentan claims: in the magnetic drive of vehicles, characterized permanent excitation magnets with traveling field stators mainly work synchronously, wherein the excitation magnets are movable and arranged outside the vehicle. 2. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die am Fahrzeug befestigten Erregermagnete drehfest aber translatorasch, mindestens in horizontaler Bewegungsrichtung frei beweglich sind. 2. After previously characterized in that the attached to the vehicle Exciter magnets non-rotatable but translatory, at least in the horizontal direction of movement are freely movable. 3. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß translatorische Freiheit auch in vertikaler Richtung besteht und wobei eine Entlastung des Gewichtes durch eine winrichtung am-Haltegestänge derart erfolgt, daß sich die Erregermagnete mit ihrem Feld vertikal selbständig führen. 3. After previously characterized in that translational freedom also exists in the vertical direction and with a relief of the weight through a win direction on the holding rod takes place in such a way that the exciter magnets with independently manage their field vertically. 4. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen Wanderfeldstator und Erregermagnet durch Spulen, die von gesteuertem Strom durchflossen werden, konstant gehalten wird. 4. After previously characterized in that the air gap between Traveling field stator and exciter magnet through coils through which controlled current flows is kept constant. 5. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt durch Rollen, die vornehmlich in der Reihe der Erreger magnete angeordnet sind und auf Unterlagen an den Stirnflächen der Wanderfeldstatoren abrollen, konstant gehalten wird. 5. After previously characterized in that the air gap by rolling, which are mainly arranged in the row of excitation magnets and on documents roll at the end faces of the traveling field stators, is kept constant. 6. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen der Erregermagnete auf einem Mittelsteg angeordnet sind, welcher elastische Igenschaften hat , wie sie sich bei Geweben oder blechartigen Gestaltungen ergeben, und dabei mindestens einen Anteil ferromagnetischen Materials enthält oder daraus besteht. 6. After previously characterized in that the rows of excitation magnets are arranged on a central web, which has elastic properties, such as they arise in fabrics or sheet-like designs, and at least contains or consists of a proportion of ferromagnetic material. 7. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß Mittelsteg und Magnete sowie Magnete untereinander und gegebenenfalls Spaltsteuerungsspulen durch Kunststoff und Kunststoffaserverbund miteinander verbunden sind derart, daß eine längere Reihe von Erregermagneten mindestens die Biegsamkeit für normale Kurven der Fahrzeugtrasse annehmen kann. 7. After previously characterized in that the central web and magnets as well as magnets among each other and optionally gap control coils through plastic and plastic fiber composite are connected to each other in such a way that a longer row excitation magnets at least the flexibility for normal curves of the vehicle route can accept. 8. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß Permanenterregermagnete aus Material von einer Energie 10 Mio. Gauss-Oerstedt und vornehmlich aus der Gruppe der Seltene-Erden-Magnete bestehen. 8. After previously characterized in that permanent magnet magnets from material from an energy 10 million Gauss-Oerstedt and mainly from the group of rare earth magnets exist. 9. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermagnete beidseitig auf dem Mittelsteg, welcher bei Spaltsteuerung durch Spulen vornehmlich ferromagnetisches Material enthält, befestigt sind und auf jeder Seite nicht mehr als 2,8 cm Magnetlänge auewkeisen. 9. After previously characterized in that the exciter magnets on both sides on the middle bar, which is mainly ferromagnetic when the gap is controlled by coils Contains material, are attached and no more than 2.8 cm magnet length on each side auewkeisen. 10. Nab vorder Jadurcil t.;ekennzeichnet, daß Konstruktionsteile vornehmlich geeignet für die Aufgaben nach Anspruch 2 oder 3 so auc gestaltet sind, dala die Antriebseinrichtung von der Arbeitaposition in eine Ruheposition, vornehmlich am Fahrzeugkörper oder in diesen selbst eingezogen werden kann.10. Nab front Jadurcil t .; indicates that structural parts are primarily suitable for the tasks according to claim 2 or 3 are designed so auc that the Drive device from the working position to a rest position, primarily on Vehicle body or can be drawn into this itself. 11. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs einrichtung mit Erregermagneten während der Transportfunktion des Fahrzeuges mit dem fahrzeug gekoppelt und umgekehrt vom Fahrzeug entkoppelt wird.11. After previously characterized in that the drive device with exciter magnets during the transport function of the vehicle with the vehicle coupled and vice versa is decoupled from the vehicle. 12. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, tiai: statt der Lage der Magnetantriebseinrichtung unterhalb des Fahrzeuges eine Anordnung oberhalb des Fahrzeuges, seitlich des Fahrzeuges, einseitig oder zweiseitig unsymmetftsche Anordnungen der einheit selbst und konvertierte Anordnungen verwendet werden.12. After previously characterized, tiai: instead of the location of the magnetic drive device below the vehicle an arrangement above the vehicle, to the side of the vehicle, unilateral or bilateral unsymmetrical arrangements of the unit itself and converted Arrangements are used. 13. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die lE'onstruktion der Längskraftaufnehmer zwischen Fahrzeug und Erregermagneteinrichtung so konstruiert ist, daß Iängskräfte nur bzw. vornehmlish als Zugkräfte in der Erregermagneteinrichtung auftreten.13. After previously characterized in that the construction of the lE Longitudinal force transducer between the vehicle and the exciter magnet device designed in this way is that longitudinal forces only or primarily as tensile forces in the exciter magnet device appear. 14. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, da der Aufbau der Erregermagnetanordnung bandartig ist dadurch, daß die Zwischenräume zwischen den Magneten ausgefüllt sind, 'vrobei eine genügende Dehnfähigkeit für elastische Verformung gewährleistet wird und wobei die Oberfläche mindestens an den Pol flächen der Permanentmagnete glatt und gegen Beanspruchungen unempfindlich gestaltet ist.14. After previously characterized in that the structure of the exciter magnet assembly is ribbon-like in that the spaces between the magnets are filled, 'vrobei a sufficient elasticity for elastic deformation is guaranteed and wherein the surface at least on the pole surfaces of the permanent magnets is smooth and designed to be insensitive to stress. 15. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß auch das mit dem Fahrzeug unverbundene Magnetband selbständig fährt und die entsprechenden Einrichtungen hierfür aufweist.15. After previously characterized in that also with the vehicle unconnected magnetic tape drives independently and the corresponding facilities for this having. 16. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß Nagnetbänder in einem geschlossenen Kreis laufen und sich in Wanderfeldstatoreinrichtungen bewegen können, wobei neben der Funktion ohne Richtungswechsel auch die des 'v'leichenrücklaufes vorgesehen wird.16. After previously characterized in that magnetic tapes in one can run in a closed circle and move in traveling field stator devices, whereby, in addition to the function without a change of direction, also that of the 'v' return path is provided. 17. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß bei der Funktion des Magnetbandes als antreibendes Element für Fahrmsuge dieses Fahrzeug automatisch fährt, während es ohne Magnetbandfunktion einen Busartigen Betrieb aufweist.17. After previously characterized in that the function of the magnetic tape as a driving element for Fahrmsuge this vehicle automatically drives while it has a bus-like operation without magnetic tape function. 18. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Fahrzeuges, insbesondere i?adeinschlag desselben über die Abnahme des seitlichen Translationsausschlages des Magnetbandes geregelt wird.18. After previously characterized in that the control of the vehicle, in particular, it adversely affects the decrease in the lateral translation deflection of the magnetic tape is regulated. 19. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Fahrzeugsteuerung auch bei Antrieb durch das Magnetband und automatischem Betrieb durch separate, insbesondere mechanische Seitensteuerung erfolgt.19. After previously characterized in that the lateral vehicle control even when driven by the magnetic tape and automatic operation by separate, in particular, mechanical side control takes place. 20. Nach vorher dadurch gexonnzeichnet, daß mindestens einer dwr Statoren in einer ortsfesten Anordnung in Richtung auf die Entfernung von dem anderen Stator bzw.20. After previously gexonnzeich that at least one dwr stators in a stationary arrangement towards the distance from the other stator respectively. in Richtung Vergrößerung des Luft spalt es elastisch beweglich ist, um Fremdkörper in die dafür vorgesehenen Aufnahmeräume fallen lassen zu können.in the direction of enlargement of the air gap it is elastically movable, in order to be able to let foreign objects fall into the intended receiving rooms. 21. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Wanderfeldeinrichtung zum Schutz von Wasser, Fremdkörper und dergleichen über dem Niveau der Umgebungsstraße hissteht und in der Höhe an den Stellen erniedrigt wird, wo aufgrund einer Weichenfahrt oder ähnlicher Betriebsstellen Fahrzeugräder den Ort des anderfeldstators kreuzen.21. After previously characterized in that the stationary traveling field device to protect water, foreign bodies and the like above the level of the surrounding road stands up and is lowered in height at the points where due to a switch run or similar operating points vehicle wheels cross the location of the other field stator. 22. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Erdoberfläche liegenden Wanderfeldstatoren eine bewegliche, elastisch verformbare oder starr vorstehende Abdeckung bzw. Teilabdeckung für den Schutz gegen Fremdkörper angeordnet ist.22. After previously characterized in that in the earth's surface lying traveling field stators a movable, elastically deformable or rigidly protruding Cover or partial cover is arranged for protection against foreign objects. 23. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetband zur Wahl der Weichenverzweigung mit einem schwenkbaren Kopf versehen ist, dessen Schwenkung die Routenwahl vornimmt, wobie die das Magnetband mit dem ranrzeug verbindenden Einrichtungen den ahrzeug-Radkonstruk tionen zur Verhinderung von Lageabweichungen durch Durchfederung und dergleichen zugeordnet sind.23. After previously characterized in that the magnetic tape to choose from the switch branch is provided with a pivotable head, the pivoting of which selects the route, connecting the magnetic tape to the tool Facilities for ahrzeug-Rad Konstruk functions to prevent positional deviations are assigned by suspension and the like.
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