DE2201923A1

DE2201923A1 - Elektromagnetisch betriebenes haengeund/oder schwebefahrzeug

Info

Publication number: DE2201923A1
Application number: DE19722201923
Authority: DE
Inventors: Rolf-Dieter Dipl-Ing Rose; Michael Dipl-Ing Simon
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1972-01-15
Filing date: 1972-01-15
Publication date: 1973-07-19
Also published as: US3882789A; NL7300044A; JPS4878608A; DD103420A5; AT337251B; FR2168340B1; BE794073A; IT973146B; CH546656A; ATA1112572A; GB1381241A; FR2168340A1

Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
Aktiengesellschaft

München, den 12. Januar 1972

Elektromagnetisch betriebenes Hänge- und/oder Schwebefahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisch betriebenes, einem Führungsbalken zugeordnetes Hänge- und/ oder Schwebefahrzeug mit asynchronem Linearmotor.

Bei den bisherigen elektromagnetisch geführten und angetriebenen Hänge- bzw. Schwebefahrzeugen werden völlig getrennte Komponenten (Antriebs- und Abstützorgane) am Fahrzeug und am Führungsbalken benutzt. Während für die Schwebung grundsätzlich Stahlschienen des Führungsbalkens mit ihren Unterseiten Hubmagneten des Fahrzeugkörpers nach oben anziehen, umfassen separate Linearmotoren des Fahrzeuges von den Stahlschienen völlig getrennte Aluminiumschienen des Führungsbalkens, die entweder stehend oder liegend angeordnet sind.

Diese bekannten Konstruktionen haben eine Reihe von Nachteilen, die insbesondere in der jeweiligen Abstandshaltung der einen schmalen Spalt bildenden, aneinander berührungslos vorbeigleitenden Komponenten während der Fahrt, im An-

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fahrvorgang und im Abschaltvorgang mit Abstützung über mechanische Notkomponenten (mechanische Abstützglieder für den Fall des Ausfallens, des Noch-nicht- oder Nicht-mehr- wirkens der Hubmagneten) liegen. Der schmale Spalt einer seits und die Notwendigkeit der Freihaltung der Linearmotoren zwischen Fahrzeug und Führungsbalken andererseits lassen ein extrem rasches Ansprechen der mechanischen Notkomponenten er forderlich werden, was nicht oder nur mit erheblichem technischen Aufwand zu erzielen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine Lösung aufzuzeigen, die eine Gefährdung der Linearmotoren bei Nichtwirken der Hubmagneten auch ohne extrem rasch ansprechende Notkomponenten ausschließt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß Hubmagneten und Linearmotoren sowie entsprechende Aluminium- und Stahlreaktionsschienen unter dem Führungsbalken angeordnet sind.

Bei dieser Lösung tritt im Fall eines Ausfallens der Hubmagne ten eine Vergrößerung der Spaltes zwischen Fahrzeug und Füh rungsbalken in der Weise ein, daß die Linearmotoren durch das Aufsetzen des Fahrzeuges auf dem Führungsbalken auch dann nicht gefährdet werden, wenn die mechanischen Notkomponenten nicht

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mit extrem kurzer Ansprechzeit die Abstützung des Fahrzeuges übernehmen. Es ist also mit anderen Worten zwischen dem Nichtwirken der Hubmagneten und dem Ansprechen der mechanischen Notkomponenten eine gewisse Phasenverschiebung möglich, ohne daß dadurch die Linearmotoren gefährdet werden.

Die Erfindung und ihre weitere Ausgestaltung sind im folgenden anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Lösungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 im Querschnitt in der rechten und linken Hälfte je eine Lösung nach dem Stand der Technik, Fig. 2 im Querschnitt in der rechten und linken Hälfte je eine Lösung nach der Erfindung für eine Schwebebahn, Fig. 3 in einer Seitenansicht eine Lösung nach der Erfindung für eine Hängebahn und Fig. 4-6 bauliche Ausgestaltung der Erfindung.

In Fig. 1 werden zwei Beispiele von Fahrzeug- und Trassensystemen dargestellt, wie sie bei getrennter Optimierung der elektromagnetischen Hauptkomponente (Antriebs- und Tragsysteme) auftreten. Es ist ersichtlich, daß unter Berücksichtigung der Notsituation bedeutende Probleme für entsprechende Notkomponenten auftreten. In der linken Version der Fig. 1 hat der horizontale Linearmotor 1, 2 praktisch keinen vertikalen Fallweg und es ist deshalb kein Zeitraum für das Fahrzeug 5 gegeben, bis z.B. nach einem Ausfall der Hubmagneten 4 ein mechanisches Notsystem einsetzen kann, um das Fahrzeug 3 auf dem Führungsbalken 5 abzustützen, ohne daß das Hubsystem zerstört oder beschädigt wird,

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Das ist darin begründet, daP die Tragschiene 6 des Führungsbalkens 5 nach innen gekröpft, ist und mit der Reaktionsschiene 6a aus Stahl an der Unterseite dieser Kröpfung die Hubmagneten 4 des Fahrzeuges nach oben gezogen werden, während die Reaktion^- schiene 1 aus Aluminium dc-s Linearni otors 1, 2 von der Oberseite der Tragschiene 6 aus in den Spalt der Vorficliubmagneten 2 des Linearmotors eingreift. Fallen die Hubmagneten 4 aus und greifen mechanische Notabstützungen nicht sofort ein, so wird der Linearmotor 1, 2 bis zum Eingriff dor Hot abstützungen (Notkomponenten) beschädigt oder gar zerstört. Das Gleiche ist bei der rechten Version der Fig. 1 zu erwarten, bei der der Linearmotor 1, 2 neben der Tragschiene 6 und der Reaktionsschiene 6a für die Hubmagneten 4 senkrecht angeordnet ist. Die Reaktionssohiene 1 aus Aluminium ist. senkrecht angeordnet und greift in den ebenfalls senkrechten Spalt der Vorschubmagneten 2 des Linearmotors, so daß beim Ausfall der Hubmagneten 4 oline unmittelbar darauffolgenden Eingriff der Hotkomponenten die Vorschubmagneten 2 auf der Reaktionsschiene 1 aufsetzen. Seitliche FUhrungsmagneten '( sind vertikal neben den Stirnseiten der nach innen gekröpften Enden der Tragschiene 6 bzw. einer dortigen entsprechendon Stahl schiene (Renktiensrehi(ne) angeordnet. Die unteren linden der Fahrzeug.· ei t on sind mich innen gezogen, urn Miit ζ für die Lim armotoren Muf beiden .'k-iton nur Fahrzeuge.', ;u fichaflMi, va: ipit Hüi:l.:;.i chi «uf <:ii. lk-t abst üti'.ung (iKiifaJl-

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werden, um die erforderliche Abstützenergie und Antriebsenergie in vertretbaren Grenzen zu halten, da sich der Leistungsbedarf mit größerwerdenden Spalten in unverhältnismäßLger Weise erhöht.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die oben geschilderte Gefahr nicht zu befürchten. Bei der erfindungsgemäßen Lösung gemäß der linken Seite der Fig. 2 sind demgemäß die seitlichen Führungsmagneten 7 gegenüber der abgeschrägten Unterseite des Führungsbalkens angeordnet, während die Hubmagneten 4 und die Vorschubmagneten 2 des Linearmotors gegenüber der Unterseite des abgekröpften Endes des Führungsbalkens hintereinander angeordnet sind (Fig. 3)· Die Reaktionsschienen 1 aus Aluminium flip die Linearmotoren liegen übereinander. Es ist ersichtlich, daß sich beim Ausfall der Hubmagneten der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Unterseite des Führungsbalkens in der Weise vergrößert, daß der Abstand zwischen den Vorschubmagneten 2 des Linearmotors und den Hubmagneten 4 einerseits und den Reaktionsschienen 1 und 6 andererseits in der Weise vergrößert, daß cjie Vorschubmagneten und die Hubmagneten vom Führungsbalken . freikommen und für die der Notabstützung dienenden Notkomponenten gegenüber dem Führungsbalken ein entsprechender Zeitraum bis zum Wirksamwerden gewährt werden kann. Diese Notkomponenten können wie beim Stand der Technik entsprechende Stützrollen lo, entsprechend der linken Version der Fig. 2 oder Kufen 11, entsprechend der rechten Version der Fig. 2 sein.

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Zur baulichen Vereinfachung können statt der gemäß Fig. 3 getrennten Hubmagneten und Vorschubmagneten sogenannte Einheitsspulen Verwendung finden (Fig. 4), d.h., Vorschubmagneten und Hubmagneten sind zu dem einheitlichen Baustein 12 vereinigt, die wieder mit den Reaktionsschienen 1 und 6a aus Aluminium bzw. Stahl am Führungsbalken 5 zusammenarbeiten. Diese Einheitsspule kann sich über die gesamte Breite der Reaktionsschienen erstrecken, die wiederum zweckmäßigerweise der Breite des Führungsbalkens 5 entspricht. Statt dessen können zwei Einheitsspulen 12a, 12b gemäß Fig. 5 beiderseits der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet sein. Wird bei dieser Lösung seitlich von der Reaktionsschiene 1 aus Aluminium die Reaktionsschiene 6a aus Stahl schützenartig heruntergezogen (Teile 13, Fig. 5)> so ist ein gutes Ansteuern des Fahrzeuges gegen ein unerwünschtes seitliches Pendeln möglich.

Bei Verwendung von Einheitsspulen gemäß Fig. 4, 5 wird für den Hub ein Gleichstromfeld erzeugt, dem für den Vortrieb ein Wechselstromfeld überlagert wird.

Schließlich ist es in Verbindung mit Einheitsspulen möglich, die Reaktionsschiene aus Aluminium mit Fenstern 14 zu versehen, durch die hindurch die Reaktionsschiene 6a aus Stahl hindurch ragt, so daß die Oberflächen beider Reaktionsschienen in einer Ebene liegen (Fig. 6). Die Länge der Fenster ist so gewählt, daß die Hubmagneten des Fahrzeuges in jeder Stellung des Fahrzeuges mehrere Fenster überdecken.

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Claims

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
Ak t i enge noil s ο ha ft

München, den 12. Januar 1972

P a t· e η t a η π ρ r ü ο h α

(jij Elektromagnetisch betriebenes, einem Führungsbalken zugeordnetes Hänge- und/oder Schwebefahrzeug mit asynchronem Linearmotor, dadurch gekennzeichnet, dai3 Hubmagneten (¹I, 6) und Lineai'motor (1, 2) mit ihren entsprechenden Aluminium- und Stahl reakti onsschi en en (l, 6) an der Unterseite den Führungsbalkens (5) in der Weise angeordnet uincl, daß dor vertikale Abstand zwischen Hubmagneten und Linearmotor einerseits und den Reaktionsschnellen andererneits bej Ausfall der Hubmagneten großer wird.

P. Schwebefahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclinet, daß die Stnhlroal.t ionssehinie (()) i'ür die Hubmagneten (^) ül(;r dri· /i]uininiunir(\'3lctioii£j.s(i]ij (nc (1) der Linearmot oren (l, 2¹) an/^r,e<;i din 1 i :.-t und die. St ah] real.ti onsschi one durch die Alu'iiinj unit (-il i j (-11.'JS(¹IiJ (?nt. Hnduieh \.'i rl i;am wird.

CBlGINAU

3· Schwebefahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Linearmotor und Hubmagnet in einer Einheitsspule zusammengefaßt sind.

4. Schwebefahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß für Hubmagneten und Linearmotor die gleichen elektrischen Spulen benützt werden und dem zur Erzeugung der Hubkraft vorgesehenen Gleichstrom und der Erzeugung der Vortriebskraft dienenden Wanderfeld aus Wechselstrom überlagert wird.

5. Schwebefahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Spule zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsmittelebene angeordnet ist und jede Spule seitlich über die Breite des Führungsbalkens hinaussteht.

6. Schwebefahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einheitsspule über eine Breite des Fahrzeuges erstreckt, die der vollen Breite des Führungsbalkens entspricht.

7. Schwebefahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Linearmotor und Hubmagnet in Fahrtrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind.

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8. Schwebefahrzeug nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Hubmagnet in Fahrtrichtung gesehen vor und hinter dem Linearmotor angeordnet ist.

9· Schwebefahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Linearmotor und Hubmagnet nebeneinander angeordnet sind.

10. Schwebefahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Schiene über der Aluminium-Schiene liegt und die Eisen-Schiene durch Fenster in der Aluminium-Schiene hindurchragt, so daß in regelmäßiger Folge die Oberfläche der Aluminium-Schiene von Eisen-Abschnitten durchsetzt ist.

11. Schwebefahrzeug nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmagneten des Fahrzeuges in jeder Stellung des Fahrzeuges mehrere Fenster in der Aluminium-Schiene überdecken.

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