DE68919087T2

DE68919087T2 - Antriebsmechanismus für linearmotor.

Info

Publication number: DE68919087T2
Application number: DE68919087T
Authority: DE
Inventors: William John Hockessin De 19707 Hommes; John Joseph Jr. Wilmington De 19806 Keegan
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Mylar Specialty Films US LP
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2009-01-31
Also published as: DK140591A; CN1037435A; BR8907872A; AU3196889A; NO912941L; AU632015B2; FI913616A7; US4825111A; EP0455632B1; JPH04503146A; WO1990009055A1; NO912941D0; EP0455632A4; KR910700564A; DE68919087D1; FI913616A0; TR24491A; EP0455632A1; DK140591D0

Description

Hintergrund der Erfindung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet, mit dem sich die vorliegende Erfindung befaßt, ist das Gebiet der Linearmotoren, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Verfahrensweisen und einer Vorrichtung zum einzelnen Antreiben von Wagen oder spurgebundenen Fahrzeugen, von einem Wartestapel zu einer im Abstand angeordneten Anordnung und zum Zurückführen der Wagen oder Fahrzeuge auf eine gesteuerte Weise zu dem Wartestapel.
Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit dem Antreiben der Wagen auf einer endlosen Schleife von dem Austritt eines Wagensammelabschnittes, in welchem sie sich in aneinanderstossender Anordnung mit einer konstanten synchronen Geschwindigkeit bewegen, auf eine zweite Geschwindigkeit, um die Wagen in einem Abstand anzuordnen, nachdem diese Wagen in den Wartestapel zurück angetrieben worden sind, bevor sie den Eintritt des Sammelabschnitts erreichen. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Wagen bewegen, nachdem sie in Kontakt mit dem Wagenstapel gekommen sind, wird durch die Geschwindigkeit der aneinanderstoßenden Wagen in dem Wagensammelabschnitt bestimmt, gegen die die neu ankommenden Wagen in dem Wartestapel konstant angedrückt werden. Die Wagen bewegen sich asynchron nach dem Kontakt mit dem Wartestapel und vor dem Erreichen des Eintritts des Sammelabschnitts.
Die Bewegung der Wagen in dem Wartestapel wird durch Hysteresesekundärteile gesteuert, welche an den Wagen angebracht sind. Diese Sekundärteile wirken mit elektromagnetischen Wellen zusammen, welche unabhängig durch Zonen eines Linearmotorprimärteils aufgebaut werden. Die synchronen Sekundärteile können auch an den Wagen zum synchronen Antreiben der Wagen unter der Steuerung der weiteren Zonen eines zweiten Primärteils angebracht sein. Die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen können sich verändern, um die Beschleunigung und Verlangsamung der Wagen zu steuern.

Beschreibung des zugeordneten Standes der Technik

Linearmotore sind an sich in der Technik bekannt, und häufig werden derartige Motore zum Antreiben von Wagen oder spurgebundenen Fahrzeugen auf einer endlosen Schleife eingesetzt.
Die US-A-3,803,466 von Starkey ist ein Beispiel, in welchem der Einsatz eines Linearsynchronmotor-Antriebssystems zum unabhängigen Antreiben von spurgebundenen Fahrzeugen in einer Schleife eingesetzt wird. Die Fahrzeuge oder die ankommenden Züge werden selektiv beschleunigt und dann an einer geeigneten Stelle verlangsamt, um zu ermöglichen, daß sie mit einer langsamen Geschwindigkeit und in einem gewählten Abstand durch eine Station bzw. einen Bahnhof fahren.
Die US-A-3,890,421 von Habozit ist ein weiteres Beispiel, welches den Einsatz eines Linearinduktionsmotors zum Steuern der Geschwindigkeit von Klemmteilen zeigt, welche an Wagen angebracht sind, die sich auf endlosen Schleifen zum biaxialen Strecken von Kunststoffolien bewegen. In der Japanischen Patentanmeldung 48-38779 ist ein weiteres Beispiel angegeben, welches den Einsatz eines Linearmotors zeigt, um Spannkluppen in endlosen Schleifen zum biaxialen Strecken von thermoplastischen Kunstharzfolien anzutreiben.
In 28th Vehicular Technology Conf.Digest, März 1975, Wim Watkins "Evolution of Linear Induction People Mover System", Seiten 133-136 ist ein Transportsystem unter Einsatz von Linearinduktionsmotoren angegeben. Dieses System ist von der Schleifenbauart mit sich konstant bewegenden Fahrzeugen, welche Stoßfänger an Stoßfänger mit derart ausreichend niedriger Geschwindigkeit in der Station sind, daß eine Synchronisierung mit einem sich bewegenden Fußsteig oder Drehtisch zum Ein-und Ausladen von Fahrgästen gegeben ist.
Es ist bei Systemen mit Wagen oder Fahrzeugen, welche sich auf einer endlosen Schleife bewegen, allgemeine Praxis, eine Ladestation oder einen Anfangsabschnitt vorzusehen, an dem die Wagen mit niedrigen Geschwindigkeiten zum Aufnehmen von Fahrgästen bewegt werden, wie dies in US-A-3,803,466 angegeben ist, oder um dort andere Handhabungen vorzunehmen, und daß dann die Wagen auf einem Betriebsabschnitt beschleunigt werden. In dem Anfangsabschnitt haben die Wagen einen kleinen Abstand voneinander und häufig sind sie zusammengefaßt oder gruppiert in einem Wartestapel angeordnet, wie dies bei den vorstehend angegebenen Patenten beispielsweise gezeigt ist. Nach der Beschleunigung oder der Beendigung des Betriebsvorganges, wie das Folienstrecken, werden die Wagen zu dem Wartestapel oder dem Ladeabschnitt oder Aufnahmeabschnitt zurückgeführt, und sie sind dort wiederum bereit, einen neuen Betriebsablauf zu beginnen.
Es ist natürlich allgemein erforderlich, daß die Wagen immer hinsichtlich ihren Bewegungen und bei dem Durchlaufen der Schleife gesteuert werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Wagen oder spurgebundenen Fahrzeuge, welche sich häufig mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, zu dem Wartestapel zurückgeführt werden, da sonst zu Beschädigungen führende Kollisionen auftreten können oder Maschinenbetriebsabläufe nachteilig beeinflußt werden können.
Verschiedene Techniken wurden entwickelt, um diese Schwierigkeit zu überwinden. Eine Lösung hierfür ist in US-A-4,675,582 von Hommes und Keegan angegeben, welches auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Dieses Patent beschreibt ein Linearsynchronmotor-Steuersystem, welches eingesetzt werden kann, um Synchronsekundärteile präzise anzutreiben, welche an den Wagen der immer zunehmenden Geschwindigkeiten auf einer Betriebsseite einer Schleife angebracht sind, oder welche beispielsweise zum Strecken von Folie bei einer Schleife eingesetzt werden. Das gleiche System kann auch zum Verlangsamen der Wagen unter der Steuerung auf der Rücklaufseite der Schleife eingesetzt werden. Bei einem derartigen System, bei dem sich die Wagengeschwindigkeit und die Abstände ändern, kann niemals mehr als ein Wagen in einer elektrisch gesonderten Gruppe von Spulenwicklungen oder einer Zone des Primärteils zu einem bestimmten Zeitpunkt sein. Diese Einschränkung macht erforderlich, daß viele Primärzonen vorhanden sein müssen und daß diesen zugeordnete Zonensteuerungen vorhanden sein müssen. Ein derartiges System ermöglicht in wirkungsvoller Weise, daß die Wagen durch eine endlose Schleife kontinuierlich angetrieben werden, wobei sich aber beträchtliche Kosten hinsichtlich der Hardware sowie komplizierte Auslegungen ergeben, und zwar insbesondere auf der Rücklaufseite, an der die Wartestapelbildung vorgenommen wird und an der diese genaue synchrone Steuerung der Wagen nicht erforderlich ist.
Bei Antriebssystemen für Wagen oder spurgebundene Fahrzeuge sind häufig die Stelle und die Geschwindigkeit der Wagen am Anfangspunkt von großer Bedeutung. Beispielsweise bewegen sich die spurgeführten Fahrzeuge bei dem Starkey-Patent, welches vorstehend angegeben ist, mit einer geeigneten Geschwindigkeit und einem gewählten Abstand in einem Bahnhof oder einer Station zu Lade- oder Aufnahmezwecken. Dieses trifft auch auf die anderen Systeme zu, wobei die Systeme miteingeschlossen sind, die in dem unmittelbar zuvor beschriebenen Patent von Hommes und Keegan gezeigt sind, bei denen die Steuerung der Sekundärteile in einem Abschnitt mit konstanter Geschwindigkeit mit den genauen vor der Beschleunigung bekannten Lagen zum Betreiben des Systems wichtig ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird durch das Sicherstellen der Tatsache, daß der Wartestapel von Wagen synchron und in aneinanderstoßender Anordnung mit einer gesteuerten, konstanten Geschwindigkeit in einem Wagensammelabschnitt bewegt wird, weiterhin sichergestellt, daß die Wagen zu Beginn sich in einer geeigneten Position befinden, und daß sie sich mit einer geeigneten gesteuerten Geschwindigkeit bewegen. Daher stellt die Erfindung eine Weiterentwicklung oder ein alternatives Verfahren zur Verwirklichung der Erfindungen gemäß der US-A-3,803,466 und der US-A-4,675,582, insbesondere beispielsweise auf der Rücklaufseite bereit.
Die Erfindung ist auch zweckmäßig im Zusammenhang mit der US-A-4,081,723 von Vetter et al. zum Steuern der Wagen geeignet, welche Papierblätter in einer Druckmaschine transportieren, wobei die Wagen, angetrieben durch Linearmotore, sich auf paarweise symmetrisch angeordneten Doppel-Endlosschleifen bewegen. Vetter beschreibt den Einsatz von Sensoren und eine Rückkopplung zur Synchronisierung der Wagenbewegung mit der Drehbewegung der Druckwalzen in der Nähe der Bahn der Schleifen. Die Wagen werden beschleunigt, verlangsamt und durch die Schleifen im geschlossenen Kreislauf geführt. Wenn Papierblätter aufzunehmen sind, so ist es zweckmäßig, einen Wartestapel von Wagen zu bilden, welche sich mit einer langsamen Geschwindigkeit bewegen, um in Eingriff mit den Blättern zu kommen. Nach der Aufnahme ist es zweckmäßig, die Wagen zu beschleunigen und die Wagen in einem Abstand voneinander anzuordnen, um an den Druckwalzen synchron mit der Drehbewegung vorbeizugehen, und daß sie dann anschließend verlangsamt werden und dann wieder zu einem Wartestapel von Wagen zurückgebracht werden. Die bedruckten Bögen werden abgeworfen und neue Bögen werden zur Wiederholung des Verfahrens aufgenommen. Der Einsatz der vorliegenden Erfindung für die Verwirklichung dieser Funktionen stellt eine Verbesserung gegenüber dem System dar, welches von Vetter beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung kann auch zweckmäßig bei einer Anwendung eingesetzt werden, bei der eine Montagestraße betrieben wird, wobei hier eine gesonderte Schleife in der Nähe einer Hauptförderlinie vorgesehen sein kann. Teile können sicher auf einem sich langsam bewegenden Wagen in einem Wagenstapel auf der Schleife aufgeladen, dann beschleunigt und synchron mit dem Hauptförderer bewegt werden, um die Teile zu dem Hauptförderer zu übergeben, und dann werden die Wagen verlangsamt und zur Ausführung eines neuen Beladevorganges in dem Wartestapel bereitgehalten. Eine Kraftfahrzeugmontagestraße stellt ein gutes Anwendungsbeispiel für ein derartiges System dar. Auch bei einem Schnellfeuerwaffensystem für ein Schiff kann die Munitionsbestückung aus der Entfernung durch die Verlangsamung der sich bewegenden Wagen in einem Wagenstapel vorgenommen werden, der Transport kann schnell erfolgen, es kann eine Synchronisierung mit dem Waffenbeladesystem vorgenommen werden und sie können zu diesem übergeben werden. Dann werden die Wagen wieder zu dem Wartestapel zur Ausführung eines nächsten Ladevorganges zurückbewegt.
Somit ermöglicht die Erfindung auf diesem Gebiet verbesserte Verfahrensweisen und eine verbesserte Vorrichtung zum Antreiben von Wagen oder spurgebundenen Fahrzeugen auf einer Schleifenbahn, und sie löst verschiedene Schwierigkeiten, welche sich bisher hierbei ergeben haben, indem sichergestellt wird, daß die angetriebenen Fahrzeuge zu einem Wartestapel von Wagen auf eine gesteuerte Weise unter Einsatz eines relativ billigen Linearmotorsystems zurückbewegt werden, und daß die Wagen auf jenem Abschnitt des Wartestapels in einem Wagensammelabschnitt derart angeordnet werden, daß sie immer aneinanderstoßen und daß sie sich immer auch mit einer geeigneten, gesteuerten, konstanten Geschwindigkeit bewegen, bevor sie in einen Anfangs- oder Betriebsabschnitt einer Maschine oder eines Wagenantriebssystems eintreten.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz beschrieben nutzt die Erfindung einen Motor mit linearer Hysterese, oder vorzugsweise eine Kombination von Motoren mit linearer Hysterese und Synchronmotoren, um Wagen auf einer Schleife anzutreiben und zu und durch einen Wartestapel zu bewegen, ohne daß eine Rückkopplung hinsichtlich einer Treiberfrequenz, einer Wagenposition oder einer Wagengeschwindigkeit erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine kontinuierliche, vorbestimmbare Steuerung von zwei Sekundärwagen durch insgesamt eine endlose Schleife dadurch bereitgestellt, daß ein Synchronwagensekundärteil in einem Wagensammelabschnitt angetrieben wird, in welchem die Wagenposition und die Geschwindigkeit genau gesteuert werden, und in einem Betriebsabschnitt angetrieben werden, in dem der Wagenabstand und die Geschwindigkeit ebenfalls genau gesteuert werden, wobei ein Hysteresewagensekundärteil in einem wartestapelbildenden Abschnitt angetrieben wird, wobei die Steuerung der Anlagebewegung der Sekundärteile hierbei das Haupterfordernis darstellt. Die Linearmotorsteuerungen für den Wagensammel-Betriebs- und wartestapelbildenden Abschnitt der Schleife werden derart koordiniert, daß dann, wenn sich die Geschwindigkeit und die Abstände im Betriebsabschnitt ändern, die Änderungen hinsichtlich der Verteilung und der Anzahl der Sekundärteile in dem wartestapelbildenden Abschnitt hieran angepaßt werden können, ohne daß man Wagen aus der Schleife nehmen oder zusätzlich anordnen zu braucht.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern des Antriebs von Wagen, welche sich entlang einer endlosen Bahn bewegen, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Bildung eines Wartestapels der Wagen, welche jeweils ein daran angebrachtes Hysteresesekundärteil haben, Steuern der Bewegung der Wagen in dem Wartestapel in einem Wagensammelabschnitt, wobei der Sammelabschnitt einen Eintritt und einen Austritt hat;
Antreiben der Wagen in dem Sammelabschnitt mit einer ersten konstanten Geschwindigkeit;
einzelnes Antreiben der Wagen vom Austritt des Sammelabschnitts und in einen Betriebsabschnitt, und Antreiben der Wagen durch den Betriebsabschnitt von der ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch die Wagen in einem Abstand voneinander angeordnet werden; und
Antreiben der im Abstand angeordneten Wagen in und durch einen wartestapelbildenden Abschnitt, an dem diese Wagen von der zweiten Geschwindigkeit in dem Wartestapel der Wagen, welche sich mit der ersten Geschwindigkeit bewegen, angetrieben werden, bevor diese Wagen an dem Eintritt des Sammelabschnittes ankommen, und
bei dem ein Motor mit linearer Hysterese eingesetzt wird, um die Wagen auf einer Schleife anzutreiben und sie in und durch den Wartestapel zu bewegen, ohne daß eine Rückkopplung der Antriebsfrequenz, der Wagenposition oder der Wagengeschwindigkeit erforderlich ist.
Vorzugsweise werden die Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte, niedrigere Geschwindigkeit verlangsamt, bevor sie den nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel erreichen.
Alle Wagen in dem Wartestapel sind in einer aneinanderstossenden Anordnung vorgesehen, und alle Wagen in dem Wagensammelabschnitt sind ebenfalls in einer aneinanderstoßenden Anordnung vorgesehen.
Die dritte Geschwindigkeit, mit der der jeweilige Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt angetrieben wird, ist größer als die erste Geschwindigkeit, mit der die Wagen in dem Wagensammelabschnitt angetrieben werden, und die Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt werden gezwungen, daß sie sich in diesem Abschnitt mit der ersten Geschwindigkeit in eine anstoßende Anordnung bewegen, was durch die Steuerung der Bewegung der aneinandergrenzenden Wagen in dem Wartestapel in dem Wagensammelabschnitt erreicht wird. Auf die Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt wird eine Kraft ausgeübt, welche zu Beginn die Wagen in einer Anordnung in einem Abstand voneinander zwingt, um sich mit einer dritten Geschwindigkeit zu bewegen, und dann werden die Wagen in dem Verbund gezwungen, daß sie sich alle zwangsläufig mit der ersten Geschwindigkeit bewegen, mit der die Wagen in dem Wagensammelabschnitt angetrieben werden. Die Wagen können auch auf eine vierte Geschwindigkeit verlangsamt werden, bevor sie weiter auf die dritte Geschwindigkeit verlangsamt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Wagenantriebs werden die Wagen entlang einer endlosen Bahn mit Hilfe eines Linearmotors angetrieben, welcher wenigstens ein erstes Primärteil umfaßt, das in der Nähe der Bahn angeordnet ist, und Sekundärteile umfaßt, die an dem Wagen angebracht sind.
Das Primärteil hat Spulen, welche elektrisch gruppiert in Zonen angeordnet sind, welche wenigstens eine erste Zone umfassen, welche an dem Eintritt beginnt und die an dem Austritt des Wagensammelabschnittes endet, um eine erste elektromagnetische Welle zum Zusammenwirken mit den Sekundärteilen aufzubauen und die Wagen in dem Wagensammelabschnitt mit einer ersten konstanten Geschwindigkeit anzutreiben. Die Wagen werden synchron bezüglich der ersten elektromagnetischen Welle in diesem Abschnitt angetrieben, vorzugsweise durch ein Synchronsekundärteil, welches an dem jeweiligen Wagen angebracht ist.
Das Primärteil umfaßt ferner wenigstens eine zweite Zone, welche entlang des Betriebsabschnittes angeordnet ist und zum unabhängigen Antreiben jedes Wagens von der ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit dient, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch der Abstand der Wagen in diesem Abschnitt vergrößert wird. Die Wagen werden vorzugsweise synchron durch die Synchronsekundärteile in diesem Abschnitt ebenfalls angetrieben. Das Primärteil kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von zweiten Zonen zum synchronen Antreiben jedes Wagens von der ersten Geschwindigkeit auf Geschwindigkeiten umfassen, die größer als die erste Geschwindigkeit in dem Betriebs abschnitt sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung werden die Wagen entlang einer endlosen Bahn durch einen Linearmotor angetrieben, welcher wenigstens ein erstes Primärteil umfaßt, welches in der Nähe der Bahn angeordnet ist, und die Hysteresesekundärteile umfaßt, die an den Wagen angebracht sind.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Primärteil eine erste Zone, welche entlang des Wagensammelabschnitts zum Aufbauen einer ersten elektromagnetischen Welle zum Zusammenwirken mit den Hysteresesekundärteilen angeordnet ist, wodurch die Wagen synchron mit der ersten Geschwindigkeit im Wagensammelabschnitt angetrieben werden.
Das Primärteil umfaßt ferner wenigstens eine zweite Zone, welche entlang des Betriebsabschnittes zum Aufbauen einer zweiten elektromagnetischen Welle zum Antreiben jedes Wagens von der ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit angeordnet ist, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch der Abstand der Wagen in diesem Abschnitt vergrößert wird. Die zweite Welle wirkt mit den Hysteresesekundärteilen vorzugsweise zusammen, um die Wagen synchron in diesem Abschnitt anzutreiben. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt die zweite Welle mit den Hysteresesekundärteilen zusammen, um zuerst die Wagen asynchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit anzutreiben und dann im wesentlichen synchron im Betriebsabschnitt anzutreiben.
Vorzugsweise werden die Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit verlangsamt, bevor sie die nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel erreichen, und das Primärteil umfaßt ferner wenigstens eine dritte Zone, welche entlang dieses wartestapelbildenden Abschnitts zum Aufbauen einer dritten elektromagnetischen Welle zum Antreiben der Wagen von der zweiten Geschwindigkeit auf eine solche dritte Geschwindigkeit angeordnet ist, welche niedriger als die zweite Geschwindigkeit in diesem Abschnitt ist. Die dritte Welle wirkt mit den Hysteresesekundärteilen zusammen, um die Wagen synchron in einem Teil des wartestapelbildenden Abschnitts anzutreiben, bevor diese den nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel erreichen, und gerade diese Welle treibt die Wagen asynchron in dem wartestapelbildenden Abschnitt an, nachdem die Wagen den Wartestapel erreicht haben und bevor sie in den Wagensammelabschnitt eintreten.
Bei dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung werden die Wagen entlang einer endlosen Bahn mit Hilfe eines Linearmotors angetrieben, welcher erste und zweite Primärteile umfaßt, die in der Nähe der Bahn angeordnet sind, und Sekundärteile umfaßt, die an den Wagen angebracht sind. Jeder Wagen hat daran angebrachte synchrone und Hysterese-Sekundarteile.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform hat das erste Primärteil Spulen, welche elektrisch gruppiert in Zonen angeordnet sind, welche wenigstens eine erste Zone umfassen, die entlang dem Wagensammelabschnitt zum Aufbauen einer ersten elektromagnetischen Welle zum Zusammenwirken mit den Sekundärteilen angeordnet ist, um die Wagen mit einer ersten Geschwindigkeit in diesem Abschnitt anzutreiben. Die erste Welle wirkt mit den Synchronsekundärteilen zusammen, um die Wagen synchron mit der ersten Geschwindigkeit in dem Wagensammelabschnitt anzutreiben.
Das erste Primärteil hat auch wenigstens eine zweite Zone, welche entlang des Betriebsabschnitts zum Antreiben jedes Wagens von der ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit angeordnet ist, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch die Wagen in einem Abstand voneinander in diesem Abschnitt angeordnet werden. Die zweite Welle wirkt mir den Synchronsekundärteilen zusammen, um die Wagen synchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit in diesem Betriebsabschnitt anzutreiben. Eine Mehrzahl von zweiten Zonen kann bei dieser bevorzugten Ausführungsform zum Aufbauen von elektromagnetischen Wellen vorgesehen sein, um die Wagen von der ersten Geschwindigkeit auf größere Geschwindigkeiten in diesem Abschnitt anzutreiben.
Ferner hat das zweite Primärteil wenigstens eine dritte Zone, welche entlang des wartestapelbildenden Abschnitts zum Aufbauen einer dritten elektromagnetischen Welle zum Antreiben der Wagen von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit angeordnet ist, welche niedriger als die zweite Geschwindigkeit in diesem Abschnitt ist. Die dritte elektromagnetische Welle wirkt mit den Hysteresesekundärteilen zusammen, um die Geschwindigkeit der Wagen von der zweiten Geschwindigkeit auf die dritte Geschwindigkeit zu verlangsamen, bevor sie den nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel von aneinanderstoßenden Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt erreichen. Die Wagen werden synchron durch die dritte Welle in dem wartestapelbildenden Abschnitt angetrieben und vor dem Erreichen des nachlaufenden Wagens in dem Wartestapel und anschließend werden sie asynchron in diesem wartestapelbildenden Abschnitt angetrieben, nachdem die Wagen den Wartestapel erreicht haben und bevor sie den Eintritt des Wagensammelabschnitts erreichen.
Die Erfindung kann ein Verfahren zum asynchronen Antreiben von Wagen bezüglich einer elektromagnetischen Welle in einem Teil eines Wartestapels und zum synchronen Antreiben bezüglich einer weiteren elektromagnetischen Welle in einem anderen Teil des Wartestapels umfassen.
Diese Verfahrensweisen werden mit Hilfe einer Vorrichtung oder einem System durchgeführt, bei dem ein Linearmotor zum Antreiben der neuartigen Wagen von einem Wagensammelabschnitt zu einem Zustand mit einem Abstand und zum Zurückbewegen zu dem Sammelabschnitt genutzt wird. Ein derartiges System wird nachstehend näher beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine symmetrische Ansicht eines Linearmotor- Antriebssystems nach der Erfindung zum Antreiben von Wagen oder spurgebundenen Fahrzeugen auf einer endlosen Schleife oder Bahn.
Fig. 1 ist eine isometrische Ansicht eines Doppel-Sekundärwagens nach der Erfindung.
Fig. 3 ist ein Diagramm eines Beispiels einer sekundären (Wagen) Geschwindigkeit, aufgetragen über der Position während des Bewegungsweges auf der endlosen Schleife.
Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht eines Systems zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, wodurch die Verteilung der Wagen auf der endlosen Schleife verdeutlicht wird.
Fig. 5 ist eine Draufsicht eines oberen, ersten Primärteils zum Antreiben der Wagen auf einem Teil der Schleife.
Fig. 6 ist eine Draufsicht eines unteren, zweiten Primärteils zum Antreiben der Wagen auf dem restlichen Teil der Schleife.
Fig. 7 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der Kraft, aufgetragen gegenüber dem Schlupf für einen Motor mit linearer Hysterese.
Fig. 8 ist ein Diagramm von drei Anwendungsfällen mit einer sekundären (Wagen) Geschwindigkeit, aufgetragen gegenüber der Position während der Bewegung auf der endlosen Schleife.
Fig. 9 ist ein Diagramm von zwei stabilen Betriebskurven für den wartestapelbildenden Abschnitt zur Verdeutlichung der Auswirkungen einer sich ändernden Reibung an den Wagen.

Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Bei dem Linearmotor-Antriebssystem zum Antreiben von Wagen auf einer endlosen Schleife gibt es viele Art und Weisen zum Beschleunigen und Anordnen der Wagen in einem Abstand, aber bisher gibt es kein einfaches und zuverlässiges Verfahren und auch keine Vorrichtung zum Verlangsamen der Wagen bei der Wiederanordnung in einem sich bewegenden Wartestapel auf eine gesteuerte Weise.
Das System nach der Erfindung stellt ein solches Verfahren bereit, bei dem im Abstand angeordnete Wagen in einem Wartestapel dadurch kontinuierlich angetrieben werden, daß ein Linearmotorprimärteil, welches in der Nähe der Wagen angeordnet ist, gesteuert wird, um eine elektromagnetische Welle aufzubauen, welche auf ein Hysteresesekundärteil wirkt, welches an dem jeweiligen Wagen angebracht ist. Das Primärteil ist elektrisch in Gruppen von Spulenwindungen oder Zonen unterteilt, welche jeweils unabhängig voneinander gesteuert werden können. Diese Zonen können energetisch versorgt werden, um das Hysteresesekundärteil entweder synchron oder asynchron von einer zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit anzutreiben, unmittelbar größer als die erste Geschwindigkeit des Wartestapels. Wenn der Wagen den Wartestapel erreicht, treibt die Zone an dem Wartestapeleintritt das Hysteresesekundärteil asynchron an, um die Wagen mit einer Druckkraft zusammenzudrücken. Hierdurch wird die Lage der Wagen auf einen an sich bekannten Wert fixiert, so daß die anschließende genaue Steuerung der Wagenbewegung und der hierbei erzielbare Abstand erreichbar sind.
Die vorliegende Erfindung nutzt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Kombination aus Hysterese- und Synchronsekundärteilen, um die Wagen auf der Schleife und durch den Wartestapel anzutreiben. Das System stellt eine kontinuierlich vorbestimmbare Steuerung der Wagen auf einer Betriebsseite der Schleife bereit, an der der Wagenabstand und die Wagengeschwindigkeit genau gesteuert werden, sowie auf einer Rücklaufseite der Schleife, an der die Anlageberührung der Wagen in dem Wartestapel auf gesteuerte Weise verwirklicht wird. Der Linearmotor steuert die Betriebs- und die Rücklaufseiten auf eine koordinierte Weise derart, daß dann, wenn sich die Abstandserfordernisse an der Betriebsseite ändern, die Änderungen bei der Anzahl der Wagen auf der Rücklaufseite abgestimmt werden kann, ohne daß Wagen aus der Schleifenbahn genommen oder zusätzlich angeordnet zu werden brauchen. Die Steuerungen für die beiden Seiten koordinieren auch die Geschwindigkeitsbeschleunigung auf der Betriebsseite und die sich hieraus ergebenden Änderungen beim Bremsen und bei den Erfordernissen der Wartestapelbildung auf der Rücklaufseite.
Die Bewegung der Wagen wird sorgfältig und konstant auf der Betriebsseite der Schleife durch die synchronen Sekundärteile gesteuert, und die Wagenbewegung in dem Wagenstapel wird durch die Hysteresesekundärteile gesteuert. Dieser neuartige Einsatz von doppelten Sekundärteilen an jedem Wagen hat einen bedeutenden Einfluß auf die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform des Systems.
Bei dieser Anmeldung ist ein "synchrones Sekundärteil" ein solches, welches einen Permanentmagnetpol oder -pole hat, welche sich in einem Magnetfeld befinden und in diesem unabhängig von dem elektromagnetischen Feld der Motorprimärseite bleibt, welche hierauf einwirkt. Ein "Hysteresesekundärteil" ist ein solches, welches einen temporären Magnetpol oder temporäre Magnetpole hat, welche sich in einem Magnetfeld befinden und die darin auch dann bleiben, wenn das elektromagnetische Feld, wie jenes des Motorprimärteils, seine Polarität ändert, so daß keine Ausrichtung mit dem Hysteresesekundärteil erfolgt. In einem starken, nicht ausgerichteten Feld ändert die Hysteresesekundärpolarität sich zu der entsprechenden (Gegenpolarität) zu der Polarität des neuen elektromagnetischen Feldes.
Ein Synchronsekundärteil kann auch eine Nennkraft aufbauen, wenn es sich synchron mit derselben Geschwindigkeit wie die sich bewegende elektromagnetische Welle (welche nachstehend häufig als eine "EM-Welle") bezeichnet wird, welche diese antreibt, bewegt, d. h. Schlupf vorhanden ist, und wenn die Polarität in geeigneter Weise zu der Welle gerichtet ist. Wenn ein Schlupf auftritt, werden die Synchronsekundärkraft und die Geschwindigkeit störend, und das Sekundärteil kann zum Stillstand kommen.
Ein Hysteresesekundärteil kann wenigstens eine erste Kraft erzeugen, wenn es im wesentlichen synchron (mit keinem oder nur sehr geringem Schlupf) betrieben wird, oder eine zweite Kraft erzeugen, wenn es asynchron (mit beträchtlichem Schlupf) mit der sich bewegenden EM-Welle betrieben wird. In dem Bereich mit sehr geringem Schlupf liegt die Kraft zwischen der Größe ohne Schlupf und einem nennenswerten Schlupf. Das Hysteresesekundärteil kann im wesentlichen synchron mit der EM- Welle angetrieben werden, solange eine entgegenwirkende Kraft nicht die zweite Kraft überschreitet, so daß es sich etwa oder nahezu mit der gleichen Geschwindigkeit wie die EM-Welle bewegen kann. Es kann auch asynchron angetrieben werden, so daß es sich mit einer Geschwindigkeit im wesentlichen unterschiedlich von der EM-Welle bewegt, und daß fortgesetzt die zweite Kraft unabhängig von der Größe des Schlupfes erzeugt wird. Wenn die zweite Kraft größer als die entgegenwirkende Kraft ist, erreicht die Hysteresesekundärteilgeschwindigkeit jene der EM-Welle. Wenn die erste Kraft größer als die entgegenwirkende Kraft ist, erreicht die Hysteresesekundärteilgeschwindigkeit jene der EM-Welle und die Polarität entspricht (Gegenpole) zu jener der EM-Welle, und das Sekundärteil bewegt sich synchron hiermit.
Zusammenfassend kann ein Synchronsekundärteil nur synchron mit einer EM-Welle angetrieben werden, während ein Hysteresesekundärteil entweder im-wesentlichen synchron oder asynchron mit einer derartigen Welle angetrieben werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ermöglicht das letztgenannte Prinzip, daß die an den Wagen angebrachten Hysteresesekundärteile die Wagen konstant zusammendrücken, nachdem sie in Kontakt mit einem Wartestapel gekommen sind, bevor sie den Eintritt eines Wagensammelabschnitts erreichen, in welchem ihre Bewegung vor dem Betriebsbeginn des Systems nach der Erfindung gesteuert wird.
Speziell unter Bezugnahme auf die Zeichnung zeigt Fig. 1 die endlose Schleife, auf welchen die Wagen fahren, wobei der Antrieb gemäß der Erfindung erfolgt. Die Wagen 1 werden durch eine Spurbahn 2 gehalten und geführt, welche den Bewegungsweg der Wagen auf der Schleife bestimmt. Obere und untere Sekundärteile 3 und 4 sind an dem jeweiligen Wagenkörper angebracht. Die Bahnpositionen dieser Sekundärteile 3 und 4 geben die Abstände (aus Übersichtlichkeitsgründen stark vergrößert dargestellt) von den oberen und unteren Linearmotorprimärteilen 5 und 6 an, welche in der Nähe der Spurbahn angeordnet sind.
Wie am deutlichsten aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, hat jeder Wagen 1 eine im allgemeinen "C"-förmige Auslegung, welche weitgehend die Bahnspur 2 umgibt. Auf der Außenseite der "C"-Form ist eine erste Fläche 7 vorgesehen, welche beispielweise dazu geeignet ist, einen Gegenstand anzubringen, welcher mit Hilfe des Wagens zu bewegen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Synchronlinearmotor-Sekundärteil 3 an einer zweiten Fläche 8 auf der Oberseite des "C"-förmigen Wagens 1 angebracht. Dieses Sekundärteil umfaßt zwei Permanentmagnete 9 und 10 mit alternierenden Polen, welche nach außen weisen, um einen Magnetflußweg zu vervollständigen, welcher bei 11 angedeutet ist, welcher auch das obere Primärteil 5 umfaßt. Die Magnete, welche fest an einem Eisenteilmaterial 12 mit hoher magnetischer Permeabilität, wie Stahl oder Gußeisen, angebracht sind, haben mit in einem Abstand angeordnete Pole, welcher mit Lambda s bezeichnet ist, welcher der Polteilung des oberen Primärteils 5 entspricht, und sie bilden eine dritte Fläche 85, welche mit der Form der gegenüberliegenden Fläche des Primärteils 5 vergleichbar ist. Das Magnetmaterial kann ein übliches Permanentmagnetmaterial, wie Wolfram oder ein Chrommagnetstahl sein, oder es kann sich um einen seltenen Erdenpermanentmagneten, wie Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierungen (Alnico), um einen Kobaltmagnetstahl oder vorzugsweise um Samariumkobalt handeln.
Ferner ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform ein Hystereselinearmotorsekundärteil 4 an einer vierten Fläche 13 an dem Boden des "C"-förmigen Wagens 1 angebracht. Dieses Sekundärteil umfaßt Hysteresematerial 15, welches Pole auf der unteren Fläche bildet, wenn es sich in dem Magnetfeld befindet, das durch das untere Primärteil 6 erzeugt wird. Das Sekundärteil kann ebenfalls vorzugsweise ein Verstärkungseisenmaterial 14 mit hoher magnetischer Permeabilität umfassen. Bei einigen Anwendungsfällen jedoch kann es zweckmäßiger sein, das Hysteresematerial auf einer Fläche anzubringen, welche eine geringe Permeabilität, wie Aluminium oder eine nichtmetallische Fläche hat, oder das Hysteresematerial kann entlang den Rändern ohne eine Rückseite angebracht werden. Auch kann es manchmal erwünscht sein, das Hysteresematerial auf einer ausgenommenen Oberfläche mit hoher Permeabilität an zuordnen. Diese Veränderungen werden häufig bei Hysteresedrehmotoren genutzt. Die untere Fläche des Hysteresematerials bildet eine fünfte Fläche 86, welche sich in der Gestalt mit jener der gegenüberliegenden Fläche des unteren Primärteils vergleichbar ist. Der Wagenboden 84 kann aus einem Eisen- oder Stahlmaterial mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt sein, welches zweckmäßigerweise auch die Rückeneisenteile 12 und 14 bildet. Die Geometrie (Dicke, Gestalt, Fläche) des Hysteresematerials ist ein Faktor, welcher die in dem EM-Feld aufgebaute Kraft bestimmt. Das Hysteresematerial ist ein solches, welches eine starke magnetische Hysterese hat, und es kann sich um ein unmagnetisiertes Magnetmaterial der vorstehend angegebenen Art handeln, und vorzugsweise wird es von unmagnetisiertem Alnico gebildet. Ein Flußweg ähnlich jenem, welcher bei 11 gezeigt ist, wird mit dem unteren Primärteil 6 und dem Hysteresesekundärteil 4 gebildet. Dieser neuartige Wagen 1 mit den doppelten Sekundärteilen 3 und 4 ist hinsichtlich der bevorzugten Verfahrensweise nach der Erfindung von-wesentlicher Bedeutung.
Die Polteilung des unteren Primärteils 6, Lambda h, braucht nicht auf die Polteilung Lambda s des oberen Primärteils 5 abgestimmt zu sein, und da das Hysteresematerial keine festen Pole hat, kann die Polteilung des unteren Primärteils auf eine geeignete Weise mit einer geeigneten Größe gewählt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform jedoch ist die Polteilung der oberen und unteren Primärteile gleichgroß, d. h. Lambda s = Lambda h = Lambda.
Ein System aus acht Rollen 16 an jedem Wagen laufen auf vier länglichen Flächen der rechteckförmigen Spurbahn 2, um die Orientierung des Wagens wie gezeigt aufrechtzuerhalten, und es wird eine reibungslose Bewegung des Wagens entlang der Spurbahn bereitgestellt. Die äußeren Flächen der Magnete 9 und 10 und das Hysteresematerial 15 haben einen kleinen Abstand mit einer konstanten Zwischenraumgröße 82 und 83 (aus Übersichtlichkeitsgründen vergrößert dargestellt) bezüglich den benachbarten Flächen der Primärteile 5 und 6, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die Flächen der Primärteile und der Magnete und des Hysteresematerials können planar sein, wie dies gezeigt ist, und bei gewissen Anwendungsfällen können die Primärteile eine längliche konkave oder konvexe Fläche haben, wobei die Magnete und Hysteresematerialien hierzu passend geformt sind. Beispielsweise könnten die Magnete eine konvexe Fläche bilden, welche in Bewegungsrichtung länglich verläuft, und die einen kleinen Abstand von einer länglichen, konkaven Primärfläche hat. Wenn die Hysteresesekundärteile sich immer entlang einem Radius bewegen, wenn sie sich in der Nähe des unteren Primärteils befinden, könnte die äußere Fläche auch toroidalförmig ausgebildet sein. Im allgemeinen sind die äußeren Flächen der Sekundärteile und der kompatiblen Fläche der Primärteile derart ausgebildet, daß man einen konstanten Zwischenraum zwischen den sich bewegenden Sekundärteilflächen und den in einem kleinen Abstand hierzu angeordneten Flächen der Primärteile erhält.
Wie am deutlichsten aus den Fig. 1, 4, 5 und 6 zu ersehen ist, befindet sich das obere oder erste Primärteil 5 in der Nähe der Spurbahn 2 bei einem Teil der Schleife, wie dies mit 17 angedeutet ist, in einer Position, um mit dem oberen Synchronsekundärteil 3 und dem jeweiligen Wagen zusammenzuarbeiten. Das untere oder zweite Primärteil 6 ist an einem anderen Teil der Schleife, wie dies bei 18 angedeutet ist, in der Nähe der Spurbahn 2 angeordnet, um hierbei mit dem unteren Hysteresesekundärteil 4 an jedem Wagen zusammenzuarbeiten. Diese Primärteile treiben die doppelten Sekundärteile und den Wagen an, an dem diese angebracht sind, und zwar während der Bewegung auf einer endlosen Schleife unter Durchlaufen der drei Hauptfunktionsabschnitte des Systems, einen Wagensammelabschnitt 41, einen Betriebsabschnitt 42 und einen wartestapelbildenden Abschnitt 43. Die Funktionsweisen in diesen Abschnitten werden nachstehend näher beschrieben.
Fig. 4 ist eine Draufsicht einer "Momentaufnahme" der Wagen 1, welche durch Kreise angegeben sind, und welche sich auf der endlosen Schleife bewegen. Die Wagen sind übereinander angeordnet auf oberen und unteren Primärteilen 5 und 6 dargestellt. Die Fig. 5 und 6 sind Draufsichten dieser Primärteile (schraffiert dargestellt) zur Verdeutlichung ihrer relativen Positionen 17 und 18 auf der Schleife.
Das obere Linearmotorprimärteil 5 ist in eine Mehrzahl von Zonen, in eine erste Zone 19 und zweite Zonen 20, 21, usw. 22, wie in Fig. 5 gezeigt, unterteilt, um eine synchrone Steuerung der Synchronsekundärteile 3 bei ihrer Bewegung in den Wagensammel- und Betriebsabschnitten 41 und 42 der Schleife zu bewirken. Ein geeignetes System zum Steuern dieser Sekundärteile ist in US-A-4,675,582 von Hommes und Keegan gezeigt, welche voranstehend erwähnt worden ist.
Bei diesem Patent ist ein Synchronlinearmotorprimärteil elektrisch in Gruppen von Spulenwicklungen oder -zonen unterteilt, wobei jede Zone unabhängig mit Energie versorgt und gesteuert wird. Jede Zone wird durch einen Zonentreiber mit Energie versorgt, welcher Schalter hat, der eine Umschaltung einer Gleichspannung vornimmt, um eine synthetische Dreiphasenwechselstromwellenform für die Spulen in jeder Zone bereitzustellen. Jeder Zonentreiber hat eine Zonensteuereinrichtung mit einem stationären Festspeicher und einer Speicherzugriffseinrichtung, um die Schaltanweisungen für den Zonentreiber bei einer gegebenen Betriebsbedingung bereitzustellen.
Die Speicher in jeder Zonensteuereinrichtung enthalten die gleiche Anzahl von vorbestimmten binären Schaltanweisungen, um eine Schaltwellenform zu definieren, welche einen Steigungsverlauf mit Hilfe der Frequenz zwischen zwei Grenzwerten haben kann. Die stationären Schaltanweisungen werden gleichzeitig von allen Zonensteuereinrichtungen ausgegeben und sie werden auf einer gemeinsamen Zeitbasis in vorbestimmter Weise zum Starten angelegt, zum Durchschalten gebracht, an das Ende angelegt und wiederum ein neuer Zugriff zu jedem Speicher in jeder Zonensteuereinrichtung in einheitlicher Weise ausgelöst. In einem Beschleunigungsabschnitt 57 des Betriebsabschnitts 42 des Systems nach der vorliegenden Erfindung wird hierdurch eine veränderliche Geschwindigkeit bewirkt, es werden sich wiederholende EM-Wellen entlang des Primärteils aufgebaut, welche zeitlich mit dem unabhängigen Antrieb eines Synchronsekundärteils hintereinander durch den Beschleunigungsabschnitt koordiniert werden. Ein Diagramm der Frequenz aufgetragen über der Zeit von einer derartigen Welle führt zu einer Welle mit Sägezahnform. In diesem Abschnitt ist nie mehr als ein Sekundärteil zu einem gewissen Zeitpunkt in einer Zone. Wenn es erwünscht ist, die Betriebsbedingungen zu ändern, wird auf einen Übergangsspeicher in jeder Zonensteuereinrichtung zugegriffen, welcher Anweisungen hat, um die Mehrzahl von Sekundärteilen auf jeweils einzige Art und Weise gegebenenfalls anzutreiben. Am Ende des Übergangs wird wiederholt auf einen anderen stationären Speicher zugegriffen, um jedes Sekundärteil solange wie möglich anzutreiben, um dieses gegebenenfalls in dem neuen Betriebszustand zu belassen. Eine zentrale Steuereinrichtung koordiniert die gleichzeitige Übertragung von einem Steuerspeicher zu einem anderen in allen Zonen. Ein Systemcomputer koordiniert das gesamte Betriebssystem.
Der Wagensammelabschnitt und der Betriebsabschnitt 41 und 42 des vorliegenden Systems werden eng koordiniert, und die Wagenbewegung in diesen Abschnitten erfolgt unter der Steuerung des oberen, ersten Primärteils 5 in diesem Teil der Schleife. In diesen Abschnitten umfaßt jede Zone des Primärteils eine erste Zone 19 und zweite Zonen 20 bis 22, welche ihre eigenen unabhängigen Treiber und Steuereinrichtungen haben, welche beispielsweise mit 23, 24 usw. und 25 bezeichnet sind, und die elektrisch jeweils mit diesen Zonen verbunden und durch eine zentrale Steuereinrichtung 27 koordiniert werden. Diese umfaßt eine Zeitbasis 40 und einen Computer 51, um ein Linearsynchronmotor-Steuersystem zu bilden. Dieses System stellt eine synchrone Steuerung einer Mehrzahl von Wagen teilweise in einer aneinanderliegenden Wartestapelanordnung von Wagen in dem Wagensammelabschnitt 41 bereit, wenn eine Energieversorgung durch die Zone 19, gesteuert durch den Treiber und die Steuereinrichtung 23, erfolgt. Dieses System stellt auch eine unabhängige synchrone Steuerung jedes Wagens 1 bereit, wenn dieser beschleunigt wird und sich von den benachbarten Wagen entlang des Betriebsabschnitts 42 der Schleife trennt. Obgleich es eine Mehrzahl von Zonen gibt, welche in dem Beschleunigungsabschnitt 57 des Betriebsabschnitts gezeigt sind, kann im einfachsten Falle, bei dem die Synchronsekundärteile an benachbarten Wagen einen großen Abstand voneinander haben, wenn die Wagen aneinander anstoßen, der Beschleunigungsabschnitt 57 nur von einer einzigen Zone gebildet werden, welche eine Länge von einigen Lambda hat. Mit diesem zu Beginn großen Abstand können die Sekundärteile unabhängig beschleunigt werden und es befindet sich nie mehr als ein Sekundärteil in einer Beschleunigungszone zu einem gewissen Zeitpunkt.
Während das Synchronlinearmotorsystem, welches zuvor beschrieben wurde, äußerst effektiv zum Beschleunigen von Wagen ist, und dieses ferner auch eingesetzt werden kann, um die Wagen zu einem Wartestapel zurückzuführen, stellt die Erfindung ein verbessertes System insbesondere zur Bildung eines Wartestapels von Wagen auf der Rücklaufseite der Schleife bereit. Dieser Vorgang zur Wartestapelbildung erfolgt unter der Steuerung des unteren Linearmotorprimärteils 6.
Dieses Linearmotorprimärteil ist auch in eine Mehrzahl von Zonen, beispielsweise drei Zonen 28, 29, 30 und 31 unterteilt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, um eine gesteuerte, stufenweise Verlangsamung der Wagen zu ermöglichen, wenn diese durch den wartestapelbildenden Abschnitt 43 der Schleife durchgehen, und es wird ein gesteuertes Aufeinandertreffen und Zusammendrücken in Anlageberührung der Wagen bewirkt, bevor diese auf den Wartestapel von Wagen in dem Wagensammelabschnitt 41 treffen. In jeder unteren Primärteilzone ist die Geschwindigkeit der EM-Welle konstant und ändert sich nicht, und da eine synchrone Zuordnung zu dem Hysteresesekundärteil an dem Wagen nicht immer vorhanden ist, ergibt sich keine kritische Phasenzuordnung zwischen den Zonen, welche eine genaue Wellenformkoordinierung zwischen diesen Zonen erforderlich machen würde. Aus diesen Gründen können übliche Motorantriebe und -steuerungen für jede Zone des unteren Primärteils 6, wie Treiber/Steuereinrichtungen 58, 59, 60, 61 eingesetzt werden, welche jeweils elektrisch mit den dritten Zonen 28, 29, 30 und 31 des Primärteils verbunden sind. Übliche Antriebe der Inverterbauart können vorzugsweise in diesem Teil des Systems zum Einsatz kommen. Ihre Frequenz wird durch den Computer 51, basierend auf den Systemanforderungen, gesteuert.
Der Wagensammelabschnitt 41 hat einen Eintritt und einen Austritt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Es ist beim Betreiben des Systems nach der Erfindung kritisch, daß die Wagen 1 unter der Steuerung der Hysteresesekundärteile 4 in einem sich bewegenden Wartestapel von Wagen angetrieben werden, bevor sie den Eintritt des Sammelabschnitts erreichen. Insbesondere werden diese Wagen durch die Zone 31 des unteren Primärteils 6 in diesem Abschnitt des wartestapelbildenden Abschnitts 43 angetrieben, wobei die Zone auf jedes Hysteresesekundärteil 4 einwirkt, um den Wagen in dem Wagenstapel anzutreiben und fortgesetzt eine Druckkraft aufzubringen, um die Wagen zusammenzudrücken, bevor die Eintrittsseite des Sammelabschnitts 41 erreicht wird.
Es ist während der Arbeitsweise des Systems wichtig, daß ein Wartestapel von sich bewegenden Wagen 80 in der Schleife vorhanden ist, wie dies beispielsweise in Fig. 4 verdeutlicht ist. Ein solcher Wartestapel hat einen Eintritt etwa bei 34 und einen Austritt etwa bei 33. Unter "sich bewegende Schlange", oder "sich bewegender Wartestapel" von Wagen ist ein Bereich mit aneinanderstoßenden Wagen zu verstehen, dessen Austrittsende des Bereichs hinsichtlich der Position in der Schleife "fest" ist, und es ist ein Bereich, bei dem sich bewegende Wagen vorhanden sind, welche kontinuierlich an dem Eintrittsende austreten, sich durch den Wartestapel bewegen und am Austrittsende wiederum austreten. An diesem Austrittsende des Wartestapels sollten die Wagen "synchron" mit genau vorbekannter Geschwindigkeit und in vorbekannter Position angetrieben werden, welche durch gewisse Einrichtungen bestimmt werden, welche mit den Wagen zusammenarbeiten, wie ein Kettentrieb, wie eine Gewindespindel oder ein synchron wirkender Linearmotor. Hierdurch wird sichergestellt, daß, wenn es erwünscht ist, die Wagen zu trennen, ihre exakte Position und Geschwindigkeit immer genau bekannt sind, ohne daß man Sensoren oder andere Rückkopplungseinrichtungen benötigt. Der Wartestapel 80 selbst bewegt sich nicht durch die Schleife, sondern ein Ende des Wartestapels kann sich bewegen, wenn sich die Anzahl der Wagen in dem Wartestapel ändert. Die Wagen in dem Wartestapel bewegen sich alle mit ein und derselben Geschwindigkeit wie bei der Bewegung durch den Wartestapel. In dem Wartestapel ist der Abstand zwischen den Wagen konstant, und die Wagen liegen vorzugsweise aneinander an. Die Position in der Schleife der Eintritts- und Austrittsenden des Wartestapels unterscheiden sich von dem Eintritt und dem Austritt des Wagensammelabschnitts 41, und hierbei ist wenigstens die Breite eines Wagens unterschiedlich, wenn sich ein Wagen an den Wartestapel anlegt oder sich von diesem trennt, und hierdurch wird wiederum die Position der Wartestapelenden definiert.
Der Wartestapel mit aneinanderstoßenden Wagen 80 muß immer vollständig den Wagensammelabschnitt 41 ausfüllen, in welchem ein synchroner Antrieb des Teils des Wartestapels erforderlich ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Wagensammelabschnitt durch die erste Synchronzone 19 definiert, in welcher ein Zusammenarbeiten mit einer Mehrzahl von synchronen Sekundärteilen 3 an den Wagen erfolgt, welche aneinander anstoßen und hierdurch progressiv eine Antriebskraft erzeugt wird, welche weitere Kräfte überschreitet, die auf die Wagen in dem Wartestapel einwirken. Derartige andere Kräfte können von einer Wartestapel untere Kraft (erzeugt in dem wartestapelbildenden Abschnitt gemäß der späteren Erläuterung) zusätzlich von Reibungskräften an den Wagen und externen Kräften gebildet werden, welche auf die Wagen in dem Wartestapel einwirken, wie eine Folienspannung beispielsweise, wenn das vorliegende System bei einem Folienspannvorgang eingesetzt wird. Wenn alle Kräfte auf die Wagen in dem Wartestapel niedrig sind, kann der Wagensammelabschnitt kürzer als gezeigt beispielsweise gewählt werden, und er kann sich beispielsweise nur von der Position 69 der Position 33 in Fig. 4 erstrecken, wobei in diesem Abschnitt die Wagen in der Form dargestellt sind, daß sie synchron in dem Wartestapel durch die Zonen 20 und 21 in dem Betriebsabschnitt angetrieben sind. Es wird jedoch bevorzugt, eine gesonderte Zone, eine Zone 19, vorzusehen, um einen synchronen Antrieb des Teils des Wartestapels zu ermöglichen. Die Sekundärteile 3 an den Wagen müssen immer in die Zone 19 mit einem festen Abstand und synchron mit der dort aufgebauten EM-Welle eintreten.
Das Aneinanderstoßen der Wagen ist die beste Art und Weise, um einen festen Abstand von Sekundärteil zu Sekundärteil in dem wartestapelbildenden Abschnitt der Schleife einzuhalten, wobei die Hysteresesekundärteile 4 einen Schlupf mit veränderlichen Größen auf der EM-Welle haben kann, welche aber innerhalb vorbestimmter Grenzen liegen. Der nachlaufende Wagen in dem Wartestapel muß immer vor dem Ende des unteren Primärteils 6 liegen, da die an den Hysteresesekundärteilen aufgebaute Kraft die gesamte Anpreßkraft bestimmt, welche die Wagen in aneinanderliegender Anordnung hält, bevor diese in den Wagensammelabschnitt 41 eintreten. Das Ende des unteren Primärteils ist in der Schleife durch das Ende 47 der Zone 31 fixiert. Der Wartestapeleintritt bei 34 muß ebenfalls nach einer Position, etwa bei 52, liegen, an dem die Wagen auf eine "Schongeschwindigkeit" verlangsamt werden, welche geringfügig größer als die Wartestapelgeschwindigkeit ist. Diese Position ist in der Schleife nicht fest vorgegeben, sie ändert sich aber bei einem gegebenen Betriebszustand, wie dies am deutlichsten sich aus der nachstehenden Erläuterung der Fig. 8 und 9 ergibt. Die Schongeschwindigkeit ist durch die vorbestimmte EM-Wellengeschwindigkeit in der Hysteresezone 31 am Ende des wartestapelbildenden Abschnitts bestimmt. Diese Geschwindigkeit kann in einem Bereich von 5-100 Feet pro Minute oder höher als die Wartestapelgeschwindigkeit liegen, welche durch die EM-Welle in der synchronen Zone 19 bestimmt ist. Die Auftreffgeschwindigkeit wird durch die Differenz zwischen der Schongeschwindigkeit und der Wartestapelgeschwindigkeit definiert und sie sollte niedrig gehalten werden, um eine Beschädigung der Wagen zu vermeiden, welche in den Wartestapel eintreten. Die Schongeschwindigkeit, welche durch die EM-Welle, welche mit einem Hysteresesekundärteil zusammenwirkt, bestimmt ist, wirkt derart, daß die Wagen in Form einer gesteuerten Anlagebewegung an dem Eintrittsende des Wartestapels angetrieben werden und der Wagen in Druckanlage in dem Wartestapel bei diesem Antrieb kommt.
Der minimale Verlangsamungsabstand jedes Wagens ist durch die Anfangswagengeschwindigkeit, das Gesamtgewicht des Wagens, die Reibungsbelastungen am Wagen und die Kraft bestimmt, die durch die EM-Welle an dem Hysteresesekundärteil erzeugt wird (als eine Funktion des Spulenstroms, des magnetischen Luftspalts, des Schlupfes und der Sekundärteilgeometrie). Diese Faktoren müssen bei der Bestimmung der maximal zulässigen Eintrittsendwartestapelposition auf der wartestapelbildenden Seite der Schleife berücksichtigt werden. In den meisten Fällen wird versucht, daß man alle diese Einflußgrößen bzw. Faktoren konstant hält, aber mechanische Toleranzen führen zu geringfügigen Abweichungen von Wagen zu Wagen. Die Zufallsverteilung dieser Änderungen jedoch führte Mittel zu einem "konstanten" Wert bei vielen Wagen.
Das Eintrittsende des aneinanderliegenden Wartestapels von Wagen ergibt sich, bevor die Wagen den warenstapelbildenden Abschnitt verlassen und in den Wagensammelabschnitt bei 32 eintreten. Die Geschwindigkeit des Wartestapels jedoch ist durch die Geschwindigkeit der EM-Welle in der Zone 19 vorgegeben, welche auf die Synchronsekundärteile 3 einwirkt, wenn kein Schlupf auftritt, und der Wartestapel wird mit einer konstanten, bekannten Geschwindigkeit angetrieben. Die Polteilung der EM-Welle in der Zone 19 ist gleich der Polteile der im Wartestapel angeordneten Wagen, so daß alle Wagen in dieser Zone gleichzeitig mit einer gemeinsamen EM-Welle angetrieben werden können. Von dem Ende des Wartestapels zu dem Ende der unteren Primärteilzone 31 von 34 zu 74 jedoch erzeugt die EM-Welle in der Zone 31 in dem wartestapelbildenden Abschnitt eine Kraft auf das Hysteresesekundärteil 4 an jedem Wagen, um die Wagen in einer Anordnung mit aneinanderliegender Zuordnung anzudrücken. Diese Hysteresesekundärteile-Wartestapelkraft muß immer kleiner als die Gesamtabzugskraft der Synchronsekundärteile in dem Wartestapel sein, so daß ein synchrones Antreiben des Wartestapels aufrechterhalten wird. Für unterschiedliche Betriebsbedingungen, bei denen die Wartestapellänge größer gemacht werden soll und mehr Hysteresesekundärteile in dem Wartestapel angetrieben werden sollen, kann die durch die jeweiligen Hysteresesekundärteile erzeugte Kraft herabgesetzt werden, um die gesamte Hysteresewartestapelkraft auf einen Wert unter der gesamten synchronen Auszugswartestapelkraft zu halten. Auch ist es erwünscht, die gesamte Hysteresewartestapelkraft möglichst niedrig zu machen, um unnötig hohe Kontaktkräfte zwischen den Wagen zu vermeiden.
Zusammenfassend wird nach der Erfindung gemäß der kurzen Beschreibung ein System zum Antreiben von Wagen von einem Wartestapel in einem Wagensammelabschnitt 41 zu einer Anordnung mit Abstand zwischen den Wagen angegeben und bei diesem System werden diese Wagen zu dem Sammelabschnitt dadurch zurückbewegt, daß die Wagen entlang einer endlosen Spurbahn 2 unter Einsatz eines Linearmotors angetrieben werden. Ein derartiges System umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform 1 ein erstes Primärteil 5, welches entlang eines ersten Teils der Spurbahn angeordnet ist, und ein zweites Primärteil 6, welches entlang eines zweiten Teils der Spurbahn angeordnet ist. Die Wagen, welche auf der Spurbahn geführt werden, haben jeweils ein synchrones Sekundärteil 3, welches in der Nähe des ersten Primärteils 5 angeordnet ist, und ein Hysteresesekundärteil 4, welches in der Nähe des zweiten Primärteils 6 angeordnet ist. Steuereinrichtungen sind für jedes Primärteil vorgesehen, wodurch das erste Primärteil 5 die Wagen durch den Sammelabschnitt 41 antreibt und diese von einem Zustand mit Anlageberührung zu einem Zustand mit einem Abstand beschleunigt werden. Das zweite Primärteil 6 verlangsamt die Wagen, treibt diese derart an, daß sie in Anlageberührung in einen sich bewegenden Wartestapel kommen und hierdurch wird eine Druckkraft auf die aneinanderliegenden Wagen ausgeübt, bevor sie in den Sammelabschnitt eintreten.
Der Eintritt zu dem Wagensammelabschnitt 41 liegt am Beginn des ersten Primärteils 5. Der nachlaufende Wagen in dem sich bewegenden Wartestapel von aneinanderstoßenden Wagen befindet sich immer vor dem Ende des zweiten Primärteils 6.
Ferner ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform das erste Primärteil 5 mit Spulen versehen, welche elektrisch gruppiert in Zonen angeordnet sind, welche eine erste Zone 19 und eine Mehrzahl von zweiten Zonen 20-22 umfassen. Das zweite Primärteil 6 hat auch Spulen, welche elektrisch in Gruppen mit einer Vielzahl von dritten Zonen 28-31 angeordnet sind.
Die Grundfunktionseinheiten des Systems umfassen einen Wagensammelabschnitt 41, einen Betriebsabschnitt 42 und einen wartestapelbildenden Abschnitt 43. Der Wagensammelabschnitt hat einen Eintritt und einen Austritt und ein Ende 32 der ersten Zone 19 des ersten Primärteils liegt in der Nähe des Eintritts zu dem Wagensammelabschnitt 41, und das andere Ende 69 liegt vorzugsweise in der Nähe des Austritts dieses Wagensammelabschnitts. Ferner ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform ein Ende der ersten Primärzahl von zweiten Zonen 20-22 des ersten Primärteils 5 in der Nähe des Anfangs des Betriebsabschnitts 42 angeordnet, und das andere Ende der letzten der Mehrzahl von zweiten Zonen des ersten Primärteils 5 liegt in der Nähe des Abschlusses des Betriebsabschnitts. Die Mehrzahl von dritten Zonen 28-31 des zweiten Primärteils 6 liegt in der Nähe des wartestapelbildenden Abschnitts. Das System hat Einrichtungen zum unabhängigen Aufbauen von elektromagnetischen Wellen in jeder der Zonen zum Steuern des Antriebs der Wagen 1 durch alle die Abschnitte.
Das insoweit beschriebene System ist derart ausgelegt, daß Wagen eine Schleife durchfahren können und in einem gemäß einer neuartigen Methode oder Betriebsverfahrensweise in einen Wartestapel eingebracht und durch denselben durchbewegt werden können. Hierbei werden die Wagen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels eines Linearmotors angetrieben, welcher Hysterese- und Synchronsekundärteile 3 und 4 hat, die an den Wagen 1 angebracht sind, welche sich kontinuierlich auf einer endlosen Schleife bewegen, welche von einer Führungsspurbahn gebildet wird, und welche in diskreten Zonen mit Linearmotorprimärteilen angetrieben werden, welche in der Nähe der Bahnspur angeordnet sind. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Antreiben der Wagen entlang der ersten Zone 19 des ersten Primärteils 5 durch die Einwirkung auf die Synchronsekundärteile 3, um die Wagen in einer anliegenden Anordnung in einem Wartestapel in einem Wagensammelabschnitt 41 mit einer ersten konstanten Geschwindigkeit anzutreiben;
Antreiben der Wagen entlang der zweiten Zone oder den zweiten Zonen 20-22 des ersten Primärteils 5 durch die Einwirkung auf die Synchronsekundärteile 3 in einzelner Weise, um die Wagen in einem Betriebsabschnitt 42, ausgehend von der ersten Geschwindigkeit, mit Anlageberührung der Wagen auf eine zweite Geschwindigkeit zu beschleunigen, um einen Abstand zwischen denselben einzuhalten;
Antreiben der Wagen entlang wenigstens einer dritten Zone 31 des zweiten Primärteils 6 durch die Einwirkung auf die Hysteresesekundärteile 4, um die Wagen in einem wartestapelbildenden Abschnitt 43 von der zweiten Geschwindigkeit mit einem Abstand der Wagen auf eine dritte Geschwindigkeit mit einem kleiner werdenden Abstand zu verlangsamen, wobei die dritte Geschwindigkeit größer als die erste Geschwindigkeit ist;
im wesentlichen synchrones Antreiben der Wagen entlang eines Teils der dritten Zone 31 mit der dritten Geschwindigkeit, bevor diese in Anlageberührung mit den Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt 43 kommen; und
asynchrones Antreiben der Wagen entlang eines weiteren Teils der dritten Zone 31, um eine Anlagekraft zu erzeugen, welche die Wagen in der aneinanderliegenden Anordnung von Wagen aneinanderdrückt, welche sich mit der ersten Geschwindigkeit in dem wartestapelbildenden Abschnitt 43 bewegen.
Die Erfindung kann ein Verfahren zum asynchronen Antreiben der Wagen bezüglich einer elektromagnetischen Welle in einem Teil eines Wartestapels und zum synchronen Antreiben bezüglich einer weiteren elektromagnetischen Welle in einem anderen Teil des Wartestapels umfassen. Die Wagen werden asynchron bezüglich der EM-Welle aufgebaut durch die Zone 31 des unteren Primärteils 5 und synchron bezüglich der EM-Welle aufgebaut durch die Zone 19 des oberen Primärteils 5 angetrieben.
Die dritte Zone 31 des unteren Primärteils wirkt auf die Hysteresesekundärteile 4 ein, um die Wagen in dem Wagenstapel anzutreiben, bevor sie in den Wagensammelabschnitt 41 eintreten. Hierbei wirken die Sekundärteile und das zugeordnete Primärteil als ein Hystereselinearmotor bei einem wesentlichen Teil des gesamten Systems zusammen.
Genauer gesagt baut ein Hystereselinearmotor etwa eine konstante Kraft über einen großen Differenzgeschwindigkeitsbereich hinweg, d. h. mit Schlupf zwischen der Sekundärteilgeschwindigkeit und der EM-Wellengeschwindigkeit, auf. Wie bei jedem beliebigen Motor ist die EM-Wellengeschwindigkeit durch die feste Polteilung (Lambda) der Primärwicklungen bestimmt, und die Frequenz des Wechselstroms in den Spulen (EM - Geschwindigkeit = 2 Lambda f) bestimmt. Die Kraftgröße, welche durch die Hysteresemotorauslegung erhalten wird, ist durch die Stromgröße in den Spulen in dem Primärteil bestimmt, welche die EM-Welle aufbaut, welche auf die Hysteresesekundärteile einwirken. Eine schematische Darstellung der Linearhysteresemotorkraft, aufgetragen über dem Schlupf, ist in Fig. 7 an einem gegebenen Spulenstrom gezeigt. Die Kraftgröße und die Steigung der Kurve ändern sich mit dem Strom und sie ändern sich auch geringfügig mit dem Schlupf entlang des Kurvenzugs, wie dies beispielsweise bei 75 und 76 angedeutet ist.
Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, bleibt die Hysteresekraft nicht auf dem zweiten Kraftwert 87 und 88 bei einem Schlupf von Null, sondern sie nimmt allmählich innerhalb von etwa +/- 3 Lambda/s Schlupf ab. Die genaue Eigenschaft des Kurvenzugs in diesem Bereich ist ungewiß und daher ist sie in der Figur nicht dargestellt. Bei einem Schlupf von Null oder bei einer Synchrongeschwindigkeit verhält sich der Motor ähnlich wie ein Permanentsynchronmotor, und die aufgebaute Kraft ist unmittelbar ausreichend, um den Belastungen an dem Motor entgegenzuwirken. Bei diesem Beispiel ist das Vorhandensein einer Reibungskraft, welche an dem Wagen wirkt, in übereinanderliegender Anordnung bei 77 und 78 zu Vergleichszwecken dargestellt. Bei der linken Darstellung wirken der Hysteresemotor und die Reibung in die gleiche Richtung und damit arbeiten sie zusammen, um den Wagen zu verlangsamen und den Schlupf zu verkleinern. Auf der rechten Seite der Darstellung wirken diese in Gegenrichtungen; wenn die Reibungskraft größer als die erste Motorkraft 81 bei einem Schlupf von Null (wie bei 78 dargestellt) ist, bewirkt die Reibungskraft eine fortgesetzte Verlangsamung des Wagens, bis der Wagen langsamer als die EM-Welle läuft und ein positiver Schlupf vorhanden ist. Das System arbeitet nunmehr auf der rechten Seite der Darstellung. Wenn der Wagen fortgesetzt verlangsamt wird, wird der Schlupf größer und die Hysteresemotorkraft wird größer bis sie gleich der Reibungskraft beispielsweise bei 79 ist. Ein Kraftgleichgewicht tritt dann auf und der Schlupf stabilisiert sich; die Reibungskräfte vermindern somit nicht mehr die Wagengeschwindigkeit. Die Wagengeschwindigkeit ist nunmehr stabilisiert und ist im wesentlichen mit der EM-Wellengeschwindigkeit mit einem geringfügigen Schlupf von etwa 1,4 Lamda/s gekoppelt, wie dies in der Figur gezeigt ist. Dieser im wesentlichen gekoppelte Zustand braucht nicht notwendigerweise aufzutreten, wenn die EM-Wellengeschwindigkeit und die Wagengeschwindigkeit genau aufeinander abgestimmt sind, aber sie tritt wiederholt bei einem vorbestimmbar niedrigen Schlupf auf. Wenn die Reibungskraft kleiner als die erste Motorkraft bei 81 ist, ist die Wagengeschwindigkeit genau auf die EM- Wellengeschwindigkeit abgestimmt. Bei diesem stabilisierten, im wesentlichen gekoppelten Zustand und insbesondere dann, wenn der Wagen synchron genau mit der EM-Wellengeschwindigkeit sich bewegt, sind die Auswirkungen von Zufallsvariablen bei den Wagen im wesentlichen eliminiert und alle Wagen fahren im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit. Hierbei handelt es sich natürlich um einen Idealzustand, mittels welchem Wagenkollisionen vermieden werden können.
Zusammenfassend sollen nachstehend die möglichen Betriebsweisen im Zusammenhang mit einem Hysteresesekundärteillinearmotor wie folgt angegeben werden:
"Exakt synchron" oder "synchron" - dies ist möglich, wenn extern einwirkende Kräfte kleiner als die ersten Werte etwa bei 81 und 89 in Fig. 1 sind und der Schlupf Null ist;
"im wesentlichen synchron" - möglich, wenn extern eintretende Kräfte kleiner als die zweiten Werte bei etwa 87 und 88 in Fig. 7 sind und der Schlupf vorhersehbar einen niedrigen Wert annimmt und nur geringfügige Änderungen bei der Belastung vorhanden sind; und
"asynchron" - möglich, wenn extern einwirkende Kräfte größer als die zweiten Werte bei etwa 87 und 88 in Fig. 7 sind und der Schlupf sich beträchtlich mit der Belastung ändern kann.
Wenn die Wagen verlangsamt werden, erzeugt der Linearhysteresemotor eine entgegenwirkende, im wesentlichen konstante Kraft über einen gewissen Abstand hinweg, wodurch kinetische Energie von dem Wagen abgenommen wird. Die Wagenenergie ist durch die Masse und die Geschwindigkeit bestimmt. Durch die Abnahme der Energie wird daher die Geschwindigkeit kleiner. Die Verlangsamungsrate läßt sich durch eine von zwei Methoden variieren. Eine erste Methode ist darin zu sehen, daß der Strom im Primärteil variiert wird, wodurch die Kraft variiert wird, die an dem Hysteresesekundärteil und dem Wagen aufgebaut wird. Eine zweite Methode ist darin zu sehen, den Strom konstant zu halten und somit die Kraft konstant zu halten und den Abstand zu verändern, über den die Kraft wirkt. Diese zweite Methode wird dadurch verwirklicht, daß der Abstand verändert wird, auf den der Schlupf auftritt, bevor das Hysteresesekundärteil im wesentlichen mit der EM-Welle gekoppelt ist. Die Reibung an dem sich bewegenden Wagen bewirkt ebenfalls eine Verlangsamung desselben, aber hierbei handelt es sich im allgemeinen um eine Kraft, welche sich nur mit Schwierigkeiten verbunden überwachen läßt, und sie kann sich von Wagen zu Wagen ändern. Es ist daher erwünscht, die Auswirkungen von geringfügigen Schwankungen der Reibungskraft so gering wie möglich dadurch zu machen, daß der Hysteresemotor mit relativ großen Kraftwerten betrieben wird, so daß die Reibungsschwankungen einen kleinen relativen Einfluß auf die Gesamtverzögerungskraft haben, welche auf den Wagen wirkt. Aus diesem Grunde wird die zweite Methode, gemäß der die Verlangsamung variiert wird, bevorzugt, da die Motorkraft auf einem nahezu konstant hohen Wert gehalten werden kann. Diese Methode wird nunmehr nachstehend näher unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
Eine typische Betriebsweise des Systems nach der Erfindung läßt sich am deutlichsten aus den Fig. 3, 4, 5 und 6 ersehen. Zur Vereinfachung der Erörterung wird angenommen, daß die maximal erzielbare Motorkraft bei einem Schlupf von Null größer als die Reibungskraft ist, Q daß die Wagengeschwindigkeit gleich der EM-Wellengeschwindigkeit wird, und der Wagen sich exakt synchron bewegt. In Fig. 3 stellt die durchgezogene Linie der Geschwindigkeit über der Position die Wagengeschwindigkeit dar, und die gebrochene Linie stellt die EM-Wellengeschwindigkeit von einem Sekundärteil aus gesehen dar, welche geringfügig versetzt aus Übersichtlichkeitsgründen dargestellt ist. Die Ausgangs- und Endpositionen auf der Darstellung bestimmen zusammen die Schleife und sie sind grob gesprochen der Position 53 in Fig. 4 zugeordnet. Die Wagen werden von einem kontinuierlichen in Anlageberührung sich befindenden Wartestapel, ausgehend von der Position 33, auf den Betriebsabschnitt 42 der Schleife zu einem Zustand mit einem Abstand bei 35 angetrieben, und dann werden sie zusammen entlang des wartestapelbildenden Abschnitts 43 der Schleife bewegt und tritt in den Wartestapel bei etwa 34 ein. Die Wagen werden dann durch den Wagensammelabschnitt 41 in einen anliegenden Zustand bewegt, wobei die Geschwindigkeit durch die EM- Welle gesteuert wird, welche in der Zone 19 aufgebaut wird, und die auf das obere Synchronsekundärteil 3 jedes Wagens wirkt. Die Wagen werden einzeln auf den Beschleunigungsabschnitt 57 durch die unabhängige Steuerung der oberen Primärteilzonen 20-22 des oberen Primärteils 5 beschleunigt, welche EM-Wellen aufbaut, welche derart wirken, daß die oberen Synchronsekundärteile 3 einzeln beschleunigt werden. Auf dem Betriebsabschnitt, welcher sich von 69 bis 35 erstreckt, sind dreizehn unabhängig gesteuerte Zonen bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel sind sechsunddreißig Wagen auf der endlosen Schleife angeordnet. Die Wagen treten in den Beschleunigungsabschnitt 57 des Betriebsabschnitts 42 in Anlageberührung und in den Abstand einer Wagenlänge zwischen den Mittelpunkten ein, und sie bewegen sich mit einer ersten Geschwindigkeit von 22,2 Lambda/s. Am Ende des Beschleunigungsabschnittes sind sie mit einem Abstand von vier Wagenlängen gezeigt und sie erreichen eine abschließende zweite Geschwindigkeit von 88,8 Lambda/s, bevor sie den Betriebsabschnitt 42 verlassen. Die Wagen erfuhren eine Geschwindigkeits- und Abstandsänderung von 4x. Die Frequenz der Wechselstromenergie zum Aufbau der EM-Welle ändert sich gemäß einem sich wiederholenden Sägezahnmuster in jeder Zone, um diese Beschleunigung zu bewirken. Die Sekundärteile sind jedoch nicht in einer Zone während des Zonenrücksetzteils des Sägezahnmusters. Sie sind nur einer kontinuierlich ansteigenden EM-Welle zugewandt, wie dies mit dem Steigungsteil gemäß der gebrochenen Linie in Fig. 3 verdeutlicht ist. In den Zonen auf dem Betriebsabschnitt 42 ist zu einem gegebenen Zeitpunkt niemals mehr als ein Wagen in einer Zone.
In der Nähe des Endes des Betriebsabschnitts 42 beginnt das untere Primärteil bei 70 und es wird eine EM-Welle aufgebaut, welche auf das untere Hysteresesekundärteil 4 an jedem Wagen wirkt. Die letzte, obere Primärteil-EM-Welle, aufgebaut in der Zone 22, bei der maximalen Geschwindigkeit, bewegt sich mit 88,8 Lambda/s, wie dies bei 44 in Fig. 3 gezeigt ist, und hierdurch werden die Synchronsekundärteile 3 mit dieser Geschwindigkeit angetrieben, wenn sich der jeweilige Wagen dem Ende dieser Zone nähert. Die erste, untere Primär-EM-Welle von der Zone 28 ist derart vorgegeben, daß man eine Fahrgeschwindigkeit von etwa 76,9 Lambda/s bei 45 erhält, welche durch die konstante Frequenz der Wechselstromenergie bestimmt wird, mit der die Welle im Primärteil aufgebaut wird. Das Hysteresesekundärteil an dem Wagen hat zu Beginn einen Schlupf an dieser Welle und das Verlangsamen wird eingeleitet, wenn der Wagen in den wartestapelbildenden Abschnitt bei 35 eintritt. Der Wagen wird fortgesetzt verlangsamt, bis er die EM-Wellengeschwindigkeit der Zone 28 etwa bei 46 erreicht. Es können mehrere Wagen in einer einzigen Verlangsamungszone sich befinden, wie in der Zone 28. Beim Erreichen der EM-Wellengeschwindigkeit wird der Schlupfzustand des Hysteresesekundärteils 4 gestoppt und dieses wirkt ähnlich eines synchronen Sekundärteils, und es wird bewirkt, daß der Wagen synchron mit der Wellengeschwindigkeit von 76,9 Lambda/s sich bewegt.
Die EM-Welle in der nächsten, unteren Primärzone ist auf eine Bewegungsgeschwindigkeit von 59,4 Lambda/s bei der gebrochenen Linie 47 eingestellt, wodurch eine weitere Verlangsamung des Hysteresesekundärteils 4 bewirkt wird, welches an dem jeweiligen Wagen angebracht ist, und zwar von 76,9 Lambda/s auf 59,4 Lambda/s. Die nächste, untere Primärteilzone 30 verlangsamt den Wagen weiter auf 33,9 Lambda/s bei 48, und in der darauffolgenden Zone 31 wird der Wagen auf die Schongeschwindigkeit oder die dritte Geschwindigkeit von 76,7 Lambda/s bei 49 gebracht.
Der Wagen trifft dann auf den Wartestapel, welcher sich mit der ersten Geschwindigkeit von 22,2 Lambda/s innerhalb der Zone 31 bewegt, und zwar etwa an der Position 34. Diese Wartestapelgeschwindigkeit ist durch die EM-Wellengeschwindigkeit von 22,2 Lambda/s gemäß der gebrochenen Linie 50 in der Zone 19 des Wagensammelabschnitts 41 bestimmt. Die Geschwindigkeitsdifferenz oder die Auftreffgeschwindigkeit zwischen dem Wagen und dem Wartestapel an der Auftreffstelle beläuft sich auf 4,5 Lambda/s, was ausreichend niedrig ist, um diesen Auftreffstoß durch übliche stoßabsorbierende Einrichtungen an jedem Wagen, wie Kautschukstoßfänger, zu absorbieren. Nach dem Absorbieren des Auftreffstoßes sollte die stoßabsorbierende Einrichtung nicht verhindern, daß die Wagen mit einer geeigneten Teilung synchron mit einer gemeinsamen EM-Welle anliegen, welche die Mehrzahl von Wagen gleichzeitig antreibt, wie dies in der Zone 19 auf dem Wagensammelabschnitt 41 dargestellt ist. Da die Sekundärteile in der Zone 19 nicht unabhängig beschleunigt werden, können sie alle synchron durch die gemeinsame EM-Welle in dieser Zone angetrieben werden.
Bei einer gegebenen Gesamtanzahl von Wagen in der Schleife ändert sich die Wagenstapellänge infolge der Veränderungen des Abstands der Wagen im Betriebsabschnitt der Schleife und der erreichten Endgeschwindigkeit. Wenn der Betriebsabschnittswagenabstand kleiner wird, wird die Anzahl der Wagen auf diesem Abschnitt größer, und die Anzahl bei dem wartestapelbildenden Abschnitt wird kleiner. Wenn hingegen der Wagenabstand im Betriebsabschnitt größer wird, wird die Anzahl der Wagen in diesem Abschnitt kleiner, und die Anzahl auf dem wartestapelbildenden Abschnitt wird größer.
Die Verteilung der Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt kann jedoch in Abhängigkeit von der Größe der Energie, welche verteilt werden muß, basierend auf der Wagenendgeschwindigkeit, und durch Vorgaben bedingt durch einige "gewünschte Ergebnisse", welche nachstehend näher erläutert werden, variieren. Bei einigen Anwendungsfällen, bei denen es erwünscht ist, die Anzahl der Wagen in der Schleife so klein wie möglich zu machen, ist es möglich, die Wagengeschwindigkeit größer als die zweite Geschwindigkeit zu machen, wenn die Wagen den Betriebsabschnitt verlassen und in den wartestapelbildenden Abschnitt eintreten. Hierdurch wird bewirkt, daß die Wagen den Wartestapel früher als bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform erreichen, bei der keine Beschleunigung auf dem wartestapelbildenden Abschnitt auftritt. Bei ein und derselben Wartestapellänge sind weniger Wagen erforderlich, wenn die Wagen früher oder schneller zu dem Wartestapel gelangen, so daß in diesem Fall weniger Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt bei diesem System erforderlich sind. Die Wartestapellänge oder die Wartestapeleintrittsposition wird durch die Wagenverteilung beeinflußt, was am deutlichsten aus Fig. 8 zu ersehen ist, welche nachstehend näher beschrieben wird.
Bei der Auswahl des Verzögerungsprofils, d. h. der Geschwindigkeit bezüglich der Position des Wagens bei der Verlangsamung, gibt es üblicherweise viele unterschiedliche Profile, mit denen man die gewünschten Resultate erzielen kann. Der kritische Parameter, welcher hierbei überwacht werden muß, ist die Position des Eintrittsendes des Wartestapels. Hierbei müssen zwei kritische Bedingungen eingehalten werden:
Zum ersten muß die minimale oder kürzeste Wartestapeleintrittsposition "B" ausreichend vor dem Umstand auftreten, daß die Wagen das letzte, untere Primärteil (Hysterese) der Zone 31 verlassen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist; sonst würden die Wagen nicht zusammengedrückt und sie würden außer Gleichgang mit der EM-Welle in der oberen Primärteilzone 19 ankommen, und folglich wäre eine Steuerung der Wagen in dem Synchronbeschleunigungsabschnitt nicht möglich.
Zum anderen muß die maximale oder die längste Wartestapeleintrittsposition auftreten, bevor die Wagen die Schonganggeschwindigkeit erreicht haben, wie z. B. die vorangehende Position "O"; ansonsten wird die Auftreffgeschwindigkeit nicht mehr genau gesteuert, und kleine Wartestapelendpositionsveränderungen führen zu großen Veränderungen bei der Auftreffgeschwindigkeit, wodurch eventuell Wagen beschädigt werden könnten.
Diese zwei Bedingungen führen dazu, daß die Wahl der genauen Betriebsbedingungen bestimmt bleibt. Weitere Erfordernisse, welche im Hinblick auf die Wahl der EM-Wellengeschwindigkeit und die Vorgabepunkte für die Rücklaufzonen zweckmäßig sind, werden nachstehend näher erläutert. Bei der Beschreibung des vorstehenden Hysteresemotors wird eine bevorzugte Verfahrensweise zum Steuern des Hysteresemotors dadurch bewerkstelligt, daß die Kraft, d. h. der Strom, konstantgehalten wird und der Abstand variiert wird, über den hinweg der Wagen in jeder Zone verlangsamt wird. Einige "gewünschte Ergebnisse" bei der Verlangsamung des Wagens mit einer konstanten Kraft sind die folgenden:
A. Jeder Wagen sollte im wesentlichen mit der EM-Welle jeder Verlangsamungszone gekoppelt sein, bevor er die Zone verläßt, so daß die Wagengeschwindigkeit auf einen bekannten Wert in jeder Zone gesteuert wird;
B. Jeder Wagen sollte die abschließende Eintrittsendposition des Wartestapels S mit wenigstens einem vorwählbaren Abstand p (beispielsweise 4 Lambda) erreichen, nachdem die Schongeschwindigkeit (Position "O") erreicht ist und wenigstens einen vorgewählten Abstand r (beispielsweise 10 Lambda) vor Erreichen der minimalen Endstapelposition B. Hierdurch sind gewisse Schwankungen bei der Position S zugelassen, ohne daß man die Grenzwerte der beiden kritischen Zustände bzw. Bedingungen erreicht.
C. Die Strecke d, welche jeder Wagen mit der Schongeschwindigkeit zurücklegt, bevor er die endgültige Endwartestapelposition erreicht, wird auf eine möglichst kleine Strecke etwas kleiner als die vorgewählte Strecke, u (beispielsweise 8 Lambda) gewählt. Kleine Werte für d bewirken, daß der Wagen den Wartestapel schneller erreichen kann. Jedoch sollte die Strecke bzw. der Abstand d auch etwas größer als p sein, um ein Arbeiten nahe eines Grenzbereiches zu vermeiden, wozu es erforderlich wäre, einige Steuerzonenfrequenzvorgaben bei kleinen Änderungen hinsichtlich den Betriebsbedingungen zu verändern. Die Strecke d sollte dann größer als p und kleiner als u (4 Lambda d 8 Lambda, die abschließenden Werte verändern sich mit den Gesamtabmessungen des Systems, der Anzahl der eingesetzten Wagen, der Geschwindigkeiten, usw.) sein.
D. Wenn eine Veränderung von einem Betriebszustand zu einem anderen erfolgt, sollte die Verlangsamung immer progressiv von einer Zone zur nächsten gemäß einem gleichmäßigen systematischen Übergang verändert werden.
E. Der Wartestapel sollte so lange wie möglich innerhalb der Grenzwerte der weiteren Erfordernisse gehalten werden. Um dies zu erreichen, sollten die Wagengeschwindigkeiten in allen Zonen in dem wartestapelbildenden Abschnitt so hoch wie möglich gehalten werden. Wenn man einen langen Wartestapel hat, sind somit die stärksten Abweichungen bei der Wartestapellänge während des tatsächlichen Betriebs möglich, bevor der erste kritische Zustand verletzt wird, wodurch eine Fehlfunktion des Systems ausgelöst wird.
Das letzte "gewünschte Ergebnis" ist ein wichtiger Umstand, welcher bedeutende Vorteile im Hinblick auf die Betriebszuverlässigkeit des Systems mit sich bringt. Die Wagenbewegung läßt sich sehr genau vorherbestimmen, wenn die Bewegung im wesentlichen mit einer EM-Welle mit konstanter Geschwindigkeit gekoppelt ist. Wenn man die Geschwindigkeit in hohen Bereichen konstant so lange als möglich in dem wartestapelbildenden Abschnitt einhält, und dann schnell eine Verlangsamung auf einer kurzen Strecke vornimmt, erreichen die Wagen den Wartestapel schnell, wodurch der Wartestapel lang bleibt. Bei hohen konstanten Geschwindigkeiten gibt es noch minimale Möglichkeiten für Kollisionen; innerhalb des Wartestapels sind natürlich keine Möglichkeiten für Kollisionen gegeben; und die schnelle Verlangsamung führt dazu, daß der Wagen durch Wahrscheinlichkeit einer Kollision während einer möglichst kurzen Zeit ausgesetzt ist. Ferner führt die hohe Motorkraft, die für die schnelle Verlangsamung erforderlich ist, zu einer Minimalisierung von gewissen Randeffekten, wie die Reibung.
Die EM-Wellengeschwindigkeit der Verlangsamungszonen, welche durch die Treiberfrequenzen bestimmt sind, können unter Einsatz irgendeines einer beliebigen Anzahl von Steueralgorithmen gewählt werden. Ein derartiger Steueralgorithmus nutzt eine vorbestimmte Anzahl von Iterationen, basierend auf einem Prozentanteil der in jeder Zone verbrauchten Energie. Dieser prozentuale Energieanteil, welcher in einer Zone verbraucht wird, ist gleich der Energie, die zur Verlangsamung eines Wagens in dieser Zone genutzt wird, gegeben durch die mittlere Verlangsamungskraft F mal dem Weg Delta-L, auf dem die Verlangsamung vorgenommen wird; dividiert durch die insgesamt mögliche Energie, die von einer Zone bereitgestellt werden kann, welche durch die Kraft F mal der Länge einer Zone L gegeben ist. Der Algorithmus macht erforderlich, daß in jeder Zone dieselbe prozentuale Energie verbraucht wird, auf der ein Wagen verlangsamt wird. Durch eine Iteration kann man eine mögliche Vorgabegröße für die Verlangsamungszonengeschwindigkeiten wählen. Diese Geschwindigkeiten werden dann in ein kinematisches Modell eingegeben, welches die Bewegung des Wagens beim Durchlauf durch das System, basierend auf den bekannten Verlangsamungskräften ermittelt, wie dies beispielsweise in Fig. 7 verdeutlicht ist. Die Anfangsvorgaben der Iterationen bestimmen, wo (bei welcher Zone) die Verlangsamung beginnen sollte. Die abschließende Vorgabe der Iterationen stimmt die prozentuale Energieverteilung, welche in jeder Verlangsamungszone verbraucht wird, ab, bis die Ergebnisse in Übereinstimmung mit den Erfordernissen sind, bei denen es sich beispielsweise um die "gewünschten Ergebnisse" handelt, welche vorstehend erwähnt wurden.
Fig. 8 zeigt drei Kurvenzüge 37, 38 und 39 von Geschwindigkeiten, aufgetragen über der Position in der Schleife, ähnlich wie bei Fig. 3. Es sind aber drei unterschiedliche Geschwindigkeitsverhältnisse gezeigt, um zu verdeutlichen, auf welche Weise das System eine Kompensation vornimmt und die abschließende Eintrittsend-Wartestapelposition verschoben werden kann. Der Kurvenzug 37 zeigt einen ersten Betriebszustand, bei dem ein 4 : 1 Geschwindigkeitsverhältnis, wie bei Fig. 3, erzielt wird, aber bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Es ist zu erwähnen, daß die Eintrittsend-Wartestapelposition S in Fig. 3 bei 135 Lambda gegeben ist, während in Fig. 4 S-37 bei 121 Lambda angegeben ist, wodurch der Wartestapel länger gemacht wird. Die Anzahl der Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt ist jedoch in beiden Fällen recht groß, aber die Wagenenergie (1/2 Mv²) in Fig. 3, bei der der Wagen von 88,8 Lambda/s verlangsamt wird, ist wesentlich größer als in Fig. 8, bei der der Wagen von 44,4 Lambda/s verlangsamt wird. Da es bevorzugt wird, daß die Verlangsamungskraft in beiden Fällen gleichgroß ist, muß in Fig. 3 die Kraft auf einem wesentlich längeren Weg zur Einwirkung gebracht werden, um die größere Energie zu verbrauchen. Die Länge und die Anzahl der Verlangsamungszonen beeinflussen auch die Verteilung der Sekundärteile, da der Wagen nicht im Mittelbereich einer Verlangsamungszone mit der Verlangsamung beginnen kann. Der Verlangsamungs-"Schritt" kann nur ausgehend von einem Eintritt zu den Zonen erfolgen, welche beispielsweise bei 70, 71, 72 und 73 in den Fig. 3 und 6 gezeigt sind.
Der Kurvenzug 38 zeigt einen Betriebszustand, welcher bei einem 5 : 1 Geschwindigkeitsverhältnis erreicht wird, bei dem die Trennung der Wagen im Betriebsabschnitt im Vergleich zu dem Kurvenzug 7 größer ist und daher wird die Anzahl der Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt größer. Hierdurch wird geringfügig die Wartestapellänge größer, wie dies durch den Wartestapelendpunkt S-38 verdeutlicht ist, welcher sich nach links im Vergleich zu S-37 verschoben hat.
Die Kurve 39 zeigt einen Betriebszustand, bei dem ein 3 : 1 Geschwindigkeitsverhältnis erhalten wird, bei dem die Trennung der Wagen im Betriebsabschnitt im Vergleich zu der Kurve 37 verkleinert wird und daher die Anzahl der Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt kleiner wird. Dies führt zu einer geringfügigen Abnahme der Wartestapellänge, wie dies mit dem Wartestapelendpunkt S-39 verdeutlicht ist, welcher bezüglich S-37 nach rechts verschoben ist.
Trotz der Tatsache, daß der Hystereselinearmotor, welcher zum Antreiben der Wagen auf den Rücklaufseiten der Schleife eingesetzt wird, nicht immer synchron arbeitet und keine Rückkopplung eingesetzt wird, erhält man dennoch ein stabiles und widerstandsfähiges System auch bei sich ändernden Verhältnissen hinsichtlich der Wagenantriebskraft oder der Reibung. Dies ergibt sich aus den folgenden Gründen:
1. Die Geschwindigkeit jedes sich verlangsamenden Wagens wird auf einen Vorgabewert in jeder Zone eingestellt, wenn das Hysteresesekundärteil die Synchrongeschwindigkeit erreicht, bevor die jeweilige Zone verlassen wird, wodurch die Zeit und der Weg begrenzt werden, auf denen sich Veränderungen ergeben können.
2. Die Wagen werden zu einem Wartestapel mit einer konstanten, festen Schongeschwindigkeit bewegt, wodurch ermöglicht wird, daß die Wagen aufgenommen werden, oder sich die Wartestapellänge schnell verändert, um eine Kompensation hinsichtlich unbeeinflußbaren Variablen bereitzustellen, wodurch verhindert wird, daß das Eintrittsende des Wartestapels in eine solche Position gelangt, daß ein Betrieb nicht mehr möglich ist.
3. Die Wahl der Zonenfrequenzvorgabepunkte in dem wartestapelbildenden Abschnitt ist derart getroffen, daß bewirkt wird, daß die Eintrittsendwartestapelposition zu Beginn zwischen zwei Extremwerten liegt, welche vor stehend angegeben wurden und bei denen sich Betriebsschwierigkeiten ergeben könnten.
Um zu verdeutlichen, daß das System das Vermögen einer Eigenkompensation hat, ist es wichtig, daß die Gesamtzeit, während der sich ein Wagen auf dem wartestapelbildenden Abschnitt aufhält, eine feste Zeit bei einer gegebenen Betriebsbedingung für den synchronen Betriebsabschnitt ist. Wenn der jeweilige Wagen den Betriebsabschnitt verläßt und in den warenstapelbildenden Abschnitt eintritt, muß ein Wagen den wartestapelbildenden Abschnitt verlassen, in den Wartestapel eintreten und hierdurch muß ein Wagen zu dem Betriebsabschnitt zurückkehren. Fig. 9 zeigt die Wirkungsweise deswartestapelbildenden Abschnitts bei Veränderungen einer nichtbeeinflußbaren Variablen, wie einer Wagenreibung, auf die Stabilität des Systems.
Um eine Grundbedingung bei einem Modell des Systems zur Ermittlung der Reibungsveränderungen aufzustellen, werden die Betriebsabschnittsverhältnisse in Fig. 3 beibehalten, und die Wartestapelbildungsabschnittsbedingungen werden variiert, indem angenommen wird, daß sich die Werte der Reibung bei den Wagen ändern. Um eine Überzeichnung der Auswirkung im schlechtesten Falle zu verdeutlichen, wurde die Wagenreibungskraft als Grundgröße mit etwa 17% der mittleren Wagenverlangsamungskraft angenommen (üblicherweise sind die Reibungskräfte ähnlich 1 3/4% wie in Fig. 3 dargestellt). Für diesen Grundfall wurde die Betriebsgeschwindigkeit (bezogen auf die Treiberfrequenz) für jede Verlangsamungszone-EM-Welle bestimmt. In Fig. 9 sind die Geschwindigkeitswerte und weitere Variable konstant gehalten, während sich die mittlere Wagenreibung plus und minus 50% verändern konnte. Für den Grundfall bei 17% Reibung belief sich die Wartestapelposition 5-54 auf 75,3 Lambda. Die Verlangsamungskurve für den Grundfall ist aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen. Der gebrochene Kurvenzug 55 verdeutlicht das Ergebnis einer kleiner werdenden Wagenreibung auf etwa 8 1/2%. Die Wagen verlangsamen sich somit nicht so schnell (da die Reibung die Verlangsamung unterstützt) und daher erreichen die Wagen den Wartestapel früher, sodaß der Wartestapel geringfügig größer wird und zur Kompensation erfolgt eine Bewegung nach links zu der Position 74 Lambda bei S-55. Bei einem größer werdenden Wartestapel jedoch fahren die Wagen länger mit der niedrigeren Wartestapelgeschwindigkeit, so daß die Gesamtzeit auf dem wartestapelbildenden Abschnitt gleich bleibt und man die neuen stabilen Betriebsverhältnisse des Kurvenzugs 55 erhält.
Der Kurvenzug 56 zeigt die umgekehrten Verhältnisse, wenn angenommen wird, daß die mittlere Reibung der Wagen auf 25 1/2% größer wird. In diesem Fall wird der Wagen schneller verlangsamt und er braucht länger, um den Wartestapel zu erreichen, welcher geringfügig kleiner wird, so daß zur Kompensation eine Bewegung nach rechts zu 76,7 Lambda bei S-56 erfolgt. Nunmehr fahren jedoch die Wagen länger bei der höheren Schongeschwindigkeit, so daß die Gesamtzeit des wartestapelbildenden Abschnitts gleich bleibt und man erhält einen neuen stabilen Betriebszustand gemäß dem Kurvenzug 56. Es ist wichtig zu bemerken, daß bei beiden Kurvenzügen 55 und 56 die Wartestapeleintrittspositionen S-55 und S-56 nicht die kritischen Grenzen 0-55, 0-56 oder B bei diesen Betriebsverhältnissen erreichen.
Bei den hier gezeigten Beispielen ist der Beschleunigungsabschnitt kurz, so daß die Anzahl der Wagen, welche durch die Abstandsänderungen beeinflußt werden, klein ist und die Wartestapeleintrittspositionsveränderungen sich in einem Bereich von einigen Lambda messen lassen. Bei Schleifen, welche einen längeren Beschleunigungsabschnitt haben und welche auch einen längeren Abschnitt mit konstanter Geschwindigkeit als bei 44 in Fig. 4 gezeigt haben können, läßt sich eine sehr viel größere Anzahl von Wagen einsetzen, bevor der Wartestapelbildungsabschnitt erreicht wird, aber das Hysteresemotorsystem arbeitet nach wie vor so gut wie bei diesem Beispiel und große Änderungen von einhundert Lambda oder mehr bei der Wartestapeleintrittsposition lassen sich leicht ausgleichen.
Während des Beginns, ausgehend von der Geschwindigkeit von Null, und während der Änderung von einem Geschwindigkeitsverhältnis zu einem anderen, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, müssen die EM-Wellengeschwindigkeiten in jeder Zone auf der Rücklaufseite periodisch während des Betriebs nachgeführt werden. Dies ist erforderlich, um einen stabilen Wartestapeleintrittszustand beizubehalten, wenn die Wagenenergie (Geschwindigkeit) und/oder der Weg sich bis zum Eintritt in den wartestapelbildenden Abschnitt verändern. Zur Aktualisierung des wartestapelbildenden Abschnitts lassen sich EM-Wellengeschwindigkeiten durch Zurücksetzen der Treiberfrequenzen auf die neu ermittelten Werte etwa alle 1/2 Sekunden vornehmen, so daß man die erforderlich Stabilität bei dem wartestapelbildenden Abschnitt erhält. Die Wagengeschwindigkeit und der Weg zum Eintritt in den wartestapelbildenden Abschnitt sind aus den vorbestimmten Betriebsbedingungen im Betriebsabschnitt bekannt, was in dem Patent von Hommes und Keegan, US-A-4,675, 582 erläutert ist. Hierauf wurde voranstehend Bezug genommen. Ein Systemcomputer 51 steuert die wartestapelbildenden Abschnitts zonen-Antriebsfrequenzeinstellungen und koordiniert diese mit den Betriebsabschnittsarbeitsverhältnissen. Diese Funktionsweisen eines Computersteuersystems sind für den Fachmann bekannt, so daß es diesbezüglich keiner näheren Erläuterung bedarf.
Bei der Version des Endlosschleifenkonzepts, welches in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist, sind die Linearmotorprimärteile nicht ständig in Einwirkung auf das eine oder das andere Sekundärteil, wenn ein Zwischenraum zwischen der Stelle vorhanden ist, an der das untere Primärteil bei 74 endet, und das obere Primärteil bei 32 beginnt.
Bei einem modifizierten System kann entlang des wartestapelbildenden Abschnitts das untere Primärteil auch Zwischenräume zwischen den Zonen haben, um die Kosten für das Primärteil zu senken und Vorteile hinsichtlich der Konstruktion zu erzielen. Da die Wagen von einer größeren Geschwindigkeit aus verlangsamt werden, haben sie eine ausreichende Trägheit, um diese Zwischenräume auf eine vorbestimmte Weise zu durchlaufen. Eine gewisse Form einer Hilfsunterstützung oder bedienungsperson-gestützten Führung kann bei den Zwischenräumen gegebenenfalls bereitgestellt werden, um sicherzustellen, daß die Wagen nicht "hängen bleiben" und zum Stillstand kommen.
Der Wagensammelabschnitt kann auch Zwischenabschnitte in der Zone 19 enthalten. Beispielsweise kann die Zone 19 zwei geradlinige Segmente, vorausgehend und anschließend an eine Wendekurve umfassen, wobei kein Primärteil an der Kurve vorhanden ist, da sich gekrümmte Primärteile schwierig herstellen lassen und zudem teuer sind. Die beiden gesonderten, geradlinigen Segmente arbeiten ähnlich einer einzigen Zone zusammen, obwohl sie mechanisch im Abstand mit demselben regelmäßigen Abstand wie die Sekundärteile an den aneinanderliegenden Wagen angeordnet sind, so daß beide Segmente und der Kurvenzug umfaßt werden. Die aneinanderliegenden Wagen werden durch eine nicht mit Energie versorgte Kurve geschoben.
Das Konzept des Einsatzes eines Wagens mit einem Synchron- und Hysteresesekundärteil wurde beschrieben, wobei nur ein Sekundärteil in Wechselwirkung mit einem Primärteil zu einem gegebenen Zeitpunkt tritt. Es kann auch in Betracht kommen, daß jedesmal dann, wenn das Synchronsekundärteil in Wechselwirkung tritt, ein Primärteil zusätzlich vorgesehen sein könnte, um ebenfalls auf das Hysteresesekundärteil gleichzeitig einzuwirken, wobei gleiche oder eine andere EM-Wellengeschwindigkeit genutzt wird. Hierdurch würde man den Vorteil erhalten, daß man eine zusätzliche Antriebskraft an dem Wagen bereitstellen kann und daß man Geschwindigkeitsschwankungen ausfiltern könnte, welche auf die Synchronsekundärteile zurückgehen.
Auch kommt es in Betracht, daß das Synchronsekundärteil und das obere Primärteil weggelassen werden könnten und das untere Primärteil könnte verlängert werden, um das Hysteresesekundärteil vollständig um die Schleife anzutreiben. Auf dem Wagensammelabschnitt würde das Hysteresesekundärteil synchron angetrieben, um eine bekannte Position bezüglich der Zeit für die Wagen an einem Punkt auf der Schleife sicherzustellen. Auf der Betriebsseite der Schleife können die Hysteresesekundärteile entweder synchron unter Einsatz der gleichen Zonen und der EM-Wellensegmente wie bei der Verwendung für die Synchronsekundärteile angetrieben werden, oder sie können asynchron und im wesentlichen synchron auf die umgekehrte Weise wie auf der wartestapelbildenden Seite eingesetzt werden. Wenn die Hysteresesekundärteile asynchron angetrieben werden, sollte die prozentuale Differenz bei der Beladung jedes Wagens an einer gegebenen Position im System so gering wie möglich sein, um ein vorbestimmbares Leistungsverhalten von Wagen zu Wagen sicherzustellen. Dies ist erforderlich, da die Zeit, die jeder Wagen benötigt, um die Betriebsseite zu durchlaufen, vorbestimmbar und wiederholbar für jeden Wagen sein muß. Hierdurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit von unkontrollierten Kollisionen während der Verlangsamungen auf der wartestapelbildenden Seite.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung werden Linearmotore für den Gesamtantrieb genutzt, jedoch können die Wagen zweckmäßigerweise durch eine Kombination aus einem Hystereselinearmotor und einem mechanischen Kettenrad oder einer Spindel angetrieben werden, welche mit dem Wagen zusammenarbeitet. Bei dem beispielsweise in US-A-3,932,919 von Hutzenlamb gezeigten Folienspannsystem arbeitet ein Kettenrad mit den Wagen in einem Wartestapel zusammen und treibt diese mit einer ersten Geschwindigkeit synchron ohne Schlupf im Zusammenwirken mit einer Antriebseinrichtung an, deren Geschwindigkeit und Position genau gesteuert werden können und diese tritt auch in Wirkung an einem Wagensammelabschnitt. Die Wagen werden dann in Anlageberührung (d. h. der Gleichlauf wird aufrechterhalten) zu einer Spindel geführt, welche eine größer werdende Steigung hat, und die synchron mit dem Kettenrad gekoppelt ist. Die Spindel ordnet die Wagen synchron im Abstand an und treibt diese synchron mit einer zweiten Geschwindigkeit an, wobei man die Wirkung wie bei einem Betriebsabschnitt erhält. An dieser Stelle kann der Hystereselinearmotor gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um mit den Wagen zusammenzuarbeiten und diese bei der zweiten Geschwindigkeit anzutreiben. Dann werden die Wagen zu dem Wartestapel dadurch zurückgebracht, daß sie auf eine dritte Geschwindigkeit verlangsamt werden und dann zur Anlage an den Wartestapel mit einer gesteuerten Auftreffgeschwindigkeit gebracht werden. Die Wagen werden dann in dem Wartestapel zusammengedrückt. Hierdurch wird ein wartestapelbildender Abschnitt gebildet. Ein solches System würde das teure komplizierte Geschwindigkeitsbegrenzungssystem (welches bei diesem Patent zum Einsatz kommt) durch eine Kette ersetzen, mittels der die Spindelsteigung verkleinert wird und es wären Elemente mit verstellbarer Gewindesteigung vorhanden, um die Wagen zurückzuführen. Diese Elemente müssen jedesmal gegen Spindeln mit unterschiedlich größer werdenden Steigungen wahlweise ausgewechselt werden. Um einen verbesserten Betrieb zu erzielen, würde jeder Wagen ein Hysteresesekundärteil und ein Primärteil mit einer Mehrzahl von Zonen aufnehmen, und die Steuerungen können an geeigneten Positionen entlang der endlosen Schleife vorgenommen werden. Der Hystereselinearmotor würde gemäß der Lehre nach der Erfindung betrieben, um die Wagen zu dem Wagenstapel zurückzubringen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Antriebs von Wagen (1), welche entlang einer endlosen Bahn (2) sich bewegen, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Bildung eines Wartestapels (80) der Wagen, welche jeweils ein daran angebrachtes Hysteresesekundärteil (4) haben, Steuern der Bewegung der Wagen in dem Wartestapel in einem Wagensammelabschnitt (41), wobei der Sammelabschnitt einen Eintritt und einen Austritt hat;

Antreiben der Wagen (1) in dem Sammelabschnitt mit einer ersten konstanten Geschwindigkeit;

einzelnes Antreiben der Wagen (1) vom Austritt des Sammelabschnitts und in einen Betriebsabschnitt (42), und Antreiben der Wagen durch den Betriebsabschnitt von der ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch die Wagen in einem Abstand voneinander angeordnet werden; und

Antreiben der im Abstand angeordneten Wagen in und durch einen wartestapelbildenden Abschnitt (43), an dem diese Wagen von der zweiten Geschwindigkeit in dem Wartestapel der Wagen, welche sich mit der ersten Geschwindigkeit bewegen, angetrieben werden, bevor diese Wagen an dem Eintritt des Sammelabschnittes (41) ankommen, und

bei dem ein Motor mit linearer Hysterese eingesetzt wird, um die Wagen auf einer Schleife anzutreiben und sie in und durch den Wartestapel (80) zu bewegen, ohne daß eine Rückkopplung der Antriebsfrequenz, der Wagenposition oder der Wagengeschwindigkeit erforderlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wagen (1) in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit verlangsamt werden, bevor sie an dem nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel ankommen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem alle Wagen (1) in dem Wartestapel in einer aneinanderstoßenden Zuordnung angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem alle Wagen (1) in dem Wagensammelabschnitt (41) sich in einer aneinanderstoßenden Anordnung befinden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die dritte Geschwindigkeit, mit der jeder Wagen (1) in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) angetrieben wird, größer als die erste Geschwindigkeit ist, mit der die Wagen in dem Wartestapel in dem Wagensammelabschnitt (41) angetrieben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wagen (1) in dem Wartestapel in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) zwangsläufig in aneinanderstoßender Anlage in diesem Abschnitt mit der ersten Geschwindigkeit gesteuert durch die Bewegung der Wagen in dem Wartestapel (80) auf den Wagensammelabschnitt (41) bewegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine Kraft auf die Wagen (1) in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) ausgeübt wird, welche die im Abstand angeordneten Wagen zuerst zwingen, daß sie sich mit einer dritten Geschwindigkeit bewegen und dann die Wagen (1) im Verbund zwingen, daß sie sich zwangsläufig mit der ersten Geschwindigkeit bewegen, mit der die Wagen (1) in dem Wagensammelabschnitt (41) angetrieben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Wagen (1) in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) von der zweiten Geschwindigkeit auf eine vierte Geschwindigkeit verlangsamt werden, bevor sie weiter auf die dritte Geschwindigkeit verlangsamt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Wagen (1) entlang der endlosen Bahn (2) mittels eines Linearmotors angetrieben werden, welcher wenigstens ein erstes Primärteil (5), welches in der Nähe der Bahn angeordnet ist, und ein Sekundärteil (4) umfaßt, welches jeweils an den Wagen angebracht ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Primärteil (5) Spulen hat, welche elektrisch in Zonen gruppiert sind, welche wenigstens eine erste Zone (19) umfassen, welche entlang des Wagensammelabschnittes (41) zum Aufbauen einer ersten elektromagnetischen Welle zum Zusammenwirken mit den Sekundärteilen angeordnet ist, um die Wagen in dem Wagensammelabschnitt (41) mit der ersten Geschwindigkeit anzutreiben.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die elektromagnetische Welle in der ersten Zone (19) mit den Sekundärteilen zusammenarbeitet, um die Wagen (1) synchron mit der ersten Geschwindigkeit anzutreiben.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Primärteil ferner wenigstens eine zweite Zone (20) umfaßt, welche entlang des Betriebsabschnitts zum Antreiben des jeweiligen Wagens (1), ausgehend von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit, angeordnet ist, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch die Wagen (1) in diesem Abschnitt in einem Abstand zueinander angeordnet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem eine in der zweiten Zone (20) aufgebaute elektromagnetische Welle mit den Sekundärteilen einzeln zusammenarbeitet, um die Wagen (1) synchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit anzutreiben, wodurch die Wagen in einem Abstand zueinander im Betriebsabschnitt (42) angeordnet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Primärteil (5) ferner wenigstens eine Mehrzahl von zweiten Zonen (20, 21, 22) aufweist, welche entlang des Betriebsabschnitts zum Antreiben des jeweiligen Wagens (1) von der ersten Geschwindigkeit auf Geschwindigkeiten angeordnet ist, die größer als die erste Geschwindigkeit sind, wodurch die Wagen in diesem Abschnitt in einem Abstand voneinander angeordnet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine jeweils in der Mehrzahl von zweiten Zonen (20) aufgebaute elektromagnetische Welle mit den Sekundärteilen (4) einzeln zusammenarbeitet, um die Wagen synchron von der ersten Geschwindigkeit auf Geschwindigkeiten anzutreiben, die größer als die erste Geschwindigkeit sind, wodurch die Wagen (1) in diesem Betriebsabschnitt (42) in einem Abstand voneinander angeordnet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem jeder Wagen (1) wenigstens ein daran angebrachtes synchrones Sekundärteil (3) hat.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Primärteil ferner wenigstens eine dritte Zone (28) umfaßt, welche entlang des wartestapelbildenden Abschnitts (43) zum Antreiben der Wagen von der zweiten Geschwindigkeit auf die dritte Geschwindigkeit angeordnet ist, welche niedriger als die zweite Geschwindigkeit ist, wodurch der Abstand der Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) kleiner gemacht wird.

18. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Wagen entlang der endlosen Bahn (2) mittels eines Linearmotors angetrieben werden, welcher wenigstens ein erstes Primärteil (5) umfaßt, welches in der Nähe der Bahn angeordnet ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Primärteil Spulen hat, welche elektrisch gruppiert in Zonen angeordnet sind, welche eine erste Zone (19) umfassen, welche entlang des Wagensammelabschnittes (41) zum Aufbauen einer ersten elektromagnetischen Welle zum Zusammenarbeiten mit den Hysteresesekundärteilen angeordnet ist, wodurch die Wagen (1) synchron mit der ersten Geschwindigkeit in dem Wagensammelabschnitt (41) angetrieben werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Primärteil ferner wenigstens eine zweite Zone (20) umfaßt, welche entlang des Betriebsabschnittes zum Aufbauen einer zweiten elektromagnetischen Welle zum Antreiben des jeweiligen Wagens (1) von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit angeordnet ist, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch der Abstand der Wagen in diesem Abschnitt vergrößert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die in der zweiten Zone (20) aufgebaute zweite elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen (4) zusammenwirkt, um hierdurch die Wagen (1) synchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit in dem Betriebsabschnitt (42) anzutreiben.

22. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die in der zweiten Zone (20) aufgebaute elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen (4) zusammenwirkt, um hierdurch die Wagen asynchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit anzutreiben und dann im wesentlichen synchron mit der zweiten Geschwindigkeit in der zweiten Zone (20) im Betriebsabschnitt (42) anzutreiben.

23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit verlangsamt werden, bevor der nachlaufende Wagen in dem Wartestapel (80) ankommt.

24. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das Primärteil ferner wenigstens eine dritte Zone (28) umfaßt, welche entlang des wartestapelbildenden Abschnitts (43) zum Aufbauen einer dritten elektromagnetischen Welle zum Antreiben der Wagen von der zweiten Geschwindigkeit auf eine dritte Geschwindigkeit angeordnet ist, welche niedriger als die zweite Geschwindigkeit in diesem Abschnitt ist.

25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die in der dritten Zone (28) aufgebaute dritte elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen (4) zusammenwirkt, um hierdurch die Wagen im wesentlichen synchron in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) anzutreiben, bevor der nachlaufende Wagen in dem Wartestapel ankommt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die in der dritten Zone (28) aufgebaute dritte elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen zusammenwirkt, wodurch die Wagen asynchron in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) angetrieben werden, nachdem die Wagen den Wagenstapel (80) erreicht haben und bevor sie den Eintritt in den Wagensammelabschnitt (41) erreichen.

27. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Wagen entlang der endlosen Bahn (2) mittels eines Linearmotors angetrieben werden, welcher erste (5) und zweite (6) Primärteile umfaßt, welche angrenzend an die Bahn angeordnet sind, und Sekundärteile umfaßt, welche an den Wagen angebracht sind.

28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das erste Primärteil Spulen hat, die elektrisch gruppiert in Zonen angeordnet sind, welche wenigstens eine erste Zone (19) umfassen, welche entlang des Wagensammelabschnittes (41) zum Aufbauen einer ersten elektromagnetischen Welle zum Zusammenwirken mit den Sekundärteilen angeordnet ist, um die Wagen (1) mit der ersten Geschwindigkeit in diesem Abschnitt anzutreiben.

29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem jeder Wagen (1) ein synchrones (3) und ein Hysterese-(4) Sekundärteil hat, welche daran angebracht sind.

30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die in der ersten Zone (29) aufgebaute elektromagnetische Welle mit den Synchronsekundärteilen (3) zusammenwirkt, wodurch die Wagen synchron mit der ersten Geschwindigkeit in dem Wagensammelabschnitt (41) angetrieben werden.

31. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das erste Primärteil ferner wenigstens eine zweite Zone (20) umfaßt, welche entlang des Betriebsabschnittes zum Aufbauen einer zweiten elektromagnetischen Welle zum Antreiben des jeweiligen Wagens von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit angeordnet ist, welche größer als die erste Geschwindigkeit ist, wodurch die Wagen (1) in diesem Abschnitt in einem Abstand zueinander angeordnet werden.

32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die in der zweiten Zone aufgebaute zweite elektromagnetische Welle in den synchronen Sekundärteilen (3) einzeln zusammenwirkt, um die Wagen synchron von der ersten Geschwindigkeit auf die zweite Geschwindigkeit in dem Betriebsabschnitt (42) anzutreiben.

33. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem das zweite Primärteil wenigstens eine dritte Zone (28) umfaßt, welche entlang des wartestapelbildenden Abschnittes zum Aufbauen einer dritten elektromagnetischen Welle zum Antreiben der Wagen (1) von der zweiten Geschwindigkeit auf die dritte Geschwindigkeit angeordnet ist, welche niedriger als die zweite Geschwindigkeit in diesem Abschnitt ist.

34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die in der dritten Zone (28) aufgebaute dritte elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen zusammenwirkt, um hierdurch die Geschwindigkeit der Wagen (1) von der zweiten Geschwindigkeit auf die dritte Geschwindigkeit zu verlangsamen, bevor der nachlaufende Wagen in dem Wartestapel von aneinanderstoßenden Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) ankommt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die in der dritten Zone (28) aufgebaute dritte elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen (4) zusammenwirkt, wodurch die Wagen im wesentlichen synchron in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) angetrieben werden, bevor sie den nachlaufenden Wagen in dem Wartestapel (80) erreichen.

36. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die in der dritten Zone (28) aufgebaute dritte elektromagnetische Welle mit den Hysteresesekundärteilen (4) zusammenwirkt, wodurch die Wagen asynchron in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) angetrieben werden, nachdem die Wagen den Wartestapel (80) erreicht haben und bevor sie den Eintritt des Wagensammelabschnitts (41) erreichen.

37. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem das zweite Primärteil ferner wenigstens eine vierte Zone umfaßt, die entlang des wartestapelbildenden Abschnitts (43) angeordnet ist und die der dritten Zone zum Aufbauen einer vierten elektromagnetischen Welle zum Zusammenwirken mit den Hysteresesekundärteilen vorangeht, um hierdurch die Wagen (1) von der zweiten Geschwindigkeit auf eine vierte Geschwindigkeit anzutreiben.

38. Verfahren zum Steuern der Bewegung einer Mehrzahl von Wagen (1) unter Einsatz eines Linearmotors, welcher Hysterese- (4) und Synchron- (3) Sekundärteile hat, die an dem Wagen angebracht sind, welche kontinuierlich sich auf einer endlosen Schleife (2) bewegen, welche von einer Führungsbahn gebildet wird, und die durch diskrete Zonen der Linearmotorprimärteile angetrieben werden, die der Bahnspur benachbart angeordnet sind, welches Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Antreiben der Wagen (1) entlang einer ersten Zone (19) eines ersten Primärteils durch die Wirkung auf die synchronen Sekundärteile (3), um die Wagen in einer aneinanderstoßenden Anordnung in einem Wartestapel (80) in einem Wagensammelabschnitt (41) mit einer ersten konstanten Geschwindigkeit anzutreiben;

Antreiben der Wagen entlang einer zweiten Zone (20) des ersten Primärteils durch die einzelne Einwirkung auf die Synchronsekundärteile (3), um die Wagen (1) in dem Betriebsabschnitt (42) von der ersten Geschwindigkeit anzutreiben, so daß die Wagen in aneinanderstoßender Anordnung in einem Abstand mit einer zweiten Geschwindigkeit voneinander angeordnet werden;

Antreiben der Wagen (1) entlang einer dritten Zone (28) eines zweiten Primärteils durch die Einwirkung auf die Hysteresesekundärteile (4), um die Wagen in einem wartestapelbildenden Abschnitt (43) von der zweiten Geschwindigkeit zu beschleunigen und hierdurch die beabstandete Wagenanordnung mit einer dritten Geschwindigkeit hinsichtlich des Abstands zu verkleinern, wobei die dritte Geschwindigkeit größer als die erste Geschwindigkeit ist;

im wesentlichen synchrones Antreiben der Wagen (1) entlang eines Teils der dritten Zone (28) mit der dritten Geschwindigkeit, bevor sie in Kontakt mit den aneinandergrenzenden Wagen in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) kommen; und

asynchrones Antreiben der Wagen (1) entlang eines weiteren Teils der dritten Zone (28), um eine Anlagekraft zu erzeugen, welche die Wagen in aneinanderstoßender Anordnung von Wagen zusammendrückt, welche sich mit der ersten Geschwindigkeit in dem wartestapelbildenden Abschnitt (43) bewegen.

39. Vorrichtung zum Antreiben von Wagen (1) von einem Wagensammelabschnitt (2) einer im Abstand angeordneten Anordnung und zum Zurückbewegen zu dem Sammelabschnitt (41) durch das Antreiben der Wagen (1) entlang einer endlosen Bahn (2) unter Einsatz eines Linearmotors, welche Vorrichtung folgendes umfaßt:

ein erstes, längliches Primärteil (5), welches entlang eines ersten Teils der endlosen Bahn angeordnet ist, und ein zweites, längliches Primärteil (6), welches entlang eines zweiten Teils der Bahn angeordnet ist;

eine Vielzahl von Wagen, welche auf der Führungsbahn geführt sind, welche jeweils ein synchrones Sekundärteil (3) in der Nähe des ersten Primärteils und ein Hysteresesekundärteil (4) in der Nähe des zweiten Primärteils haben;

einen Wagensammelabschnitt (41), welcher einen Eintritt und einen Austritt hat; und

eine Steuereinrichtung für jedes Primärteil, wodurch das erste Primärteil die Wagen durch den Sammelabschnittaustritt antreibt und diese von einer aneinanderstoßenden Anordnung zu einer beabstandeten Anordnung beschleunigt, und

wodurch das zweite Primärteil die Wagen verlangsamt, diese zur Einnahme einer aneinanderstoßenden Anordnung in einem sich bewegenden Wartestapel antreibt und einen Druck auf die aneinanderstoßenden Wagen in dem Sammelabschnittseintritt ausübt.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der der Eintritt zu dem Wagensammelabschnitt am Anfang des ersten Primärteils (5) liegt.

41. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der der nachlaufende Wagen in dem sich bewegenden Wartestapel von aneinanderstoßend angeordneten Wagen immer sich vor dem Ende des zweiten Primärteils (6) befindet.