DE2729874A1

DE2729874A1 - Cooling control for rail of linear propulsion system - uses rail constructed as plate fixed on cooled hollow support

Info

Publication number: DE2729874A1
Application number: DE19772729874
Authority: DE
Inventors: Masaru Shimizu; Toshiharu Watanabe
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1978-01-05
Also published as: DE2729874B2; JPS534914A; DE2729874C3

Abstract

The linear induction propulsion system has a flat profile reaction rail (2) which is mounted as the top plate of a hollow section support (6) inside which a cooling medium is pumped. The rail remains cool and does not suffer from thermal buckling. The light allow reaction rails of the linear propulsion systems are prone to overheating and buckling, especially when used with heavy traffic. The rail can be fitted with cooling fins be fitted with cooling fins underneath, extending into the duct, and is mounted on the hollow support with thermal insulating strip.

Description

LinearmotorantriebLinear motor drive

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotorantrieb für Bahnen, bei dem einer Reaktionsschiene ein Wicklungsträger einseitig zugeordnet ist.The invention relates to a linear motor drive for railways, in which a winding carrier is assigned to one side of a reaction rail.

Linearmotoren, bei denen der Wicklungsträger der Primärseite eines Induktionsmotors und die Reaktionsschiene der Sekundärseite entspricht, können hinsichtlich des Werkstoffes der Reaktionsschiene in zwei Gruppen eingeteilt werden: in zweiseitige und einseitige Linearmotoren. Dabei hat in bekannter Weise der zweiseitige Linearmotor zwei Wicklungsträger 1, die zu beiden Seiten einer Reaktionsschiene 2 angeordnet sind, wie dies die Fig. 1 zeigt. Eine solche Ausführung findet dann Anwendung, wenn für die Reaktionsschiene 2 ein nichtmagnetischer Werkstoff, z.B. Kupfer, Aluminium o.dgl. verwendet wird. Der einseitige Typ besitzt nur einen Wicklungsträger, dem eine Reaktionsschiene an einer Seite gegenüberliegt, wie dies an einem bekannten Beispiel in Fig. 2 dargestellt ist. Hier wird als Werkstoff für die Reaktionsschiene ein nichtmagnetischer Leiter, wie z.B. Eisen o.dgl. verwendet. In den Figuren 1 und 2 ist mit A das Fahrgestell eines Fahrzeuges bezeichnet, an dem der Wicklungsträger 1 des Linearmotors angeordnet ist. Das Fahrzeug wird durch Räder 3 getragen, die auf Fahrschienen 4 rollen.Linear motors, in which the winding carrier of the primary side of a Induction motor and the reaction rail corresponds to the secondary side, can with regard to the material of the reaction rail can be divided into two groups: into two-sided and single-sided linear motors. The two-sided linear motor has in a known manner two winding supports 1, which are arranged on both sides of a reaction rail 2 are, as shown in FIG. 1. Such a design is used when a non-magnetic material for the reaction bar 2, e.g. copper, aluminum or the like. is used. The one-sided type has only one winding carrier, the a reaction rail is opposite on one side, as on a known one Example in Fig. 2 is shown. Here is used as the material for the reaction rail a non-magnetic conductor such as iron or the like. used. In Figures 1 and 2, A denotes the chassis of a vehicle on which the winding support 1 of the linear motor is arranged. The vehicle is supported by wheels 3 that Roll on rails 4.

Manchmal werden auch andere Ausführungen von Linearmotoren angewendet, bei denen eine einseitige oder zweiseitige Anordnung von Wicklungsträgern vorgesehen ist und für die Reaktionsschiene nichtmagnetische und magnetische Werkstoffe gemeinsam verwendet werden.Sometimes other versions of linear motors are also used, in which a one-sided or two-sided arrangement of winding carriers is provided and non-magnetic and magnetic materials in common for the reaction rail be used.

In den Reaktionsschienen der Linearmotoren wird durch die entstehenden Verluste Wärme erzeugt und die Erwärmung steigt besonders dort auf beachtliche Werte, wo Erregung und Entregung sich wiederholen. Ein Temperaturanstieg tritt hauptsächlich bei einseitigen Linearmotoren auf, bei denen nur eine Seite der Reaktionsschiene 2 (Fig. 2) von Luft umgeben ist, so daß sie sich nur schwer abkühlt, während ein Temperaturanstieg in dem zweiseitigen Linearmotor weniger Probleme aufwirft, da - wie Fig. 2 zeigt - nahezu die volle Oberfläche von Luft umgeben ist.In the reaction rails of the linear motors, the resulting Losses generate heat and the warming increases to considerable values, especially there, where excitement and de-excitation repeat. A temperature rise occurs mainly with single-sided linear motors where only one side of the reaction rail 2 (Fig. 2) is surrounded by air, so that it is difficult to cool during a Rise in temperature in the two-sided linear motor poses fewer problems because - as Fig. 2 shows - almost the entire surface is surrounded by air.

Besonders dort, wo der Linearmotor auf einer industriellen Förderstrecke eingesetzt wird, steigt die Temperatur der Reaktionsschiene auf hohe Wert an, da die Frequenz der Förderstrecke, mit welcher der Linearmotor betrieben wird, höher ist als bei der konventionellen Eisenbahn. Solche Temperaturerhöhungen in der Reaktionsschiene setzen die Festigkeit herab und ergeben Probleme hinsichtlich der Wärmedehnungen, da wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten Kräfte an den Verbindungsstellen, z.B. an einer aus Aluminium und Eisen zusammengesetzten Schiene, hervorgerufen werden.Especially where the linear motor is on an industrial conveyor line is used, the temperature of the reaction rail rises to a high value because the frequency of the conveyor line with which the linear motor is operated is higher than with conventional railways. Such temperature increases in the reaction rail reduce the strength and cause problems with thermal expansion, because of the different expansion coefficients forces at the connection points, e.g. on a rail composed of aluminum and iron.

Darüber hinaus ist es erforderlich, Linearmotoren so anzuordnen, daß die Fahrbahnfläche,mit der die Fahrzeugräder in Berührung kommen und die Reaktionsschienenfläche, die dem Stator des Linearmotors gegenüberliegt, eine genau vorgegebene Höhenlage einnimmt, um einen gleichbleibenden Luftspalt zwischen Stator und Motor zu gewährleisten. Im allgemeinen werden die Fahrschienen und die Reaktionsschiene getrennt angeordnet. Dies erfordert eine große Sorgfalt und einen großen Zeitaufwand.In addition, it is necessary to arrange linear motors so that the road surface with which the vehicle wheels come into contact and the surface of the reaction rail, which is opposite the stator of the linear motor, an exactly predetermined altitude assumes to ensure a constant air gap between stator and motor. In general, the running rails and the reaction rail are arranged separately. This requires great care and a great deal of time.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Erwärmung der Reaktionsschiene hervorgerufene Festigkeitsänderungen sowie Verspannungen und Verwerfungen der Reaktionsschienenoberfläche und dadurch bedingte Luftspaltänderungen des Linearmotors mit einfachen Mitteln zu vermeiden.The object of the invention is, by heating the reaction rail caused changes in strength as well as tension and warping of the reaction bar surface and air gap changes of the linear motor caused by this with simple means to avoid.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Linearmotorantrieb der eingangs genannten Art dadurch, daß die Reaktionsschiene mit Bauteilen der Bahn, insbesondere Fahrbahnteilen,einen Kanal für ein kühlmedium bildet. - - -A A Auf diese Weise kann der Linearmotor auch mit höheren Frequenzen betrieben werden und es ist möglich, bei Fühiung der Räder auf der Reaktionsschiene wärmeempfindliche, geräuschdämpfende Werkstoffe für die Räder einzusetzen.This task is solved with a linear motor drive of the introduction mentioned type in that the reaction rail with components of the web, in particular Roadway parts, forming a channel for a cooling medium. - - -A A on In this way, the linear motor can also be operated at higher frequencies and it is possible, when the wheels are guided on the reaction rail, to to use noise-dampening materials for the wheels.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen: Fig. 3 - 7 Fahrbahnträger, die aus einer Reaktionsschiene und einem oder zwei Fahrbahnteilen zusammengesetzt sind, Fig. 8 ein Fahrgestell auf einem Fahrbahnträger gemäß Fig.3 und Fig. 9 eine Schrägansicht zu Fig. 8.Embodiments of the invention are shown in the drawing. These show: FIGS. 3 - 7 roadway girders consisting of a reaction rail and a or two roadway parts are assembled, Fig. 8 a chassis on one The roadway girder according to FIG. 3 and FIG. 9 shows an oblique view of FIG. 8.

Der in Fig. 1 gezeigte Fahrbahnträger besteht aus einer Reaktionsschiene 2, einem Paar U-förmigen Fahrbahnteilen 5 und einem Verbindungsbauteil 6. Diese Bauteile sind zu einer Einheit so zusammengefügt, daß sie einen Kanal 7 für die Kühlung bilden.The roadway beam shown in Fig. 1 consists of a reaction rail 2, a pair of U-shaped roadway parts 5 and a connecting component 6. These Components are assembled into a unit so that they have a channel 7 for the Form cooling.

Die Reaktionsschiene 2 besteht entweder aus einem magnetischen Werkstoff oder einer Verbundschiene, bei der eine magnetische Leiterplatte und eine nichtmagnetische Leiterplatte übereinander angeordnet sind. Die Fahrbahnteile 5 und das Verbindungsbauteil 6 können aus elektrisch nichtleitenden Werkstoffen sein, sofern sie hitzebeständig und mechanisch fest sind. Der hohle Fahrbahnträger ermöglicht es, ein Kühlmittel wie Luft o.dgl. durchzuschicken, um die in der Reaktionsschiene 2 erzeugte Wärme abzuführen. Am Ende des Fahrbahnträgers wird das Kühlmittel abgelassen.The reaction rail 2 consists either of a magnetic material or a composite rail in which a magnetic circuit board and a non-magnetic Printed circuit board are arranged one above the other. The roadway parts 5 and the connecting component 6 can be made of electrically non-conductive materials, provided they are heat-resistant and are mechanically strong. The hollow pavement beam allows a coolant like air or the like. Send through to the heat generated in the reaction rail 2 to dissipate. The coolant is drained off at the end of the pavement beam.

Fig. 4 zeigt einen anderen Fahrbahntrlger, bei dem Wärmeisolierzwischenlagen 8 zwischen Reaktionsschiene 2 und Fahrbahnteilen 5 angeordnet sind, um zu verhindern, daß die Wärme, die in der Reaktionsschiene erzeugt wird, zu den Fahrbahnteilen 5 und das Verbindungsteil 6 strömt. Dadurch wird die Verwendung von hitzebeständigen Werkstoffen für die Fahrbahnteile 5 und das Verbindungsbauteil 6 entbehrlich.Fig. 4 shows another pavement beam in which thermal insulation layers 8 are arranged between reaction rail 2 and roadway parts 5 in order to prevent that the heat, which is generated in the reaction rail, to the roadway parts 5 and the connecting part 6 flows. This eliminates the use of heat-resistant Materials for the roadway parts 5 and the connecting component 6 can be dispensed with.

In Fig. 5 ist eine Weiterbildung gezeigt, bei der die Reaktionsschiene 2 an der Innenseite mit Kühlrippen 9 versehen ist, um die Wärmeabfuhr zu erhöhen. 6 Fig. 6 zeigt einen Fahrbahnträger, bei dem eine Reaktionsschiene 2 und ein einziges U-förmiges Fahrbahnteil 5 zu einer einen Kanal 7 bildenden Einheit zusammengefügt sind. Auch bei dieser Ausführung können Wärmeisolierzwischenlagen zwischen den Schenkelenden des U-förmigen Fahrbahnteils 5 und den Rändern der Reaktionsschiene 2 angeordnet werden. Ferner können KUhlrippen 9 an der Innenseite der Reaktionsschiene 2 vorgesehen sein.In Fig. 5 a development is shown in which the reaction rail 2 is provided on the inside with cooling fins 9 to the heat dissipation to increase. 6 Fig. 6 shows a roadway girder in which a reaction rail 2 and a single U-shaped roadway part 5 to form a unit forming a channel 7 are joined together. In this version, too, thermal insulation layers can be used between the leg ends of the U-shaped track part 5 and the edges of the reaction rail 2 can be arranged. Furthermore, cooling ribs 9 can be found on the inside of the reaction rail 2 may be provided.

In Fig. 7 ist außen auf dem Verbindungssteg eines U-förmigen Fahrbahnteiles aus magnetischem Material, z.B. Stahl, eine Reaktionsschiene 2 angeordnet und die Schenkelenden sind zur Bildung eines Kanals 7 durch ein plattenförmiges Verbindungsbauteil 6 überbrückt. In diesem Fall ist die Reaktionsschiene 2 aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Werkstoff, wie Aluminium, gebildet, so daß die Reaktionsschiene und das Fahrbahnteil 5 eine einen magnetischen und nichtmagnetischen Teil aufweisende Verbindungsschiene darstellen. Diese Konstruktion des Fahrbahnträgers ist auch funktionsfähig wenn die Reaktionsschiene 2 weggelassen wird.In Fig. 7 is on the outside of the connecting web of a U-shaped roadway part made of magnetic material, e.g. steel, a reaction rail 2 is arranged and the Leg ends are to form a channel 7 through a plate-shaped connecting component 6 bridged. In this case, the reaction rail 2 is made of an electrically conductive, non-magnetic material, such as aluminum, formed so that the reaction rail and the roadway part 5 has a magnetic and a non-magnetic part Represent connecting rail. This construction of the carriageway is also functional when the reaction rail 2 is omitted.

Die Erfindung ist bei verschiedenen Arten von Linearmotoren und Fahrbahnträgern anwendbar. Den beschriebenen Fahrbahnträgern liegen Anordnungen zugrunde, bei denen eine flache Reaktionsschiene mit einer oder zwei U-förmigen Fahrbahnteilen unter Bildung eines Kühlkanals zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Dadurch lassen sich gegenüber bekannten Ausführungen erhebliche Zeit- und Arbeitseinsparungen bei der Montage erzielen.The invention applies to various types of linear motors and roadway girders applicable. The road girders described are based on arrangements in which a flat reaction rail with one or two U-shaped track sections underneath Formation of a cooling channel are combined into one unit. This allows compared to known designs considerable time and labor savings in the Achieve assembly.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Linearmotorantrieb sind an einem Fahrgestell A eines Fahrzeuges ein Wicklungsträger 1 eines Linearmotors und Laufräder 3 sowie Führungsräder 3' angeordnet.In the linear motor drive shown in Fig. 8 are on a chassis A of a vehicle, a winding support 1 of a linear motor and running wheels 3 as well Guide wheels 3 'arranged.

Die Fahrbahnteile 5 sind so gestaltet, daß die Räder 3, 3' das Fahrgestell tragen und führen. Bei U-förmiger Ausbildung der Fahrbahnteile (Fig. 3) rollen die Laufräder 3 auf den Schenkeln und die Führungsräder 3' auf dem Verbindungssteg.The roadway parts 5 are designed so that the wheels 3, 3 'the chassis carry and lead. With a U-shaped design of the Lane parts (Fig. 3) the running wheels 3 roll on the legs and the guide wheels 3 'on the connecting web.

Es ist möglich, statt einer U-förmigen Ausbildung der Fahrbahnteile 5 auch einen anderen Querschnitt zu wählen, es muß nur sichergestellt sein, daß die Räder nicht abgleiten. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausbildung können die Räder auch auf der Reaktionsschiene rollen.It is possible instead of a U-shaped design of the roadway parts 5 to choose a different cross-section, it must only be ensured that the wheels do not slide off. In the embodiment shown in Fig. 6, the wheels also roll on the reaction rail.

In den Fällen, in denen Wärmeisolierzwischenlagen 8 zwischen der Reaktionsschiene 2 und Fahrbahnteilen 5 verwendet sind, um Temperaturerhöhungen der Fahrbahnteile zu vermeiden (Fig. 4), können die Räder 3 und 3' aus nichthitzebeständigem Werkstoff, wie Plastik, Gummi o.dgl. hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, eine erhebliche Verminderung der Laufgeräusche zu erzielen.In those cases where thermal insulation layers 8 between the reaction rail 2 and roadway parts 5 are used to increase the temperature of the roadway parts to avoid (Fig. 4), the wheels 3 and 3 'can be made of non-heat-resistant material, such as plastic, rubber or the like. getting produced. This makes it possible to achieve a substantial To achieve a reduction in running noise.

In Fig. 9, die eine Schrägansicht eines Fahrbahnträgers gemäß Fig. 3 mit Fahrgestell zeigt, ist ein Lüfter 10 vorgesehen, der Kühlluft durch den Kanal 7 drückt, um die während des Betriebes des Fahrgestells in der Reaktionsschiene erzeugte Wärme abzuführen.In FIG. 9, which is an oblique view of a roadway support according to FIG. 3 shows a chassis, a fan 10 is provided, the cooling air through the duct 7 pushes to the reaction rail during operation of the chassis dissipate generated heat.

9 Figuren 4 Patentansprüche9 Figures 4 claims

Claims

Patent claims 1. Linear motor drive for railways with a reaction rail en winding carrier is assigned on one side, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the reaction rail (2) with components of the track, in particular track parts (5), forms a channel (7) for a cooling medium.

2. Linear motor drive according to claim 1, characterized in that the reaction rail (2) and roadway parts (5) via thermal insulation layers (8) are joined together.

3. Linear motor drive according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the reaction rail (2) on the inside of the channel (7) with Cooling fins (9) is provided.

4. Linear motor drive according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the roadway parts (5) are formed by one or two U-profiles are, which also serve as running and / or guide rails.