DE2811161C2

DE2811161C2 - Elektromagnetanordnung zum berührungsfreien Antreiben, Tragen und Führen eines Magnetschwebefahrzeugs

Info

Publication number: DE2811161C2
Application number: DE19782811161
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8080 Fürstenfeldbruck Schwärzler
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1986-10-23
Also published as: DE2811161A1; JPS54110511A

Abstract

Es bezieht sich auf eine Elektromagnetanordnung nach Patentanmeldung P 28 03 106.3 (A. 3267), das dadurch gekennzeichnet ist, dass anstelle einer Magnetankerschiene eine oder mehrere parallele Reihen von Langstatormagneten vorgesehen sind, denen eine entsprechende Anzahl von Elektromagnetreihen gegenuebersteht. Der Vorteil der angegebenen Elektromagnetanordnung besteht darin, dass die Seitenbewegung des Fahrzeugs in befriedigender Weise bedaempft und zusaetzlich eine weichere Kopplung zwischen Fahrzeug und Fahrweg erzielt wird. ngsreaktion, deren Beginn empirisch ermittelt wird. Der so erh

Description

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magneten 1 der einen Reihe besitzen ein Kernblechpa- wandern die verschieblithen Elektromagneten 2 paralket 5, während die Langstatormagneten 1 der anderen IeI zu den Polflächen 9 bis 12 aus und erzeugen somit Reihe ein Kernblechpaket 6 besitzen. Die Kernblechpa- magnetische Rückstellkräfte, die über die Federn 21 bis kete 5,6 von nebeneinander angeordneten Langstator- 23 und den Schwingungsdämpfer 24 auf das Fahrzeug 4 magneten 1 sind über ein geblechtes Joch 14 magnetisch 5 übertragen werden. Im Gegensatz zu einer starren Be- und gegebenenfalls mechanisch verbunden. Die BIe- festigung der Elektromagneten 2 am Magnetschwebechungsrichtung der Kernblechpakete 5,6 und des Jochs fahrzeug 4 werden Relativbewegungen zwischen Ma-14 ist in Fig.2a durch entsprechende Schraffur ange- gnetschwebefahrzeug 4 und den Elektiomagneten 2 in deutet Zur weiteren mechanischen Verbindung der Form von Feder- und Dämpferwegen zugelassen, so Kernblechpikete 5,6 ist zwischen diesen ein unmagne- io daß seitliche Schwingungen sowohl des Fahrzeuges als ' tischer, elektrisch isolierender Füllkörper 17 eingefügt auch der Elektromagneten 2 gedämpft werden.
\ Durch die Kernblechpakete 5,6 und den Füllkörper 17 Weitere Elektromagnete 2 der Reihe können gegebeist eine für jeweils zwei nebeneinander angeordnete nenfaJls auch auf einem einzigen oder auf mehreren Langstatormagneten 1 gemeinsame Drehstromwick- gummielastischen Lagerelementen gelagert werden.
,; lung 15 hindurchgeschleift 15 Bei ebenen Polflächen 9 bis 12 gemäß F i g. 1 besteht Die beiden parallelen Reihen mit den dargestellten die Gefahr, daß bei seitlichem Versatz der im magnei Langstatormagneten 1 verlaufen mit ihren Achsen senk- tischen Eingriff stehenden Polflächen infolge von Fahr- : recht zur Zeichenebene. Eine Vielzahl von hintereinan- zeugauslenkungen diejenigen Teile der Polflächen, die ,>; der liegenden Langstatormagneten 1 beider Reihen bil- sich noch gegenüberstehen, auf Grund der dort vorhandet einen Blockabschnitt, der getrennt von den davor 20 denen Feldkonzentration in die magnetische Sättigung ;.?· und dahinter liegenden Blockabschnitten mit Dreh- gehen. Hierdurch müssen im Falle eines seitlichen PoI- ^!3 strom gespeist werden kann. flächenversatzes die Magneterregerströme wesentlich Ij Den Langstatormagneten 1 liegen im Abstand unter gegenüber der Ruhelage des Fahrzeugs erhöht werden, ij Ausbildung von Luftspalten 16 zwei mit Gleichstrom was eine stark ansteigende thermische Belastung der •v gespeiste Elektromagneten 2 gegenüber, die an einer 25 Magneten zur Folge hat Zur Verringerung dieser Ge- !? Längsseite eines nur bruchstückhaft angedeuteten Ma- fahr können die Polflächen 9 bis 12 der Langstatorma- (I gnetschwebefahrzeugs 4 in noch näher zu beschreiben- gneten 1 und der Elektromagneten 2 gemäß F i g. 2 bal-S der Weise angebracht ist Jeder Elektromagnet 2 ist Be- Hg bzw. zylindrisch gekrümmt ausgebildet sein, wobei :ίί standteil einer Reihe von gleichartigen Elektromagne- die Polflächen 9 und 10 in der Ruhelage des Fahrzeugs 4 ?;' ten, die längs einer gemeinsamen senkrecht zur 7,ei- 30 spiegelsymmetrisch zu den Polflächen 11 und 12 verlau-I/ chenebene verlaufenden Achse angeordnet sind. Die fen. Die zylindrische Krümmung der Polflächen 9 bis 12 ί Elektromagneten 2 der einen Reihe besitzen einen ge- kann z. B. kreisförmig, elliptisch, hyperbolisch oder pa- ; blechten Kern 7, während die Elektromagneten 2 der rabolisch sein, je nach dem, bei welcher maximaler Aus- ; anderen Reihen einen geblechten Kern 8 besitzen. Die lenkung der Elektromagneten 2 bezüglich der Langsta-■ I Kerne 7, 8 von nebeneinander angeordneten Elektro- 35 tormagneten 1 eine möglichst geringe Feldinhomogeni- ■'$ magneten 2 sind über ein geblechtes Joch 18 magnetisch tat des elektromagnetischen Feldes in den Luftspalten ί und mechanisch verbunden. Ferner kann zwischen be- 16 zwischen zugeordneten Polflächen 9 und 11 bzw. 10 ,; nachbarten Kernen 7, 8 ein nicht dargestellter Füllkör- und 12 auftritt. Wie aus dem in F i g. 2 beispielhaft angei?_; per aus unmagnetisch, elektrisch isoliertem Material deuteten Verlauf des elektromagnetischen Feldes im $! eingefügt werden. Die durch entsprechende Schraffur in 40 Luftspalt 16 zwischen den Polflächen 10 und 12 bei eitii Fig. 2 angedeutete Blechungsrichtung der Kerne 7, 8 nem seitlichen Versatz der Kerne 6 und 8 hervorgeht, !:'j und des Jochs 18 entspricht der Blechungsrichtung der verläuft das elektromagnetische Feld ohne wesentliche I Kernblechpakete 5,6 bzw. des Jochs 14 der Langstator- Konzentration, wodurch eine unerwünschte Sättigung (i magneten 1. Durch die Kerne 7, 8 ist eine für jeweils von Abschnitten der Polflächen 9 bis 12 vermieden wird. ί zwei nebeneinander angeordnete Magneten 2 gemein- 45 Zur Lageregelung des Magnetschwebefahrzeugs 4 ; same Gleichstromwicklung 13 in der dargestellten Wei- wird entweder der magnetische Widerstand des Mase quer zur Fahrtrichtung des Magnetschwebefahr- gnetkreises 7,18,8,16,6,14,5,16 (F ig. 1) oder (im Falle zeugs 4 hindurchgeschleift. einer kreisförmigen Krümmung der Polflächen 9 bis 12) ; Erfindungsgemäß ist einer, mehrere oder alle Elektro- der in F i g. 3 gestrichelt eingezeichnete Abstand D zwi- ;.:'. magneten 2 jeder Reihe über Blattfedern 21, 22 an ei- 50 sehen den Zylinderachsen 19, 20 der Polflächenkrümnem Querschenkel 26 des Magnetschwebefahrzeugs 4 mungen als Referenzgröße verwendet. Im Falle einer parallel zu den Polflächen 9 bis 12 verschieblich befe- Verwendung des magnetischen Widerstandes der Refestigt. Zwischen jedem verschieblichen Elektromagneten renzgröße kann auf Sonden zur Messung der Weite der 2 und einem Längsschenkel 25 des Magnetschwebefahr- Luftspalte 16 verzichtet werden.

zeugs 4 ist eine nur schematisch dargestellte Feder 23 55

und ein ebenfalls nur schematisch angedeuteter Schwin- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

gungsdämpfer 24 angebracht. Die Arbeitsrichtung der

Feder 23 und des Schwingungsdämpfers 24 verläuft im
wesentlichen parallel zu den Polflächen 9 bis 12 bzw.
senkrecht zu der Achse 27. Gegebenenfalls kann die 60
Feder 13 bei entsprechender Bemessung der Blattfedern 21,22 entfallen.

In der dargestellten Ruhelage des Magnetschwebefahrzeugs 4 sind die Polflächen 11, 12 der Elektromagneten 2 und die Polflächen 9,10 des Langstatormagne- 65
ten 1 zentriert. Werden für die Spurführung des Fahrzeuges 4 seitliche Kräfte benötigt, wie beispielsweise
zur Kompensation von Fliehkräften oder Windlasten, so

Claims

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Führen eines Magnetschwebefahrzeugs gemäß dem Patentansprüche: _t Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Elektromagnetanordnung ist aus der DE-

1. Elektromagnetanordnung zum berührungsfrei- OS 25 41 599 bekannt

en Antreiben, Tragen und Führen eines Magnet- 5 Die Erfindung steht darüber hinaus im Zusatzverhältschwebefahrzeugs bezüglich mindestens einer als nis zur DE-PS 28 03 106.

Langstatormagnet ausgebildeten fahrbahnseitigen Bei der aus der DE-OS 25 415 599 bekannten Elektro-Magnetankerschiene, welches wenigstens eine in magnetanordmung sind auf jeder Längsseite des Fahr-Schienenlängsrichtung verlaufende Reihe von Elek- wegs zwei übereinander liegende Reihen von Langstatromagneten aufweist, deren Polflächen den diskre- io tormagneten angebracht, denen fahrzeugseitige Reihen ten Polflächen einer zugeordneten Magnetanker- von Elektromagneten im Abstand gegenüberstehen, schiene im Abstand gegenüberstehen und mit diesen Die horizontal verlaufenden Polflächen der Langstatormagnetisch in Eingriff sind, dadurch gekenn- magneten und Elektromagneten sind in der Ruhelage zeichnet, daß wenigstens ein Elektromagnet (2) des Magnetschwebefahrzeugs zentriert Um bei seitlider Reihe auf Blattfedern (1,2) abgestützt ist die im i5 chen Auslenkungen eine Entkopplung zwischen Fahrwesentlichen senkrecht zu den Polflächen (9 bis 12) zeugkabine und Elektromagneten zu erzielen, sind die verlaufen und an einem Tragarm des Magnetschwe- Elektromagneten im wesentlichen parallelverschieblich befahrzeugs (4) befestigt sind und daß zwischen dem zu ihrer Polflächenebene am Fahrzeug aufgehängt Die-Elektrcmagneten (2) und dem Tragami des Magnet- se Parallelverschiebung erfolgt entgegen der Wirkung Schwebefahrzeugs (4) ein Schwingungsdämpfer (24) 20 von Querfedern, wobei sich eine gewisse Dämpfung so angebracht ist, daß die Arbeitsrichtung des durch das vertikal zwischen den fahrbahnseitigen Lang-Schwingungsdämpfers (24) im wesentlichen parallel Statormagneten und fahrzeugseitigen Elektromagneten zu der Ebene der Polflächen (9 bis 12) verläuft verlaufende Magnetfeld ergibt Diese Dämpfungswir-

2. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, da- kung läßt sich dadurch verstärken, daß in bekannter durch gekennzeichnet, daß die Polfiächen (9 bis 12) 25 Weise (DE-OS 22 57 773) die Polflächen der Langstatorder Elektromagneten (2) und Langstatormagneten magneten und Elektromagneten unter einem spitzen (1) im wesentlichen senkrecht zur Vertikalen verlau- Winkel von z. B. 45° bezüglich der Vertikalen orientiert fen. werden.

3. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, da- Um die Dämpfungswirkung einer Elektromagnetandurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (9 bis 12) 30 Ordnung aus fahrbahnseitiger Magnetschiene, z. B. U-der Elektromagneten (2) und Langstatormagneten Schiene, und fahrzeugseitiger Elektromagnetreihe zu (1) unter einem spitzen Winkel bezüglich der Verti- verstärken, wird in dem Hauptpatent 28 03 106 vorgekalen orientiert sind. schlagen, wenigstens einen Elektromagneten der Reihe

4. Elektromagnetanordnung nach einem der An- auf senkrecht zu den Polflächen verlaufenden Blattfesprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenig- 35 dem abzustützen, welche an einem Tragarm des Mastens ein Elektromagnet (2) der Reihe gummiela- gnetschwebefahrzeugs befestigt sind. Des weiteren ist stisch an dem Magnetschwebefahrzeug (4) aufge- zwischen dem Elektromagneten und dem Tragarm ein hängt ist. Schwingungsdämpfer so angebracht, daß die Arbeits-

5. Elektromagnetanordnung nach einem der An- richtung des Schwingungsdämpfers im wesentlichen Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß wenig- 40 parallel zu der Ebene der Polflächen verläuft

stens zwei parallele Reihen von Langstatormagne- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das dem

ten (1) und Elektromagneten (2) vorgesehen sind und Oberbegriff zugrundeliegende System zum kombinier-

daß nebeneinander angeordnete Langstatormagne- ten Tragen, Führen und Antreiben eines Magnetschwe-

ten (1) und/oder Elektromagneten (2) aller Reihen befahrzeugs im Sinne des Lösungsgedankens der Elekeine gemeinsame Wicklung (15 bzw. 13) besitzen. 45 tromagnetanordnung nach dem Hauptpatent dahinge-

6. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 5, da- hend zu verbessern, daß die Seitenbewegung des Fahirdurch gekennzeichnet, daß nebeneinander angeord- zeugs in befriedigender Weise bedämpft und zusätzlich nete Langstatormagneten (1) und/oder Elektroma- eine weichere Kopplung zwischen Fahrzeug und Fahrgneten (2) aller Reihen einen gemeinsamen, U- oder weg erzielt wird.

E-förmigen, geblechten Eisenkern (5,6,14 bzw. 7,8, 50 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenri-

18) aufweisen. zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

7. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 5 Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den des Elektromagneten nach Anspruch 1 ergeben sich aus geblechten Kernen (5 bis 8) von nebeneinander an- den Unteransprüchen. Die Erfindung wird anhand der geordneten Langstatormagneten (1) und/oder Elek- 55 Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
tromagneten (2) ein Füllkörper (17) aus unmagneti- Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine schem, elektrisch isolierendem Material eingefügt erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elekist. tromagnetanordnung, und

8. Elektromagnetanordnung nach einem der An- F i g. 2 eine schematische Ansicht von Teilen zweier Sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die 60 seitlich versetzter, einander gegenüberstehender Ma-Pölfiächen (3 bis 12) der Langstatorrnagncicn (1) und gnctcr, einer zweiter: Ausführungsforrr. der erfindungs-Elektromagneten (2) zylindrisch gekrümmt sind. gemäßen Elektromagnetanordnung.

Die ausschnittsweise in F i g. 1 dargestellte Ausfüh-

rungsform der erfindungsgemäßen Elektromagnetan-

65 Ordnung umfaßt für jede Fahrbahnlängsseite zwei parallele Reihen von Langstatormagneten 1, die an einer

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnetan- nur bruchslückhaft angedeuteten Fahrbahn 3 angeordnung zum berührungsfreien Antreiben, Tragen und bracht sind. Nebeneinander angeordnete Langstator-