TW202227300A - 用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛及其懸浮框架和底盤 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，包括一個框架元件(20)、至少一個設置在框架元件(20)上並用於抬升、承載、引導和/或驅動懸浮車輛(2)的磁體單元(5)和至少一個將磁體單元(5)和框架元件(20)在懸浮框架(1)的縱向(X)上彼此剛性連接的固定軸承(26)。根據本發明，懸浮框架(1)具有至少一個在懸浮框架(1)的縱向(X)上與固定軸承(26)間隔開來的活動軸承(27、28)，該活動軸承將磁體單元(5)和框架元件(20)以可沿懸浮框架(1)縱向(X)移動的方式彼此連接起來。本發明還涉及一個用於懸浮車輛(2)的底盤(3)和該懸浮車輛(2)。

Description

用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛及其懸浮框架和底盤

[0001]    本發明涉及一種用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，包括一個框架元件、至少一個設置在框架元件上並用於抬升、承載、引導和/或驅動懸浮車輛的磁體單元和至少一個將磁體單元和框架元件在懸浮框架的縱向上彼此剛性連接的固定軸承。

[0002]    從WO2013/083757 A2中已知，磁浮列車車輛的直線電機的承載裝置中存在著由熱引起的材料膨脹，以及使用彈性楔來補償由此產生的應力，然而彈性楔會在由此產生的壓力下被擠壓在一起。

[0003]    因此，本發明的目的在於改善現有技術。 [0004]    該目的是通過獨立申請專利範圍的內容而實現。 [0005]    本發明提出了一種用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，該懸浮車輛通過磁力以懸浮狀態被保持在軌道上方和/或被磁力所驅動。 [0006]    懸浮框架包括一個作為懸浮框架基本架構的框架元件。 [0007]    懸浮框架還包括至少一個設置在框架元件上並用於抬升、承載、引導和/或驅動懸浮車輛的磁體單元，該磁體單元可以產生用於抬升該懸浮車輛的抬升力。 [0008]    此外，懸浮框架具有至少一個固定軸承，該固定軸承沿懸浮框架的縱向將磁體單元和框架元件彼此剛性連接；在懸浮框架的縱向上磁體單元通過固定軸承牢固地連接至框架元件。 [0009]    根據本發明，懸浮框架具有至少一個在懸浮框架的縱向上與固定軸承間隔開來的活動軸承，該活動軸承將磁體單元和框架元件以可沿懸浮框架縱向移動的方式相互連接；通過活動軸承，磁體單元可以沿縱向相對於框架元件進行移動，藉此，磁體單元的熱膨脹可以在框架元件運行期間在縱向上得到補償。 [0010]    有利地，活動軸承和/或固定軸承可以在磁體單元和框架元件之間傳遞用於從磁浮列車的軌道抬升懸浮車輛的拉力，該些拉力是用於將懸浮車輛抬離軌道的抬升力，該些拉力或抬升力可以抵抗重力並且作用於高度方向或垂直方向上；該活動軸承因此可以是屬於縱向上的活動軸承；而在垂直方向上，該活動軸承以使得當懸浮車輛被抬升時可以將拉力或抬升力傳遞到框架元件的方式連接至框架元件。 [0011]    有利地，至少一個活動軸承設置在第一懸浮框架端部的區域內；附加或替代地，至少一個活動軸承也可以設置在與第一懸浮框架端部相對的第二懸浮框架端部的區域中，藉此，該懸浮框架可以具有至少兩個設置在第一和第二懸浮框架端部的活動軸承。 [0012]    附加或替代地，固定軸承可以設置在懸浮框架的懸浮框架中心，特別是設置在第一和第二懸浮框架端部之間，而固定軸承位於兩個活動軸承之間，磁體單元則位於一個中心區域之中，尤其是位於該二活動軸承之間，並沿縱向剛性連接在框架元件上，藉此，磁體單元可以在熱膨脹期間在其端部進行膨脹。 [0013]    有利地，磁體單元具有一個直線電機的主要部分。該主要部分優選地具有一個磁芯和至少一個線圈單元，線圈單元從電流產生磁場，該磁場可以用於抬升、承載、引導和/或驅動懸浮車輛，磁場也可以通過該磁芯而被加強；該主要部分可以是短定子異步直線電機的一部分。軌道還可以具有一個反應元件，該反應元件與主要部分一起形成直線電機並且與磁場相互作用，從而可以抬升和/或驅動該懸浮車輛。 [0014]    附加或替代地，當懸浮框架，尤其是磁體單元和/或框架元件，包括至少一個用於將磁體單元固定到框架元件上的固定件時，則為有利。 [0015]    有利地，在至少一個活動軸承中，主要部分至少可以相對於框架元件在懸浮框架的縱向上位移；附加或替代地，在至少一個活動軸承和/或固定軸承上磁體單元固定在橫向於縱向的橫向方向上；活動軸承因此只能是屬於一個方向上，即屬於縱向上的活動軸承，以使磁體單元可以相對於框架元件進行移動，而在其他方向上，特別是在垂直於縱向的方向上，磁體單元也可以在至少一個活動軸承中與框架元件剛性連接。 [0016]    有利地，磁體單元具有一個承載單元，在其上設有該主要部分和/或至少一個固定件，該承載單元可以設計為承載板；此外，承載單元也可以在至少一個活動軸承中沿縱向相對於框架元件進行移動；附加或替代地，承載單元可以在至少一個固定軸承上沿縱向剛性連接至框架元件。 [0017]    有利地，至少一個固定件以背離主要部分的端部區域連接至框架元件；此外，至少一個固定件可以特別是以正交方式遠離延伸該主要部分。 [0018]    有利地，該固定件，特別是在其端部區域，具有一個連接件，固定件可以通過該連接件而連接至框架元件，連接件可以例如是銷，其以在縱向定向的方式設置在固定件上。 [0019]    有利地，框架元件具有至少一個凹槽，該用於將磁體單元連接到框架元件的連接件可以被插入該凹槽，其中連接件可以優選地通過螺接件而連接至框架元件；作為連接件的銷可以被插入沿縱向於框架元件中延伸的凹槽；由於凹槽與凹槽中的銷兩者皆以縱向而定向，因此銷可以在凹槽中沿縱向移動；然而，銷也可以在垂直方向上固定在凹槽中，從而可以傳遞拉力。 [0020]    此外，連接件可以通過螺接件與凹槽中的框架元件牢固地連接。 [0021]    有利地，固定件設計為柔性件，使得它在懸浮框架的縱向上可被彎曲和/或具有彈性；磁體單元的熱膨脹可以藉由沿縱向彎曲的固定件而得到補償，因此該固定件在縱向上被彎曲。 [0022]    附加或替代地，如果固定件在其縱向延伸中具有抗拉強度，則為有利，藉此，固定件可以傳遞用於抬升懸浮車輛的拉力或抬升力。 [0023]    有利地，框架元件具有至少一個膨脹凹部；在熱膨脹期間，磁體單元，尤其是固定件，可以移動到該膨脹凹部內。 [0024]    本發明還提供了一種用於磁浮列車的懸浮車輛的底盤，其具有多個在底盤的縱向上相互連接的懸浮框架，其中該底盤設置在懸浮車輛的車廂下方。 [0025]    根據本發明，至少一個懸浮框架依據前述和/或下述的至少一個特徵設計而成。 [0026]    此外，本發明還提出了一種具有底盤的磁浮列車的懸浮車輛，根據本發明，該底盤依據前述和/或下述的至少一個特徵設計而成。 [0027]    以下實施例中描述了本發明的進一步優點。

[0029]    圖1示出了懸浮車輛2的側視示意圖。該懸浮車輛2被使用於磁浮列車，其中懸浮車輛2可以通過磁力懸浮在軌道(圖中未示)上和/或可以通過磁力被驅動。懸浮車輛2包括一個底盤3和一個設置在其上、供乘客和操作人員使用的車廂4，在此，底盤3當然是設置在車廂4下方；從圖中可以清楚看出，垂直方向Z即高度方向或橫向於懸浮車輛2的縱向X的方向。 [0030]    本實施例中，底盤3在每一縱向側包括五個懸浮框架1a-1e，底盤3因此總共包括十個懸浮框架1；藉助該些懸浮框架1，懸浮車輛2可以在軌道上懸浮和/或被驅動。 [0031]    圖2示出了用於抬升、承載、引導和/或驅動懸浮車輛2的磁體單元5的透視示意圖。懸浮車輛2可以通過該磁體單元5藉助磁力而被抬離軌道；附加或替代地，懸浮車輛2也可以通過該磁體單元5而被驅動；磁體單元5例如是屬於短定子異步直線電機的一部分。由於懸浮車輛2可以藉助磁力而被抬離軌道，也可以藉助磁力被驅動，因此該懸浮車輛2並不與軌道接觸，所以能夠以特別小的行駛阻力驅動該懸浮車輛2，基本上只存在空氣阻力而沒有滾動阻力。 [0032]    根據本實施例，磁體單元5包括一個磁芯7和至少一個線圈單元8、9，圖中示出了兩個線圈單元8、9。線圈單元8、9具有繞組以便能夠將電流轉換成磁場，而通過磁芯7可以增強磁場，該磁芯7和該至少一個線圈單元8、9一起形成直線電機的主要部分6，直線電機的另一部分則設置在軌道中；軌道可以包括例如與主要部分6的磁場相互作用的反應軌道，以抬升和/或驅動該懸浮車輛2。 [0033]    根據本實施例，磁體單元5還包括一個承載單元10，該主要部分6設置在該承載單元10上；承載單元10可以設計為板片，以便承載該主要部分6。 [0034]    該主要部分6和它的磁芯7、線圈單元8、9以及該承載單元10皆在縱向X上延伸，如圖所示。在磁浮列車運行期間，即當線圈單元8、9通電時，磁體單元5，特別是主要部分6，會變熱並膨脹，而熱膨脹主要發生在縱向X上。 [0035]    磁體單元5還具有至少一個固定件11-14，通過該些固定件11-14可以將磁體單元5設置在懸浮框架1的一個框架元件上。圖中示出了四個固定件11-14，第一固定件11設置在第一磁體單元端部15，而第二固定件12則設置在縱向X上與第一磁體單元端部15相對的第二磁體單元端部16上。 [0036]    至少一個附加的固定件13、14，圖2所示為兩個附加的固定件，設置在磁體單元中心17的區域中，即在第一和第二磁體單元端部15、16之間；根據本實施例，第三和第四固定件13、14被佈置成相對第一和第二固定件11、12旋轉90度；此外，第三和第四固定件13、14被佈置成在橫向Y上彼此間隔開來。 [0037]    此外，該至少一個固定件11-14沿垂直方向Z遠離承載單元10而延伸，該垂直方向Z源於懸浮框架1在懸浮車輛2上的預期用途；此外，該至少一個固定件11-14遠離該承載單元10垂直地延伸。 [0038]    此外，至少一個固定件11-14，尤其是在其背離承載單元10的端部區域中，具有至少一個作為連接件18的銷，在此每一固定件11-14都具有兩個銷，該些銷可以為錐形。 [0039]    作為連接件18的銷可以被插入框架元件20的凹槽25中，以便例如將磁體單元5對準於框架元件20上 (參見圖3和4)。 [0040]    此外，該至少一個固定件11-14具有至少一個孔19，例如螺釘可以穿過該孔19，以便將固定件11-14連接至框架元件20，當然在此也可以使用其他連接方式；該孔19也佈置成對準於設計為銷的連接件18，藉此該連接件18也具有了與孔19同軸的通道，作為示例描述、用於將固定件11-14連接至框架元件20的螺釘因此可以被引導並穿過該孔19和該連接件18的通道。 [0041]    圖3示出了懸浮框架1的框架元件20的透視示意圖。如圖2所示的磁體單元5可以設置在該框架元件20上。 [0042]    框架元件20具有一個第一側部21和一個在縱向X上與其間隔開來的第二側部22；此外，框架元件20在一個縱向側具有一個縱向部23；在本實施例中，框架元件20沿橫向Y與縱向部23相對的縱向側為敞開狀態，因為圖2的磁體單元5具有第三和第四固定件13、14，所以如果框架元件20在此具有一個第二縱向部23(圖中未示)則為有利。當磁體單元5連接到框架元件20時，框架元件20圍繞磁體單元5的整個周邊設置，在此磁體單元5可以在四個側面的每一個上連接至框架元件20。。 [0043]    此外，框架元件20還具有一個底部24。 [0044]    此外，凹槽25設置在第一側部21、縱向部23和第二側部22中；如果框架元件20具有一個第二縱向部23，則凹槽25也可以設置在其中，該第二縱向部例如對稱設置於在此所示的縱向部23。由於以透視圖方式示出，所以在第二側部22中無法看到該些凹槽25。 [0045]    圖2中的磁體單元5的固定件11-14的例如設計為銷的連接件18可以被插入凹槽25中，藉此，磁體單元5可以對準於框架元件20上。 [0046]    此外，凹槽25可以具有圖中未示出的螺紋孔，固定件11-14可以通過該些螺紋孔而被螺緊。 [0047]    圖4示出了懸浮框架1的側剖視圖，其中懸浮框架包括框架元件20(參見圖3)和設置於其上的磁體單元5(參見圖2)。 [0048]    此外，為了簡明起見，在前面的圖中已經描述的特徵及其作用不再另行解釋。此外，與前面和/或後面的附圖相比，相同的特徵或至少看起來相似的特徵使用相同的附圖符號。為了簡明起見，例如也可以僅在後續附圖中進行特徵的描述。 [0049]    磁體單元5在此通過至少一個固定軸承26和至少一個活動軸承27、28連接至框架元件20；在固定軸承26上磁體單元5和框架元件20在懸浮框架1的縱向X上彼此剛性連接；因此，在固定軸承26上該磁體單元5相對於框架元件20在縱向X上是不可移動的，因此該固定軸承26是縱向X上的固定軸承26。 [0050]    此外，懸浮框架1具有至少一個活動軸承27、28，其與至少一個固定軸承26在縱向X上彼此間隔開來；該活動軸承27、28還將磁體單元5和框架元件20彼此連接起來，使得它們可以沿懸浮框架1的縱向X移動，因此該活動軸承27、28是縱向X上的活動軸承。 [0051]    當發生熱膨脹WA時，磁體單元5可以通過活動軸承27、28而相對於框架元件20沿縱向X移動，從而避免在磁體單元5和框架元件20之間產生應力；熱膨脹WA在圖中用兩個向外的箭頭標記；藉助該些活動軸承27、28，磁體單元 5 也可以在收縮的情況下相對於框架元件 20 進行移動，熱收縮的方向與熱膨脹 WA 的方向相反，因此也可以避免應力的產生。 [0052]    第一活動軸承27設置在第一懸浮框架端部29 的區域中，而第二活動軸承28設置在第二懸浮框架端部30的區域中，固定軸承26則設置在懸浮框架中心31的區域中，因此固定軸承26位於該二活動軸承27、28之間。 [0053]    此外，例如設計為銷的連接件18設置在相應凹槽25中，該凹槽25和銷皆為錐形，因此兩者可以相互對準；在此示出的三個相應固定件11-13通過該些示意性示出的螺接件32被緊固到第一側部21、第二側部22和縱向部23上，此處所示的固定件11-13在螺接件32的區域中被完全連接至框架元件。替代地，代替螺紋連接，也可以在固定件11-14和框架元件20之間形成沿縱向X的活動連接，例如，框架元件20可以具有在活動軸承27、28中以縱向X定向的軸，固定件11、12可以在該軸上沿縱向X移動，並以此補償熱膨脹WA；藉助該軸，固定件11、12沿垂直方向Z和橫向Y固定在活動軸承27、28中，或牢固地連接至框架元件20。 [0054]    根據本實施例，固定件11-14至少在活動軸承27、28中被設計成為柔性樑，其可以在縱向X上彎曲。因此，通過固定件11-14在活動軸承27、28中沿縱向X的彎曲行為可以用來補償熱膨脹WA，固定件在磁體單元5膨脹時向外彎曲，而在磁體單元5收縮時向內彎曲，藉此，即使固定件11-14通過在此所示的螺接件32牢固地連接至框架元件20，也可以進行熱膨脹WA的補償。 [0055]    根據本實施例，框架元件20具有隸屬於第一活動軸承27的第一膨脹凹部33和隸屬於第二活動軸承28 的第二膨脹凹部34，當磁體單元5由於熱膨脹WA而膨脹時，該些相應的固定件11、12和/或該磁體單元5可以彎進該二膨脹凹部33、34中。 [0056]    以上附圖以及所描述的實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，即使它們在說明書或申請專利範圍的不同部分或在不同的實施例中示出和描述，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。

[0057] 1:懸浮框架 2:懸浮車輛 3:底盤 4:車廂 5:磁體單元 6:主要部分 7:磁芯 8:第一線圈單元 9:第二線圈單元 10:承載單元 11:第一固定件 12:第二固定件 13:第三固定件 14:第四固定件 15:第一磁體單元端部 16:第二磁體單元端部 17:磁體單元中心 18:連接件 19:孔 20:框架元件 21:第一側部 22:第二側部 23:縱向部 24:底部 25:槽 26:固定軸承 27:第一活動軸承 28:第二活動軸承 29:第一懸浮框架端部 30:第二懸浮框架端部 31:懸浮框架中心 32:螺接件 33:第一膨脹凹部 34:第二膨脹凹部 X:縱向 Z:垂直方向 Y:橫向 WA:熱膨脹 BR:彎曲方向

[0028] 圖1係懸浮車輛的側視示意圖； 圖2係磁體單元的透視示意圖； 圖3係框架元件的透視示意圖； 圖4係具有框架元件和磁體單元的懸浮框架的側剖視圖。

1:懸浮框架

5:磁體單元

10:承載單元

11:第一固定件

12:第二固定件

13:第三固定件

18:連接件

20:框架元件

21:第一側部

22:第二側部

23:縱向部

24:底部

25:槽

26:固定軸承

27:第一活動軸承

28:第二活動軸承

29:第一懸浮框架端部

30:第二懸浮框架端部

31:懸浮框架中心

32:螺接件

33:第一膨脹凹部

34:第二膨脹凹部

X:縱向

Z:垂直方向

Y:橫向

WA:熱膨脹

BR:彎曲方向

Claims (15)

1. 一種用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛(2)的懸浮框架(1)，包括： 一個框架元件(20)； 至少一個磁體單元(5)，設置在所述框架元件(20)上並用於抬升、承載、引導和/或驅動所述懸浮車輛(2)；以及 至少一個固定軸承(26)，將所述磁體單元(5)和所述框架元件(20)在懸浮框架(1)的縱向(X)上彼此剛性連接； 其特徵在於， 所述懸浮框架(1)具有至少一個在懸浮框架(1)的縱向(X)上與所述固定軸承(26)間隔開來的活動軸承(27、28)，其將所述磁體單元(5)和所述框架元件(20)以可沿懸浮框架(1)的縱向(X)移動的方式彼此連接起來。
2. 依據請求項1所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述活動軸承和/或所述固定軸承(26、27、28)可以在磁體單元(5)和框架元件(20)之間傳遞用於從磁浮列車的軌道抬升和/或承載懸浮車輛(2)的拉力。
3. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述至少一個活動軸承(27、28)設置在一個第一和/或第二懸浮框架端部(29、30)的區域內；和/或 所述固定軸承(26)設置在一個懸浮框架(1)的懸浮框架中心(31)，特別是設置在所述第一和第二懸浮框架端部(29、30)之間。
4. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述磁體單元(5)具有一個直線電機的主要部分(6)；和/或 所述懸浮框架(1)，尤其是所述磁體單元(5)和/或所述框架元件(20)，包括至少一個用於將所述磁體單元(5)固定到所述框架元件(20)上的固定件(11-14)。
5. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，在所述至少一個活動軸承(27、28)中，所述主要部分(6)至少可以相對於所述框架元件(20)在懸浮框架(1)的縱向(X)上位移；和/或 在所述至少一個活動軸承(27、28)和/或所述固定軸承(26)上，所述磁體單元(5)固定在橫向於縱向(X)的橫向(Y)方向上。
6. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述磁體單元(5)具有一個承載單元(10)，在其上設有所述主要部分(6)；和/或 在其上設有所述至少一個固定件(11-14)。
7. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述至少一個固定件(11-14)以一個背離主要部分(6)的端部區域連接至所述框架元件(20)，特別是沿縱向(X)固定地或可移動地連接至所述框架元件；和/或 所述至少一個固定件(11-14)特別是以正交方式遠離所述主要部分(6)而延伸。
8. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述固定件(11-14)，特別是在其端部區域，具有一個連接件(18)，所述固定件(11-14)可以通過所述連接件而連接至所述框架元件(20)。
9. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述框架元件(20)具有至少一個凹槽(25)，用於將所述磁體單元(5)連接到所述框架元件(20)的所述連接件(18)可以插入到所述凹槽中，其中所述連接件(18)可以優選地通過一個螺接件(32)而連接至所述框架元件(20)。
10. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述凹槽(25)設計為特別是錐形孔，而所述連接件(18)設計為特別是錐形銷，其中所述孔和所述銷相互匹配。
11. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述特別是孔的凹槽(25)和所述特別是銷的連接件(18)以所述懸浮框架(1)的縱向(X)而定向。
12. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述固定件(11-14)設計為柔性件，使其在所述懸浮框架(1)的縱向(X)上具有彈性和/或在各自的縱向延伸(X)中具有抗拉強度。
13. 依據前述請求項中的一項或多項所述之用於磁浮列車受限於軌道的懸浮車輛的懸浮框架，其中，所述框架元件(20)具有至少一個膨脹凹部(33、34)，在熱膨脹期間(WA)所述磁體單元(5)，尤其是所述固定件(11-14)，可以移動到所述膨脹凹部內。
14. 一種用於磁浮列車的懸浮車輛(2)的底盤(3)，包括多個在所述底盤(3)的縱向(X)上相互連接的懸浮框架(1)； 其特徵在於， 至少一個懸浮框架(1)是根據前述請求項中的一項或多項設計而成。
15. 一種磁浮列車的懸浮車輛(2)，包括一個底盤(3)； 其特徵在於， 所述底盤是根據前一請求項設計而成。

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