DE2150244B2 - Magnetanordnung fuer ein magnetisches trag- oder fuehrungssystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Magnetanordnung ist Gegenstand des älteren Patents 21 37 691. Bei dieser Magnetanordnung ist am Schwebefahrzeug eine Folge von hintereinander angeordneten geregelten Elektromagneten und ungeregelten Zusatzmagneten, insbesondere Permanentmagneten angebracht, welche die Tragkräfte für das Schwebefahrzeug erzeugen. Die Magnetanordnung nach dem älteren Patent ist indessen nicht in der Lage, die bei der Bewegung der Magneten längs einer zugeordneten Ankerschiene der Fahrbahn die in der Ankerschiene entstehenden Wirbelströme zu verhindern, welche die Tragkraft der Magneten verringern. Es ist zwar bei Drosseln mit Eisenkern und Luftspalt bekannt (DT-Gbm 17 84 802), die Ausbildung von Wirbelströmen durch eine Lamellierungdes Eisenkerns weitgehend zu vermeiden, doch würde eine Anwendung dieser Maßnahme auf die Ankerschiene einer Magnetschwebebahn sehr kostspielig sein, so daß diese Lösung bei Magnetschwebebahnen mit einigen 100 km Ankerschienenlänge praktisch nicht in Beracht kommt. Eine weitere, aus der erwähnten Gebrauchsmusterschrift bekannte Möglichkeit zur Verminderung der Wirbelstrombildung besteht darin, die äußeren Kernbleche des lameliierten Blechpaketes stufenweise zurückzusetzen. Diese Maßnahme würde einer Abschrägung der Elektromagnetkerne eines Magnetschwebefahrzeugs an den freien Enden der Magnete entsprechen. Derartige Abschrägungen verursachen indessen eine starke Zugkrafteinbuße der betreffenden Magnete, so Haß die Außenmagnete eines Magnetbandes gesondert dimensioniert, gefertigt und gesteuert werden

müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch geringe Wirbelstromverluste in der Ankerschiene auszeichnet und sowohl eine Lamellierung der Ankerschiene erübrigt, als auch die Verwendung einheitlich aufgebauter und gesteuerter Trag- oder Führungsmagnete erlaubt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale

gelöst.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Zusatzmagnete haben praktisch nur geringen Einfluß auf das Tragen oder Führen des oder der Elektromagnet und dienen der Minderung von Wirbelströinen in der Ankerschiene durch einen langsameren Auf- bzw. Abbau des Magnetfeldes in der Ankerschiene.

Als Zusatzmagnet ist vorteilhaft ein Permanentmagnet vorgesehen. Dieser ergibt eine sehr einfache Bau-Form und einen leistungslosen Betrieb. Hinzu kommt. daß er gleichzeitig die Funktion eines Aufschlagschutzes für den anschließenden Elektromagneten übernehmen kann. Vorzugsweise besteht der Zusatzpermanentmagnet aus einem ferromagnetischen Kern, in den eine Magnetleiste eingesetzt ist. Die Magnetisierung des Kerns wird dann zweckmäßig so gewählt, daß die maximale Induktion im Luftspalt zur Ankerschiene bei Sollabstand und Nennbclastung des Elektromagneten etwa der Induktion des Trag- oder Führungsfcldes entspricht.

In Weiterbildung der Erfindung ist als Zusatzmagnet ein Elektromagnet vorgesehen. Ein solcher ist zwar aufwendiger in der Herstellung, mit ihm läßt sich jedoch auch bei Last- und Luftspaltiinderungen ein bis in den Trag- oder Führungsspalt hinein kontinuierlicher Flußanstieg bzw. -abfall erreichen. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß die Erregerspule des Zusatzmagneten zur Erregerspule des zugehörigen Tragoder Führungselektromagneten elektrisch parallel geschaltet ist.

Bei beiden Zusatzmagnetarten muß der Kern so ausgebildet sein, daß zum zugehörigen Trag- oder Führungselektromagneten praktisch eine durchgehende Polfläche geschaffen wird. Damit andererseits keine zu große gegenseitige Beeinflussung zwischen den beiden Magneten stattfindet, sind die Polschenkel des Zusatzmagneten nur im Bereich ihrer Polflächen bis an die Stoßstellen mit den Polflächen des zugehörigen Tragoder Führungsmagneten vorgezogen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigten:

F i g. 1 und 2 einen Trag- oder Führungselektromagneten mit abgeschrägten Seitenschenkeln in einem Abstand zu einer feststehenden Trag- oder Führungsschiene in Seiten- und Stirnansicht.

Fig.3 einen Zusatzpermanentmagneten am freien Ende eines Trag- oder Führungselektromagneten,

Fig.4 den Zusatzpermanentmagneten in perspektivischer Darstellung und

F i g. 5 ein Magnetband aus zwei Elektromagneten, deren freie Enden mit Zusatzelektromagneten bestückt sind.

Der Elektromagnet 1 des in den F i g. 1 und 2 dargeftellten Trag- oder Führungssystems besitzt einen Kern } mit U-förmigem Profil, der auf seinem Joch 3 eine Erregerspule 4 trägt. Unter der Wirkung der anziehen den magnetischen Kräfte de^ vom Elektromagneten 1 tufgebauten, geregelten Magnetfeldes wird dieser berührungslos in einem vorgegebenen Abstand zu einer Ankerschiene 5 mit U-Profil gehalten. Dabei stehen die Läiigsstirnflächen der Seitenschenkel 6 der Anker-•chiene 5 denen der Seiten- oder Polschenkel 7 des Maf netkerns 2 als Polflächen 8 bzw. 9 gegenüber. Der Elektromagnet 1 ist an einem Fahrzeug 10 befestigt, das berührungslos an der Ankerschiene 5 entlang bewegt wird. Bei dieser Bewegung wird die Ankerschiene 5 beim vorderen Ende des Elektromagneten 1 aufmafnetisiert und beim hinteren Ende wieder entmagnetisiert, was Wirbelströme in der Schiene 5 zur Folge hat. Die Geschwindigkeit, mi! der jedes Volumenelemcm der Ankerschiene 5 auf- bzw. entmagnetisiert wird, bestimmt die Größe der Wirbelströme in der Schiene 5 und ist von der Fahrzeuggeschwindigkeit und vom Cradienten des Luftspakfeldes in Magnetlängsrichtung abhängig, so daß infolge der vorgegebenen Fahr/eiiggeschwindigkeit nur ein räumlich gestreckter Anstieg bzw. Abfall des Luftspaltleldcs an den Enden des F.lek tiromagneten t kleine Wirbclströme gewährleistet. Dies wird beim Elektromagneten I gemäß F i g. 1 und 2 durch Abschrägungen Il der Polschcnkel 7 des Kerns 2 erreicht, die einen sich zu den freien Enden des Magneten I hin vergrößernden Luftspalt zur Ankerschiene 5 begründen, so daß der Auf- bzw. Abbau des Feldes in einem Volumenclement der Ankerschiene 5 wesentlich langsamer erfolgt als ohne Abschrägungen II, nämlich während der Zeit, in der sich der Magnet 1 um einen Betrag, der etwa der Länge der Abschrägungen 11 entspricht, oewegt.

Dadurch wird zwar ein Lameliieren der Ankerschiene 5 zur Unterdrückung von Wirbelstromvcrlusten überflüssig, der Elektromagnet 1 verliert jedoch, wie eingangs bereits erwähnt, an Trag- oder Führungskraft end besitzt beim Aufbau von Magnetbändern aus mehreren dicht hintereinander angeordneten Magneten 1 iwangläufig eine andere Gestalt als die übrigen inneren Magnete eines solchen Bandes, so daß sich die Fertigung verteuert und eine Austauschbarkeit der einzelmen Magnete eines Fahrzeugs nicht gegeben ist.

F i g. 3 zeigt einen Endausschnitt einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung, bei der alle Elektromagncte 12 eines Bandes in ihrer Gestalt übereinstimmen und das freie Ende jedes äußeren Elektromagneten 12 des Bandes mit einem Zusatzpermanentmagneten 13 besetzt ist. Dieser besitzt ebenso wie die Elektromagnete 12 einen Kern 14 mit U-Profil, dessen Abmessungen denen des Profils der Elektromagnetkerne 15 entsprechen, und ist ebenso gepolt wie die Elektromagnete 12 des Bandes. Der Zusatzpermanentmagnet 13 ist jedoch wesentlich kürzer als die Elektromagnete 12 und besitzt derart gekrümmte Polflächen 16, daß der Luftspalt zur Ankerschiene 5 bei den Stoßstellen mit den Polflächen 17 des anschließenden Elektromagneten 12 mit dem Trag- oder Führungsluftspalt übereinstimmt und zum freien Magnetbandende hin zunimmt, so daß eine kontinuierliche Feldstärkezunahme von außen bis zu den Stoßstellen mit dem Elektromagneten 12 gewährleistet ist und insbesondere auch an diesen Stoßstellen keine Induktionseinbrucbe vorliegen. Eine gegenseitige Beeinflussung von Elektromagnet 12 und Zusatzpermanentmagnet 13 scheidet dadurch aus. daß die Polschenkel 18 bzw. 19 beider Magnete 12 bzw. 13 nur an den Polflächen 17 bzw. 16 gegenüber den Kernjochen 20 bzw. 21 vorgezogen sind, so daß auch der Wickelkopf 22 der Erregerspule 23 des Elektromagneten 12 zwischen den Kernjochen 20 bzw. 21 genügend Platz hat. F ig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung die Bestückung des Zusatzpermanentmagneten 13 mit einer Permanentmagnetleiste 24, die in das Joch 21 des Zusai/.permanentmagncten 13 eingesetzt ist. Die Permanentmagnetleiste 24 bewirkt eine derartige Magnetisierung des Zusatzpermanentmagneten 13. daß die Luftspaltfeldstärke am Übergang zu den Polflächen 17 des Elektromagneten 12 bei Nennlast und Sollabstand mit der Trag- oder Führungsfeidstärke übereinstimmt.

Die in F i g. 5 an beiden freien Enden eines Magnetbandes aus zwei dicht hintereinander angeordneten Elektromagneten 25 eingesetzten Zusatzmagnete 26 besitzen im wesentlichen dieselbe Kerngestalt wie die beschriebenen Zusatzpermanentmagnete 13. Sie tragen jedoch auf ihrem Kernjoch 27 eine Erregerspule 28, die zur Erregerspule 29 des benachbarten Trag- oder Führungselektromagneten 25 elektrisch parallel geschaltet ist und über eine gemeinsame Regelschaltung 30 gespeist wird. Auf diese Weise wird auch bei stärkeren Änderungen der Induktion des Trag- oder Führungsfeldes oder des L.uftspalts jede Stufe in der Induktion des Feldes an den Stoßstcllen zwischen Elektromagnet 25 und Zusatzmagnet 26 vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetanordnung für ein magnetisches Tragoder Führungssystem, insbesondere für ein Schwe- S befahrzeug. mit einer feststehenden Ankerschiene und mindestens einem längs der Ankerschiene berührungsfrei bewegbaren Magnetband, an dessen Enden jeweils ein mit diesem fluchtender Zusatzmagnet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (16) jedes Zusatzmagneten (13; 26) mit wachsender Entfernung von dem betreffenden Ende des Magnetbandes einen sich stetig vergrößernden Abstand zu der Ankerschiene (5) aufweisen.

2. Magnetanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmagnet ein Permanentmagnet (13) vorgesehen ist.

3. Magnetanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzpermanentmagnet (13) aus einem ferromagnetischen Kern (14) besteht, in den eine Magnetleiste (24) eingesetzt ist.

4. Magnetanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmagnet ein Elektromagnet (26) vorgesehen ist.

5. Magnetanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (28) des Zusatzelektromagneten (26) zur Erregerspule (29) des zugehörigen Trag- oder Führungselektrornagneten (25) elektrisch parallel geschaltet ist.

6. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschenkel (19) des Zusatzmagneten (13; 26) nur im Bereich ihrer Polflächen (16) bis an die Stoßstellen mit den Polflächen (17) des zugehörigen Trag- oder Führungsmagneten (12; 25) vorgezogen sind.