EP0445271A1 - Schwebe-/fahrgestell mit stellmotoren betriebener luftspaltregelung. - Google Patents

Schwebe-/fahrgestell mit stellmotoren betriebener luftspaltregelung.

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EP0445271A1
EP0445271A1 EP90914524A EP90914524A EP0445271A1 EP 0445271 A1 EP0445271 A1 EP 0445271A1 EP 90914524 A EP90914524 A EP 90914524A EP 90914524 A EP90914524 A EP 90914524A EP 0445271 A1 EP0445271 A1 EP 0445271A1
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EP
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suspension
chassis
air gap
magnetic
load
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Magnetbahn GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/08—Sliding or levitation systems

Definitions

  • Floating Z chassis with air gap control operated by a servomotor for the M-Bru system (magnetic track system),
  • the present invention relates to an air gap control for a suspension / chassis of a track-bound magnetic railway transport system.
  • the vehicles are driven by a long stator motor installed in the track.
  • the electrical traveling field in the windings of the long stator cooperates n / chassis with the magnetic forces of the permanent magnets of the Schwebe ⁇ . This interaction takes place without contact. It must be ensured that this freedom from contact (air gap) is guaranteed.
  • the magnetic forces acting on the steel track here the sheet metal packs of the long stator
  • This air gap is to be set depending on the load by means of the air gap control, that is to say with increasing load / increasing weight (load on the vehicle) the air gap is to be reduced by the servomotors, which has the consequence that the magnetic attraction forces between the permanent magnets of the levitation / Chassis and the guideway with integrated long stator are larger.
  • Load-dependent, mechanical air gap controls and electronically controlled carrying and guiding systems are known.
  • the mechanical air gap control has a complex structure, is expensive and has a limited functionality, poor adjustability and a wide adjustment range.
  • An electronically controlled carrying and guiding system is complex and only economical for high-speed applications.
  • the object of the present invention is to provide a simple, inexpensive, easily adjustable air gap control system with a small adjustment range. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • Advantageous refinements and / or further developments can be found in the subclaims. The invention is explained in more detail below using the figures as an example.
  • Figure 1 shows a section through a levitation / chassis of a maglev vehicle with the air gap control according to the invention in cooperation with the maglev track.
  • FIG. 2 shows the top view of the suspension / chassis from FIG. 1.
  • the magnetic track route consists of the route carrier and the route profile.
  • the guideway beam is constructed from the support profile 11 and the cross connector 12.
  • the guideway profile has the support rail 21, the side guide profile 22 and the long stator 23.
  • the suspension / chassis contains the star frame 31, the spindle drive 32, the servo motor 321, the upper vertical rollers 33, the lower vertical rollers 34, the side guide roller 35 and the magnetic strip 36 and the turntable 44 connected.
  • the air gap control is carried out by load-dependent target specifications using the servomotors 321.
  • the servomotors 321 are attached on both sides to the end of the side members of a rectangular chassis frame 31.
  • the air gap control also makes it possible to design the star frame 31 in such a way that a free space is created in the central region thereof, as shown in FIG. This means that points and crossings in the middle of the magnetic track can be used be carried out so that they protrude over the top of the track profile and can still be used by the magnetic railway vehicles.
  • the spindle drive 32 in such a way that the distance between the long stator 23 and the magnetic strip 36 can be increased such that the electrical field of the long stator 23 and the magnetic field of the permanent magnets of the magnetic strip are separated 36 the flow of force is interrupted and thus a safe drive switch-off can be carried out, for example, in the parking area of the transport system or for other requirements.
  • This is of great importance for the safety of driving and shunting operations. This makes it possible to drive different vehicles in the same converter area of the drive system, with the result that this possibility of switching off the drive of individual vehicles means that they can be parked at a short distance from one another and thus a considerable reduction in the Parking track lengths are possible.
  • a further advantageous embodiment results from the fact that the support arms of the magnetic strips 36 are equipped with support points, not shown, which are positioned above the upper running surface of the support rail 21 in such a way that they are at the maximum distance required for safe drive shutdown, the vehicle weight is supported on the upper mounting rail 21 and a complete relief of the upper vertical rollers 33 is achieved. This avoids deformation of the elastic running surface of these vertical rollers during longer service lives. This improves the running properties due to the avoidance of flat spots. This support of the vehicle weight also acts as a holding brake to safely park a vehicle.
  • the magnetic strip 36 can also be connected to the star frame 31 and the air gap control can be carried out by adjusting the height of the upper vertical rollers 33.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

Schwebe-ZFahrgestell mit stellmotorenbetriebener Luftspaltreqe- lun für das M-Bahn System (Magnetbahnsystem),
Beschreibtmqr
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspaltregelung für ein Schwebe-/Fahrgestell eines spurgebundenen Magnetbahn Transportsystems. Bei diesem System werden die Fahrzeuge über einen im Fahrweg installierten Langstatormotor angetrieben. Das elektrische Wanderfeld in den Wicklungen des Langstatormotors wirkt mit den Magnetkräften der Permanentmagneten der Schwebe¬ n/Fahrgestelle zusammen. Dieses Zusammenwirken erfolgt berüh¬ rungsfrei. Es ist sicherzustellen, daß diese Berührungsfreiheit (Luftspalt) sicher gewährleistet wird. Zugleich erfolgt über die Magnetkräfte, die über den Stahlfahrweg (hier die Blechpakete des Langstators) wirken, ein Abtragen des Fahrzeuggewichtes über die Länge der Magnetleisten als flächenmäßig verteilte Last auf den Fahrweg. Dieser Luftspalt ist belastungsabhängig durch die Luftspaltregelung einzustellen, das heißt bei zunehmender Last/zunehmendem Gewicht (Zuladung auf das Fahrzeug) ist der Luftspalt durch die Stellmotoren zu verkleinern, was zur Folge hat, daß die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Perma¬ nentmagneten des Schwebe-/Fahrgestells und der Fahrwegschiene mit integriertem Langstator größer werden. Es sind lastabhän¬ gige, mechanische Luftspaltregelungen und elektronisch geregelte Trag- und Führsysteme bekannt. Die mechanische Luftspaltregelung ist komplex aufgebaut, teuer und weist eine eingeschränkte Funk¬ tionalität, schlechte Justierbarkeit und weite Einstellstreube¬ reiche auf. Ein elektronisch geregeltes Trag- und Führsystem ist komplex und nur für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wirtschaft¬ lich. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute, preiswerte, gut justierbare und einen geringen Ein¬ stellstreubereich aufweisende Luftspaltregelung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert.
Figur 1 stellt einen Ausschnitt durch einen Schwebe-/Fahrgestell eines Magnetbahnfahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Luftspaltregelung im Zusammenwirken mit dem Magnetbahnfahrweg dar.
Figur 2 zeigt die Aufsicht auf das Schwebe-/Fahrgestell aus Fi¬ gur 1.
Der Magnetbahnfahrweg besteht aus dem Fahrwegträger und dem Fahrwegprofil. Der Fahrwegträger ist aus dem Tragprofil 11 und dem Querverbinder 12 aufgebaut. Das Fahrwegprofil weist die Tragschiene 21, das Seitenführungsprofil 22 und den Langstator 23 auf.
Das Schwebe-/Fahrgestell enthält den Starrahmen 31, den Spindelantrieb 32, den Stellmotor 321, die oberen Vertikalrollen 33, die unteren Vertikalrollen 34, die Seitenführungsrolle 35 und die Magnetleiste 36. Die nichtdargestellte Magnetbahnkabine kann mit dem Starrahmen 31 zum Beispiel über die Luftfederbälge 45 und den Drehkranz 44 verbunden sein. Die Luftspaltregelung erfolgt erfindungsgemäß durch belastungsabhängige Sollvorgaben mittels der Stellmotoren 321. Die Stellmotoren 321 sind beidsei- tig jeweils am Ende der Längsträger eines rechteckigen Fahrge¬ stellrahmens 31 angebracht. Sie regeln über die Spindelantriebe 32 den Abstand zwischen den Magnetleisten 36 des Schwebe- /Fahrgestells und dem Langstator 23 mittels einer Steuerelektro¬ nik, entsprechend den vorgegebenen zulässigen Belastungswerten für die am Fahrgestell 31 fest angebrachten (nicht höhenver¬ stellbaren) oberen Vertikalrollen 33. Die Belastung der oberen Vertikalrollen 33 wird durch Kraftmeßeinrichtungen wie zum Bei¬ spiel Kraftmeßdosen gemessen. Dadurch wird über die einstellbare Lastabtragung des Fahrzeuggewichts auf den Fahrwegträger eine minimale Belastung der Vertikalrollen 33 sichergestellt. Durch die erfindungsgemäße Luftspaltregelung ist es weiterhin möglich, den Starrahmen 31 so auszuführen, daß in dessen Mittenbereich ein Freiraum entsteht, wie in Figur 1 gezeigt. Dadurch können Weichen- und Kreuzungsmittelstücke des Magnetbahnfahrweges so ausgeführt werden, das sie über die Fahrwegprofiloberkante rage und dennoch von den Magnetbahnfahrzeugen befahren werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, den Spindelantrieb 32 so auszufüh¬ ren, daß der Abstand zwischen dem Langstator 23 und de Magnetleiste 36 derart vergrößert werden kann, daß durch Tren¬ nung des elektrischen Feldes des Langstators 23 und des magneti¬ schen Feldes der Permanentmagnete der Magnetleiste 36 der Kraft¬ fluß unterbrochen wird und damit eine sichere Antriebsabschal¬ tung zum Beispiel im Parkbereich des Transportsystems oder bei sonstigen Erfordernissen vorgenommen werden kann. Dies ist für die Sicherheit des Fahrbetriebes und im Rangierbetrieb von großer Bedeutung. Dadurch ist es möglich, verschiedene Fahrzeuge in den gleichen Umrichterbereich des Antriebssystems zu fahren, was zur Folge hat, daß durch diese Möglichkeit der Antriebsab¬ schaltung einzelner Fahrzeuge diese mit geringem Abstand zu ein¬ ander abgestellt werden können und damit eine erhebliche Redu¬ zierung der Parkgleislängen möglich ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsart ergibt sich dadurch, daß man die Tragarme der Magnetleisten 36 mit nicht dargestell¬ ten AbStützpunkten ausstattet, die so über der oberen Lauffläche der Tragschine 21 positioniert sind, daß sie bei dem maximalen Abstand, der für die sichere Antriebsabschaltung erforderlich ist, das Fahrzeuggewicht auf der oberen Tragschiene 21 abge¬ stützt und so eine vollständige Entlastung der oberen Vertikal¬ rollen 33 erreicht wird. Dadurch vermeidet man- bei längeren Standzeiten eine Deformation der elastischen Lauffläche dieser Vertikalrollen. Dadurch verbessern sich die Laufeigenschaften infolge der Vermeidung von Flachstellen. Diese Abstützung des Fahrzeuggewichtes wirkt zugleich auch als Haltebremse um ein Fahrzeug sicher abzustellen. Bei den vorgehenden Ausführungen handelt es sich nur um eine beispielhafte Beschreibung. Sinnge¬ mäß kann zum Beispiel auch die Magnetleiste 36 mit dem Star¬ rahmen 31 verbunden sein und die Luftspaltregelung durch eine Höhenverstellung der oberen Vertikalrollen 33 ausgeführt werden.
ERSATZBLATT

Claims

SCHWEBE-/FAHRGESTELL mit stellmotorenbetriebener Luftspalt- re elun für das M-Bahn System (Magnetbahnsystem)Patentansprüche
1. Schwebe-/Fahrgestell eines spurgebundenen Magnetbahn Trans¬ portsystems, mit im Fahrweg integriertem Linearmotor und Permanentmagneten im Schwebe-/Fahrgestell zum Tragen und Antreiben von Fahrzeugen, bei dem ein Starrahmen als Träger für alle erforderlichen Komponenten dient, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an den Längsträgern des Starrahmens jeweils beidseitig an den Enden elektrisch oder hydraulisch betrie¬ bene Stellmotorenantriebe zur HöhenverStellung, entweder der Magnetleiste mit den darauf befestigten Permanentmagneten oder der Führungs- bzw. Abstandsrollen (Vertikalrollen) , an¬ geordnet sind und die Höhenverstellung entsprechend der Be¬ lastung vorgenommen wird.
2. Schwebe-/Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß mit einer Kraftmeßeinrichtung die Belastung der oberen Führungsrollen gemessen wird, um einen Meßwert zur Luftspaltabstandsregelung bei unterschiedlicher Gewichtsbe¬ lastung zu erhalten.
3. Schwebe-/Fahrgestell nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltabstandregelung elektro¬ nisch gesteuert wird, entsprechend einem vorgegebenen
Belastungswert.
4. Schwebe-/Fahrgestell nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitige Belastungsspitzen über eine gewichts- und/oder zeitabhängige Schwellwertrege¬ lung ausgeregelt werden.
5. Schwebe-/Fahrgestell nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Starrahmen so ausgeführt ist, daß im Mittenbereich des Gestells in der Längsachse ein
ERSATZBLATT Freiraum entsteht, der bis über die Fahrwegprofiloberkante reicht, um Weichen- oder Kreuzungsmittelstücke überfahren zu können.
6. Schwebe-/Fahrgestell nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stellmotoren der Ab¬ stand zwischen dem Langstator des Fahrweges und der Magnet¬ leiste des Fahrgestells derart vergrößert werden kann, daß durch Trennung des elektrischen Feldes des Langstators vom magnetischen Feld der Permanentmagneten des Fahrgestells der Kraftfluß unterbrochen wird und damit eine sichere Antriebs¬ abschaltung erfolgt.
7. Schwebe-/Fahrgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß durch eine entsprechende Ausbildung der Tragarme der Magnetleisten mit Abstützpunkten, die über der oberen Laufflächen der Tragschiene positioniert sind, bei dem maxi¬ malen Abstand der für die sichere Antriebsabschaltung erfor¬ derlich ist, gleichzeitig eine Abstützung des Fahrzeugge¬ wichtes auf der oberen Lauffläche der Fahrwegschienen er¬ folgt und damit eine vollständige Entlastung der oberen Ver¬ tikalrollen des Schwebe-/Fahrgestells erfolgt.
8. Schwebe-/Fahrgestell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß bei der vollständigen Entlastung der oberen Verti¬ kalrollen die Abstützpunkte der Magnetleistentragarme als Standbremse wirken.
ERSATZBLATT
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