DE4322074A1 - Linearmotor mit als Fahrzeug ausgebildetem Läufer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearmotor nach Anspruch 1. Bei Linearmotoren mit als Fahrzeug ausgebildeten Läufern, die entlang eines Fahrwegs beweglich sind, wirken Magnete auf den Fahrzeugen mit den in den Langstatoren erzeugten magnetischen Wanderfeldern zum Antreiben und zumindest teilweisen Tragen des Fahrzeugs zusammen. Um einen möglichst guten Wirkungsgrad des Motors zu erreichen ist es erforderlich, möglichst ent­ lang der gesamten Fahrzeuglänge Magnete anzubringen, die mit den Langstatoren der Fahrwege zusammenwirken, und wobei sich die Oberfläche der Magnete und Langstatoren möglichst gut decken. Diese Forderung ist in Kurven nur bedingt erreichbar. Je länger die Fahrzeuge werden, desto größer muß der verti­ kale und horizontale Radius der Kurve gewählt werden, damit die Magnete auf der gesamten Fahrzeuglänge mit dem Langstator zusammenwirken können. Wie auch bei sonstigen schienengebun­ denen Fahrzeugen ist es bekannt, Drehgestelle für längere Fahrzeuge einzusetzen, damit auch engere Kurvenradien befah­ ren werden können. Diese Maßnahme reicht in der Linearmotor­ technik bei besonders engen Radien nicht aus, bzw. führt zu einem noch nicht befriedigenden Wirkungsgrad.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Linearmotor anzugeben, dessen als Fahrzeug ausgebildete Läufer bei möglichst großer Länge möglichst enge Kurven mit großem Wirkungsgrad befahren können. Diese Aufgabe wird durch einen Linearmotor nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen des als Läufer ausgebildeten Fahrzeugs und des Fahrwegs sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines besonders bevor­ zugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Aufsicht auf eine Grundeinheit eines erfin­ dungsgemäßen Schwebegestells;

Fig. 2 die Aufsicht auf ein komplettes erfindungsgemäßes besonders bevorzugtes Schwebegestell;

Fig. 3 den Querschnitt des erfindungsgemäßen Schwebege­ stells im Zusammenwirken mit einer besonders bevor­ zugten erfindungsgemäßen Fahrbahn;

Fig. 4 die Aufsicht und den Querschnitt auf ein besonders bevorzugtes Fahrbahnelement;

Fig. 5 die Aufsicht auf besonders bevorzugte Langstatoren;

Fig. 6 die Seitenansicht von einem vertikalen Kurvenele­ ment;

Fig. 7 die Aufsicht auf ein horizontales Kurvenelement.

Eine Grundeinheit 1 eines Schwebegestells weist zwei Magnet­ leisten 11 auf, die mit Magneten 10, vorzugsweise Permanent­ magneten, bestückt sind. Die Magnetleisten 11 sind erfin­ dungsgemäß mit einer Magnetleistenverbindungsachse 12 über Lager 13 derart verbunden, daß sie horizontal um einen be­ stimmten Winkel für das Fahren für Horizontalkurven nach links und bzw. rechts drehbar sind. Die Magnetleisten 11 weisen jeweils zwei untere Tragrollen 24 und Seiten­ führungsrollen 14 auf. Zwei Grundeinheiten 1 werden mit Gleitlagern 15 so auf die Hauptachse 16 montiert, daß sie vertikal um einen bestimmten Winkel nach oben und unten drehbar sind zum Fahren von Vertikalkurven. Auf der Haupt­ achse 16 sind vorteilhafterweise zwei Lastaufnahmeträger 17 befestigt, an deren Enden jeweils zwei obere Tragrollen 18 zur Stoßbegrenzung montiert sind. Die Hauptachse 16 und damit das Schwebegestell, ist horizontal drehbar um die Drehachse 19 gelagert. Der Abstand d zwischen den Magnetleisten 11 benachbarter Grundeinheiten 1 beträgt das n-fache der Magnet­ breite b, wobei bevorzugterweise n=1 gewählt wird. In Fig. 3 kann man das Zusammenwirken der einzelnen Motorelemente erkennen. Die Statoren 2 sind auf der Unterseite der oberen Schenkel 32 der Doppel-T-Träger 31 befestigt und erhalten über Kabel 27 die benötigte Energie. Die Statoren 2 wirken mit den auf den Magnetleisten 11 montierten Magneten 10 zusammen und treiben das Drehgestell an und tragen es zumin­ dest teilweise. Um zu verhindern, daß die Magnete 10 und die Statoren 2 sich berühren, laufen die unteren Tragrollen 24 auf der Unterseite der oberen Schenkel 32 der Doppel-T-Träger 31 ab. Sofern die Belastung des Schwebegestells größer ist als seine magnetische Tragfähigkeit, verhindern die oberen Tragrollen 18, daß der Luftspalt zwischen den Statoren 2 und den Magneten 10 zu groß wird. Die Seitenführungsrollen 14 rollen an den Innenseiten der Doppel-T-Träger 31 ab und sorgen so dafür, daß sich die Magnetleisten 11 tangential zum jeweiligen Kurvenradius befinden. Durch die Verwendung von zwei Schwebegestellen mit erfindungsgemäß insgesamt vier Grundeinheiten 1 befinden sich auf jeder Seite des Fahrzeugs vier Magnetleisten 11 und ermöglichen so einen besonders kleinen Kurvenradius bei bestmöglichem Wirkungsgrad.

In Fig. 4 ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Grundelemente 3 für ein gerades Fahrbahnelement im Aufsich­ tenquerschnitt dargestellt. Zwei Doppel-T-Träger 31, deren innere obere Schenkel 32 als vertikale Begrenzung der Tragrollen 24, 18 länger als die übrigen Schenkel ausgeführt sind, sind mit Profilen 33 verbunden. Auf den oberen Schenkeln der Doppel-T-Träger 31 sind paarweise Bohrungen 32 im Abstand a, beginnend a/2 vom Ende des Doppel-T-Trägers 31 für die Befestigung der Statoren 2 angebracht, wobei die Länge des Doppel-T-Trägers 31 gleich m·a beträgt und m eine natür­ liche Zahl darstellt und vorzugsweise m=4 oder ein mehrfaches davon ist. Im senkrechten Teil der Doppel-T-Träger 31 sind auf Höhe der paarweisen Bohrungen 34 Bohrungen 35 zum Durch­ führen der Kabel 27 vorhanden.

In Fig. 5 sind vorteilhafte Statoren für die Fahrbahngrund­ elemente 3 dargestellt. Die Grundeinheit der Statoren 20 hat eine Länge von a. Es werden weiterhin bevorzugt Statoren mit der Länge 2a und 4a verwendet. Die Befestigungspunkte 21 sind so gewählt, daß sie mit den Bohrungen 34 zusammenpassen. Sämtliche Antriebsstatoren und sonstigen möglichen Statoren­ arten wie Tragstatoren, Hallsondenstatoren und Bremsstatoren haben die vorbeschriebenen Abmessungen. Gekrümmte Fahrbahn­ elemente werden unter der Berücksichtigung der jeweiligen Kurvenradien so ausgelegt, daß die Statorgrundeinheiten 20 der Länge a eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, als Bezugslänge für das innere Bogenmaß 4a zu wählen, für vier montierte Statoren 20 mit der Länge a, so zum Bei­ spiel in Fig. 6 für ein vertikales Kurvenfahrbahnelement nach oben oder in Fig. 7 für ein horizontales Kurvenfahrbahnelement. Die vorliegende Erfindung kann mit dem Wissen des Fachmanns leicht abgewandelt werden ohne das Wesen der Erfindung zu verändern. So können statt der Permanent­ magnete 10 auch Elektromagnete verwendet werden.

Claims (6)

1. Linearmotor mit als Fahrzeug ausgebildeten Läufern, bei dem Magnete auf dem Fahrzeug mit in entlang des Fahrwegs verlegten Langstatoren erzeugten magnetischen Wanderfel­ dern das Fahrzeug antreiben und zumindest teilweise tragen, bei dem das Fahrgestell zwei Schwebegestelle aufweist und Abstandsrollen an den Schwebegestellen verhindern, daß sich die Langstatoren und Magnete berühren, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Schwebegestell zwei Grundeinheiten (1) auf­ weist, die mit einer Hauptachse (16) und Lagern (15) so verbunden sind, daß sie vertikal um einen bestimmten Winkel nach unten und oben drehbar sind,
daß eine Grundeinheit (1) zwei Magnetleisten (11) auf­ weist, auf denen Permanentmagnete (10) befestigt sind, daß die Magnetleisten (11) mit einer Magnetleistenver­ bindungsachse (12) und Lagern (13) derart verbunden sind, daß sie gegenüber der Magnetleistenverbin­ dungsachse nach links und rechts drehbar sind,
daß jede Magnetleiste (11) mindestens zwei Seitenfüh­ rungsrollen (14) und zwei untere Tragrollen (24) auf­ weist.

2. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastaufnahmeträger (17) auf der Hauptachse (16) befestigt sind und jeweils zwei obere Tragrollen (18) aufweisen.

3. Linearmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (3) des Fahrwegs aus Doppel-T-Trägern (31) besteht und die oberen Tragrollen (18) und unteren Tragrollen (24) auf den inneren und oberen T-Schenkeln (32) abrollen.

4. Linearmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (3) des Fahrwegs Bohrungen (34) in konstantem Abstand (a) zur Aufnahme der Statoren (2) aufweisen.

5. Linearmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statoren (2) die n-fache Länge eines Statorgrundelementes (20) aufweisen.

6. Linearmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Statoren die einfache, zweifache und vierfache Länge des Statorgrundelementes (20) aufweisen.