DE2449528A1 - Integrierte magnetfahrtechnik - Google Patents

Description

• Patentbeschreibung Die Bedeutung berührungsfreien Fahrens mit Hilfe von Magnetfeldern, um den Betrieb von Fahrzeugen mit hohen Geschwindigkeiten zu beherrschen, ist bekannt.
• Innerhalb dieses Gebietes wird seit kurzer Zeit eine Technik entwickelt, bei der das Fahrzeug durch ein elektromagnetisches Drehstromwanderfeld in der Fahr tr asse angetrieben wird, wobei im Fahrzeug befindliche Magnete das Fahrzeug tragen t führen und gleichzeitig die Erregerpole für den Synchronantrieb des Systems darstellen.
• Innerhalb dieser Technik geht es um die Frage der günstigsten und erfolgreichsten Konfigurationen. Ziel dabei ist unter anderem eine Optimierung des FunItionszusammenhanges zwischen Fahrspur und Fahrzeug im Hinblick auf Vereinfachung, Verringerung der Funktionsflächen, Verbesserung von Auswirkungen bei gravierenden Störungsfällen. Außerdem gilt es, die mittlere notwendige Leistung für das Schweben des Fahrzeuges und seine Führung zu erniedrigen.
• Im Rahmen dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendes erreichbar der Funktionszusammenhang zwischen Fahrzeug und Fahrweg wird beschränkt auf eine auf der Unterseite der im Fahrweg angebrachten Wanderfeldstatoren liegende Polfläche, eine seitliche in der Höhe des Wande rfeldstators sich erstreckende senkrechte lamellierte Ankereisenfläche für Seitenkräfte und eine oberhalb der die Wanderfeldetatoren tragenden Konstruktionsteile liegende Störungsanlauffläche.
• Außerdem werden die Funktionsteile der als " integrierte Magnetfahrtechnik " bezeichneten Technik in einer Art ausgebildet, die im wesentlichen ohne Nullstrom - Leistungen arbeiten kann und die trotz der einseittgen Anordnung sowohl in Richtung höhere als auch niedrigere Kräfte mit einfachen Mitteln elektromagnetisch gesteuert werden kann.
• Zur Erparnis von Reglerfünktionen sind diese Funktionsteile auf einem biegesteifen Leichtgewichtsträger angeordnet, welch er seinerseits beweglich gegenüber dem Fahrzeug angelenkt ist.
• Mit der Verwendung einer grösseren Konbtruktionseinheit von mehr als 5 m Länge, welche biegesteif ist, lässt sich die Anzahl der Spaltsteuerung auf Gruppen von Magneten am Anfang und am Ende dieses Trägers reduzieren. Wichtig ist hierbei die Ausführung mit geringen Massen, welche sich stark auswirkt, nachdem sowohl die Dauermagnete als auch die Steuerung der Dauermagnete bei dieser Ausführungsform eine niedrige Masse aufweisen.
• Eine neue Lösung für die Steuerung von Permanentmagnetfeidern sowohl in Richtung auf höhere Flussdichten als auch in Richtung auf niedrige Flussdichten innerhalb von magnetischen Kreisen mit veränderlichen aber steuerbaren Luftspalten ist dadurch gegeben, dass Permanentmagnete an ihren Flanken durch ferromagnetisches Material kurzgeschlossen werden, wobei die kurzschliessenden Teile durch gesteuerte Elektromagnete verschieden gepolt werden können. Hierbei wird das resultierende Feld vor der Kombination von ferromagnetischem Material vergrössert oder verkleinert. Dabei schwanken die gesteuerten Werte um einen dazwischenliegenden ungesteuerten Wert. Dieser ungesteuerte Betrag des Feldes wird lediglich noch durch eine Sensorlogik mit Hilfe der Einstellung des Luftspaltes derart beeinflusst, dass bei Fahrt des Fahrzeuges im Mittel kein Steuerungsbetrag notwendig wird, was im wesentlichen eintritt, wenn das Gewicht des Fahrzeuges gleich der Nullanziehungskraft der Magnetanordnung bei entsprechend eingestelltem Luftspalt ist.
• Es kommt günstig zum Verhalten der zu steuernden Magnetkreise hinzu, wenn der unterhabb der Fahrzeugmagnete liegende Rückschluß bei Verkleinerung des Luftspaltes in Sättigung kommttbeziehungsweise durch seine Anordnung, Unterbrechung nach Anspruch 5 Begrenzung findet.
• Eine im Sinne oben genannter Forderung nach Funktionseinfachheit besonders günstige Anordnung der seitenführungsflächen ist dadurch gegeben, daß man in Ausnützung der Bauhöhe des Wanderfeldstators die Seitenführungsfläche gleichzeitig als Schutz der Wickelköpferlinsbesondere auf dem Ausgußmaterial für diese Wickelköpfe anbringt.
• Hierbei ergibt sich außerdem eine günstige Konzeption für die Seitenführung des Fahrzeuges, welche ohne Anordnungsstörung separat von der kombinierten Antriebs- und Trageinheit angeordnet ist und eine weite Beweglichkeit in horizontaler Richtung erlaubt, um damit die Eigenstabilität in Bezug auf die Seitenführung des Trag- und Antriebssystems ausnützen zu können.

Claims (15)

1. Integrierte Magnet fahrt echnik

   PatentansprUche Integrierte Magnetfahrtechnik mit anziehenden Permanentmagneten im Fahrzeug, welche ausser der Tragfunktion auch der Funktion als Erregermagnete für den Linearantrieb mit stationärem Wanderfeld dienen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Magnete auf einem weitgehend biege- bzw.

   trosionssteifem Konstruktionsteil 1 angeordnet sind, welcher vertikal beweglich, aktiv 3 oder passiv gefedert 2 und gedämpft 3 am Fahrzeug befestigt ist.
2. 2. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass durch mit steuerbarem Strom durchflossene Spulen die magnetische Wirkung des Konstruktionsteiles mit Magneten nach Anspruch 1, vornehmlich an dessen vorderem und hinterem Ende 4 variiert werden kann.
3. 3. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung von ferromagnetischem Material 6 im Bereich der Dauermagnete das wirksame Feld vor den Polen der Dauermagnete 7 geschwächt wird, wobei durch mit variablem Strom gesteurte Spulen 5 die schwächende Wirkung verstärkt oder aufgehoben bzw. in eine verstärkende Wirkung umgewandelt wird.
4. 4. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die schwächende Wirkung durch ferromagnetisches Material, eitlich und oder innerhalb des Magneten angeordnet und einen Teil des Magneten kurzschliessend erfolgt, wobei dieses Material durch elektrische Spulen 5 zur Steuerung verschieden gepolt werden kann.
5. 5. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetrückschluss 8 auf der dem Pol 9 gegenüberliegenden Seite des Dauermagneten ganz oder teilweise unterbrochen ist, bzw. einen hohen, auch vom Magnet - fluss z.B. durch Sättigung abhängigen magnetischen Widerstand aufweist.
6. 6. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material 10 auf der Polseite der Permanentmagnete ganz oder teilweise den Pol bedeckt.
7. 7. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Spaltweite zwischen Wanderfeldeinrichtung 11 und Polfläche 9 so erfolgt, dass ein Minimum an Stromverbrauch in den Steuerungsspulen 5 erzielt wird, was insbesondere bedeutet, dass Fahrzeugkraft ( im wesentlichen Gewicht) etwa der Anziehungskraft der Magnete ohne Steuerungsausschlag, gegebenenfalls mit Ruhestrom, entspricht.
8. 8. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Einregelung der Spaltweite zur Minimierung des mittleren Steuerstromes mit wesentlich niedrigeren Steuerungsfrequenzen als die sonstige Kräftesteuerung erfolgt.
9. 92 Nbeh vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenführung durch separate seitlich im Fahrzeug bewegliche 14, mit dem gegenüberliegenden mechanlschtverbundene 15 Elektromagneten 12 erfolgt, welche auf ferromagnetisches Material 13 mit vornehmlich senkrechter Polfläche einwirkt, welches als Abschluss der Wanderfeldstatoreinrichtung in der Höhe der selben gleichzeitig als Schutz des Wickelkopfes 16 vornehmlich auf Ausgu6smaterial 17 und mit Zugschrauben mit der Trasse mechanisch verbunden, angeordnet ist.
10. lo. Dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsflächen für Hub- und Seitenführung für eine Gleitfunktion der bewegten Teile atf den stationären Teilen eingerichtet ist, wobei ein Kontakt ferromagnetischer Materialien durch Zwischenschichten'vornehmlich verstärkte Kunststoffe mit Glefflzusatz und gegebenenfalls mit WRrmeleitzusatz und Trennmittel und oder durch Räder verhindert wird womit eine Mindestweite des magnetischen Luftspaltes in der Grösse von 20 - 70% des mittleren Luftspaltes gewährleistet wird.
11. 11. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenführung des Fahrzeuges, insbesondere in Richtung einer an Weichen 22 ausfallenden Seitenführungseinrichtung durch einen Führungsblock 18 erfolgt, der fest oder beweglich auf der Fahrträgereinrichtung 19 angeordnet ist und mit zwei Führungsteilen 20, 21 zusammenwirkt, welche fest oder beweglich 20, vornehmlich ausserhalb der normalen Fahrzeugabsetzkufen 21 angeordnet ist.
12. 12. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass mit der Fahrzeugseitigen Fahrtrichtungsbestimmung mittels vertikaler Bewegung des Führungsteiles 20 die sinngemässe Ausschaltung der im Fahrzeug gegenüberliegenden Seitensteuerungs- bzw. Dämpfungsmagnete12erfolgt.
13. 13. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die an der Weiche ausfallende Vertikaltragfunktion ersetzt wird durch mit oder ohne Trennmittel vorgenommene Gleitfunktion auf der Unterseite 23 der Konstruktionsteile nach Anspruch 1 welche hierzu eine geeignete Rückenausbildung besitzen und deren Unterfläche im belasteten Zustand noch etwas unterhalb des übrigen Fahrzeugbodens liegt.
14. 14. Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel ein ortsfestes Gleichstrom- oder mit bzw. vorlaufendes Wechselinduktionsfeld zur Erzeugung von Tragkräften durch ein abstossendes Sekundärfeld vornehmlich in der Aluniniumkonstrunktion des Konstruktionsteileslnach Anspruch 1 verwendet wird.
15. 15 Nach vorher dadurch gekennzeichnet, dass die Unterfläche des Konstruktionsteilest nach Anspruch 1 und oder die damit in Gleitberührung nach Anspruch 1 kommende ortsfeste Oberfläche und oder die entsprechende Gleitfläche nach 11 elastisch verformbar zur Egali sierung der Drücke, insbesondere durch Anordnung einer - Metallfläche auf Gummi, Flüssigkeit, Schaummaterial oder dergleichen, ausgebildet ist, wobei vorzugstis dn 15 ff. Gleitflächen Gleitmittel während der Gleitfunktion besonders an den stationären Teilen zugeführt wird.