DE2455911C2

DE2455911C2 - Synchroner Linearmotor für den Antrieb von Transportmitteln

Info

Publication number: DE2455911C2
Application number: DE19742455911
Authority: DE
Inventors: Götz Dipl.-Phys. 8130 Starnberg Heidelberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-26
Filing date: 1974-11-26
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE2455911A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Linearmotor dieser Art für den Antrieb von Schnellbahnen (DE-OS 22 57 773) ist der Läufer fest angebrachter Teil des jeweiligen Bahnfahrzeugs, das mitsamt dem Läufer relativ zum Fahrwegstator geführt ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transportmittelantrieb günisiger auf die Bedienung kurviger Transportmitteltrassen abzustimmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Linearmotor erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Aus der DE-OS 20 43 604 ist es bekannt ein Schienenfahrzeug mittels eines Linearmotors anzutreiben, der einen Läufer als separate, für sich auf einer gesonderten Schiene abrollend geführte Einheit aufweist Der elektrische und magnetische Aufbau dieses Linearmotors ist in der genannten Druckschrift nicht genauer beschrieben; eine seitliche Auslenkung des Schienenfahrzeugs relativ zur Läufer-Einheit kpmmt nicht in Betracht

Ferner ist aus »Siemens-Zeitschrift«, März 1974, S. 148 bis 152, ein Linearmotor zum Beschleunigen von Automobilen für Crash-Tests bekannt Es handelt sich um einen asynchronen Linearmotor mit ortsfestem Primärteil und dem Automobil zugeordnetem Sekundärteil. Der Sekundärteil bzw. Läufer ist eine separate, für sich geführte Einheit an die das Automobil angehängt wird. Eine seitliche Auslenkung des Automobils relativ zur Läufer-Einheit ist naturgemäß nicht vorgesehen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.

Der ortsfeste Wanderfeldstator ist normalerweise durch ortsfeste Frequenzumrichter gespeist.

Der Luftspalt zwischen dem Wanderfeldstator und den Erregermagneten wird vorzugsweise konstant gehalten, wobei entsprechende Rollen in der Reihe der Erregermagnete angeordnet und auf Unterlagen an den Stirnflächen des Wanderfeldstators abrollen können.

Das flexible Basisteil kann als Mittelsteg ausgebildet sein und aus Geweben, blechartigen Gestaltungen, Kunststoff oder Kunststoffäserverbund bestehen, wobei im Fall von Kunststoff und Kunststoffaserverbund die Magnete mittels des Mittelstegmaterials mit diesem verbunden sein können. Der Mittelsteg kann einen Anteil ferromagnetischen Materials enthalten oder aus solchem bestehen. Der Mittelsteg kann beidseitig Erregermagnete, die insbesondere höchstens 2,8 cm lang sind, tragen. Günstigerweise gestaltet man die Oberfläche der Läufer-Einheit mindestens an den Polflächen der

p Hrregernuigncte glatt und beanspruchungsunempfind-

rf lieh.

p. Der Linearmotor kann unterhalb, oberhalb, seitlich,

ff hierbei einseitig oder zweiseitig, auch unsymmetrisch,

^g des Transportmittels angeordnet sein. Im Fall der paar-

iz weisen Ausbildung des Wanderfeldstators kann eine

jö elastische Abstandsvergrößerbarkeit vorgesehen sein,

JJV um Fremdkörper besser in Aufnahmeräume durchfallen

ψ zu lassen. Eine nach oben vorstehende Anordnung des

I Wanderfeldstators hält diesen besser vor Wasser,

gt Fremdkörpern oder dergleichen geschützt; der vorste-

i{| hende Wanderfeldstator kann an den Steilen erniedrigt

>|; sein, wo aufgrund von Weichenfahrt oder dergleichen

|| Transportmittelräder den Wanderfeldstator kreuzen.

Il Eine etwaige, vollständige oder teilweise Deckung is

H des Spalts des Linearmotors zum Schutz gegen Fremd-

i| körper kiinn starr, beweglich oder elastisch verformbar

U ^sein-

β Vorzugsweise kann die Läufer-Einheit bzw. das Mall gnetband auch entkoppelt von dem Transportmittel p selbständig fahren. Insbesondere kommen krei.^cartig gepj schlossene Trassenführungen oder solche mit getrenn-IJ ten, an den Enden mit einer Weiche zusammetilaufen-St den Spuren für Hin- und Rückfahrt in Betracht
ιζ Ein busartiges Fahrzeug als Transportmittel kann fi auch im sog. dual-mode-Betrieb eingesetzt sein, bei dem ^₁ das Fahrzeug entweder mit dem erfindungsgemäßen Liif nearmotor ohne Fahrer mit automatisierter Antriebs-, % Brems- und Richtungssteuerung oder mit hericömmli-&, chem Antrieb und Lenkung durch einen Fahrer verfc" kehrt. Auch eine Lösung mit Antrieb durch den erfin- £ dungsgemäßen Linearmotor und herkömmlicher, sepals rater Lenkung ist möglich.

ψ Die zeichnerischen Darstellungen beziehen sich auf

|ξ Ausführungsbeispiele der Erfindung.

ff In Bild 1 ist ein Autobus im Querschnitt gezeichnet,

|| bei dem der Erregerteil des Linearmotors, wie er in Bild

ψ 2 im horizontalen Längsschnitt gezeichnet ist, sich un-

te terhalb des Fahrzeugs zwischen im Straßenboden mon-

|| tierten Wanderfeldstatoren entlangbewegt. Zur Einhai-

fi tung seines Abstands zu den Wanderfeldstatoren sind

Ii im Erregerteil Rollen angebracht, die die Einhaltung des

|j Luftspalts gewährleisten. Alternativ ist auch die Stabili-

p sierung der Lage des Erregerteils durch Steuerung der

|| Errcger-Magnetfeldstärke möglich. Bild 3 zeigt einen

I« Querschnitt des Erregerteils bzw. Linearmotorläufers.

ρ Der Erregerteil besteht im wesentlichen aus Dauer-

K magneten, die auf einem flexiblen, aus ferromagneti-

Ü schem Material bestehenden Mittelsteg aufgebracht

|I sind. Bild 4 zeigt eine alternative Ausbildung mit einem

Ii einfachen Wanderfeldstator, der mit einem doppelseiti-

iS gen, den Wanderfeldstator umfassenden Erregerteii zu-

|| sammenwirkt und beispielsweise oberhalb des Fahr-

|| zeugs angebracht ist.

|ίϊ Bild 5 zeigt die mechanische Verbindung zwischen

|f dem Fahrzeug und dem Läufer, die so ausgebildet ist,

w daß sowohl bei Beschleunigungsfahrt als auch bei

Il Bremsfahrt nur Zugkräfte, nicht aber Druckkräfte in

;'j| Längsrichtung auf den flexiblen Läufer einwirken.

Bild 6 zeigt im Schema, wie Läufer-Einheiten, mit de· nen anzutreibende und zu führende Fahrzeuge nach Bedarf jeweils gekoppelt werden können, in einer hin- und rückführenden Spur aus Wanderfeldstatoren nach Bedarf, gesteuert vom Frequenzumrichter des Wanderfeldes, entlanglaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Linearmotor für den Antrieb von Transportmitteln, mit einem ortsfesten Wanderfeldstator und einem längs des Wanderfeldstators bewegbaren, eine Reihe von synchron mit dem Wanderfeldstator zusammenwirkenden Erregermagneten aufweisenden Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer als separate, für sich am Fahrweg geführte Einheit ausgebildet ist, und daß das lenkbare Räder aufweisende Transportmittel derart mit der Läufer-Einheit gekoppelt ist, daß eine seitliche Auslenkung des Transportmittels relativ zur Läufer-Einheit möglich ist.

2. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit Dauermagnete als Erregermagnete aufweist, die vorzugsweise ein Energieprodukt von mindestens 10⁶ Gauss-Oerstedt besitzen und/qder aus einem Material auf der Basis der Gruppe der Elemente der seltenen Erden bestehen.

3. linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen dem Wanderfeldstator und den Erregermagneten der Läufer-Einheit durch von gesteuertem Strom durchflossene Spulen und/oder durch Rollen aufrechterhalten ist.

4. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtsentlastet an dem Transportmittel gehalterte Läufer-Einheit durch die Felder ihrer EiregerEugnete vertikal geführt ist.

5. Linearmotor nach einem der insprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit von dem Transportmittel entkoppeibar ist

6. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit in eine Ruheposition am oder im Transportmittel einziehbar ist

7. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit derart ausgebildet ist daß in der Läufer-Einheit vorwiegend oder ausschließlich Zugkräfte auftreten.

8. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit Relativbewegungen in Vertikalrichtung zuläßt.

9. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Auslenkung, insbesondere Radeinschlag, des Transportmittels durch die seitliche Relativbewegung zwischen dem Transportmittel und der Läufer-Einheit oder durch mechanische Seitensteuerung gesteuert ist.

10. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit entsprechend dem Kurvenverlauf des Wanderfeldstators krümmbar ist.

11. Linearmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Einheit mit einem flexiblen Basisteil, das die Erregermagnete trägt, aufgebaut ist, wobei das Basisteil vorzugsweise aus ferromagnetisches Material enthaltendem Kunststoff besteht.

12. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Spalt unterhalb einer Bewegungs-Abrollfläche des Trans-

portmittels angeordnet ist wobei vorzugsweise eine elastische obere Spaltabdeckung vorgesehen ist

13. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß er über das Niveau einer Bewegungs-Abrollfläche des Transportmittels vorstehend angeordnet ist

14. Linearmotor nach einem der Ansprüche 10 bis

13, dadurch gekennzeichnet daß bei einer Weihenverzweigung des Wanderfeldstators die Routenwahl durch einen schwenkbaren Kopf der Läufer-Einheit erfolgt

15. Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet daß das Transportmittel ein Bus ist