DE2515181A1

DE2515181A1 - Magnetic suspension for tracked vehicle - has three layers of permanent magnets using attraction and repulsion for weight saving

Info

Publication number: DE2515181A1
Application number: DE19752515181
Authority: DE
Inventors: Herbert Eisele; Erwin Dipl Ing Heji; Dieter Dipl Ing Zimek
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1976-11-04

Abstract

The tracked vehicle is supported on magnetic fields using the interaction of a fixed track and permanent magnets on the vehicle. For an improved support, using the minimum number of magnets, the track (11) is spaced in a horizontal slot in the side of the vehicle with the vehicle magnets positioned over and under the slot. The track is fitted with permanent magnets (5) which are attracted to the magnets under the slot (4) to lift the vehicle, while they are repelled by the magnets (3) above the slot which lift the vehicle by repulsion. This effectively doubles the support effect for the vehicle.

Description

(Neue Beschreibungseinleitung) Dauermagnetanordnung zum Tragen spurgebundener Verkehrsmittel Die Erfindung betrifft eine Dauermagnetanordnung zum Tragen spurgebundener Verkehrsmittel mittels abstoßender magnetischer Kräfte, die zwischen mehreren in Fahrtrichtung liegenden Dauermagnetreihen im Fahrzeug und diesen mit gleichnamiger Polarität gegenüberstehenden Dauermagnetreihen in der Fahrbahn wirksam sind, wobei mehrere solcher Reihenpaare übereinander angeordnet sind und die Dauermagnetreihen in durch Zwischenräume getrennten, übereinanderliegenden Schichten eingebettet sind, die abwechselnd zur Tragkonstruktion des Fahrzeugs bzw. zur Fahrbahn gehören und die Pole der Dauermagnetreihen übereinanderliegender Schichten sich abwechselnd gleichnamig und ungleichnamig in der Weise gegenüberstehen, daß die zusätzlich entstehenden anziehenden magnetischen Kräfte die abstoßenden Tragkräfte unterstützen. (New introduction to the description) Permanent magnet arrangement for carrying track-bound Means of transport The invention relates to a permanent magnet arrangement for carrying track-bound vehicles Means of repulsive magnetic forces between several in The permanent magnet rows in the vehicle in the direction of travel and these with the same name Polarity opposing permanent magnet rows are effective in the roadway, whereby several such pairs of rows are arranged one above the other and the rows of permanent magnets are embedded in superimposed layers separated by gaps, which alternately belong to the supporting structure of the vehicle or to the roadway and the poles of the permanent magnet rows of superimposed layers alternate of the same name and of the same name are opposed in such a way that the additionally arising attractive magnetic forces support the repulsive load-bearing forces.

Derartige Dauermagnetanordnungen haben im Allgemeinen einen großen Bedarf an Platz und an Dauermagnetmaterial. In der DT-AS 22 35 166 ist bereits vorgeschlagen worden, die verwendeten Dauermagnete durch Anordnung der Dauermagnetreihen in mehreren übereinanderliegenden Schichten besser auszunutzen.Such permanent magnet arrangements generally have a large size Space and permanent magnet material requirements. In the DT-AS 22 35 166 is already proposed the permanent magnets used by arranging the permanent magnet rows in several Better use of layers on top of each other.

Diesem Vorschlag liegt die Gesamtanordnung, also die Fahrzeug-und die Fahrbahnmagneten zugrunde.This proposal is the overall arrangement, so the vehicle and based on the roadway magnets.

Bei den meisten Transportsystemen überwiegt jedoch die Gesamtlänge des Fahrwegs gegenüber der Länge der Dauermagnetreihen der darauf verkehrenden Fahrzeuge. Somit werden auch die anteiligen Materialkosten für die Dauermagnetreihen der Fahrbahn ein Vielfaches der Materialkosten für die Dauermagnetreihen der Fahrzeuge ausmachen.In most transport systems, however, the total length predominates of the route versus the length of the permanent magnet rows of the vehicles traveling on it. This also reduces the proportional material costs for the permanent magnet rows of the roadway make up a multiple of the material costs for the permanent magnet rows of vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dauermagnetanordnung zu schaffen, die durch noch bessere Ausnutzung der verwendeten Dauermagneten in der Fahrbahn eine weitere Kostenverminderung ermöglicht. Die Dauermagnetanordnung soll daneben so beschaffen sein, daß die Ausnutzung der Fahrbahn auch aus verkehrstechnischen Gesichtspunkten verbessert wird.The invention is based on the object of a permanent magnet arrangement to create that through even better utilization of the permanent magnets used in the roadway enables a further reduction in costs. The permanent magnet assembly should also be designed in such a way that the roadway can also be used for traffic-related reasons Is improved.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß drei Schichten vorhanden sind, die drei Reihen von Dauermagneten aufweisen, wobei den Polflächen der mittleren Reihe von Dauermagneten auf der einen Seite Polflächen mit gleichnamiger und auf der anderen Seite Polflächen mit ungleichnamiger Polarität der beiden äußeren Reihen von Dauermagneten gegenüberstehen.According to the invention, this object is achieved in that three layers are present that have three rows of permanent magnets, the pole faces the middle row of permanent magnets on one side has pole faces with the same name and on the other side pole faces with opposite polarity of the two outer ones Facing rows of permanent magnets.

Bei der Dauermagnetanordnung nach der Erfindung werden sowohl die Abstoßungs- als auch die Anziehungskräfte der Dauermagneten in der mittleren Reihe zum Tragen des Fahrzeugt voll ausgenutzt. Wenn diese mittlere Reihe die zur Fahrbahn gehörige ist und die beiden äußeren zum Fahrzeug gehören, wird für die Fahrbahn, auf die Fahrzeuglänge bezogen, weniger Dauermagnetmasse benötigt als für das Fahrzeug. Dadurch kann der Aufwand an Dauermagnetmaterial in der Fahrbahn stark eingeschränkt und auf minimale Fahrbahnkosten optimiert werden. Die Anordnung der Dauermagnete der Fahrbahn in nur einer Schicht bedeutet auch eine wesentliche Konstruktionsvereinfachung, die sich ebenfalls kostenmindernd auswirkt.In the permanent magnet arrangement according to the invention, both the Repulsive and attractive forces of the permanent magnets in the middle row fully used to carry the vehicle. If this middle row is facing the roadway and the two outer ones belong to the vehicle, is used for the lane, In relation to the vehicle length, less permanent magnet mass is required than for the vehicle. This can reduce the amount of permanent magnet material used in the roadway severely restricted and optimized for minimal road costs. The order The permanent magnet of the roadway in just one shift also means an essential one Construction simplification, which also has a cost-reducing effect.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Dauermagnetanordnung weist jede Schicht zwei oder mehr Magnetspuren auf, die sich symmetrisch zur Längsachse des Fahrzeugs in Fahrtrichtung erstrecken und durch ihren großen Abstand eine besonders gute Fahrzeugstabilität bewirken.In a preferred embodiment of the permanent magnet arrangement has each layer has two or more magnetic tracks that are symmetrical to the longitudinal axis of the vehicle in the direction of travel and a special one due to their large distance cause good vehicle stability.

Der Fahrzeugschwerpunkt kann sich ober- oder unterhalb der Fahrbahnspuren befinden. Ein geeignetes (nicht zu dieser Erfindung gehörendes) Fahrbahntragerk in Verbindung mit der hier beschriebenen Dauermagnetanordnung ermöglicht es auch, das Fahrzeug ohne änderung der Dauermagnetanordnung wahlweise als Stand- oder als Hängefahrzeug zu bewegen.The vehicle's center of gravity can be above or below the lane are located. A suitable deck girder (not part of this invention) in connection with the permanent magnet arrangement described here it also enables the vehicle without changing the permanent magnet arrangement either as a stationary or as a Moving trailer.

Nach einer anderen Ausführung der Erfindung können auch zwei Dauermagnetreihen im Fahrweg eine einzige im Fahrzeug umgeben, wobei wieder die gegenüberliegenden Polflächen der miteinander durch eine TragkohstruRtion zusammengefaßten Fahrbahnmagneten gleiche Polarität aufweisen. Dadurch können besonders einfache und billige Fahrzeuge verwirklicht werden.According to another embodiment of the invention, two rows of permanent magnets can also be used Surrounded by a single one in the vehicle, the opposite again Pole faces of the roadway magnets combined by a support structure have the same polarity. This allows particularly simple and cheap vehicles be realized.

Die Dauermagnete im Fahrzeug und/oder in der Fahrbahn können in unmagnetisches Material eingebettet und/oder durch solches Material eingefaßt sein.The permanent magnets in the vehicle and / or in the roadway can become non-magnetic Material embedded and / or enclosed by such material.

Beispielsweise kennen die beiden äußeren Magnetschichten einer Dauermagnetanordnung durch Befestigungselemente der beiden nach außen liegenden Flächen verbunden werden, wodurch eine höhere mechanische Steifigkeit erreicht und die Möglichkeit des Fahrzeugschwerpunktwechsels gegeben wird.For example, know the two outer magnetic layers of a permanent magnet arrangement are connected by fastening elements of the two outward facing surfaces, thereby achieving a higher mechanical rigidity and the possibility of changing the vehicle's center of gravity is given.

In folgendem wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die prinzipielle Anordnung der Dauermagletreihen in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs und der zugehörigen Fahrbahn; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Dauermagnetanordnung für ein Fahrzeug in stehender Ausführung und die zugehörige Fahrbahn; Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Dauermagnetanordnung für ein Fahrzeug, das sowohl in stehender als auch in hängender Ausführung die gleiche Fahrbahn verwendet; Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Dauermagnetanordnung für eine Fahrbahn mit doppelter Magnetspur und ein als Palette ausgebildetes Fahrzeug mit einfacher Magnet spur; Fig. 5 einen Querschnitt (linke Hälfte) durch eine Dauermagnetanordnung für je ein Fahrzeug in stehender und in hängender Ausführung, von der Fahrbahn-Innenseite die Tragmagnete umklammernd und die zugehörige Fahrbahn; Fig. 6 einen Querschnitt (rechte Hälfte) durch eine Dauermagnetanordnung für je ein Fahrzeug in stehender und in hängender Ausführung, von der Fahrbahn-AuO ensei-te die Tragmagnete umklammernd und die zugehörige Fahrbahn.In the following, the invention is illustrated schematically with the aid of several in the drawing illustrated embodiments explained in more detail. They show: FIG. 1 the principle Arrangement of the permanent maglet rows in a section perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and the associated roadway; Fig. 2 shows a cross section through a permanent magnet arrangement for a vehicle in a standing version and the associated roadway; Fig. 3 a Cross-section through a permanent magnet arrangement for a vehicle, which can be used both in a standing position uses the same lane as a hanging version; 4 shows a cross section by a permanent magnet arrangement for a roadway with a double magnetic track and a Vehicle designed as a pallet with a simple magnetic track; Fig. 5 is a cross section (left half) by a permanent magnet arrangement for one vehicle each in a standing position and in a hanging version, from the inside of the carriageway the supporting magnets clasping and the associated lane; 6 shows a cross section (right half) by a permanent magnet arrangement for one vehicle each in a standing and in a hanging position Execution, from the outside of the roadway, clasping the supporting magnets and the associated one Roadway.

Die Dauermagnetanordnung besteht aus insgesamt drei durch Zwischenräune voneinander getrennten Schichten, wobei die beiden äußeren Schichten 1' und 1 " miteinander verbunden sind und die mittlere Schicht 2' umfassen. Jede Schicht enthält eine parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges bzw. der Fahrbahn verlaufende Dauermagnetreihe 3, 4 bzw.The permanent magnet arrangement consists of a total of three by intermediate troughs separate layers, the two outer layers 1 'and 1 " are connected to one another and comprise the middle layer 2 '. Each layer contains a row of permanent magnets running parallel to the longitudinal direction of the vehicle or the roadway 3, 4 or

5. Vorzugsweise sind die Schichten 1' und 1 " mit den Dauermagnetreihen 3 und 4 mit dem Fahrzeug 10, die Schicht 2' mit der Dauermagnetreihe 5 mit der Fahrbahn 11 verbunden.5. Preferably layers 1 'and 1 "are with the permanent magnet rows 3 and 4 with the vehicle 10, the layer 2 'with the permanent magnet row 5 with the roadway 11 connected.

Die Dauermagnetreihen 3 und 4 sind so angeordnet, daß ihre einander gegenüberstehenden Polflächen 6 und 7 die gleiche Polarität (hier N) aufweisen. Die dazwischen angeordnete Dauermagnetreihe 5 ist derart polarisiert, daß im Zusammenwirken mit den Reihen 3 und 4 bei der in Fig. 1 gezeigten Polarität eine nach oben gerichtete Tragkraft für die Schicht 1' und 1 " entsteht, vorausgesetzt, daß die Schicht zur Fahrbahn 11 gehört. Sie setzt sich zusammen aus abstoßenden Kräften zwischen den Magnetreihen 3 und 5 sowie aus anziehenden Kräften zwischen den Magnetreihen 4 und 5.The permanent magnet rows 3 and 4 are arranged so that their each other opposite pole faces 6 and 7 have the same polarity (here N). The permanent magnet row 5 arranged therebetween is polarized in such a way that in cooperation with the rows 3 and 4 in the polarity shown in Fig. 1 an upwardly directed Load-bearing capacity for layer 1 'and 1 "is created, provided that the layer is used for Lane 11 belongs. It is composed of repulsive forces between the Magnet rows 3 and 5 and from attractive forces between the magnet rows 4 and 5.

Der im Gegensatz zu sich abstoßenden Magneten instabile Eraftverlauf sich anziehender Magnete erfordert es, den Abstand zwischen den Magnetpolflächen 7 und 9 größer zu wählen als den Abstand zwischen den Magnetpolflächen 6 und 8.The unstable force curve in contrast to repelling magnets attracting magnets requires the distance between the magnetic pole faces 7 and 9 should be chosen larger than the distance between the magnetic pole surfaces 6 and 8.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind zwei Magnetreihen 3,4 und 5 symmetrisch zur Mitte des Fahrzeugs 10 angeordnet, welches sich im wesentlichen oberhalb der Fahrbahn 11 befindet, also "stehend" angeordnet ist.In the embodiment shown in FIG. 2, there are two rows of magnets 3, 4 and 5 arranged symmetrically to the center of the vehicle 10, which is essentially is located above the roadway 11, so is arranged "standing".

Die Magnetreihen 3 und 4 des Fahrzeugs sind in hier nicht dargestellten Tragwerken befestigt und die Tragwerke der einzelnen Reihen durch Stege 12 miteinander verbunden. Diese umfassen von außen die Tragmagnetreihe 5, die an der Fahrbahn 11 befestigt ist.The rows of magnets 3 and 4 of the vehicle are not shown in FIG Structures attached and the structures of the individual rows by webs 12 to each other tied together. From the outside, these encompass the row of supporting magnets 5, which are attached to the roadway 11 is attached.

Die Polung der Dauermagnetreihen entspricht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.The polarity of the rows of permanent magnets corresponds to that shown in FIG Arrangement.

Die für die seitliche Führung, den Vortrieb, die Energiezufuhr bsw. erforderlichen Elemente sind in der Zeichnung nicht dargestellt.The ones for the lateral guidance, the propulsion, the energy supply, etc. required elements are not shown in the drawing.

Die Tragkraft dieser Dauermagnetanordnung wird - ebenso wie im Falle der Ausführung nach Fig. 1 - sowohl durch Abstoßungs- als auch durch Anziehungskräfte erzeugt. Um eine Instabilität infolge zu großer Anziehungskräfte zu vermeiden, ist der Abstand zwischen den Denachbarten Polflächen bei den Magnetreihen 4 und 5 größer gewählt als bei den Magnetreihen 3 und 5. Infolge der zweireihigen Anordnung, symmetrisch auf beiden Seiten zur Fahrzeugmitte, ergibt sich eine große Stabilität des Fahrzeugs.The carrying capacity of this permanent magnet arrangement is - as in the case the embodiment of Fig. 1 - both by repulsive and attractive forces generated. In order to avoid instability as a result of excessive forces of attraction, is the distance between the adjacent pole faces in the magnet rows 4 and 5 is greater selected as for the magnet rows 3 and 5. Due to the two-row arrangement, symmetrical on both sides towards the center of the vehicle, the vehicle is very stable.

Bei der in Fig. 3 dargestelltn Dauermagnetanordnung ist es möglich, das gleiche Fahrzeug wahlweise als stehendes Fahrzeug 10 (linke Hälfte) oder in um 1800 gedrehter Lage als Hängefahrzeug 10' (rechte Hälfte) schweben zu lassen.With the permanent magnet arrangement shown in Fig. 3, it is possible the same vehicle optionally as a stationary vehicle 10 (left half) or in around 1800 rotated position to float as a hanging vehicle 10 '(right half).

Zwei Magnetreihen 5 sind in den beiden Fahrbahnbalken 11 befestigt und von den Innenseiten her von je zwei Magnetreihen 3 und 4 (bei stehender Anordnung) oder 3' und 4' (bei hängender Anordnung) umfaßt. Der in Fig. 2 die beiden Fahrzeugmagnetreihen 3 und 4 verbindende Steg 12 entfällt hier, da seine Aufgabe vom Fahrzeug selbst übernommen wird.Two rows of magnets 5 are fastened in the two roadway beams 11 and from the inside of two rows of magnets 3 and 4 each (with a standing arrangement) or 3 'and 4' (when hanging). In Fig. 2, the two rows of vehicle magnets 3 and 4 connecting web 12 is omitted here, since its task is from the vehicle itself is taken over.

Fig. 4 zeigt eine Dauermagnetanordnung, bei der die beiden äußeren Magnetreihen 3 und 4 in der Fahrbahn befestigt sind. Die mittlere Magnetreihe 5 ist an einem palettenartig, also flach ausgebildeten Fahrzeug 13 befestigt. Wieder erstrecken sich zwei lauermagnetanordnungen syrnrnetrisch zur Längsmitte des Fahrzeuges.Fig. 4 shows a permanent magnet arrangement in which the two outer Magnet rows 3 and 4 are fixed in the roadway. The middle row of magnets 5 is attached to a pallet-like, that is to say flat vehicle 13. Again Two lauermagnet arrangements extend symmetrically to the longitudinal center of the vehicle.

Diese Dauermagnetaurdnung wird zweckmäßigerweise dann gewählt, wenn viele Fahrzeuge vorhanden sind und diese besonders einfach gestaltet werden sollen. In diesem Fall werden die Magnete nicht auf minimales Gewicht der mittleren Magnetreihe optimiert, sondern es wird die Gesamtanordnung auf minimales Gewicht bemessen.This permanent magnet design is expediently selected when many vehicles are available and these should be designed in a particularly simple manner. In this case the magnets are not reduced to the minimum weight of the middle row of magnets optimized, but the overall arrangement is dimensioned for minimal weight.

Bei Verkehrssystemen ist es wichtig, die Kosten der Fahrwege durch eine bessere Ausnutzung zu senken. Eine an sich bekannte gute Möglichkeit dazu besteht darin, daß die Fahrbahnbalken mit zwei übereinanderliegenden gleichen Fahrspuren für die beiden Fahrtrichtungen versehen sind. Fig. 5 zeigt die Dauermagnetanordnung für eine solche Anwendung.In transportation systems, it is important to keep track of the cost of travel to lower a better utilization. There is a good possibility of doing this, which is known per se in that the road beams with two superimposed identical lanes are provided for both directions of travel. Fig. 5 shows the permanent magnet arrangement for such an application.

Vier lauermagnetreihen 5 sind im Fahrbahnbalken 11 befestigt, und zwar für jede Fahrtrichtung je zwei Magnetreihen symmetrisch zur Längsmitte des stehenden bzw. hängenden Fahrzeugs 10. Die Reihen für die beiden Fahrtrichtungen sind in ausreichendem Abstand übereinander angebracht.Four rows of lauermagnets 5 are attached in the roadway beam 11, and two rows of magnets symmetrically to the longitudinal center of the standing or hanging vehicle 10. The rows for both directions of travel are attached at a sufficient distance above one another.

Die Magnetreihen 5 werden von den Dauermagnetreihen 3 und 4 des Fahrzeugs von der Innenseite her umfaßt. Die Tragwerke, in denen diese befestigt sind, sind durch Stege 12 verbunden. Für die eine Fahrtrichtung wird das stehende, für die andere das hängende Fahrzeug benutzt, deren Dauermagnetanordnungen dabei völlig identisch sind.The magnet rows 5 are from the permanent magnet rows 3 and 4 of the vehicle encompassed from the inside. The structures in which these are attached are connected by webs 12. For one direction of travel the stationary will be, for the one others used the hanging vehicle, whose permanent magnet arrangements thereby completely are identical.

Fig. 6 zeigt eine ähnliche Dauermagnetanordnung für den Zweirichtungsverkehr an einem Fahrbahnbalken 11, bei der jedoch die Dauermagnetreihen 5 am rechteckigen Fahrbahnbalken 11 mit Hilfe der Tragarme 14 befestigt sind und von den Fahrzeugmagnetreihen 3 und 4, deren Tragwerke durch Stege 12 verbunden sind, von der Außenseite her umfaßt werden.Fig. 6 shows a similar permanent magnet arrangement for bidirectional traffic on a roadway beam 11, in which, however, the permanent magnet rows 5 on the rectangular Road beam 11 are attached with the help of the support arms 14 and from the vehicle magnet rows 3 and 4, the supporting structures of which are connected by webs 12, encompassed from the outside will.

- Ansprüche - Expectations

Claims

Claim 8: 1. Permanent magnet arrangement for carrying track-bound means of transport by means of repulsive magnetic forces between several in the direction of travel rows of permanent magnets lying in the vehicle and facing them with the same polarity Permanent magnet rows are effective in the roadway, with several such pairs of rows are arranged one above the other and the rows of permanent magnets in superimposed layers are embedded, which alternate to the supporting structure of the vehicle or the lane and the poles of the permanent magnet rows are superimposed Layers facing each other alternately with the same name and with the same name in such a way that that the additional attractive magnetic forces created the repulsive Support load capacities, characterized in that three layers (1 ', 21, 1 ") are present, which have three rows of permanent magnets (3 or 5 or 4), wherein the pole faces (8 and 9) of the middle row of permanent magnets (5) on one side Pole faces (6) side with the same name and pole faces (7) on the other side with opposite polarity of the two outer rows of permanent magnets (3 resp. 4) face.

2. permanent magnet arrangement according to claim 1, characterized in that each layer has several rows of permanent magnets (3 or 5 or 4), which are symmetrical are arranged to the longitudinal axis of the vehicle (10) or the roadway (11).