DE10026959A1

DE10026959A1 - Unipolarfahrmotor als Einzelradantrieb für Eisenbahntriebfahrzeuge

Info

Publication number: DE10026959A1
Application number: DE2000126959
Authority: DE
Inventors: Heinrich Knispel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-02-01

Description

Die vermutliche Erfindung bezieht sich auf Einzelradantrieb für alle Rädertriebfahrzeuge, Raupenschlepper wie auch Wasser- und Luftschiffe.

Der Fahrblock auf den betriebenen Lokomotiven bestehend aus Triebradsatz und dem Tatzlagermotor.

Aus dem "Lexikon der Eisenbahn"(achte bearbeitete Auflage Stuttgart Motor buch Verlag 1990). (siehe S. 595) Radbewegungsformen: Arten der Bewegung des Rads auf der Schiene; Rollen, Gleiten und Schlüpfen. Rollen ist anzustrebende Normalform der Radbewegung. Nun weil das Rollen anzustrebende Normalform ist, tut eins von beiden Rödern, bei dem Antrieb gleiten und bei dem Bremsen schlüpfen. Darum können, die Triebkraft wie auch Bremskraft nur teilweise verwirklicht werden. Ausserdem all die Gleiten und Schlüpfen führen zur Abnutzung der Laufflächen(siehe Lexikon S. 710) und der Schiene mit grossem Kraftaufwand.

Das Einzelachsantrieb bedürft den Achskraftausgleich durch konstruktive Massnahmen oder durch den Einbau spezieller Achskraftausgleichvorrichtungen (siehe Lexikon S. 26).

Es ist bekannt aus B60L 9/16 DE 26 44 414 A1.

In dem "Elektrischen Fahrmotor für schienengebundene Triebfahrzeuge" sind die Längsverschiebungen durch die zentrierende Kupplung und die dreifache Lagerung der Läuferwelle des Asynchronmotors hoher Drehzahl vorgesehen.

In der Tat, jede Lagerung und jede Kupplung ist ein Maschienengelenk (siehe S. 2 Z. 31) und je mehr Gelenke desto ist die Konstruktion verletztbarer und noch ein Läufer mit hoher Drehzahl ist eigentlich ein Schwungrad ein riesengrosser Gyroskop wie es auch in den Navigationsinstrumenten der Luftfahrt verwendet wird mit dem Unterschied, dass dieser besitzt auf hunderte oder auch tausende mal grössere, kreiselnde Masse, mit zerstörerischen Wirkungen.

Es ist bekannt aus B61C 9/48 DT 22 08 036 B2.

"Antrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges mit einem schnellaufenden Fahrmotor", (siehe S. 2 Z. 24). Das fliegend gelagerte Sonnenrad belastet das Motorlager kaum, da die Spräuzkraft der Zähne beim jeweiligen Zahnangriff durch die Mehrzahl der vorhandenen Planeträder ausgeglichen wird. Es besteht daher keine Beschränkung für die Drehzahl des Motorslagers. Aber die zahlreichen Planetenzahnrädern werden unerträgliches Zähneklappern erzeugen. Es ist bekannt aus B61C 9/48 EP 0 413 337 A1.

"Elektromotorischer Direktantrieb für Fahrzeugräder" wobei die Rotations achsen des Rotors (20) und des anzutreibenden Rads (4) mindestens im Wesentlichen miteinander fluchten. Vorzugsweise ist der Rotor mit hoch koerzitiven Dauermagneten beziehungsweise Dauermagneten mit einem hohen Energieprodukt aufgebaut (siehe S. 2 Z. 52).

Doch wenn der hohe Energieprodukt bei dem Anfahren hoch genug ist so wird er bei der Höchstgeschwindigkeit zu hoch sein.

Und noch die elektrische Spannung wird aufgrund von den Signalen des Rotationsstellungssensors aufgeschaltet(siehe S. 2 Z. 24).

Und noch eine Primärfederung zwischen dem eigentlichen Rad und seiner stillstehenden Radachse oder seiner mitrotierenden Achswelle, oder der Primärfederung zwischen der stilstehenden Radachse oder der mitrotierenden Radachswelle und dem Fahrzeug(siehe S. 3 Z. 51).

Wenn es auch möglich ist so zu bauen, dann ist es kaum möglich die Sicherheit zu versorgen.

Die vermutliche Erfindung ist verpflichtet all die aufgezählten Störungen zu überwinden durch;

1. Jedes Einzelrad tut nur rollen und besitzt den radialen Eigenantrieb.
2. Das Magnetfeld und der Elektrostrom werden ohne Schwenkungen in die physische Kraft umgewandelt.
3. Der Höchstleistungsmagnetfluss bei der Anfahrt wird verringert sobald das Rad rotieren beginnt und in der Köfigläuferwicklung der induktive Widerstand erzeugt wird.

Der unipolare Einradantriebmotor besteht aus dem doppelzylinderartigen Stator und den rohrförmigen Läufer. Der äussere und innere Zylindern des Stators sind monolitisch. Im äusseren Zylinder des Stators ist der mit zahlreichen Elektrospulen erregbarer Magnetkern als ein Nordpol eingebaut. Zwischen den Magnetpolen in der ringförmiger, mit beständigen Magnetfeld, Spalte rotiert, an den inneren Lagerschild des Triebrads der axial befes tigter, rohrförmiger, Läufer. Der Läufer ist dem Käfigläufer des Asynchron motors ähnlich mit dem Unterschied, dass dieser Käfig von beiden Enden die Schleifringe besitzt, mittels dennen zum Käfig der Elektrostrom zugeführt wird. Der Läufer ist aus den ferromagnetischen, mit den Löchern für die Käfigläuferwicklung, gebildet.

Der Stator ist auf der Achse, mittels einer kegelförmiger Buchse, dicht aufgesetzt, so dass die Achse als ein Magnetleiterserweiterung dient. Der Stator besitzt die Zusatzmagneterregewicklung welche mit der Läuferwicklung in der Reihenschaltung ist, mit dem Unterschied, dass in dem Läuferkäfig, wird die Stromrichtung zu jeder Änderung der Fahrtrichtung geändert doch in der Zusatzmagnetwicklung, mittels den Dioden werden die Stromrichtung und die Magnetfeldrichtung erhalten mit dem Hauptmagnetfeldrichtung bleiben.

Der Stator besitzt zwei Öffnungen die zu der Innenmontage und zu der Lüftung vorgesehen sind.

Der Stator besitzt unten eine Äse mit Hilfe welcher wird die entstehende Reaktionskraft mittels der Reaktionsstange an das Drehgestell übergegeben. Die Radsatzachse unterscheidet sich von der Radsatzwelle dadurch, dass der Radnabensitz ist in den Achsschenkel, mit dem Radlagersitz ausgestattet. Das Rad ist auf der Achse mittels zwei Welzlagern gelagert, für die Radialbelastung ein Rollenlager und für die Axialbelastung das Kugellager verwendet.

Die weitere Erklärung wird auf den Zeichnungen erläutert.

Es wird bezeichnet auf.

Fig. 1. Den zweimotorigen Fahrblock mit dem Axialschnitt des Motors.

Fig. 2. Den Querschnitt des Motors dur A-A.

Fig. 3. Die Reihenschaltungss'chema den Läuferkäfig- und Zusatzmagnet wicklungen.

Fig. 4. Der Ausführungsbeispiel des Drehgestels.

Auf den Abbildungen sind

1

Das Eisenbahnrad.

2

Der Stator.

3

Der Südpol des Stators.

4

Der Magnetkern des Nordpols.

5

Der Läufer.

5

a Die Läuferwicklung auf

Fig.

3

.

6

Die Hauptmagnetspulen.

7

Die Zusatzmagnetwicklung.

8

Die Reaktionsäse.

9

Die zwei Öffnungen.

10

Die Schleifringe.

11

Die Reaktionsstange.

12

Die Schwinge.

Die Spulen der Hauptmagnetwicklung (6) werden mit dem Strom stabiler Spannung gespeist und mit dem Nordpol nach innen gerichtet so, dass das, damit erzeugte, Magnetfeld hat ständige Kraft und Richtung.

Die Läuferwicklung (5a) wird bei dem Anfahren von minimaler Spannung in entsprechende Stromrichtung gespeist, es heisst von links nach rechts. Mit der Läuferwicklung (5a) ist die Zusatzmagnetwicklung (7) in Reihenschaltung mit der Eigenart, dass der Strom in der Zusatzmagnetwick lung (7) dank den Dioden hat nur eine Richtung, doch in der Läuferwicklung (5a) um die Fahrtrichtung zu ändern muss die Stromrichtung geändert werden. Bei der Anfahrt, dank der Zusammenwirkung des Hauptmagnetfeldes und des Zusatzmagnetfeldes und weil in der Zusatzerregewicklung (7), wegen den minimalen Widerstand in der Läuferwicklung (5a), erscheint der grösste Elektrostrom und damit die grösste Magnetfeldstärke erregt wird, doch bei dem Beginn der Radrotierung wird in der Läuferwicklung der induktive Widerstand erregt und das führt zur Verringerung der Stromstärke dabei wird das Magnetfeld geschwächt damit auch die Zugkraft verringert, um den weiteren Kraftzuwachs zu erreichen muss die Stromspannung erhöht werden. Aber weil die Drehzahl des Läufers mit der Drehzahl des Rads gleich ist, ist auch der Widerstandzuwachs gering.

Der Stator (3) besitzt zwei Öffnungen (9) welche sind für die Innenmontage, die periodischen Wartungen vorgesehen und an eins von den Öffnungen (9) ist das Lüftungsrohr angekuppelt.

Radsatzachse unterscheidet sich von der Radsatzwelle dadurch, dass der Radnabensitz der Welle wird in den Achsschenkel als ein Radlagersitz umgewandelt.

Das Triebrad (1) wirkt mit einiger Tangentialkraft auf die Schiene, es wird angenommen, dass die Schiene tut auf das Rad mit der gleicher Kraft in die Gegenrichtung wirken und dass tut das Triebfahrzeug in Bewegung setzen, aber von dem Läufer (5) auf dem Stator (2) wird die Reaktionskraft ausgeübt und die wird mittels der Reaktionsstange (11) an das Drehgestell in der gleichen Richtung zugefügt.

Die Abstützung der Gesamtmasse und die Führung der Achse wird durch die abgefederte Schwinge (12) verwirklicht.

Claims

1. Unipolarer Fahrmotor für Einzelradantrieb aller Rädertriebfahrzeuge, Raupenschlepper so auch Wasser- und Luftschiffe, auf den Eisenbahntriebfahr zeugen tut der mit dem inneren Radlagerschild starr vereinter Käfigläufer (5) in dem von dem Stator (2) erzeugtem radialem Magnetfeld, rotieren und dass das Triebrad (1) auf zwei im Radnaben befindenden Welzlagern auf der Achse zusammen mit dem Läufer (5) gelagert ist, dadurch gekenzeich net dass der Stator (2) besitzt zwei Magneterregewicklungen.

2. Unipolarer Fahrmotor nach Patentanspruch 1. dadurch geken zeichnet, dass die auf dem Hauptmagnetkern (4) die Hauptmagneterre gewicklung (6) wird mit beständiger Elektrospannung genährt.

3. Unipolarer Fahrmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, dass die Zusatzerregewicklung (7) ist mit der Läuferskäfigwicklung (5a) in Reihenschaltung.

4. Unipolarer Fahrmotor nach Anspruch 3, dadurch gekenzeichnet, dass die Zusatzerregewicklung (7) wird mittels Dioden einer Stromrichtung genährt, obwohl in der Läuferwicklung (5a) mit der Änderung der Fahrtrichtung wird die Stromrichtung geändert.

5. Unipolarer Fahrmotor nach Anspruch 4, dadurch gekenzeichnet, dass die Magnetflusskraft des vereinten Magnetfeldes, bei dem Anfahren, wird den grössten Wert erreichen, doch bei Zuwachs der Drehzehl, wird in der Läuferwicklung, der induktive Widerstand erhöht und damit die Stromsterke und die Magnetfeldstärke verringert.

6. Unipolarer Fahrmotor nach Anspruch 5, dadurch gekenzeichnet, dass um die Elektrostromsstärke und damit die Zugkraft zu erhöhen muss die Stromspannung erhöht werden.

7. Unipolarer Fahrmotor nach Anspruch 3, dadurch gekenzeichnet, dass die Läuferskäfigwicklung (5a) besitzt von beiden enden Schleifringe.