EP1070786B1 - Magnetic lifting transport track with linear longitudinal stator drive, construction assembly and method for the construction thereof - Google Patents
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- EP1070786B1 EP1070786B1 EP00115723A EP00115723A EP1070786B1 EP 1070786 B1 EP1070786 B1 EP 1070786B1 EP 00115723 A EP00115723 A EP 00115723A EP 00115723 A EP00115723 A EP 00115723A EP 1070786 B1 EP1070786 B1 EP 1070786B1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
- E01B25/30—Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
- E01B25/32—Stators, guide rails or slide rails
Definitions
- the invention relates to a track specified in the preamble of claim 1 Genus and a kit and a method according to the preamble of claim 15 and 16, respectively for its production.
- the driveways can be made with concrete or steel girders as well as supports on demand or to be built near the ground.
- the girders in the direction of one before are arranged in series, all for the operation of the maglev train required equipment. This is especially true for the Guide the vehicles of a maglev required side guide rails as well for the reaction rails required for carrying and driving in the form of stator packets, their functional surfaces exactly on given by the routing space curves must lie.
- the equipment consists of in particular the stator packs, of linear components running within Curved track sections the respective space curve in the manner of a polygon approach.
- the resulting deviations from the ideal lines are extreme low, since the radii of curvature of the routes for reasons of vehicle construction is not may be less than about 350 m.
- stator packs are a Magnetic levitation train with long-stator linear drive, usually also on its underside, alternately provided with teeth and grooves, in which a single- or multi-phase AC traveling wave winding is inserted (DE 196 20 221 A1), which is used to generate the for the drive of the maglev railway required traveling field is used. That's it customary to provide identical linear drives on both sides of the vehicles and therefore to equip each lane of a driveway with two parallel stators. This creates two separate but mechanically fixed drive systems.
- Statorween same length is for design and cost reasons advantageous, but also brings disadvantages. These consist e.g. in that different sized column the ideal distribution of the magnetic field of the long stator to disturb. Since the individual stator packs are comparatively short (e.g., 1000 mm to 2000 mm), this leads to rapid periodic changes in the forces when driving over, with which the vehicles are kept in limbo, and as a result of it Parts of the track or vehicle may be excited to vibrate. These Vibrations can not only the life of all elements of the infrastructure and the Vehicles, but also the ride comfort and the sound generation unfavorably influence.
- the off individual laminations of composite stator packs to prevent too rapid corrosion avoid having a corrosion protection layer of e.g. one to two millimeters too surround.
- a corrosion protection layer e.g. one to two millimeters too surround.
- the invention is therefore based on the object, the track and the kit of Initially designated genus in such a way that even with the use of Statorvolen with only a few different lengths periodic changes in load capacity When driving over largely avoided.
- a cost-effective applicable method for the production of driveways resulting in Use of the same stator packs and fewer mass carriers, in particular for the production of driveways with two or more lanes, without an undesirably large Offset between the lanes occurs or other disturbances arise.
- the invention is based on the recognition that large stator gaps and those of them outgoing impairments thereby largely avoid that the track not only composed of a small number of stator types of different lengths but this stator also in each stator so with each other be combined that result in the most favorable material gap widths. This can be done without or with a very small change in the grid of the stator slot to reach. This results in the further advantage that the carrier to be used unified and can be divided into a few types. Despite minor Cost increases for the production of different types of stator brings this significant Advantages with regard to the routing and configuration of different infrastructure configurations as well as the logistics required to build a roadway.
- Fig. 1 shows a steel or concrete existing carrier 1, for the establishment of a Travel path according to the invention for a magnetic levitation railway with at least two parallel stators having long stator linear drive is suitable.
- a carrier 1 which curves along a predetermined route is as indicated by a space curve 2 shown in its center plane.
- schematically is a Cartesian coordinate system with mutually perpendicular Axles 3, 4 and 5 indicated.
- the carrier 1 and the stators can move around all three axes 3, 4 and 5 are curved, with a curvature about the axis 3 of a cornering, a Curvature about the axis 4 a transition into a mountain or descent and a Curvature around the axis 5 corresponds to an inclination in the sense of a curve elevation.
- stator 6th and 7 On the underside of the carrier 1 and on both sides of the space curve 2 is ever a stator 6th and 7, wherein in the embodiment, the stator 6 on the outside a running around the axis 3 arc, the stator section 7, however, on the Inside of this bow lies.
- the stator sections 6 and 7 are along space curves 8 and 9 arranged, e.g. have the space curve 2 of the carrier 1 as a common center line. It should be understood that this is intended to be exemplary only, d. H. the positions of the space curves 2, 8 and 9 can also be defined in other ways. Alternatively, it would be z. B. possible to arrange the space curves 2, 8 and 9 in a plane to be produced in the Air gap between the long stator and the supporting magnet of the vehicle is located.
- the Stator sections 6 and 7 each consist of a plurality of stator packets, which in Direction of the space curves 8 and 9 in succession and in the manner of a polygon are arranged. Their attachment to the carrier 1 can according to various known per se Procedure done. In addition, there is the whole, not shown in the drawing Track of a variety of in the direction of the space curve 2 arranged one behind the other Straps 1, which are straight or curved depending on the characteristics of the route could be. Finally, the carrier 1 in a conventional manner in a middle Part by means of a fixed bearing and at the two ends by means of one movable bearing Supports or other substructure stored and thus in two fields assigned. Even others, just one field or more than two fields and differently arranged Fixed and floating bearings may be provided.
- Carrier of the type described, their storage, the attachment of the stator to the Carriers and the mounting of e.g. three-phase AC winding in the grooves of Stator sections 6 and 7 are generally known (DE 33 23 696 C2, DE 34 04 061 C1, DE 39 28 277 C1, DE 39 28 278 C2) and therefore need not be explained in more detail become.
- FIG. 2 shows a plan view of the carrier 1 according to FIG. 1.
- the projections of the space curves 2, 8 and 9 are then circles in the exemplary embodiment, but can also arbitrary other curves such.
- Fig. 2 shows that the carrier 1 has an imaginary, indicated by a line 10 center plane and between two imagined, indicated by dash-dotted lines levels 11 and 12, the normal or perpendicular to the space curves 2, 8 and 9 are arranged.
- This allows the Axles of the fixed and floating bearings of the carrier, not shown, also normal to the Space curves 2, 8 and 9 are arranged, and the same can for a carrier start 1a and a carrier end 1b apply.
- Such an arrangement is especially for the production of driveways with two lanes (eg back and forth lanes) with two stators each appropriate.
- stator sections 6 and 7 are made in the embodiment six straight stator packets 6a to 6f and 7a to 7f.
- Each of these stator packages has the From Fig. 3 apparent, shown for the stator 6c, general shape and contains its bottom alternating teeth 14 and grooves 15 of equal length, one on the Curve 2 related, preselected pitch or a preselected tooth / groove pitch 16 have.
- Ended teeth 17 are usually only half the width of the other teeth 14, so that the end teeth 17 of two adjacent Stator packages together each have a tooth of the length of a tooth 14th form.
- the carriers 1 are independent of whether they are straight or curved are each between two lying in the planes 11, 12 points 18 and 19 ( Figure 2) the space curve 2 arranged whose distances an integer multiple of the Tooth / groove pitch 16 correspond.
- the carrier 1 in the path direction (space curve 2) to a degree shorter, which allows between the carrier beginnings 1a and 1b ends and the associated imaginary planes 11 and 12 each leave a gap 20, 21, the together with a corresponding gap 21 or 20 of an adjacent carrier one Forms an expansion gap.
- the space curve portions between the planes 11 and 12 have different Lengths, i. the distance of the planes 11, 12 is, along the space curve. 8 measured, longer than the distance measured for the space curve 9. Therefore, if the stator packs all had the same material overall length, would be between stator 6a to 6f of the stator 6 formed column 23 inevitably greater than gaps formed between stator packets 7a to 7f of the stator section 7, which especially at smaller radii of curvature to the excitation of the above-mentioned Vibrations due to unequal load forces when driving over the column 23, 24 lead can.
- stator end packages 6a, 6f, 7a, 7f of the inner and outer stator sections 6 and 7 lying central stator three types namely to provide "first", “second” and “third” stator packs.
- All Stator packages are straight.
- the "first” stator packs have an average length. there is the length of the "first” stator packets chosen so that the distance between the points 18, 19 without rest is divisible by them, or vice versa, the distance between the Points 18, 19 so that it is an integer multiple of both the tooth / groove pitch 16 as well as the length of the "first” stator packs.
- the "second" Stator packages a larger and the "third” stator packs a smaller length than the "first” stator packages.
- outer and inner stator 6 and 7 composed of "first”, “second” and “third” stator packets such that the material gaps 23, 24 between them and between them and the stator end packages all be made smaller than a preselected maximum material gap size can.
- This condition can be fulfilled according to the invention in particular when the total material gap of a stator section 6 or 7, d. H. the sum of his column 23 or 24 respectively has the smallest value which can be determined by combining the "first", achieve "second” and "third” stator packets.
- FIGS. 2 and 3 show this with reference to a simple embodiment, which follows is explained.
- the pitch or the tooth / groove pitch is 86 mm.
- the "first" stator packs therefore the tooth and groove length each 43 mm, while the End teeth 17 with 21.5 mm are half as long, so that the length of the "first” Statorwee is a full page multiple of the grid length.
- the "first" stator packs e.g., 6c in FIGS. 2 and 3
- eleven teeth 14 and two end teeth 17 have a total length of 1032 mm.
- Shall like in the embodiment six such stator packs are mounted per carrier 1, the distance between Points 18 and 19 are six times larger, d. H. according to a system distance of 6192 mm, which corresponds to 72 times the tooth / groove pitch 16. This System spacing is repeated in the path direction of how the carrier 1 is used becomes.
- the carrier 1 along a space curve 2 with a radius of 350 m is curved about the axis 3 and a bank about the axis 5 of twelve Degree has, while the pitch is fixed about the axis 4 with 0 °.
- this Case has the lying between the axes 11, 12 portion of the outer space curve. 8 e.g. a length of 6212.51 mm and the corresponding section of the inner space curve 9 a length of z. B. 6174.09 mm, which means a difference of 38.42 mm.
- the outer stator section has a stator core (For example, 6d in Fig. 2) with a length of 1035 mm, and two more stator packs (z. B. 6b and 6e in Fig. 2) are each 1040 mm long. These opposite the "first" stator packs with 1032 mm extended stator 6b, 6d and 6e are hereinafter referred to as "second" Statorpakte designates.
- This small oversize is insignificant because at the joint between two carriers 1 according to a particularly preferred embodiment of the Invention Statorendbrie 6a, 6f and 7a, 7f are arranged, which have a length of only 1024 mm instead of 1032 mm.
- stator end package 6a, 6f, 7a, 7f is therefore half of such Elongation gap shorter.
- the inner Statorendwovene can 7a, 7f are also laid so that they protrude slightly into the expansion gap, preferably by half each, d. H. here by 0.455 mm at the beginning 1a or end 1b of Carrier 1.
- Stator packages here kind of interest z. B. made by appropriately tailored Electro sheets stacked and then e.g. using a Druckgelierbacters with surrounded by a coating in the form of a corrosion protection and / or insulating layer (see, for example, DE 197 03 497 A1). This results in practical applications, the apparent from Fig. 5 to 7 ratios.
- FIG. 5 shows an end tooth 17a (comparable, for example, with the end tooth 17 in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a "first" stator core (6c in FIG. 3) of a
- the teeth 14 and grooves 15, viewed magnetically, for example, have a length of 43 mm, while the grooves 15, considered "material", because of the coating 29 only have a length of 43 mm - 2 mm 41 mm which is insignificant in magnetic terms.
- the coating 29 must be taken into account, because here two end teeth abut one another at an imaginary ideal line or plane 30.
- two stator packets are not adjacent to form an ideal gap of 0 mm, but real mounting column of z. B. 0.2 mm are to be considered. If, on each side of a stator packet, half of such a mounting gap is taken into consideration, as indicated by line 30 in FIG.
- Fig. 7 shows an end tooth 17 c for a Statorendvers 7 a in Fig. 2.
- the "ideal" length of 1024 mm is not calculated up to a line 30, which takes into account a mounting gap, but z. B. to the level 11 in Fig. 2, which also includes half of an expansion gap, ie additionally 8 mm gap width.
- the second end tooth of the stator core 7a corresponds to that of the stator core 6c of FIG. 5.
- Fig. 9 shows a joint between the stator 6d and 6e.
- the screening remains unchanged.
- the described central stator packets and Statorendwovene are suitably combined with each other so that - 1 mm ⁇ G ⁇ 2 mm
- G is the difference between the length of a space curve section between planes 11 and 12 associated with a stator section 6, 7, 26, 27 and the sum of the "ideal" lengths of the mean stator packets and stator end packets contained in that stator section.
- G is thus a measure of a total material gap width, which is to be taken into account within a stator section in addition to the mounting gaps and the gaps resulting from the coating.
- Another option is to change the length of the To distribute the end teeth alone on the existing teeth, which is a justifiable Length change of the teeth of 0.25 mm correspond and would have the advantage that the width of the grooves 15 remains unchanged, as is the case for a safe installation of the AC cable is desired.
- the invention was based on a carrier 1 with a between the points 18 and 19 measured length of 6192 mm. However, it is clear that carriers with other lengths can be used. According to the invention, it is proposed in addition to use two more carriers, about four or ten times as long as the carrier 1 and can be equipped with the same stator packets described. When using these carriers, the distance of the associated points 18,19 with z. B. 24768 mm or 61920 mm also equal to an integer multiple of both the Tooth / groove pitch 16 and the length of the "first" stator packs. These two carriers are hereinafter referred to as the carrier 1 as a series carrier.
- stator packs can be done in principle arbitrary. Preferably, however, the "second" stator packets only for outer and the “third” Stator packages used only for inner stator sections. It is also appropriate, the from the normal length (1032 mm) deviating stator packets evenly over the Distribute stator sections.
- FIG. 10 shows a guideway for a magnetic levitation railway with two lanes 31 and 32, have the curved and possibly also straight track sections.
- Each lane 31, 32 is formed analogously to the travel of Fig. 1 to 9 and therefore by a space curve 2a or 2b and two space curves 8a, 8b and 9a, 9b, respectively, characterizing the space curves 2, 8 and 9 correspond to FIGS. 2 and 4.
- the between The two compulsory points 33, 34 lying part of the infrastructure is below as Designated section 35.
- the production of the travel path within the projecting section 35 begins according to the invention in that first the distance between the compulsory points 33, 34 is determined so that the space curve 2a of that lane 31 which borders an external lane section 34 at the second constraining point 34 has a length, which exactly corresponds to an integer multiple of a preselected tooth / groove pitch (here, for example, 86 mm). This is easily possible, since the beginning of the special structure following the constraining point 34 can easily be moved forwards or backwards to the extent required for this purpose, which corresponds to half the tooth / groove pitch (here 43 mm).
- an outer lane section analogous to FIGS. 2 and 4 is understood to mean a lane section which lies on the outside in a curve of the travel path. If a straight lane section borders on the constraining point 34 (or also 33), then this is also referred to as the outer lane section, provided that the first section deviating from the straight section is an outer section. The same applies to the inner lane sections.
- the projecting of the support for the infrastructure is started by specifying at the constraining point 33 a series support 36 intended for the outer adjacent traffic lane section as described above.
- further supports 37 are planned for the outer lane section, specifically until a curvature change point 38 is reached, which is indicated here as a line running normal to the space curve 2b.
- the beginnings and ends of the series carriers 36 and 37 determine the positions for schematically indicated floating bearings 39 and 40 and the centers of the series carriers 36 and 37 the positions for corresponding fixed bearings 41, which are then calculated according to the usual methods and by the projecting of the associated supports or other substructures.
- Schematically indicated planes 42 and carrier beginnings and ends correspond in FIG. 2 and 4, the levels 11 and 12, on which the points 18 and 19 lie, and levels 43 or the carrier centers the levels 10, depending on the case and terrain, the levels 43 and the fixed bearing 41 may also be arranged off-center with respect to the carrier.
- a carrier 44 is provided for the inner lane section, the length of which originally corresponds to that of the series carrier 36, but is shortened by as many integer multiples of the tooth / groove pitch that the plane 42a decisive for its end offset by a measure w to the plane 42 which is smaller than half the tooth / groove pitch.
- the carrier 44 may project beyond this level beyond the plane 42 or terminate in front of this plane 42. Accordingly, with the projecting direction z following carrier, z.
- a carrier 45 which is attached to the carrier 44 in the same manner as described above in connection with FIGS. 1 to 9 in detail.
- this support 45 is, if necessary, again shortened by an integer multiple of the tooth / groove pitch, so that the offset v is less than 43 mm here.
- the outer carrier 37 protrudes by no more than half its length beyond the center of curvature 38, it forms the last serial carrier of the outer portion.
- the series carriers are used along the now outer traffic lane section of the traffic lane 31 by connecting a first series carrier 46 to the carrier 45, while on the now internal traffic lane section of the lane 32 carriers (eg 47) are used, which are integer Multiples of the tooth / groove pitch are shortened so that an offset x is less than 43 mm. This procedure is continued until either another turn point or constraint point 34 is reached.
- a carrier 48 which is smaller by an integer multiple of the tooth / groove pitch, and the same applies to a carrier 49 at the end of the inner lane section.
- serial carrier 37 used were so long that it was more than half its length protrudes beyond the curvature change point 38, would already at the previous Carrier started to change the lane for the series carriers, i. in this case
- the carrier 45 would already be a series carrier and the carrier 37 would be a shortened carrier.
- the method described has the significant advantage that the positions for the movable bearings 39, 40 result from the configuration of series carriers arranged along the two lanes 31, 32 and the same supports and substructures can be used for the movable bearings of the respective shortened carriers, because the offset u , v , w or x of the beam ends is comparatively small and at no point greater than 43 mm here.
- both the series carrier and the stator of the kit described can be used and internal support are only to be shortened.
- the procedure can be continued in an analogous manner by first planning a possibly existing special structure in the grid of 86 and then projecting the next section of track in the manner described.
- the entire distance to be produced can be planned in the grid once selected or divided into pieces with a length corresponding to the tooth / groove pitch and then projected in the preselected direction z .
- the invention is not limited to the described embodiments, which can be modified in many ways. This applies in particular to the described lengths, tooth / groove divisions, assembly gaps, expansion gaps and other dimensions. Corresponding kits of carriers and stator packages can of course be realized with other tooth / groove divisions. Furthermore, it would be possible, instead of just two different "second” or “third” stator packs and a “first” stator pack, to include further “first”, “second” and “third” stator packs with lengths other than those indicated and / or others to provide as the specified gradations or to omit one or the other "second” or “third” stator packet, in which case other inequalities for G may result.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrweg der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Gattung sowie einen Bausatz und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 bzw. 16
zu seiner Herstellung.The invention relates to a track specified in the preamble of
Fahrwege und Bausätze dieser Art sind bekannt (DE 39 28 277 C2, DE 39 28 278 C2). Die Fahrwege können mit Trägern aus Beton oder Stahl sowie je nach Bedarf auf Stützen oder in Bodennähe errichtet werden. An den Trägern, die in Richtung einer-vorher festgelegten Trasse hintereinander angeordnet sind, werden alle zum Betrieb der Magnetschwebebahn erforderlichen Ausrüstungsteile montiert. Dies gilt insbesondere für die zum Führen der Fahrzeuge einer Magnetschwebebahn erforderlichen Seitenführschienen sowie für die zum Tragen und Antreiben erforderlichen Reaktionsschienen in Form von Statorpaketen, deren Funktionsflächen genau auf durch die Trassierung vorgegebenen Raumkurven liegen müssen.Trajectories and kits of this type are known (DE 39 28 277 C2, DE 39 28 278 C2). The driveways can be made with concrete or steel girders as well as supports on demand or to be built near the ground. At the girders, in the direction of one before are arranged in series, all for the operation of the maglev train required equipment. This is especially true for the Guide the vehicles of a maglev required side guide rails as well for the reaction rails required for carrying and driving in the form of stator packets, their functional surfaces exactly on given by the routing space curves must lie.
Zur Vereinfachung der Errichtung eines derartigen Fahrwegs bestehen die Ausrüstungsteile, insbesondere die Statorpakete, aus linear verlaufenden Komponeneten, die innerhalb gekrümmter Fahrwegabschnitte die jeweilige Raumkurve nach Art eines Polygonzugs annähern. Die dadurch entstehenden Abweichungen von den Ideallinien sind äußerst gering, da die Krümmungsradien der Fahrwege aus Gründen des Fahrzeugaufbaus nicht kleiner als ca. 350 m sein dürfen. To simplify the construction of such a track, the equipment consists of in particular the stator packs, of linear components running within Curved track sections the respective space curve in the manner of a polygon approach. The resulting deviations from the ideal lines are extreme low, since the radii of curvature of the routes for reasons of vehicle construction is not may be less than about 350 m.
Die in der Regel an den Unterseiten des Fahrwegs ausgebildeten Funktionsflächen der Statorpakete dienen in Verbindung mit an den Fahrzeugen angeordneten Tragmagneten zur Erzeugung des für die berührungsfreie Schwebetechnik erforderlichen Magnetfelds zwischen den Fahrzeugen und dem Fahrweg. Außerdem sind die Statorpakete einer Magnetschwebebahn mit Langstator-Linearantrieb, meistens ebenfalls an ihrer Unterseite, abwechselnd mit Zähnen und Nuten versehen, in die eine ein- oder mehrphasige Wechselstrom-Wanderfeldwicklung eingelegt wird (DE 196 20 221 A1), die zur Erzeugung des für den Antrieb der Magnetschwebebahn erforderlichen Wanderfelds dient. Dabei ist es üblich, zu beiden Seiten der Fahrzeuge identische Linearantriebe vorzusehen und daher jede Fahrspur eines Fahrwegs mit zwei parallelen Statoren auszurüsten. Dadurch entstehen zwei getrennte, aber mechanisch zueinander fixierte Antriebssysteme. Damit diese dieselben Schubkräfte entwickeln können, ist es erforderlich, daß das Raster der Statomutung an beiden Seiten, bezogen auf eine zwischen den beiden zugehörigen Raumkurven liegende, gedachte Mittellinie, identisch ist und synchron verläuft, d. h. beide Statorseiten müssen identische, über die ganze Länge des Fahrwegs durchgehend gleiche Zahn/Nut-Teilungen besitzen.The usually formed on the undersides of the guideway functional surfaces of the Stator packages are used in conjunction with arranged on the vehicles supporting magnet for Generation of the magnetic field required for non-contact levitation technology between the vehicles and the track. In addition, the stator packs are a Magnetic levitation train with long-stator linear drive, usually also on its underside, alternately provided with teeth and grooves, in which a single- or multi-phase AC traveling wave winding is inserted (DE 196 20 221 A1), which is used to generate the for the drive of the maglev railway required traveling field is used. That's it customary to provide identical linear drives on both sides of the vehicles and therefore to equip each lane of a driveway with two parallel stators. This creates two separate but mechanically fixed drive systems. So that these To develop the same thrust forces, it is necessary that the grid of Statomutung on both sides, referring to one of the two associated space curves lying, imaginary center line, is identical and synchronous, d. H. both stator sides have identical, the same length of the track throughout the same tooth / groove pitches have.
Innerhalb von gekrümmten Fahrwegabschnitten ergibt sich das Problem, daß die Raumkurven der beiden Statoren aufgrund ihres Abstands voneinander unterschiedlich lang sind, d.h. eine längs der Innenseite einer Krümmung verlaufende Raumkurve ist kürzer als eine längs der Außenseite derselben Krümmung verlaufende Raumkurve. Dieses Problem wird bisher dadurch gelöst, daß entweder Statorpakete gleicher Länge verwendet und die äußeren Statorpakete mit größeren materiellen Spalten als die inneren Statorpakete verlegt oder die äußeren Statorpakete länger als die inneren Statorpakete ausgebildet werden.Within curved track sections there is the problem that the space curves the two stators are different in length because of their distance, i.e. a space curve running along the inside of a curve is shorter than one along the outside of the same curvature extending space curve. This problem will previously solved by either using stator packets of the same length and the outer stator packages with larger material columns than the inner stator packages laid or the outer stator packets are formed longer than the inner stator packets.
Die Anwendung von Statorpaketen gleicher Länge ist aus Konstruktions- und Kostengründen vorteilhaft, bringt aber auch Nachteile mit sich. Diese bestehen z.B. darin, daß unterschiedlich große Spalte die ideale Verteilung des magnetischen Feldes des Langstators stören. Da die einzelnen Statorpakete vergleichsweise kurz sind (z.B. 1000 mm bis 2000 mm), führt dies beim Überfahren zu schnellen periodischen Änderungen der Kräfte, mit denen die Fahrzeuge im Schwebezustand gehalten werden, und als Folge davon können Teile des Fahrwegs oder Fahrzeugs zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen können nicht nur die Lebensdauer aller Elemente des Fahrwegs und der Fahrzeuge beeinträchtigen, sondern auch den Fahrkomfort und die Schallerzeugung ungünstig beeinflussen. Durch Anwendung von längeren äußeren Statorpaketen ließe sich dieses Problem zwar prinzipiell vermeiden, doch würde dies den Nachteil haben, daß für alle Krümmungsradien ab etwa 350 m besondere Statorpakete hergestellt werden müßten, was aus Kostengründen unerwünscht ist. Daher werden in der Praxis nur ausgewählten Bereichen von Krümmungsradien Statorpakete mit entsprechend angepaßten Längen zugeordnet, so daß auch bei Anwendung dieser Methode zumindest teilweise große Spaltbreiten in Kauf genommen werden müssen.The use of Statorpaketen same length is for design and cost reasons advantageous, but also brings disadvantages. These consist e.g. in that different sized column the ideal distribution of the magnetic field of the long stator to disturb. Since the individual stator packs are comparatively short (e.g., 1000 mm to 2000 mm), this leads to rapid periodic changes in the forces when driving over, with which the vehicles are kept in limbo, and as a result of it Parts of the track or vehicle may be excited to vibrate. These Vibrations can not only the life of all elements of the infrastructure and the Vehicles, but also the ride comfort and the sound generation unfavorably influence. By using longer outer stator packs could be While avoiding this problem in principle, but this would have the disadvantage that for all radii of curvature from about 350 m special stator packs would have to be made, which is undesirable for cost reasons. Therefore, in practice, only selected Areas of radii of curvature Stator packages with appropriately adapted lengths assigned, so that even when using this method at least partially large Gap widths must be accepted.
Hinzukommt, daß es bei Fahrwegen der hier interessierenden Art erwünscht ist, die aus einzelnen Blechen zusammengesetzten Statorpakete, um ein zu schnelles Korrodieren zu vermeiden, mit einer Korrosionsschutzschicht von z.B. einem bis zwei Millimeter zu umgeben. Das hat jedoch, magnetisch betrachtet, zur Folge, daß zu dem bereits erwähnten materiellen Spalt noch ein durch die Schutzschicht bedingter Spalt hinzukommt, so daß die für das Trag- und Fahrverhalten der Fahrzeuge wichtigen Magnetspalte noch weit größer als die rein materiellen, zwischen den anstoßenden Stirnseiten der Statorpakete auftretenden Spalte sind. Die materiellen Spalte sollten daher so klein wie möglich gehalten werden.In addition, it is desirable for roads of interest here, the off individual laminations of composite stator packs to prevent too rapid corrosion avoid having a corrosion protection layer of e.g. one to two millimeters too surround. This has, however, from a magnetic point of view, that to the already mentioned material gap is added to a gap caused by the protective layer, so that the for the carrying and driving behavior of the vehicles important magnetic gap even greater as the purely material, occurring between the abutting end faces of the stator packs Column are. The material gaps should therefore be kept as small as possible become.
Das Problem der Magnetspaltgröße tritt verstärkt auf, wenn es um die Herstellung von Fahrwegen mit wenigstens zwei Spuren, z. B. je einer Hin- und Rückspur geht. In diesem Fall sind bei gekrümmten Fahrwegsabschnitten die Unterschiede zwischen den Längen der am weitesten innen liegenden Raumkurvenabschnitte und der am weitesten außen liegenden Raumkurvenabschnitte noch größer, was zur Folge hat, daß bei Anwendung gleichartiger Statorpakete und Träger entweder ein Versatz zwischen den beiden Fahrspuren in Kauf genommen werden muß oder besondere Maßnahmen wie z. B. Abweichungen von einer vorgewählten Zahn/Nut-Teilung ergriffen werden müssen, die die Fahr- und Trageigenschaften weiter beeinträchtigen.The problem of magnetic gap size is increasingly apparent when it comes to the production of Driveways with at least two tracks, z. B. depending on a roundtrip. In this Case are the curved track sections, the differences between the lengths of furthest inside curve sections and the furthest outside Space curve sections even larger, which has the consequence that when using similar Stator packages and carriers either an offset between the two lanes in Purchase must be taken or special measures such. B. deviations from a pre-selected tooth / groove pitch must be taken, which the driving and Carrying properties continue to affect.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Fahrweg und den Bausatz der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß auch bei Anwendung von Statorpaketen mit nur wenigen unterschiedlichen Längen periodische Änderungen der Tragkräfte beim Überfahren weitgehend vermieden werden. Außerdem soll ein kostengünstig anwendbares Verfahren zur Herstellung von Fahrwegen angegeben werden, das sich bei Anwendung derselben Statorpakete und weniger Serienträger insbesondere zur Herstellung von Fahrwegen mit zwei oder mehr Fahrspuren eignet, ohne daß ein unerwünscht großer Versatz zwischen den Fahrspuren auftritt oder sich andere Störungen ergeben.The invention is therefore based on the object, the track and the kit of Initially designated genus in such a way that even with the use of Statorpaketen with only a few different lengths periodic changes in load capacity When driving over largely avoided. In addition, a cost-effective applicable method for the production of driveways, resulting in Use of the same stator packs and fewer mass carriers, in particular for the production of driveways with two or more lanes, without an undesirably large Offset between the lanes occurs or other disturbances arise.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 15
und 16.To solve this problem, the characterizing features of
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich große Statorspalte und die von ihnen ausgehenden Beeinträchtigungen dadurch weitgehend vermeiden lassen, daß der Fahrweg nicht nur aus einer geringen Anzahl von Statortypen unterschiedlicher Längen zusammengesetzt wird, sondern diese Statorpakete auch in jedem Statorabschnitt so miteinander kombiniert werden, daß sich die jeweils günstigsten materiellen Spaltbreiten ergeben. Dies läßt sich ohne oder mit einer sehr geringen Änderung des Rasters der Statornutung erreichen. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß auch die zu verwendenden Träger vereinheitlicht und in wenige Typen eingeteilt werden können. Trotz geringfügiger Kostensteigerungen für die Herstellung unterschiedlicher Statortypen bringt dies erhebliche Vorteile im Hinblick auf die Trassierung und Projektierung unterschiedlichster Fahrwegkonfiguarionen sowie die zum Bau eines Fahrwegs erforderliche Logistik mit sich.The invention is based on the recognition that large stator gaps and those of them outgoing impairments thereby largely avoid that the track not only composed of a small number of stator types of different lengths but this stator also in each stator so with each other be combined that result in the most favorable material gap widths. This can be done without or with a very small change in the grid of the stator slot to reach. This results in the further advantage that the carrier to be used unified and can be divided into a few types. Despite minor Cost increases for the production of different types of stator brings this significant Advantages with regard to the routing and configuration of different infrastructure configurations as well as the logistics required to build a roadway.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous features of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert und es zeigen:
Fig. 1 zeigt einen aus Stahl oder Beton bestehenden Träger 1, der zur Errichtung eines
erfindungsgemäßen Fahrwegs für eine Magnetschwebebahn mit einem wenigstens zwei
parallele Statoren aufweisenden Langstator-Linearantrieb geeignet ist. Im Ausführungsbeispiel
handelt es sich um einen Träger 1, der längs einer vorgegebenen Trasse gekrümmt
ist, wie durch eine in seiner Mittelebene dargestellte Raumkurve 2 angedeutet ist.
Außerdem ist schematisch ein kartesisches Koordinatensystem mit zueinander senkrechten
Achsen 3, 4 und 5 angedeutet. Der Träger 1 und die Statoren können um alle drei Achsen
3, 4 und 5 gekrümmt sein, wobei eine Krümmung um die Achse 3 einer Kurvenfahrt, eine
Krümmung um die Achse 4 einem Übergang in eine Berg- oder Talfahrt und eine
Krümmung um die Achse 5 einer Neigung im Sinne einer Kurvenüberhöhung entspricht.Fig. 1 shows a steel or
An der Unterseite des Trägers 1 und beidseits der Raumkurve 2 ist je ein Statorabschnitt 6
bzw. 7 montiert, wobei im Ausführungsbeispiel der Statorabschnitt 6 an der Außenseite
eines um die Achse 3 verlaufenden Bogens, der Statorabschnitt 7 dagegen auf der
Innenseite dieses Bogens liegt. Die Statorabschnitte 6 und 7 sind längs Raumkurven 8 und
9 angeordnet, die z.B. die Raumkurve 2 des Trägers 1 als gemeinsame Mittellinie haben.
Dabei versteht sich, daß dies nur beispielhaft gelten soll, d. h. die Lagen der Raumkurven
2, 8 und 9 können auch auf andere Weise definiert werden. Alternativ wäre es z. B.
möglich, die Raumkurven 2, 8 und 9 in einer Ebene anzuordnen, die im herzustellenden
Luftspalt zwischen dem Langstator und den Tragmagneten des Fahrzeugs liegt. Die
Statorabschnitte 6 und 7 bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Statorpaketen, die in
Richtung der Raumkurven 8 bzw. 9 hintereinander und nach Art eines Polygonzugs
angeordnet sind. Ihre Befestigung am Träger 1 kann nach verschiedenen, an sich bekannten
Verfahren erfolgen. Außerdem besteht der ganze, in der Zeichnung nicht dargestellte
Fahrweg aus einer Vielzahl von in Richtung der Raumkurve 2 hintereinander angeordneten
Trägern 1, die in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Trasse gerade oder gekrümmt
sein können. Schließlich sind die Träger 1 in an sich bekannter Weise in einem mittleren
Teil mittels eines Festlagers und an den beiden Enden mittels je eines Loslagers auf
Stützen oder einer sonstigen Unterkonstruktion gelagert und dadurch in zwei Felder
eingeteilt. Auch andere, nur ein Feld oder mehr als zwei Felder und anders angeordnete
Fest- und Loslager aufweisende Träger können vorgesehen sein.On the underside of the
Träger der beschriebenen Art, ihre Lagerung, die Befestigung der Statorpakete an den
Trägern und die Montage einer z.B. dreiphasigen Wechselstromwicklung in den Nuten der
Statorabschnitte 6 und 7 sind allgemein bekannt (DE 33 23 696 C2, DE 34 04 061 C1,
DE 39 28 277 C1, DE 39 28 278 C2) und brauchen daher nicht näher erläutert zu
werden.Carrier of the type described, their storage, the attachment of the stator to the
Carriers and the mounting of e.g. three-phase AC winding in the grooves of
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Träger 1 nach Fig. 1. Die Projektionen der Raumkurven
2, 8 und 9 sind danach im Ausführungsbeispiel Kreise, können aber auch beliebige
andere Kurven wie z. B. Klothoide oder Sinuide sein. Ferner zeigt Fig. 2, daß der Träger
1 eine gedachte, durch eine Linie 10 angedeutete Mittelebene hat und zwischen zwei
gedachten, durch strichpunktierte Linien angedeuteten Ebenen 11 und 12 liegt, die normal
bzw. senkrecht zu den Raumkurven 2, 8 und 9 angeordnet sind. Dadurch können die
Achsen der nicht dargestellten Fest- und Loslager des Trägers ebenfalls normal zu den
Raumkurven 2, 8 und 9 angeordnet werden, und dasselbe kann für einen Trägeranfang 1a
und ein Trägerende 1b gelten. Eine solche Anordnung ist insbesondere für die Herstellung
von Fahrwegen mit zwei Fahrspuren (z. B. Hin- und Rückspur) mit je zwei Statoren
zweckmäßig.FIG. 2 shows a plan view of the
Die am Träger 1 befestigten Statorabschnitte 6 und 7 bestehen im Ausführungsbeispiel aus
je sechs geraden Statorpaketen 6a bis 6f und 7a bis 7f. Jedes dieser Statorpakete hat die
aus Fig. 3 ersichtliche, für das Statorpaket 6c dargestellte, allgemeine Form und enthält an
seiner Unterseite abwechselnd Zähne 14 und Nuten 15 gleicher Länge, die ein auf die
Raumkurve 2 bezogenes, vorgewähltes Rastermaß bzw. eine vorgewählte Zahn/Nut-Teilung
16 aufweisen. An den Enden befindliche Endzähne 17 haben normalerweise nur
die halbe Breite wie die übrigen Zähne 14, damit die Endzähne 17 von zwei aneinandergrenzenden
Statorpaketen zusammen jeweils einen Zahn von der Länge eines Zahns 14
bilden.The fixed to the
Erfindungsgemäß werden die Träger 1 unabhängig davon, ob sie gerade oder gekrümmt
sind, jeweils zwischen zwei in den Ebenen 11, 12 liegenden Punkten 18 und 19 (Fig 2)
der Raumkurve 2 angeordnet, deren Abstände einem ganzzahligen Vielfachen der
Zahn/Nut-Teilung 16 entsprechen. Dabei sind die Träger 1 in Trassenrichtung (Raumkurve
2) um ein Maß kürzer, das es erlaubt, zwischen den Trägeranfängen 1a bzw. -enden 1b
und den zugehörigen gedachten Ebenen 11 bzw. 12 je einen Spalt 20, 21 freizulassen, der
zusammen mit einem entsprechenden Spalt 21 bzw. 20 eines angrenzenden Trägers einen
Dehnungsspalt bildet. Dabei ist vor allem zu beachten, daß auch zwischen an den
Trägeranfängen 1a bzw. -enden 1b zu liegen kommenden Statorendpaketen 6a, 6f bzw.
7a, 7f ausreichend große Dehnungsspalte 20a, 21a gebildet und die Statorendpakete 6a, 6f
bzw. 7a, 7f so angeordnet werden, daß auch bei den höchsten zu erwartenden Temperaturen
sowie bei allen anderen, beim Betrieb auftretenden Belastungen ein Zusammenstoßen
der Statorpakete in diesem Bereich bzw. ein Zerquetschen der Statorwicklung
zwischen ihnen ausgeschlossen wird.According to the invention, the
Wie Fig. 2 zeigt, haben die Raumkurvenabschnitte zwischen den Ebenen 11 und 12 unterschiedliche
Längen, d.h. der Abstand der Ebenen 11, 12 ist, längs der Raumkurve 8
gemessen, länger, als die für den längs der Raumkurve 9 gemessenen Abstand gilt.
Würden daher die Statorpakete alle dieselbe materielle Gesamtlänge besitzen, wären
zwischen Statorpaketen 6a bis 6f des Statorabschnitt 6 gebildete Spalte 23 zwangsläufig
größer als zwischen Statorpaketen 7a bis 7f des Statorabschnitts 7 gebildete Spalte 24, was
insbesondere bei kleineren Krümmungsradien zur Erregung der eingangs bezeichneten
Schwingungen aufgrund ungleicher Tragkräfte beim Überfahren der Spalte 23, 24 führen
kann. As shown in Fig. 2, the space curve portions between the
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, für die zwischen den Statorendpaketen 6a,
6f, 7a, 7f der inneren und äußeren Statorabschnitte 6 und 7 liegenden mittleren Statorpakete
drei Typen, nämlich "erste", "zweite" und "dritte" Statorpakete vorzusehen. Alle
Statorpakete sind gerade. Die "ersten" Statorpakete weisen eine mittlere Länge auf. Dabei
ist die Länge der "ersten" Statorpakete so gewählt, daß der Abstand zwischen den Punkten
18, 19 ohne Rest durch sie teilbar ist, bzw. umgekehrt wird der Abstand zwischen den
Punkten 18, 19 so bemessen, daß er ein ganzzahliges Vielfaches sowohl der Zahn/Nut-Teilung
16 als auch der Länge der "ersten" Statorpakete ist. Dagegen weisen die "zweiten"
Statorpakete eine größere und die "dritten" Statorpakete eine kleinere Länge als die
"ersten" Statorpakete auf. Außerdem sind die äußeren und inneren Statorabschnitte 6 bzw.
7 so aus "ersten", "zweiten" und "dritten" Statorpaketen zusammengesetzt, daß die
materiellen Spalte 23, 24 zwischen diesen sowie zwischen diesen und den Statorendpaketen
sämtlich kleiner als eine vorgewählte maximale materielle Spaltgröße gemacht werden
können. Diese Bedingung läßt sich erfindungsgemäß insbesondere dann erfüllen, wenn der
materielle Gesamtspalt eines Statorabschnitts 6 bzw. 7, d. h. die Summe seiner Spalte 23
bzw. 24 jeweils den kleinsten Wert besitzt, der sich durch Kombination der "ersten",
"zweiten" und "dritten" Statorpakete erzielen läßt.According to the invention, it is therefore proposed for the between the
Fig. 2 und 3 zeigen dies anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels, das nachfolgend erläutert wird.Figs. 2 and 3 show this with reference to a simple embodiment, which follows is explained.
Es sei angenommen, daß das Rastermaß bzw. die Zahn/Nut-Teilung 86 mm beträgt. Bei
den "ersten" Statorpaketen ist daher die Zahn- und Nutlänge je 43 mm, während die
Endzähne 17 mit 21,5 mm halb so lang sind, so daß die Länge der "ersten" Statorpakete
ein ganzseitiges Vielfaches der Rasterlänge ist. Für die "ersten" Statorpakete (z.B. 6c in
Fig. 2 und 3) resultiert daraus beim Vorhandensein von zwölf Nuten 15, elf Zähnen 14
und zwei Endzähnen 17 eine Gesamtlänge von 1032 mm. Sollen wie im Ausführungsbeispiel
sechs solcher Statorpakete pro Träger 1 montiert werden, wird der Abstand zwischen
den Punkten 18 und 19 sechsmal so groß, d. h. entsprechend einem Systemabstand von
6192 mm gewählt, was dem 72-fachen der Zahn/Nut-Teilung 16 entspricht. Dieser
Systemabstand wird in Trassenrichtung so of wiederholt, wie der Träger 1 verwendet
wird. It is assumed that the pitch or the tooth / groove pitch is 86 mm. at
The "first" stator packs therefore the tooth and groove length each 43 mm, while the
Es ist ferner angenommen, daß der Träger 1 längs einer Raumkurve 2 mit einem Radius
von 350 m um die Achse 3 gekrümmt ist und eine Querneigung um die Achse 5 von zwölf
Grad besitzt, während die Längsneigung um die Achse 4 mit 0 ° festgelegt ist. In diesem
Fall hat der zwischen den Achsen 11, 12 liegende Abschnitt der äußeren Raumkurve 8
z.B. eine Länge von 6212,51 mm und der entsprechende Abschnitt der inneren Raumkurve
9 eine Länge von z. B. 6174,09 mm, was eine Differenz von 38,42 mm bedeutet. Bei
Anwendung von sechs "ersten" Statorpaketen und je fünf Spalten 23, 24 führt dies außen
zu einer mittleren Breite der Spalte 23 von ca. 4,1 mm, während sich innen selbst bei
einer Breite der Spalte 24 von 0 mm eine Länge für den Statorabschnitt 7 ergeben würde,
die größer als der Abstand der Ebenen 11, 12 längs der Raumkurve 9 ist.It is further assumed that the
Zur Reduzierung der äußeren Spaltbreiten weist der äußere Statorabschnitt ein Statorpaket
(z. B. 6d in Fig. 2) mit einer Länge von 1035 mm auf, und zwei weitere Statorpakete (z.
B. 6b und 6e in Fig. 2) sind je 1040 mm lang. Diese gegenüber den "ersten" Statorpaketen
mit 1032 mm verlängerten Statorpakete 6b, 6d und 6e werden nachfolgend als
"zweite" Statorpakte bezeichnet. Sie bewirken, daß der Statorabschnitt 7 eine Gesamtlänge
von 3 · 1032 mm + 2 · 1040 mm + 1 · 1035 mm = 6211 mm hat, woraus zur oben
angegebenen Länge des betreffenden Raumkurvenabschnitts von 6212,51 mm nur eine
Differenz von 1,51 mm resultiert, was einer mittleren Spaltbreite von nur ca. 0,3 mm pro
Spalt 23 entspricht.To reduce the outer gap widths, the outer stator section has a stator core
(For example, 6d in Fig. 2) with a length of 1035 mm, and two more stator packs (z.
B. 6b and 6e in Fig. 2) are each 1040 mm long. These opposite the "first" stator packs
with 1032 mm extended
Bei einem zweiten, aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist bei sonst gleichen
Abmessungen eines Trägers 1 angenommen, daß sein Krümmungsradius 5000 m um die
Achse 3 in Fig. 1 beträgt. Der Abstand zwischen den Punkten 18, 19 beträgt wie in Fig. 2
6 · 1032 mm = 6192 mm. Im Gegensatz zu Fig. 2 haben die Raumkurvenabschnitte
zwischen den Achsen 11 und 12 außen jeweils eine Länge von z.B. 6193,44 mm bzw.
innen jeweils Längen von z. B. 6190,75 mm, was einer Differenz von nur 2,69 mm
entspricht. Bei diesem Beispiel werden außen sechs "erste" Statorpakete 26a bis 26f
verlegt, die eine Gesamtlänge von 6 · 1032 mm = 6192 mm ergeben, was um nur 1,44
mm kleiner ist, als für den betreffenden Raumkurvenabschnitt gilt. Bei fünf Spalten ergibt
sich somit ein Gesamtspalt von 1,44 mm bzw. eine mittlere Spaltlänge von ca. 0,29 mm,
was mit dem Beispiel nach Fig. 2 vergleichbar ist. In a second, from Fig. 4 apparent embodiment is otherwise the same
Dimensions of a
Für die innen liegenden Statorabschnitte ergeben sich jeweils etwas andere Verhältnisse.
Würden z. B. in Fig. 2 die längs der Raumkurve 9 verlegten Statorpakete eine Länge von
je 1032 mm haben, wäre ihre Gesamtlänge gegenüber dem Abstand der Ebenen 11, 12
von 6174,09 mm selbst bei verschwindenden Spalten 24 viel zu groß. Daher sind "dritte"
Statorpakete 7b, 7c, 7d und 7e mit Längen von 1029 mm bzw. 1024 mm vorgesehen,
wobei in Fig. 2 die Statorpakete 7b, 7d und 7e eine Länge von 1029 mm haben und das
Statorpaket 7c 1024 mm lang ist. Würden auch die Statorendpakete 7a und 7f aus "ersten"
Statorpaketen bestehen, würde daraus eine Gesamtlänge von 3 - 1029 mm
+ 1 - 1024 mm + 2 - 1032 mm = 6175 mm resultieren, was insgesamt nur noch um
0,91 mm mehr ist, als dem 6174,09 mm betragenden Abstand der Achsen 11, 12 längs
der Raumkurve 9 entspricht. Dieses geringe Übermaß ist unbedeutend, da an der Stoßstelle
zwischen zwei Trägern 1 nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung jeweils Statorendpakete 6a, 6f bzw. 7a, 7f angeordnet werden, die eine Länge
von nur 1024 mm statt 1032 mm haben. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen,
daß an der Stoßstelle zwischen zwei Statorabschnitten 6 bzw. 7 Dehnungsspalte 20a + 21a
vorgesehen werden, die im Ausführungsbeispiel eine Breite von insgesamt 16 mm
aufweisen. Jedes Statorendpaket 6a, 6f, 7a, 7f ist daher um die Hälfte eines solchen
Dehnungsspalts kürzer. Liegt dagegen ein besonders ungünstiger Fall vor, wie dies für
den innen liegenden Statorabschnitt 7 der Fig. 2 gilt, können die inneren Statorendpakete
7a, 7f auch so verlegt werden, daß sie etwas in den Dehnungsspalt hineinragen, vorzugsweise
um je die Hälfte, d. h. hier um je 0,455 mm am Anfang 1a bzw. Ende 1b des
Trägers 1. Das hat zur Folge, daß beim Aufeinandertreffen von zwei identischen Trägern
1 zwischen den inneren Statorabschnitten 7 ein Dehnungsspalt von nur 16 mm - 0,91 mm
= 15,09 mm entsteht. Da die Länge der Dehnungsspalte mit einem gewissenen Übermaß
gewählt ist, kann die Verkürzung um 0,91 mm ohne weiteres toleriert werden.For the inner stator sections each result in slightly different conditions.
Would z. B. in Fig. 2 along the
Im Fall der Fig. 4 würde sich bei Anwendung von sechs "ersten" Statorpaketen 27a - 27f
in einem inneren Statorabschnitt 27 eine Gesamtlänge von 6 · 1032 = 6192 ergeben, was
um 1,25 mm mehr ist, als dem 6190,75 mm betragenden Abstand der beiden Achsen 11,
12 von einander entspricht. Um hier zu vermeiden, daß die Statorpakete 27a, 27f in den
Dehnungsspalt ragen müssen, wird eines der "ersten" Statorpakete durch ein "drittes"
Statorpaket (z.B. 27d) mit einer Länge von 1029 mm ersetzt. Dann ergibt sich rechnerisch
eine Gesamtlänge für die Statorpakete 27a - 27f von 5 - 1032 mm + 1 - 1029 mm
= 6189 mm, was einer Differenz von 1,75 mm zur Länge des betreffenden Raumkurvenabschnitts
und einer mittleren Spaltbreite von 0,35 mm entspricht.In the case of FIG. 4, using six "first" stator packs 27a-27f
in an
In der obigen Beschreibung wurden die Längen der Statorabschnitte 6, 7, 26 und 27
immer auf die Ebenen 11, 12 bezogen. Wird dagegen, wie im Zusammenhang mit dem
inneren Statorabschnitt 7 in Fig. 2 erläutert wurde, grundsätzlich ein Dehnungsspalt von
16 mm vorgesehen, kann die Länge der Statorendpakete 6a, 6f, bzw. 7 a, 7f usw. auch
durchweg mit 1024 mm (Länge des Statorabschnitts) + 8 mm (halber Dehnungsspalt)
angegeben werden. Das Maß von 1032 mm für diese Statorendpakete ist dann ein "ideelles"
Maß, das den halben Dehnungsspalt 20 bzw. 21 einschließt. Außerdem ist klar, daß
die Anfange und Enden 1a, 1b der Träger 1 und die Enden der Statorabschnitte nicht
immer bündig miteinander abschließen müssen. Es ist durchaus auch denkbar, den
Abstand der Trägeranfänge und -enden 1a, 1b längs der Raumkurven 8,9 kürzer oder
länger als die entsprechende Gesamtlänge der Statorabschnitte 6,7 bzw. 26,27 zu wählen.In the above description, the lengths of the
Es ist zweckmäßig, die angegebenen Längen sowohl für die mittleren Statorpakete als auch für die Statorendpakete als "ideelle" Längen zu bezeichnen. Statorpakete der hier interessierenden Art werden z. B. dadurch hergestellt, daß entsprechend zugeschnittene Elektrobleche gestapelt und dann z.B. unter Anwendung eines Druckgelierverfahrens mit einer Beschichtung in Form einer Korrosionsschutz- und/oder Isolierschicht umgeben werden (vgl. z.B. DE 197 03 497 A1). Dadurch ergeben sich für praktische Anwendungsfälle, die aus Fig. 5 bis 7 ersichtlichen Verhältnisse.It is useful, the specified lengths for both the middle Statorpakete as also for the Statorendpakete as "ideal" lengths to designate. Stator packages here kind of interest z. B. made by appropriately tailored Electro sheets stacked and then e.g. using a Druckgelierverfahrens with surrounded by a coating in the form of a corrosion protection and / or insulating layer (see, for example, DE 197 03 497 A1). This results in practical applications, the apparent from Fig. 5 to 7 ratios.
In Fig. 5 ist ein Endzahn 17a (vergleichbar z. B. mit dem in Fig. 3 linken Endzahn 17)
eines "ersten" Statorpakets (6c in Fig. 2) dargestellt. Danach weist das Statorpaket 6c ein
Blechpaket 28 auf, das rundum von einer z. B. 1 mm dicken Beschichtung 29 umgeben
ist. Dabei ist das Blechpaket 28 unter Berücksichtigung der Rasterung (im Ausführungsbeispiel
86 mm) hergestellt, da es allein für die magnetischen Eigenschaften verantwortlich
ist. Das Blechpaket 28 bestimmt daher die "magnetische" Länge des Statorpakets 6c.
Daraus folgt, daß die Zähne 14 und Nuten 15, magnetisch betrachtet, z.B. eine Länge von
je 43 mm aufweisen, während die Nuten 15, "materiell" betrachtet, wegen der Beschichtung
29 nur eine Länge von 43 mm - 2 mm = 41 mm haben, was in magnetischer
Hinsicht unbedeutend ist. An den beiden Enden des Statorpakets 6c muß die Beschichtung
29 jedoch beachtet werden, weil hier zwei Endzähne an einer gedachten Ideallinie bzw.
Ebene 30 an einander stoßen. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß zwei Statorpakete
nicht unter Bildung eines Idealspalts von 0 mm aneinandergrenzen, sondern real Montagespalte
von z. B. 0,2 mm zu beachten sind. Wird auf jeder Seite eines Statorpakets die
Hälfte eines solchen Montagespalts in die Betrachtungen einbezogen, wie in Fig. 5 durch
die Linie 30 angedeutet ist, ergibt sich, daß der Endzahn 17a eine "ideelle" Länge a von
21,5 mm, eine "materielle" Länge b von 21,4 mm und eine "magnetische" Länge von
20,4 mm besitzt. Das Maß a - b = 0,1 mm entfällt dabei automatisch auf den materiell
nicht in Erscheinung tretenden, aber beim Einbau der Statorpakete zu berücksichtigenden
Montagespalt von insgesamt 0,2 mm.5 shows an
Bezogen auf die anhand der Fig. 2 und 4 angegebenen Längen bedeutet dies, daß unter
Berücksichtigung des Umstands, daß jedes Statorpaket zwei Endzähne 17 aufweist
(Fig. 3), ein "erstes" Statorpaket 6c eine "ideelle" Länge von 1032 mm, eine "materielle"
Länge von 1031,8 mm und eine "magnetische" Länge von 1029,8 mm besitzt. Die
dadurch an seinen Enden bewirkte Magnetfeld-Störung, die aus der Verkürzung der
Blechlänge des Endzahns 17a um 1,1 mm resuliert, ist im Hinblick auf das Trag- und
Fahrverhalten einer Magnetschwebebahn tolerierbar.Based on the lengths given with reference to FIGS. 2 and 4, this means that under
Considering the fact that each stator has two end teeth 17
(Fig. 3), a "first"
Fig. 6 zeigt die Verhältnisse an einem "zweiten" Statorpaket (z. B. 6d Fig. 2) mit einer
Länge von 1035 mm. Da das Statorpaket 6d insgesamt 3 mm länger ist als das Statorpaket
6c nach Fig. 5, hat an jedem Ende ein Endzahn 17b bei sonst gleichen Verhältnissen die
Maße a = 23,0 mm, b = 22,9 mm und c = 21,9 mm, d. h. die "magnetische" Länge
jedes Endzahns ist im Vergleich zu Fig. 5 um 1,5 mm länger. Insgesamt hat das Statorpaket
6d somit eine "ideelle" Länge von 1035 mm, eine "materielle" Länge von 1034,8 mm
und eine "magnetische" Länge von 1032,8 mm.6 shows the relationships on a "second" stator stack (
Hat ein "zweites" Statorpaket eine Länge von 1040 mm (z. B. 6e in Fig. 2), dann beträgt das Maß c = 24,4 mm. Handelt es sich dagegen um "dritte" Statorpakete, deren Längen gegenüber den "ersten" Statorpaketen verkürzt sind, würde sich bei einer "ideellen" Länge von 1029 mm (z. B. 7b in Fig. 2) ein Maß c = 18,9 mm und bei einer "ideellen" Länge von 1024 mm (z. B. 7c in Fig. 2) ein Maß c = 16,4 mm ergeben. If a "second" stator pack has a length of 1040 mm (eg 6e in Fig. 2), then the dimension c = 24.4 mm. If, on the other hand, these are "third" stator packs whose lengths are shortened compared with the "first" stator packs, a dimension c = 18.9 would be the case for an "ideal" length of 1029 mm (eg 7b in FIG mm and at a "ideal" length of 1024 mm (eg 7c in Fig. 2) give a dimension c = 16.4 mm.
Schließlich zeigt Fig. 7 einen Endzahn 17 c für ein Statorendpaket 7a in Fig. 2. Hier
berechnet sich die "ideelle" Länge von 1024 mm nicht bis zu einer Linie 30, die einen
Montagespalt berücksichtigt, sondern z. B. bis zur Ebene 11 in Fig. 2, die auch die Hälfte
eines Dehnungsspalts, d. h. zusätzlich 8 mm Spaltbreite einschließt. In diesem Fall hat der
Endzahn 17c eine "magnetische" Länge von nur c = 12,4 mm, eine "materielle" Länge b
= 13,4 mm und eine "ideelle" Länge d = 13,4 mm + 0,1 mm (Montagespaltanteil) + 8
mm (Dehnungsspaltanteil) = 21,5 mm. Der zweite Endzahn des Statorpakets 7a entspricht
dem des Statorpakets 6c nach Fig. 5.Finally, Fig. 7 shows an
Aufgrund der anhand in Fig. 7 beschriebenen Gegebenheiten ist die "ideelle" Länge des
Endzahns 17c mit d = 21,5 mm genau so lang wie die "ideelle" Länge des Endzahns 17a
nach Fig. 5. Stoßen daher zwei derartige Statorpakete im Bereich einer Dehnungsfuge
aneinander, dann beträgt die Gesamtzahnlänge 2 - 21,5 mm = 43 mm, d. h. es ergibt
sich zwar eine Störung aufgrund der geringen "magnetischen" Länge, es tritt aber keine
Änderung der Zahn/Nut-Teilung ein. Da derartige Störungen außerdem nur im Bereich
zwischen zwei Trägern 1 und damit nicht mit einer der Statorpaketlänge entsprechenden
Periodizität auftreten, sind sie vergleichsweise unbedeutend. Das gilt insbesondere dann,
wenn üblicherweise Träger verwendet werden, die um ein Vielfaches der Zahn/Nut-Teilung
länger als der Träger 1 sind. Außerdem ist das Statorendpaket 7a so ausgebildet,
daß es wie das Statorpaket 7b auch als "drittes" Statorpaket verwendet werden kann.Due to the circumstances described with reference to Fig. 7, the "ideal" length of the
Die Anwendung der "zweiten" und "dritten" Statorpakete findet wie die der Statorendpakete
unter Berücksichtigung der Zahn/Nut-Teilung statt. In Fig. 8 ist z. B. die Stoßstelle
zwischen den Statorpaketen 6c und 6d dargestellt, wobei mit einem Doppelpfeil M die
"magnetische" Lücke und mit einem Doppelpfeil N die materielle Spaltbreite angegeben
sind. Die Maße a - b (z. B. = 0,1 mm) deuten hier wie in Fig. 5 und 6 jeweils den Anteil
der Statorpakete 6c, 6d an gedachten Montagespalt 0,2 mm an, während ein Maß e (z. B.
= 0,3 mm) einen zusätzlichen Spaltanteil bedeutet, der sich aus der oben anhand der Fig.
2 erläuterten Differenz von 1,51 mm zwischen der "ideellen" äußeren Statorabschnittlänge
und der Länge der Raumkurve 8 zwischen den Ebenen 11,12 ergibt. Die erfindungsgemäß
verbleibende Magnetfeld-Störung ergibt sich daraus, daß die beiden anstoßenden Endzähne
17a, 17b zusammen eine "ideelle" Länge von 21,5 mm + 23,0 mm + 0,3 mm = 44,8
mm statt sonst 43 mm haben. Im übrigen bleibt die Rasterung unverändert. The application of the "second" and "third" stator packs takes place like that of the Statorendpakete taking into account the tooth / groove division. In Fig. 8 z. B. the joint between the
Schließlich zeigt Fig. 9 eine Stoßstelle zwischen den Statorpaketen 6d und 6e. Da ein
Endzahn 17d des Statorpakets 6e eine ideelle Länge von 25,5 mm hat, beträgt hier die
Gesamtlänge des aus beiden Statorpaketen 6d, 6e gebildeten Zahns 23 mm + 25,5 mm
+ 0,3 mm = 48,8 mm statt 43 mm. Im übrigen bleibt die Rasterung unverändert.Finally, Fig. 9 shows a joint between the
Durch die erfindungsgemäßen Veränderungen der Längen der Endzähne um Bruchteile
einer Zahn/Nut-Teilung 16 (Fig. 3) wird einerseits erreicht, daß die für das Tragverhalten
eines Fahrzeugs der Magnetschwebebahn entscheidenden "magnetischen" Lücken M
zwischen den Endzähnen auch in ungünstigsten Fällen sehr klein bleiben (z. B. 2,5 mm in
Fig. 8 und 9). Daher ist die Gefahr, daß sich mechanische Schwingungen aufbauen,
erheblich reduziert. Andererseits bleiben auch die für den Antrieb verantwortlichen
Magnetfeld-Störungen im Bereich zwischen zwei Endzähnen gering, so daß keine
Beeinträchtigungen des Fahrkomforts eintreten. Schließlich können durch die sinnvolle
Kombination der beschriebenen fünf unterschiedlichen mittleren Statorpakete, denen an
den Trägeranfängen bzw. -enden 1a, 1b je ein Statorendpaket hinzugefügt wird, praktisch
alle Fahrwegkonfigurationen mit Krümmungen bis herab zu Krümmungsradien von z.B.
350 m realisiert werden, ohne daß sich in den Stoßstellen der Statorpakete innerhalb eines
Trägers 1 Spalte ergeben, die eine größere Breite als eine vorgewählte maximale
"materielle" Spaltbreite N (Fig. 8, 9) von z. B. ca. 0,6 mm (einschließlich 0,2 mm
Montagespalte) aufweisen.The inventive changes in the lengths of the end teeth to fractions of a tooth / groove pitch 16 (Fig. 3) on the one hand ensures that the decisive for the bearing behavior of a vehicle of the magnetic levitation "magnetic" gaps M between the end teeth even in the worst case very small remain (eg 2.5 mm in Figures 8 and 9). Therefore, the risk that build up mechanical vibrations, significantly reduced. On the other hand, the responsible for the drive magnetic field interference in the area between two end teeth remain low, so that no impairment of ride comfort occur. Finally, by the sensible combination of the described five different central stator packets to which a Statorendpaket is added to the carrier starts or ends 1a, 1b, virtually all Fahrweg configurations with curvatures down to radii of curvature of eg 350 m can be realized without that in give the joints of the stator packets within a
Die beschriebenen mittleren Statorpakete und Statorendpakete werden zweckmäßig so
miteinander kombiniert, daß
Die Anwendung der "zweiten" und "dritten" Statorpakete und der Statorendpakete unter
Berücksichtigung der vorgegebenen Zahn/Nut-Teilung ließe sich alternativ auch dadurch
verwirklichen, daß die anhand der Fig. 5 bis 7 erläuterte Änderung der Länge der
Endzähne jeweils anteilig auf alle in einem Statorpaket vorhandenen Zähne und Nuten
verteilt wird. Bei insgesamt 24 Zähnen/Nuten und einer Längenänderung von z. B. 3 mm
würde das eine Änderung der Rasterung bzw. Zahn/Nut-Teilung von 0,125 mm bedeuten,
was weder im Hinblick auf das Tragverhalten noch im Hinblick auf das Fahrverhalten
bedeutsam ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Änderung der Länge der
Endzähne jeweils allein auf die vorhandenen Zähne zu verteilen, was einer vertretbaren
Längenänderung der Zähne von 0,25 mm entsprechen und den Vorteil haben würde, daß
die Breite der Nuten 15 unverändert bleibt, wie es für einen sicheren Einbau des Wechselstromkabels
erwünscht ist.The application of the "second" and "third" stator packets and the stator end packets under
Consideration of the predetermined tooth / groove pitch could alternatively be characterized
realize that the explained with reference to FIGS. 5 to 7 change in the length of
End teeth in each case proportionally on all teeth and grooves present in a stator packet
is distributed. With a total of 24 teeth / grooves and a change in length of z. B. 3 mm
would that mean a change in pitch of 0.125 mm,
which is neither with regard to the carrying behavior nor with regard to the handling
is significant. Another option is to change the length of the
To distribute the end teeth alone on the existing teeth, which is a justifiable
Length change of the teeth of 0.25 mm correspond and would have the advantage that
the width of the
Die Erfindung wurde anhand eines Trägers 1 mit einer zwischen den Punkten 18 und 19
gemessenen Länge von 6192 mm erläutert. Dabei ist jedoch klar, daß auch Träger mit
anderen Längen verwendet werden können. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
zusätzlich zwei weitere Träger zu verwenden, die etwa vier- bzw. zehnmal so lang wie
der Träger 1 sind und mit denselben beschriebenen Statorpaketen bestückt werden können.
Bei Anwendung dieser Träger ist der Abstand der zugehörigen Punkte 18,19 mit z. B.
24768 mm oder 61920 mm ebenfalls gleich einem ganzzahligen Vielfachen sowohl der
Zahn/Nut-Teilung 16 als auch der Länge der "ersten" Statorpakete. Diese beiden Träger
werden nachfolgend wie die Träger 1 als Serienträger bezeichnet.The invention was based on a
Beträgt der Abstand der Punkte 18, 19 z.B. 61920 mm, wird zwischen aufeinander folgenden
Trägern bzw. den zugehörigen Statorendpaketen vorzugsweise ein Dehnungsspalt von
86 mm vorgesehen. Zur Realisierung dieses Spalts wird analog zur obigen Beschreibung
ein weiteres Statorendpaket mit einer "ideellen" Länge von 1032 mm verwendet, das
jedoch abweichend von den Statorendpaketen 6a, 6f usw. eine "materielle" Länge von
945,8 mm und eine "magnetische" Länge von 943,8 mm besitzt. Dieses Statorendpaket
unterscheidet sich von den "ersten" Statorpaketen dadurch, daß es genau um eine Zahn/Nut-Teilung
16 von 86 mm gekürzt ist und daher seine "ideelle" Länge einen Monatagespaltanteil
von 0,1 mm und einen Dehnungsspaltanteil von 86 mm einschließt. Im
Gegensatz zu den Trägern 1 ist bei Serienträgern dieser Länge außerdem vorgesehen, daß
der Dehnungsspalt von 86 mm nur einmal in der Stoßstelle zwischen zwei Trägern
auftritt, d.h. die zugeordneten Anfänge bzw. Enden der angrenzenden Träger normal
ausgebildet sind. Wie im Fall des 1024 mm langen Statorendpakets könnte auch das
materiell 945,8 mm lange Statorendpaket als "drittes" Statorpaket verwendet werden.If the distance of
Unter Berücksichtigung dieser Maße ergibt sich für einen Träger mit einem Krümmungsradius
von z. B. 350 m um die Achse 3 in Fig. 1 und mit einer Längs- und Querneigung
um die Achsen 4 und 5 von jeweils 0° z. B. auf der Innenseite eine Gesamtlänge von
61723,63 mm und auf der Außenseite eine Gesamtlänge von 62116,37 mm zwischen den
Ebenen 11 und 12 und längs der Raumkurven 9 bzw. 8. Der innere Statorabschnitt wird
z. B. wie folgt realisiert: Es werden 55 "dritte" Statorpakete mit einer "ideellen" Länge
von 1029 mm und vier "dritte" Statorpakete mit einer "ideellen" Länge von 1024 mm
verwendet, und außerdem wird am Anfang oder am Ende des Trägers ein Statorendpaket
mit einer "ideellen" Länge von 1032 mm und einer "materiellen" Länge von 945,8 mm
angebracht. Es ergibt sich dann 55 · 1029 mm + 4 · 1024 mm + 1 · 1032 mm
= 61723 mm, woraus eine Abweichung von insgesamt nur G = 0,63 mm bzw. eine
zusätzliche mittlere Spaltbreite von 0,01 mm resultiert. Auf der Kurvenaußenseite werden
dagegen 55 "zweite" Statorpakete mit einer "ideellen" Länge von 1035 mm und vier
"zweite" Statorpakete mit einer "ideellen" Länge von 1040 mm verwendet, während an
einem der Enden das oben beschriebene Statorendpaket hinzukommt. Daraus ergibt sich
55 · 1035 mm + 4 · 1040 mm + 1 · 1032 mm = 62117 mm, d.h. es entsteht ein
Übermaß von nur G = 0,63 mm. Dieser Überschuß wird analog zum weiter oben
beschriebenen Beispiel dadurch berücksichtigt, daß das Statorendpaket um dieses Maß in
den Dehnungsspalt hineinragt, so daß dieser nur 85,37 mm beträgt, was ohne weiteres
tolerierbar ist. Die zusätzliche mittlere materielle Spaltbreite zwischen den Statorpaketen
ist daher gleich Null. Taking into account these dimensions results for a carrier with a radius of curvature of z. B. 350 m about the
Entsprechende Berechnungen lassen sich für einen Serienträger anstellen, der zwischen
Punkten 18 und 19 angeordnet ist, die einen Abstand von 24768 mm voneinander
aufweisen.Corresponding calculations can be made for a series carrier, the between
Dadurch wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß alle Fahrwege baukastenartig aus einem
kostengünstig herstellbaren-Bausatz zusammengestellt werden können, der z. B. nur drei
unterschiedlich lange Serienträger, vier unterschiedlich lange mittlere Statorpakete und
zwei unterschiedliche lange Statorendpakete enthält, die bei Bedarf auch als mittlere
Statorpakete verwendet werden können. Es ist dann lediglich erforderlich, die Raumkurve
2 durch Punkte 18,19 in Abschnitte zu unterteilen, deren Längen entsprechend den Längen
der im Enzelfall verwendeten Träger bemessen sind, wodurch sich die Projektierung eines
Fahrwegs wesentlich vereinfachen läßt.As a result, the additional advantage is achieved that all driveways like a box
can be assembled cost-effectively kit, the z. B. only three
different length serial carriers, four different length medium stator packs and
contains two different long Statorendpakete, if necessary, as a medium
Stator packages can be used. It is then only necessary, the
Die Verteilung der unterschiedlich langen Statorpakete kann im Prinzip beliebig erfolgen. Vorzugsweise werden aber die "zweiten" Statorpakete nur für äußere und die "dritten" Statorpakete nur für innere Statorabschnitte verwendet. Außerdem ist es zweckmäßig, die von der normalen Länge (1032 mm) abweichenden Statorpakete gleichmäßig über die Statorabschnitte zu verteilen.The distribution of different length stator packs can be done in principle arbitrary. Preferably, however, the "second" stator packets only for outer and the "third" Stator packages used only for inner stator sections. It is also appropriate, the from the normal length (1032 mm) deviating stator packets evenly over the Distribute stator sections.
Die anhand der obigen Ausführungsbeispiele erläuterte Erfindung bringt vor allem auch erhebliche Vorteile bei der Projektierung und Herstellung eines Fahrwegs mit zwei Fahrspuren mit sich, wie nachfolgend anhand der Fig. 10 erläutert ist. Außerdem ist sie problemlos auch auf Trassen mit mehr als zwei Fahrspuren übertragbar.The explained with reference to the above embodiments invention brings above all considerable advantages in the design and manufacture of a driveway with two Lanes with it, as explained below with reference to FIG. 10. Besides, she is easily transferable even on routes with more than two lanes.
Fig. 10 zeigt einen Fahrweg für eine Magnetschwebebahn mit zwei Fahrspuren 31 und 32,
die gekrümmte und ggf. auch gerade Fahrwegabschnitte aufweisen. Jede Fahrspur 31, 32
ist analog zum Fahrweg nach Fig. 1 bis 9 ausgebildet und daher durch eine Raumkurve 2a
bzw. 2b und je zwei Raumkurven 8a, 8b bzw. 9a, 9b charakterisiert, die den Raumkurven
2, 8 und 9 nach Fig. 2 und 4 entsprechen. Dabei ist vorausgesetzt, daß in einem ersten
Verfahrensschritt nicht nur diese Raumkurven, sondern auch zugehörige Zwangspunkte
33, 34 festgelegt wurden. Dabei kann es sich beim Zwangspunkt 33 z. B. um den Anfang
des gesamten Fahrwegs handeln, während der Zwangspunkt 34 z. B. den Beginn eines
Sonderbauwerks in Form einer Brücke, eines Bahnhofs od. dgl. darstellt. Der zwischen
den beiden Zwangspunkten 33, 34 liegende Teil des Fahrwegs wird nachfolgend als
Projektierungsabschnitt 35 bezeichnet.10 shows a guideway for a magnetic levitation railway with two
Die Herstellung des Fahrwegs innerhalb des Projektierungsabschnitts 35 beginnt erfindungsgemäß
damit, daß zunächst der Abstand zwischen den Zwangspunkten 33, 34 so
festgelegt wird, daß die Raumkurve 2a derjenigen Fahrspur 31, die mit einem äußeren
Fahrspurabschnitt an den zweiten Zwangspunkt 34 grenzt, eine Länge besitzt, die genau
einem ganzzahligen Vielfachen einer vorgewählten Zahn/Nut-Teilung (hier z. B. 86 mm)
entspricht. Das ist ohne weiteres möglich, da der Anfang des auf den Zwangspunkt 34
folgenden Sonderbauwerks ohne weiteres um das dazu maximal erforderliche, der halben
Zahn/Nut-Teilung entsprechende Maß (hier 43 mm) nach vorn oder hinten verlegt werden
kann. Ferner ist klar, daß der Abstand zwischen den beiden Zwangspunkten 33, 34 längs
der anderen Fahrspur 32 um ein Maß u, das höchstens gleich der Hälfte des Rastermaßes,
d. h. hier höchstens gleich 43 mm ist, größer oder kleiner sein kann, als einem ganzzahligen
Vielfachen der vorgewählten Zahn/Nut-Teilung 16 entspricht. Schließlich wird unter
einem äußeren Fahrspurabschnitt analog zu Fig. 2 und 4 ein Fahrspurabschnitt verstanden,
der in einer Kurve des Fahrwegs außen liegt. Grenzt an den Zwangspunkt 34 (oder auch
33) ein gerader Fahrspurabschnitt, dann wird dieser ebenfalls als äußerer Fahrspurabschnitt
bezeichnet, sofern der erste vom geraden Abschnitt abweichende Abschnitt ein
äußerer Abschnitt ist. Entsprechendes gilt für die inneren Fahrspurabschnitte.The production of the travel path within the projecting
Ausgehend davon wird nun in einer vorgewählten Projektierungsrichtung (Pfeil z) und
beginnend am ersten Zwangspunkt 33 mit der Projektierung der Träger für den Fahrweg
begonnen, indem an den Zwangspunkt 33 ein für den äußeren angrenzenden Fahrspurabschnitt
bestimmter Serienträger 36 gemäß obiger Beschreibung angesetzt wird. Daran
anschließend werden für den äußeren Fahrspurabschnitt weitere Träger 37 geplant, und
zwar so lange, bis ein Krümmungswechselpunkt 38 erreicht wird, der hier als eine normal
zur Raumkurve 2b verlaufende Linie angedeutet ist. Dabei legen die Anfänge und Enden
der Serienträger 36 und 37 die Positionen für schematisch angedeutete Loslager 39 und 40
und die Mitten der Serienträger 36 und 37 die Positionen für entsprechende Festlager 41
fest, die dann entsprechend den üblichen Methoden berechnet und durch die Projektierung
der zugehörigen Stützen oder sonstigen Unterbauten ergänzt werden. Proceeding from this, in a preselected projecting direction (arrow z ) and starting at the first constraining point 33, the projecting of the support for the infrastructure is started by specifying at the constraining point 33 a
Schematisch angedeutete Ebenen 42 bzw. Trägeranfänge und -enden entsprechen in Fig. 2
und 4 den Ebenen 11 und 12, auf denen die Punkte 18 und 19 liegen, und Ebenen 43
bzw. die Trägermitten den Ebenen 10, wobei je nach Fall und Gelände die Ebenen 43 und
die Festlager 41 auch außermittig bezüglich der Träger angeordnet sein können.Schematically indicated
Im Hinblick auf den an den Zwangspunkt 33 grenzenden inneren Fahrspurabschnitt der
Fahrspur 31 könnte prinzipiell auf dieselbe Weise vorgegangen werden. Wegen der
kürzeren Bogenlänge im inneren Bereich würde das allerdings zur Folge haben, daß sich
zwischen den Anfängen bzw. Enden der Träger ein immer größerer Versatz ergeben
würde, wie im Bereich des Krümmungswechselpunkts 38 durch ein Maß v angedeutet ist.
Dieser Versatz v wäre in ungünstigen Fällen so groß, daß die Lager für diese Träger
nicht mit Hilfe derselben Stützen und Unterbauten wie für den äußeren Fahrspurahschnitt
errichtet werden könnten, d. h. praktisch zwei völlig separate Fahrwege für die beiden
Spuren entstehen würden, was aus Kostengründen unerwünscht ist. Erfindungsgemäß wird
demgegenüber vorgeschlagen, für den inneren Fahrspurabschnitt Träger zu verwenden, die
im Vergleich zu den im äußeren Fahrspurabschnitt verwendeten Serienträgern derart
gekürzt sind, daß der Versatz v an den Enden stets unterhalb eines tolerierbaren Maßes
ist.With regard to the inner lane section of the
Hierzu wird, ausgehend vom Zwangspunkt 33, für den inneren Fahrspurabschnitt zunächst
ein Träger 44 vorgesehen, dessen Länge ursprünglich der des Serienträgers 36 entspricht,
aber um so viele ganzzahlige Vielfache der Zahn/Nut-Teilung gekürzt ist, daß die für sein
Ende maßgebliche Ebene 42a um ein Maß w zur Ebene 42 versetzt ist, das kleiner als die
halbe Zahn/Nut-Teilung ist. Je nach Fall kann der Träger 44 dabei um dieses Maß über
die Ebene 42 hinausragen oder vor dieser Ebene 42 enden. Entsprechend wird mit dem in
Projektierungsrichtung z folgenden Träger, z. B. einem Träger 45, vorgegangen, der an
den Träger 44 in derselben Weise angesetzt wird, wie oben in Verbindung mit Fig. 1 bis
9 ausführlich beschrieben wurde. Entsprechend der Lage der nächsten Ebene 42 wird
dieser Träger 45, falls erforderlich, wiederum um ein ganzzahliges Vielfaches der
Zahn/Nut-Teilung gekürzt, so daß der Versatz v kleiner als hier 43 mm ist.For this purpose, starting from the forcing point 33, initially a
Da der außen befindliche Träger 37 um nicht mehr als die Hälfte seiner Länge über den
Krümmungsmittelpunkt 38 hinausragt, bildet er den letzten Serienträger des äußeren
Abschnitts. Im weiteren Verlauf werden die Serienträger längs des jetzt außen liegenden
Fahrspurabschnitts der Fahrspur 31 verwendet, indem ein erster Serienträger 46 an den
Träger 45 angeschlossen wird, während auf dem jetzt innen liegenden Fahrspurabschnitt
der Fahrspur 32 Träger (z.B. 47) verwendet werden, die um ganzzahlige Vielfache der
Zahn/Nut-Teilung gekürzt werden, damit ein Versatz x kleiner als 43 mm ist. Diese
Verfahrensweise wird fortgesetzt, bis entweder ein weiterer Krümmungswechselpunkt oder
der Zwangspunkt 34 erreicht ist.Since the
Im Bereich des Zwangspunkts 34 ist es in der Regel nicht möglich, einen Serienträger zu
verwenden, es sei denn, dieser würde zufällig die erforderliche Länge besitzen. Daher
wird dort auch im äußeren Bereich ein Träger 48 verwendet, der um ein ganzzahliges
Vielfaches der Zahn/Nut-Teilung kleiner ist, und entsprechendes gilt für einen Träger 49
am Ende des inneren Fahrspurabschnitts. Außerdem ist klar, daß aufgrund der beschriebenen
Verfahrensweise der Träger 48 mit einem Versatz von Null an den Zwangspunkt 34,
der Träger 49 dagegen mit dem Versatz u an den Zwangspunkt grenzt, der kleiner ist, als
der halben Zahn/Nut-Teilung entspricht, wobei dieser Träger 49 kurz vor oder kurz hinter
dem Zwangspunkt 34 enden kann.In the area of the
Wäre der verwendete Serienträger 37 so lang, daß er um mehr als die Hälfte seiner Länge
über den Krümmungswechselpunkt 38 hinausragt, würde bereits beim vorhergehenden
Träger mit dem Wechsel der Fahrspur für die Serienträger begonnen, d.h. in diesem Fall
wäre bereits der Träger 45 ein Serienträger und der Träger 37 ein gekürzter Träger.If the
Die beschriebene Verfahrensweise bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß sich die
Positionen für die Loslager 39, 40 aus der Projektierung von längs der beiden Fahrspuren
31,32 angeordneten Serienträgern ergeben und für die Loslager der jeweils gekürzten
Träger dieselben Stützen und Unterbauten verwendet werden können, weil der Versatz u,
v, w bzw. x der Trägerenden vergleichsweise klein und an keiner Stelle größer als hier 43
mm ist. Entsprechendes gilt für die Festlager 41, die höchstens um diesen Wert versetzt
sein können.The method described has the significant advantage that the positions for the
Nachdem die Art und die Länge der verschiedenen Träger festgelegt ist, können diese
einzeln mit Statorpaketen belegt werden. Für die Serienträger erfolgt dies entsprechend
der obigen Beschreibung. Dabei versteht sich, daß für die Längen der einzelnen Serienträger
immer die Punkte 18, 19 nach Fig. 2 und 4 maßgeblich sind, so daß es sich um
"ideelle", zwischen den Ebenen 42 usw. gemessene Längen handelt, wie aus der Beschreibung
der Fig. 2 und 4 hervorgeht. Im Hinblick auf die gekürzten Träger besteht der
einzige Unterschied darin, daß sie eine um ein ganzzahliges Vielfaches der Zahn/Nut-Teilung
kürzere Länge als die Serienträger aufweisen. Sie können daher wie die Serienträger
mit Statorpaketen ausgerüstet werden, wobei für jede Verkürzung um eine Zahn/Nut-Teilung
z.B. ein oben als Statorendpaket beschriebenes Statorpaket verwendet werden
kann, das eine materielle Länge von 945,8 mm aufweist, d.h. um eine Zahn/Nut-Teilung
gegenüber den "ersten" Statorpaketen gekürzt ist.After the type and length of the various carriers is fixed, these can
can be occupied individually with stator packages. This is done accordingly for the serial carriers
the above description. It is understood that for the lengths of the individual series carrier
always the
Daraus erfolgt, daß für die beiden Fahrspuren 31 und 32 sowohl die Serienträger als auch
die Statorpakete des beschriebenen Bausatzes verwendet werden können und innen
liegende Träger lediglich zu kürzen sind. Weiterhin kann im Anschluß an den zweiten
Zwangspunkt 34 in analoger Weise weiter vorgegangen werden, indem zunächst ein ggf.
vorhandenes Sonderbauwerk im 86er-Raster geplant und dann der nächste Fahrwegabschnitt
in der beschriebenen Weise projektiert wird. Dadurch kann die gesamte herzustellende
Strecke in dem einmal gewählten Raster geplant bzw. in Stücke mit einer der
Zahn/Nut-Teilung entsprechenden Länge eingeteilt und dann in der vorgewählten Richtung
z projektiert werden.It follows that for the two
Die oben beschriebenen Verfahrensweise zur Projektierung und zum Bau eines Fahrwegs
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich um Serienträger großer Länge (z. B.
61920 mm oder 24768 mm handelt. Bei Anwendung von vergleichsweise kurzen, meistens
ebenerdig verlegten Trägern (z.B. den Trägern 1 nach Fig. 2 und 4) muß das beschriebene
Verfahren in der Regel nicht angewendet werden, weil hier die Bereitstellung getrennter
Unterbauten für die Träger 1 ohne weiteres möglich ist. Gekürzte Stücke dieser Träger
brauchen daher stets erst am Ende eines aus diesen Trägern gebildeten Fahrwegabschnitts
eingefügt werden, um den zugeordneten Zwangspunkt mit einem Versatz von weniger als
43 mm zu erreichen.The procedure described above for the design and construction of a track
is particularly advantageous when it comes to serial carriers of great length (eg.
61920 mm or 24768 mm. When using comparatively short, mostly
at ground level (e.g., the
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt weden können. Dies gilt insbesondere für die beschriebenen Längen, Zahn/Nut-Teilungen, Montagespalte, Dehnungsspalte und sonstigen Maßangaben. Entsprechende Bausätze aus Trägern und Statorpaketen lassen sich natürlich auch mit anderen Zahn/Nut-Teilungen realisieren. Weiter wäre es möglich, anstelle von nur je zwei unterschiedlichen "zweiten" bzw. "dritten" Statorpaketen und einem "ersten" Statorpaket noch weitere "erste", "zweite" und "dritte" Statorpakete mit anderen als den angegebenen Längen und/oder anderen als den angegebenen Abstufungen vorzusehen oder das eine oder andere "zweite" bzw. "dritte" Statorpaket wegfallen zu lassen, in welchem Fall sich auch andere Ungleichungen für G ergeben können.The invention is not limited to the described embodiments, which can be modified in many ways. This applies in particular to the described lengths, tooth / groove divisions, assembly gaps, expansion gaps and other dimensions. Corresponding kits of carriers and stator packages can of course be realized with other tooth / groove divisions. Furthermore, it would be possible, instead of just two different "second" or "third" stator packs and a "first" stator pack, to include further "first", "second" and "third" stator packs with lengths other than those indicated and / or others to provide as the specified gradations or to omit one or the other "second" or "third" stator packet, in which case other inequalities for G may result.
Außerdem ist es möglich, zum Anschluß des Fahrwegs an Sonderbauwerke wie z. B. Brücken od. dgl. weitere "dritte" Statorpakete vorzusehen, bei denen z. B. eine vorgewählte Anzahl von Zähnen/Nuten ganz fehlt oder die beliebig gekürzt werden, um die zum Anschluß an das jeweilige Sonderbauwerk benötigten Differenzlängen auszugleichen bzw. Dehnungsspalte zu schaffen. Weiter können mit der Erfindung auch Fahrwege für Fahrzeuge mit mehr als zwei Statoren oder Fahrwege mit zwei Spuren und vier Statoren oder Fahrwege mit drei oder mehr Spuren realisiert werden, wobei diese Spuren jeweils auf denselben Trägern oder auf mechanisch miteinander gekoppelten und auf gemeinsamen Fest- und Loslagern gelagerten Trägern angeordnet werden können.It is also possible to connect the infrastructure to special structures such. B. Bridges or the like. Provide more "third" stator, where z. B. a preselected Number of teeth / grooves are completely missing or can be shortened arbitrarily to the To compensate for the connection to the particular special structure needed differential lengths or to create expansion gaps. Next, with the invention also routes for Vehicles with more than two stators or driveways with two lanes and four stators or routes are realized with three or more tracks, these tracks each on the same carriers or mechanically coupled and on common Fixed and movable bearings stored carriers can be arranged.
Claims (18)
- Guideway for a magnetic-levitation train with a long-stator linear drive having at least two parallel stators, including: a plurality of support beams (1), which are arranged along a route for the formation of straight and curved guideway sections, and stator sections mounted on the support beams (1), said stator sections being arranged along parallel space curve sections allocated to them and comprising straight stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) and likewise straight middle stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) arranged between these, which are laid in the region of the curved guideway sections to form outer and inner stator sections (6, 7, 26, 27) in the manner of traverses and are separated from one another by gaps (23, 24), wherein, calculated on the basis of an imaginary space curve (2) located between the two space curve sections, the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) and the middle stator packs (6b-e; 7be; 26b-e; 27b-e) have a preselected tooth/groove pitch (16) as well as different "ideal" lengths, which differ from one another by fractions of a tooth/groove pitch (16) and result from the sums of one respective sheet stack, assembly gap and coating component, characterised in that the middle stator packs (6be; 7b-e; 26b-e; 27b-e) in at least one outer and inner stator section (6, 7, 26, 27) are combined with one another, taking into consideration their different "ideal" lengths, in such a way that a total "material" gap between the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) and the middle stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) of this stator section (6, 7, 26, 27) has the smallest possible width, wherein the total "material" gap is the difference between the length of a space curve section (8, 9) allocated to this stator section (6, 7, 26, 27) and the sum of the "ideal" lengths of the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) lying in this stator section (6, 7, 26, 27) and the middle stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e).
- Guideway according to Claim 1, characterised in that the middle stator packs include first stator packs (6c, 26b-e; 27b,c,e) with an "ideal" length, which corresponds to an integral multiple of the tooth/groove pitch (16).
- Guideway according to Claim 2, characterised in that the middle stator packs include second and third stator packs (6b,d,e; 7b-e; 27d), the "ideal" lengths of which are larger or smaller than lengths of the first stator packs (6c; 26b-e; 27b,c,e) by fractions of a tooth/groove pitch (16).
- Guideway according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the support beams (1) are laid between points (18, 19) of the space curve (2), which are spaced at distances from one another, which correspond to an integral multiple of the tooth/groove pitch (16).
- Guideway according to Claim 4, characterised in that the distances between the points (18, 19) predominantly also correspond to integral multiples of the "ideal" lengths of the first stator packs (6c; 26b-e; 27b,c,e).
- Guideway according to one of Claims 1 to 5, characterised in that between stator sections of two support beams (1) adjoining one another in route direction expansion gaps (20a, 21a) are respectively provided and stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) allocated to these have a length, which, taking into consideration the sizes of the expansion gaps (20a, 21a), have a "material" length, which is smaller than the length of the first stator packs (6c; 26b-e; 27b,c,e) by a fraction of a tooth/groove pitch (16).
- Guideway according to one of Claims 1 to 6, characterised in that between stator sections of two support beams (1) adjoining one another in route direction expansion gaps (20a, 21a) are respectively provided and stator end packs allocated to these are shortened in comparison to the first stator packs (6c; 26b-e; 27b,c,e) by a tooth/groove pitch (16).
- Guideway according to one of Claims 4 to 7, characterised in that the points (18, 19) lie on planes (11, 12) directed as normal line to the space curve (2).
- Guideway according to one of Claims 3 to 8, characterised in that the second and third stator packs (6b,d,e or 7b-e, 27d) and the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) have a tooth/groove pitch (16) corresponding to the tooth/groove pitch (16) of the first stator packs (6c; 26b-e; 27b,c,e) and the larger or smaller "ideal" length is obtained by appropriately lengthening or shortening end teeth (17b,c).
- Guideway according to one of Claims 3 to 8, characterised in that the second and third stator packs and the stator end packs have a tooth/groove pitch, which is larger or smaller than the tooth/groove pitch of the first stator packs (6; 26b-e; 27b,c,e) by a dimension corresponding to their larger or smaller "ideal" length respectively.
- Guideway according to one of Claims 3 to 8, characterised in that with an unchanged groove width, the second and third stator packs and the stator end packs have a tooth width, which is larger or smaller than the tooth width of the first stator packs by a dimension corresponding to their larger or smaller "ideal" length respectively.
- Guideway according to one of Claims 1 to 11, characterised in that it is produced by using a preselected small number of support beam types or standard support beams with different lengths, which are respectively arranged between points (18, 19), which are spaced at distances corresponding to different integral multiples of the tooth/groove pitch (16) and different integral multiples of the first stator packs (6b; 26b-e; 27b,c,e).
- Guideway according to one of Claims 1 to 12, characterised in that the second stator packs (6b,d,e) are only provided inside the outer stator sections (6, 27).
- Guideway according to one of Claims 1 to 13, characterised in that the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) and the middle stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) are combined with one another inside the outer and inner stator sections (6, 7, 26, 27) such that -1 mm ≤ G < 2 mm applies, wherein G is the difference between the lengths of the space curve sections allocated to the stator sections (6, 7, 26 27) and the sums of the "ideal" lengths of the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) and middle stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) contained in the stator sections (6, 7, 26, 27).
- Construction kit for the production of guideways according to one of Claims 1 to 14 for a magnetic-levitation train with a long-stator linear motor having at least two parallel stators, characterised in that it contains a plurality of the first, second and third stator packs (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) and the stator end packs (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) corresponding to at least one of Claims 3, 7, 9, 10 and 11 as well as standard support beams (1) corresponding to Claim 12.
- Method for the production of a guideway for a magnetic-levitation train with curved and possibly also straight guideway sections, which form at least two tracks (31, 32), are provided with stators of one respective long-stator linear motor per track and have outer and inner track sections corresponding to their curvatures, wherein along a predetermined route two space curves (2a, 2b) allocated to the tracks (31, 32), at least one first and one second check point (33, 34) and a projecting section (35) arranged between these are fixed, along the projecting section (35) support beams (36, 37, 44-49) and their bearings are arranged for the guideway and the stators and the support beams (36, 37, 44-49) are provided with stator packs forming the stators, characterised in that the distance between the two check points (33, 34) is fixed so that the space curve (2a) of the track (31), which adjoins the second check point (34) at an outer track section, has a length, which corresponds to an integral multiple of a preselected tooth/groove pitch (16) for the guideway, that additionally, beginning at the first check point (33), standard support beams (36, 37, 46, 48) from the construction kit according to Claim 15 are arranged along the respective outer track sections, while along the respective inner track sections support beams (44, 45, 47, 49) are arranged, which are shortened in relation to the standard support beams (36, 37, 46, 48) by integral multiples of the tooth/groove pitch (16), wherein the shortening of these support beams (44, 45, 47, 49) is performed in such a way that their ends are displaced relative to the ends of an allocated standard support beam (36, 37, 46, 48) of the outer track section at most by half a tooth/groove pitch in each case, and that all support beams (36, 37, 44-49) are equipped with stator packs and stator end packs from the construction kit according to Claim 15 to produce a guideway according to at least one of Claims 1 to 14.
- Method according to Claim 16, characterised in that for the case where the last support beam (48) of the outer track section adjoining the second check point (34) has a length projecting over the second check point (34), it is shortened by an integral multiple (16) so that it adjoins the second check point (34) without any displacement.
- Method according to Claim 16 or 17, characterised in that when the curvature change point (38) is reached, the standard support beam (37) crossing this is only laid along the outer track section in front of the curvature change point (38) when it crosses the curvature change point (38) by not more than half its length, otherwise it is arranged on the track section lying outside behind the curvature change point (38).
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