專利名稱:用于無摩擦載重運輸?shù)拇帕ο到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于無摩擦載重運輸?shù)拇帕ο到y(tǒng),它具有至少一個固定于固定梁上的軟磁型梁,該型梁具有至少一個垂直的并同時平行于運輸方向定向的型材壁;至少兩個相對于一個型材壁對置的永久磁鐵對,其中一個磁鐵對由兩個在運行方向上沿型材壁前后相繼的,并基本上平行型材壁的,并且具有垂直于運行方向及在運行方向上交替定向的磁極的磁鐵組成,它們相應(yīng)的外部磁極通過一個鐵磁扳短路;在磁鐵與型梁壁之間及在運行方向上彼此相繼的磁鐵之間均各設(shè)有一個空氣隙,其中載荷固定在磁鐵上;及用于衡定地維持空氣隙的機械裝置。
公知的磁力系統(tǒng)也稱做滑動系統(tǒng),它實際上是無摩擦地在支承軌道上與其相隔一定距離地向前運動。這個系統(tǒng)總共是很昂貴和復(fù)雜的,因而其經(jīng)濟(jì)實用性尚令人懷疑。
正如86年1月3日“德國工程師協(xié)會通報”(VDI-Nachrichten)雜志第一期,艾姆登(Emden)所寫的磁性軌道“快速運輸06”中所述的,顯而易見地,為了使車輛升高一公分就需要巨大的技術(shù)耗資。遺憾的是,為了把120噸重的車輛保持在懸浮狀態(tài),所需的能耗未曾確定。在承載196人的情況下,就要大約120.000Kg的載重能力,也就是每人相應(yīng)于612Kg(按每人約80Kg重算),為此還需要昂貴的應(yīng)用技術(shù)以及涉及在下雪與結(jié)冰情況下尚未解決的問題。
在公知的日本懸浮鐵路中還有較大的困難。其中一些必須先在車上滾動,直到達(dá)到200公里/小時的速度時才開始懸浮。
在西德公開公報DE-OS2426053中描述的所謂“柏林磁力鐵路”的功能與前類相似,它的區(qū)別在于導(dǎo)輪在磁場上方引行。
另外由法國申請案2228650公開了一個磁力運輸系統(tǒng),在其中設(shè)置了在運行方向上具有交替磁極定向的永久磁鐵對及鐵磁性支承型材。然而磁鐵是按吸力原則,也即不同極性的極相對支承型材對置。由此,總共可達(dá)到一個相當(dāng)小的承載力,此時支承載荷也是有效載荷的許多倍。
由西德公開公報DE-OS3347635公開了一個磁力系統(tǒng),其中在磁鐵的布置中同樣是以吸力原則,也就是以異極性的磁極相對設(shè)置構(gòu)成的。在這里也只實現(xiàn)了一個相對小的承載力。此外,所利用的結(jié)構(gòu)耗資很大,因為需設(shè)置許多磁鐵,以便能將一確定的載荷舉起。
由西德公開公報DE-OS2146143也公開了一個電磁支承與導(dǎo)向系統(tǒng),它具有至少一個設(shè)有基本上U型磁芯型材的電磁鐵,該U型磁芯型材上固定載荷,以及一個安裝在一個固定支承梁上的軟磁U狀型梁,它的翼緣或型壁是垂直定向的。磁力線是經(jīng)過這兩個本身基本在垂直方向上對置的U形型材實現(xiàn)閉合。該系統(tǒng)由于使用了電磁鐵因此耗資較多。還使用了可調(diào)電磁鐵的導(dǎo)向系統(tǒng)用作側(cè)向?qū)?,使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得相當(dāng)復(fù)雜。
最后由美國專利公報US-PS4424185公開了一種運輸系統(tǒng),其中用于舉起載荷的永久磁鐵在運行方向上彼此前后相繼地交替磁極地布置。在永久磁鐵的兩個極側(cè)面上設(shè)置了二個由鐵磁疊片構(gòu)成的軌道,它們構(gòu)成了彼此平行的并平行于磁極的基本上垂直的壁。磁鐵在運行方向上彼此間設(shè)有空氣隙并且以交替的磁極定向布置,以使得在每兩個相繼的磁鐵之間出現(xiàn)基本上水平的磁力線通量。在型梁與磁鐵之間保持相對衡定的空氣隙是通過相應(yīng)的導(dǎo)向輪實現(xiàn)的。在為了避免渦流使用的疊片式型梁中沿著整個運行區(qū)段上嵌有電磁線圈,它們通過相應(yīng)的外部控制與固定在載荷上并在運行方向交換極性地布置的永久磁鐵相互作用以供向前推進(jìn)及部分地用于懸浮。由于利用了型梁的疊片式結(jié)構(gòu)及在其中嵌制的線圈使裝置的效率相對大大地降低了。其結(jié)構(gòu)方面,特別是型梁是非常復(fù)雜及昂貴的,尤其是因為運行區(qū)段的整個長度上必須用疊片及嵌在其中的線圈制作。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一個前述類型的磁力系統(tǒng),它在結(jié)構(gòu)上簡單,輕巧,在消耗能量小的情況下保證安全的性能及保證支承系統(tǒng)的高效率。
這個任務(wù)根據(jù)本發(fā)明將通過下述技術(shù)特征的磁力系統(tǒng)來解決相對于型材壁對置的磁鐵的磁極總是具有相同的磁極定向。
因此、相對于型材壁對置磁極總是取相同極性的,也就是N-N,或S-S的布置。因此是由排斥原理起作用的。試驗已經(jīng)表明排斥原理的應(yīng)用與公知系統(tǒng)中應(yīng)用的吸力原理相比,可達(dá)到提高多倍的效率。
雖然在美國專利公報US-PS2812203(Scholten)中公開了一個具有永久磁鐵的保持系統(tǒng),其中同樣設(shè)置了二個相對于鐵磁性型梁相互排斥地對置的永久磁鐵,但是這里僅有兩個磁鐵或者是在壁的縱向上以相同極性定向并列布置的多個磁鐵,它們的外部極通過一個極扳連在一起,而鐵磁型材是一個T狀型材,它用垂直的中央翼緣伸入到磁鐵中間,其上部橫梁在導(dǎo)入的位置上與極扳相接觸。由于產(chǎn)生了一個垂直的磁力線通量,但當(dāng)T形型材由其有關(guān)功能從磁鐵結(jié)構(gòu)中拉出時,其磁力線就完全中斷了。這里也可能不是涉及與磁鐵連接的載荷沿型材的水平運輸,在這種情況下,在運輸時型材壁與磁鐵之間的距離及位置基本上是保持不變的。由于這個公知的保持結(jié)構(gòu)尤其是用于冰箱密封設(shè)計的,因而唯一產(chǎn)生的相對運動是將固定在冰箱門或殼體上的型材壁插入到相應(yīng)的安裝在冰箱殼體或門上的磁鐵中或從其中抽出,由此型材壁相對于磁鐵的位置從具有相應(yīng)最大磁力線通量的最大重疊位置變化到具有實際可忽略不計的磁力線通量的完全脫開的位置。因而以上兩種系統(tǒng)在功能及操作結(jié)構(gòu)上是本質(zhì)上不同的。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的進(jìn)一步構(gòu)型是用于提高承載力的一個向下方開口的,鐵磁材料制作的U狀型材,它的翼緣形成了彼此平行的垂直型材壁,其中磁鐵對被布置在型材壁的中間及外部。
通過多個并列型材或多個型材的并列布置,這些型材設(shè)有具有相應(yīng)排列磁鐵的多個彼此平行的型材壁,就能達(dá)到承載能力的顯著提高。
根據(jù)本發(fā)明的該磁力系統(tǒng)可應(yīng)用在各種不同的結(jié)構(gòu)解決方案中。這樣由該系統(tǒng)運輸?shù)妮d荷可以設(shè)置在型材/磁鐵結(jié)拘的上方。由此實現(xiàn)了所謂立置式結(jié)拘。
車輛的傳動在此可用不同的方式實現(xiàn),例如利用傳動輪,它們與支承軌相接觸,或者借助于一個線性電動機。
然而由該系統(tǒng)運輸?shù)妮d荷也可設(shè)置在型材/磁鐵結(jié)拘的下方,由此實現(xiàn)了所謂懸掛式結(jié)構(gòu)。這種懸掛式結(jié)構(gòu)可看成有利的變型,因為這時鐵磁支承型材及傳動部件均設(shè)置在一個承載系統(tǒng),例如一個混凝土梁的下方。由此就避免了氣候的不利影響,尤其是在冬天。
以下借助涉及附圖的各實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。其附圖為
圖1具有一個扳狀支承型梁及在該型材兩側(cè)均設(shè)置了短路磁鐵對的一種磁力系統(tǒng);
圖2另一實施形式,具有U狀型梁及在翼緣的中間及外部設(shè)置磁鐵對;
圖3根據(jù)圖2構(gòu)型的倍式結(jié)構(gòu);
圖4至7該系統(tǒng)相應(yīng)于混凝土梁及載荷的各可能結(jié)構(gòu)方案圖4第一種結(jié)構(gòu)形式,具有在型材/磁鐵結(jié)構(gòu)下方的運輸載荷(懸掛結(jié)構(gòu));
圖5一種具有在型材/磁鐵結(jié)構(gòu)上方的運輸載荷的結(jié)構(gòu)(立置結(jié)構(gòu));
圖6一種具有懸掛載荷系統(tǒng)的側(cè)視圖,這里載荷是一個旅客運輸車輛;及圖7一個按圖7中結(jié)構(gòu)的前視圖。
圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的磁力系統(tǒng),它是作為滑扳的軌道式支承型梁2的結(jié)構(gòu),在它的兩側(cè)上均設(shè)置了相對放置的磁鐵對。相對于型材2,對面放置的磁鐵1以相同極性相互對置,也就是S-S或N-N的布置(排斥原理)。在縱向上均構(gòu)成一個磁鐵對的一對磁鐵1的外部磁極通過一個鐵磁扳4彼此短路,由此使磁力線通量處于最優(yōu)化,即它們總在縱向設(shè)置的磁鐵對與型材2及扳4之間穿流。
在圖2中描繪的實施例展示了一個磁力放大的實施形式,其中型材2是一個向下開口的U形型材。相對于它的兩個側(cè)壁或翼緣來說,不但在它們的中間還是在它們的外部以與圖1相同或相似的方式設(shè)置了磁鐵。在這里總是相對放置的極面以相同極性相對放,以使磁力線相互排斥地取得經(jīng)過鐵磁支承梁壁及短路扳的相應(yīng)路線。總的獲得一個相應(yīng)的磁力場大。
圖3展示了根據(jù)圖2實施形式的倍式結(jié)構(gòu)。通過這種結(jié)構(gòu)將達(dá)到磁力的提高。
圖4展示了在懸掛結(jié)構(gòu)中系統(tǒng)1、2的應(yīng)用方案。在一個混凝土梁6的下方固定地安裝了型梁2,而在設(shè)置在下方的載荷7上側(cè)設(shè)置了與型梁2相互作用的磁鐵1,該載荷7譬如是一個運輸車輛。在載荷或車輛7另處的上方設(shè)置了導(dǎo)輪3,它們與中心承載軌配合工作。借助一個同樣安裝在中心的直線電動機5實現(xiàn)前進(jìn)運動。
圖5展示一個所謂的載荷7相對于系統(tǒng)1、2的立置結(jié)構(gòu)。型梁2在這里也位于混凝土梁的下方并在混凝土梁的側(cè)臂上。載荷或車輛設(shè)置在梁6的上方并從下面握住混凝土梁的側(cè)臂。磁鐵1被支承得使它們能與支承梁2相應(yīng)地相互作用。在混凝土梁6的上方中心支承著一個用于未示的導(dǎo)輪和用于作向前運動的直線電動機5的導(dǎo)軌。
在圖6及圖7中描繪了一個實際的實施例。載荷或車輛7在這里是一個客運車輛。在它的上邊固定磁鐵1,它伸入到一個向下開口的U形梁中。顯然,車輛7是在懸掛結(jié)構(gòu)中運行的。
權(quán)利要求
1.用于無摩擦載重運輸?shù)拇帕ο到y(tǒng),它具有至少一個固定于固定梁上的軟磁性梁,該型梁具有至少一個垂直的并同時平行于運輸方向定向的型材壁;至少兩個相對于一個型材壁對置的永久磁鐵對,其中一個磁鐵對由兩個在運行方向上沿型材壁前后相繼的,并基本上平行型材壁,并且具有垂直于運行方向及在運行方向上交替定向的磁極的磁鐵組成,它們相應(yīng)的外部磁極通過一個鐵磁扳短路;在磁鐵與型梁壁之間及在運行方向上彼此相繼的磁鐵之間均各設(shè)有一個空氣隙,其中載荷固定在磁鐵上;及用于衡定地維持空氣隙的機械裝置,其特征在于相對于型材壁(2)對置磁鐵(1)的磁極總是具有相同的磁極定向(N-N、S-S)(排斥原理)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁力系統(tǒng),其特征在于設(shè)置了作為鐵磁型梁(2)的一個向下開口的U形型材;在型材的內(nèi)部、在兩個垂直翼緣或側(cè)壁之間設(shè)置了至少一個未短路的磁鐵對(1);及在型材側(cè)壁的相應(yīng)外側(cè)均至少設(shè)置了一個磁鐵對(1),其中每個均以同極性的磁面相對于垂直壁彼此對置(排斥原理)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的磁力系統(tǒng),其特征在于為了提高承載能力,具有相應(yīng)磁鐵(1)的多個型材(2)并列布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁力系統(tǒng),其特征在于由該系統(tǒng)(1、2)運輸?shù)妮d荷(7)設(shè)置在型材/磁鐵結(jié)構(gòu)的上方(立置結(jié)構(gòu))。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磁力系統(tǒng)、其特征在于由該系統(tǒng)(1、2)運輸?shù)妮d荷(7)設(shè)置在型材/磁鐵結(jié)構(gòu)的下方(懸掛結(jié)構(gòu))。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的磁力系統(tǒng),其特征在于為了運在系統(tǒng)(1、2)中運輸,設(shè)置了一個線性電動機(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的磁力系統(tǒng),其特征在于為了在系統(tǒng)(1、2)中實現(xiàn)與型材相互作用的運輸,設(shè)置了至少被一個電動機操作的傳動輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無摩擦載重運輸?shù)拇帕ο到y(tǒng),具有軟磁型梁垂直定向的型材壁,兩個相對于該型材壁對置的磁鐵對它由在運行方向交替定向磁極的磁鐵組成,相應(yīng)的外部磁極由鐵磁扳短路,磁鐵及磁鐵與型梁之間設(shè)置了空氣隙。載荷固定在磁鐵上。其要點在于相對于型材壁(2)對置的磁鐵(1)的磁極具有相同的(N-N、S-S)磁極定向(排斥原理)。由此形成了一個水平磁力線通量,它由于相對于型材壁對置的相互排斥的磁極形成了大的磁力線密度。
文檔編號B60L13/04GK1042334SQ8910855
公開日1990年5月23日 申請日期1987年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1986年2月27日
發(fā)明者彼得·施斯特 申請人:彼得·施斯特