-
Antrieb von schienengebundenen, schwebenden Fahrzeugen mit Linearmotoren
Ein durch Linearmotoren angetriebenes, schienengebundenes, schwebendes Fahrzeug
trägt am Fahrzeugrahmen jeweils den Induktor des Linearmotors und die beidseitig
dazu liegenden Führungsmagnete, die insbesondere supraleitend ausgeführt sein können.
-
Da der Luftspalt zwischen der als Sekundärteil des Linearmotors dienenden
Schiene und dem Induktor unterschiedlich vom Luftspalt zwischen Funrungsmagnet und
der Schiene ist; wobei für die Führungsmagnete auch getrennte Schienen verwendet
sein können, ist es bekannt, die Befestigung des Induktors und der Führungsmagnete
am Fahrzeugrahmen seitlich verschiebbar auszubilden. Dadurch soll bei von außen
auf den Fahrzcugratmen ausgeübten Kräften, die z.B. durch den Wind oder durch Schrägstellung
des Fahrzeuges in Kurven hervorgerufen sein können und zu einer Verlagerung des
Fahrzeugrahmens gegenüber der Schiene führen, ein Anstreifen des Induktors an der
Schiene vermieden werden. Die vorliegende Erfindung zeigt eine besondere konstruktive
Ausbildung einer derartig seitlich verschiebbaren Lagerung von Induktor und Führungsmagneten
am Fahrzeugrahmen.
-
Bei einem Antrieb von schienengebundenen, schwebenden Fahrzeugen mit
Linearmotoren, bei dem jeweils der Induktor des Linearmotors und beidseitig dazu
liegende Ftihflingsmagnete seitlich verschiebbar am Fahrzeugrahmen befestigt sind
und jeweils einen unterschiedlichen Luftspalt zu einer oder mehreren Schienen aufweisen,
von denen die eine als Sekundärteil des Linearmotors dient, sind gemäß der erfindung
die jeweils zu einem Induktor gehörenden, untereinander starr verbundenen Führungsmagnete
Jeweils in gleicher Weise elastisch federnd am Fahrzeugrahmen befestigt und zwischen
Induktor und Fahrzeugrahmen sind ein oder mehrere Gelenkgetriebe vorgesehen, die
außerdem mit den Führungsmagneten verbunden sind
und durch welche
die Bewegung der Führungsmagnete mit einer Übersetzung zu einer Bewegung des Induktors
gegenüber dem Fahrzeugrahmen führt, bei welcher die Übersetzung C i = (1 + 1) CM
ist, wobei C1 die Federkonstante der elastischen Lagerung zwischen Fahrzeugrahmen
und Führungsmagnet und CM die Federkonstante des Magnetfeldes der Führungsmagneie
ist, und zwischen Fahrzeugrahmen und Induktor ist eine Parallelführung und zwischen
Fahrzeugrahmen und Induktor bzw. Führungsmagnet ein Zuganker vorgesehen.
-
Die elastisch federnde Lagerung der Führungsmagnete am Fahrzeugrahmen
führt dazu, daß sich die Führungsmagnete bei einer Auslenkung des Fahrzeugrahmens
gegenüber der Schiene in entgegengesetzte Richtung gegenüber dem Fahrzeugrahmen
bewegen, wobei die Größe dieser Bewegung infolge der unterschiedlichen Federkonstanten
der elastisch federnden Lagerung (C1) und des Magnetfeldes der Führungsmagnete (CM),
, die beide beim Führungsmagneten zwischen Schiene und Fahrzeugrahmen hintereinandergeschaltet
sind, wesentlich kleiner ist, als die Größe der Bewegung des Fahrzeugrahmens.
-
Diese zur Bewegungsrichtung der Bewegung des Fahrzeugrahmens entgegengesetzt
gerichtete Bewegung der Führungsmagnete wird mit Hilfe der vorgesehenen Gelenkgetriebe,
die zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Induktor liegen, auf den Induktor übertragen,
da jeweils einer ihrer Gelenkpunkte mit den Führungsmagneten verbunden ist. Aus
der Natur und Bemessung der Gelenkgetriebe ergibt sich gleichzeitig eine Übersetzung
der Größe der Bewegung, die gleich C? i = (1 + C1) CM gewählt ist und somit die
Federkonstanten der auf den Führungsmagnet einwirkenden Federn berücksichtigt. Auf
diese Weise entspricht die Bewegung des Induktors in ihrer Größe der Bewegung des
Fahrzeugrahmens, ist aber entgegengesetzt gerichtet. Dadurch bleibt der ursprüngliche
Luftspalt zwischen der Schiene und dem Induktor erhalten. Da außerdem eine Parallelführung
zwischen Fahrzeugrahmen und Induktor vorgesehen ist, wird eine Schrägstellung des
Induktors gegenüber der Schiene vermieden. Außerdem wird die vom Induktor ausgeübte
Schubkraft über einen Zuganker auf den
Fahrzeugrahmen übertragen,
ohne daß die freie Beweglichkeit des Induktors gegenüber dem Fahrzeugrahmen eingeengt
wird.
-
Eine derartige Aufhängung des Induktors über Gelenkgetriebe im Fahrzeugrahmen
hat den Vorteil, daß sie den möglichen Bewegungen des Fahrzeugrahmens entsprechend
verzögerungsfrei und ohne Rückstellkräfte entgegengesetzt gerichtet folgt, da keine
Kräfte auftreten, die den Massenkräften des Induktors entgegenwirken.
-
Um Unterschiede in der Auslassung der Führungsmagnete auszugleichen,
empiielt es sich, zwei Gelenkgetriebe vorzusehen und die Verbindung zwischen beiden
Führungsmagneten als starren Balken auszubilden, der mittig einen Gelenkpunkt trägt,
an dem ebenfalls mittig ein Ausgleichsbalken befestigt ist, dessen Enden jeweils
mit einem Gelenkgetriebe verbunden sind. Durch diesen husgleichsbalken findet eine
Mittelwertbildung zwischen den eventuellen unterschiedlichen Auslenkungen beider
Führungsmagnete statt.
-
Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in der Figur schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Die Figur zeigt eine Aufsicht auf die Befestigung des Induktors und
der Führungsmagnete an dem geschnittenen Fahrzeugrahmen.
-
Ein schienengebundenes Schwebefahrzeug wird mit Hilfe von asynchronen
Linearmotoren angetrieben und bewegt sich längs einer senkrecht angeordneten Schiene
1, die den Sekundärteil des Linearmotors bildet. Beidseitig von der Schiene 1 sind
jeweils die Induktoren 2 des Linearmotors angeordnet, die untereinander starr über
oberhalb der Kante der Schiene 1 liegende Träger 3 verbunden sind, wobei zwischen
der Schiene 1 und dem Induktor 2 jeweils ein Luftspalt 4 eingehalten wird. Vor den
beiden Stirnflächen jedes Induktors 2 sind Führungsmagnete 5 angeordnet, die jeweils
mit dem ihnen auf der anderen Seite der Schiene 1 gegenüberliegenden durch Träger
6 starr verbunden sind. Der zwischen der Schiene 1 und dem Führungsmagnet 5 liegende
Luftspalt 7 ist wesentlich größer als der Luftspalt 4 zwischen Schiene 1 und Induktor
2.
-
An einem Schwebefahrzeug sind die Induktoren 2 der Linearmotoren und
die Führungsmagnete 5 am Fahrzeugrahmen 8 befestigt. Diese
Befestigung
kann aber nicht starr ausgebildet sein, da der Fahrzeugrahmen 8 durch von außen
angreifende Kräfte sich gegenüber der Schiene 1 verlagern kann und dabei darf trotz
der geringen Größe des Luftspaltes 4 kein Anstreifen des Induktors 2 an der Schiene
1 auftreten. Diese verschiebbare Befestigung ist außerdem jeweils nur auf einer
Seite der Schiene 1 vorhanden, da durch die starre Verbindung zwischen den sich
jeweils auf beiden Seiten der Maschine gegenüberliegenden Teilen auch diese den
durch die verschiebbare Befestigung gegebenen Bewegungen folgen.
-
Die Führungsmagnete 5 sind über Federn 9 mit der Federkonstante C1
am Fahrzeugrahmen 8 befestigt. Sie sind außerdem üntereinander durch einen starren
Balken 10 verbunden. Dieser trägt mittig einen Gelenkpunkt 11, an dem ebenfalls
mittig ein Ausgleichsbalken 12 befestigt ist. Zwischen dem Induktor 2 und dem Fahrzeugrahmen
8 liegen zwei Gelenkgetriebe 13, jeweils eine Storchschnabel-Anlenkung, die symmetrisch
zueinander angeordnet sind. Ihr einer äußerer Gelenkpunkt 14 ist mit dem Fahrzeugrahmen
8 verbunden, während ihr anderer äußerer Gelenkpunkt 15 über eine Platte 16 die
Verbindung mit dem Induktor 2 herstellt. Ein dritter Gelenkpunkt 17 der Gelenkgetriebe
13 ist jeweils mit dem Ende des Ausgleichsbalken 12 verbunden.
-
Diese seitlich verschiebbare Befestigung am Fahrzeugrahmen 8 mit Hilfe
der Federn 9 und der Gelenkgetriebe 13 wirkt folgendermaßen: Bei einer Aslenkung
des Fahrzeugrahmens 8 gegenüber der Schiene 1 in einer bestimmten Richtung bewirken
die Federn 9s daß sich die Lage der Führungsmagnete 5 gegenüber dem Fahrzeugrahmen
8 verärert und zwar in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugrahmens
8 entgegengesetzt gerichtet ist Diese entgegengesetzt gerichtet Belegung der Fürungsmagnete
wird aber mit Hilfe der Balken 10 und 12 auf die Gelenkgetriebe 13 übertragen. Die
Größe der Verlagerung der Führungsmagnete 5 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 8 stellt
in Abiiängigkeit von dem 1eftftäft-nis der Federkonstante C1 der Federn 9 zu der
Federkonstante CM des Magnetfeldes des Führungsmagneten 5, die jeweils zwischen
Fahrzeugrahmen
8 und Schiene 1 liegen und auf den FUhrungsmagneten
5 einwirken. Die Gelenkgetriebe 13 sind so bemessen, daß sie diese geringe Verlagerung
der Führungsmagnete 5 durch eine ihnen eigene Übersetzung vergrößern. Die Hebellängen
des Gelenkgetriebes 13 sind deshalb so ausgewählt, daß die Übersetzung den Wert
C i = (1 + C1) CM annimmt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß bei einer Bewegung
des Fahrzeugrahmens 8 gegenüber der Schiene 1 der Induktor 2 eine entsprechende
Bewegung in entgegengesetzter Richtung durchführt.
-
Dadurch wird die ursprüngliche Größe des Luftspaltes 4 beibehalten.
-
Der Induktor 2 wird also jeweils infolge der Gelenkgetriebe 13 und
der Federn 9 rückstellkraftfrei und verzögerungsfrei den Bewegungen des Fahrzeugrahmens
8 entsprechend in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt.
-
Um eine Schrägstellung des Induktors 2 gegenüber der Schiene 1 zu
vermeiden, ist außerdem zwischen dem Fahrzeugrahmen 8 und dem Induktor 2 eine Parallelführung
18 vorgesehen, welche aber die Relativbewegungen zwischen Fahrzeugrahmen 8 und Induktor
2 nicht beeinflußt. Außerdem ist noch über einen Zuganker 19 eine Verbindung zwischen
dem Induktor und dem Fahrzeugrahmen 8 vorgesehen, durch welche die von dem Linearmotor
erzeugte Schubkraft auf den Fahrzeugrahmen 8 übertragen wird, ohne daß nennenswerte
Kraftkomponenten rechtwinklig zur Zugrichtung auftreten.
-
4 Ansprüche 1 Figur