HK1036255B - 磁浮铁路行车线路以及组件及其制造方法 - Google Patents

Description

磁浮铁路行车线路 以及组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有长定子线性驱动装置的磁浮铁路行车线路以及组件和一种制造它的方法。

背景技术

这类行车线路和组件是已知的(DE 3928277C2、DE 3928278C2)。行车线路可用混凝土或钢梁以及根据需要架设在支架上或地面附近。在沿一条事先确定的路线的方向连续排列的梁上安装所有为运行磁浮铁路所需的设备部件。这尤其指的是导引磁浮铁路机车车辆所需的侧向导轨以及支承和驱动所需的形式上为定子组的反作用轨道，它们的功能面必须准确地位于通过选线给定的空间曲线上。

为了简化这类行车线路的架设，设备部件尤其定子组由直线延伸的单元组成，它们在弯曲的行车线路段内按折线的方式来近似当地的空间曲线。由此产生的与理想线的偏差非常小，因为由于机车车辆构造的原因行车线路的曲率半径不允许小于约350m。

定子组通常设计在行车线路下侧的功能面用于与为在车辆与行车线路之间产生不接触的悬浮技术所需要的磁场而设在机车车辆上的承力磁铁连接。此外，具有大多同样在其下侧的长定子线性驱动装置的磁浮铁路的定子组交替地制有齿和槽，槽内置入单相或多相交流由行波绕组(DE19620221 A1)，用于产生为驱动磁浮铁路所需的行波场。通常在机车车辆的两侧设一致的线性驱动装置，并因而行车线路的每个车轨配备两个平行定子。由此形成两个分开的但机械上互相固定的驱动系统。为了使它们能产生相同的推力，要求在两侧的定子槽的栅格相对于一条位于两条相关空间曲线之间想象的中心线是一致的并且同步延伸，也就是说两侧定子必须有一致的沿行车线路的全长连续相同的齿/槽节距。

在弯曲的行车线路段内产生一个问题，即这两个定子的空间曲线由于它们的间距而彼此有不同的长度，也就是说，沿弯道内侧延伸的空间曲线比沿此同一个弯道的外侧延伸的空间曲线短。迄今这样来解决上述问题，即，或采用等长的定子组以及外部的定子组铺设时有比内部定子组大的材料间隙，或将外部定子组设计为长于内部的定子组。

从设计和成本方面看采用等长的定子组是有利的，但与此同时带来缺点。这些缺点例如在于，大小不同的间隙影响长定子磁场的理想分布。因为单个定子组比较短(例如1000mm至2000mm)，因此在越过它们时导致力的周期性快速变化，机车车辆是借助此力保持处于悬浮状态的，由此带来的结果是，可能激励行车线路或机车车辆零件振动。这种振动不仅会缩短行车线路和车辆所有部分的使用寿命，而且会对乘车舒适性和产生噪声有不利的影响。通过使用较长的外部定子组尽管原则上可以避免此问题，但这样做的缺点是，对于从大约350m起的所有曲率半径必须生产特殊的定子组，出自于成本方面的原因这是不希望的。因此在实际上只是在选出的曲率半径范围内才配设有长度相应地适配的定子组，所以即使在采用这种方法时也至少部分地必须考虑有大的间隙宽度。

此外，在这里所关心的类型的行车线路中，由一块块薄板组成的定子组，为了避免很快腐蚀，要求用例如1至2mm的防腐层围绕。但从磁性的角度观察这样做的结果是，除了已提及的材料间隙外还要加上由于保护层造成的间隙，所以对于车辆的支承和行驶特性而言是重要的磁隙比定子组相邻端侧之间出现的纯材料的间隙要大得多。因此，材料的间隙应保持为尽可能地小。

若涉及制造具有至少两个车轨，例如一个往和一个返轨的行车线路，则磁隙尺寸的问题变得更加严重。在这种情况下，在弯曲的行车线路段中，在处于最靠里的空间曲线段的长度与处于最靠外的空间曲线段的长度之间的差别更大，其结果是在使用同类定子组和梁时，或必须考虑在两个车轨之间错移，或必须采取特殊的措施，例如与预选的齿/槽节距不同，这就进一步影响行驶和支承特性。

发明内容

因此本发明的目的是，设计前言所述类型的行车线路和组件，使得即使采用长度只有小量差别的定子组也能在很大程度上避免在跨越时周期性地改变支承力。此外应提供一种可经济地使用的制造行车线路的方法，这种方法在采用相同定子组和少量系列梁的情况下尤其适用于生产具有两个或多个车轨的行车线路，不会出现车轨之间不希望的大的错移或产生其它的干扰。

按本发明的有一个至少具有两个平行定子的长定子线性驱动装置的磁浮铁路的行车线路，包括：许多沿路线排列规定用于构成直的和弯曲的行车线路段的梁和安装在梁上的定子段，定子段沿平行的配属于它们的空间曲线段布置和由直的定子端组及排列在定子端组之间同样是直的中间定子组组成，在弯曲的行车线路段区域内这些定子组在构成外部和内部定子段的情况下按折线的方式铺设并通过间隙(23、24)彼此分开，其中，定子端组和中间的定子组，涉及位于两个空间曲线段之间的一条想象的空间曲线，有一个预选的齿/槽节距和不同的“理想”长度，后者彼此相差一个齿/槽节距中的一部分，其特征为：在至少一个外部或内部定子段内，中间的定子组在考虑到它们不同的“理想”长度的情况下按这样的方式互相组合，即，使在此定子段的定子端组与中间定子组之间的“材料”总间隙有尽可能小的宽度。

按本发明行车路线的优选实施方式，中间定子组包括具有“理想”长度的“第一”定子组，此长度等于齿/槽节距的整数倍。中间定子组包括“第二”及“第三”定子组，它们的“理想”长度大于或小于“第一”定子组一个齿/槽节距中一部分。在空间曲线两点之间铺设梁，这两点之间的距离等于齿/槽节距的整数倍。点的距离基本上也等于“第一”定子组“理想”长度的整数倍。在两根梁沿路线方向互相邻接的定子段之间总是设伸缩缝，配属于它们的定子端组在考虑到伸缩缝尺寸的情况下有这样一个“材料”长度，即，这一长度比“第一”定子组的长度小一个齿/槽节距中的一部分。在两根梁沿路线方向互相邻接的定子段之间总是设伸缩缝，配属于它们的定子端组与“第一”定子组相比短一个齿/槽节距。点位于空间曲线法向平面内。“第二”和“第三”定子组及定子端组有与“第一”定子组的齿/槽节距(16)一致的齿/槽节距，以及，较大或较小的“理想”长度通过适当加长或缩短端齿达到。“第二”和“第三”定子组及定子端组有一个齿/槽节距，它大于或小于“第一”定子组齿/槽节距一个与其较大或较小“理想”长度对应的量。“第二”和“第三”定子组及定子端组在槽宽不变的情况下有一个齿宽，这一齿宽大于或小于“第一”定子组齿宽一个与其较大或较小“理想”长度对应的量。它在使用预选的少量具有不同长度的梁类型(系列梁)的情况下制成，不同长度的梁类型分别设在点之间，点的距离等于齿/槽节距不同的整数倍和“第一”定子组不同的整数倍。“第二”定子组只设在外部定子段内，“第三”定子组只设在内部定子段内。定子端组和中间定子组在外部和内部定子段内互相组合为使不等式-1mm≤ G＜2mm成立，其中， G是配属于定子段的空间曲线段的长度与包含在定子段内的定子端组及中间定子组“理想”长度总和之差。

用于制造磁浮铁路行车线路的组件，此磁浮铁路有一个至少具有两个平行定子的长定子线性电动机，它包括多个上述的定子组、定子端组以及系列梁。

制造磁浮铁路行车线路的方法，行车线路有弯曲的和必要时也有直的行车线路段，它们构成至少两个车轨、设有每个车轨各一个长定子线性电动机的定子、以及有与它们的曲率相应的外部和内部车轨段，其中，沿预定的路线确定两条配属于车轨的空间曲线、至少一个第一和一个第二强制点以及一个设在这两者之间的设计段，沿设计段布置行车线路的梁和它们的支承以及定子，以及，梁设有构成定子的定子组，其特征为：两个强制点之间的距离按这样的方式确定，即，使得那个通过外部车轨段与第二强制点邻接的车轨的空间曲线有一个长度，这一长度等于预选的用于行车线路的齿/槽节距的整数倍；此外，在第一强制点处开始，沿当地的外部车轨段设由上述组件组成的系列梁，而沿着各个内部车轨段则设梁，它们与系列梁相比短齿/槽节距的整数倍，其中，这些梁的缩短按这样的方式进行，即，使它们的端部相对于外部车轨段配设的系列梁的端部最多错移二分之一个齿/槽节距；以及，全部梁配备有由上述组件组成的定子组和定子端组。

按本发明方法的优选实施方式，对于与第二强制点邻接的外部车轨段最后一根梁有一个伸出第二强制点的长度的情况，则缩短整数倍的齿/槽节距，使之不错移地与第二强制点邻接。在到达曲率转换点时，跨过此转换点的系列梁只要它跨过曲率转换点不超过其长度的一半，便只是沿在曲率转换点之前的外部车轨段铺设，否则设在位于曲率转换点后面在外部的那个车轨段上。

本发明以下列认识为基础，即，为了能基本避免大的定子间隙和由此引起的不良影响，行车线路不仅由少量不同长度的定子类型组成，而且在每个定子段内令这些定子组按这样的方式互相组合，即，使它们总是产生最有利的材料间隙宽度。这可以在定子槽的栅格没有或有很小改变的情况下达到。由此带来另一个优点，即，要使用的梁也可以统一和可分为少量类型。尽管为了生产不同的定子类型成本略有提高，但这样做在完全不同的行车线路构型的选线和设计以及为建设行车线路所需要的逻辑性方面带来突出的优点。

附图说明

下面结合表示实施例的附图进一步说明本发明，附图表示：

图1用于按本发明的行车线路的梁的示意透视图；

图2在使用图1所示梁的情况下在弯曲的行车线路段上方看的示意俯视图，其中，用阴影线表示设在梁表面下方的定子组；

图3普通的“第一”定子组侧视图；

图4行车线路段第二种实施形式与图2对应的视图；

图5至7按本发明设计的“第一”、“第二”和“第四”定子组端齿侧视图，与图3相比放大表示；

图8两个在间隙区互相邻接的“第一”和“第二”定子组的放大侧视图；

图9两个在间隙区互相邻接的长度不同的“第二”定子组放大侧视图；以及

图10示意表示用于具有两个车轨的行车线路的一个设计段。

具体实施方式

图1表示一种钢或混凝土制的梁1，它适用于架设按本发明的磁浮铁路行车线路，磁浮铁路有一个至少具有两个平行定子的长定子线性驱动装置。在本实施例中所涉及的梁1是沿预定线路弯曲的，如用一条画在其中面内的空间曲线2所示。此外示意表示了有相互垂直的轴3、4和5的笛卡儿坐标系。梁1和定子可绕全部的三根轴3、4和5弯曲，其中，绕轴3的弯曲对应于列车在曲线上行驶，绕轴4的弯曲相当于上坡或下坡行驶，以及绕轴5的弯曲意味着沿曲线外轨超高方向的坡度。

在梁1的下侧和空间曲线2的两侧各安装一个定子段6或7，在本实施例中定子段6位于绕轴3延伸的弧形段外侧，定子段7则位于此弧形段的内侧。定子段6和7沿空间曲线8和9排列，空间曲线8和9例如有梁1的空间曲线2作为共同的中心线。应当理解这只是作为范例，也就是说空间曲线2、8和9的位置也可以规定其他方式。作为替换的方式例如空间曲线2、8和9可以设在一个平面内，这一平面位于应形成的在长定子与机车车辆的支承磁铁之间的空气隙内。定子段6和7分别由一些定子组组成，定子组沿空间曲线8或9的方向连续地和按折线的方式排列。它们在梁1上的固定可按已知的不同方法进行。此外，在图中没有画出的整个行车线路由许多沿空间曲线2的方向连续排列的梁1组成，这些梁取决于路线可以是直的或弯曲的。最后，这些梁1按已知的方式在中部借助于固定支承和在两端各借助于一个浮动支承安装在支架上或其他下部结构上，并因而分成两个区域。还有，也可以只设一个区域或多于两个区域和具有按其他布局的固定和浮动支承的梁。

所说明类型的梁、它们的支承、定子组在梁上的固定以及在定子段6和7的槽内例如三相交流电绕组的安装都是众所周知的(DE3323696C2、DE3404061C1、DE3928277C1、DE3928278C2)，因此不需要详细说明。

图2表示按图1的梁1俯视图。依此，空间曲线2、8和9的投影便是在本实施例中的路线，但也可以是其他任意曲线，例如螺旋线或正弦波形。此外图2还表示梁1有一条用线10表示的想象的中面并位于两条想象的用点划线表示的平面11和12之间，它们设置为与空间曲线2、8和9正交或垂直。因此，图中未画出的梁的固定和浮动支承的轴线同样布置为与空间曲线2、8和9正交，这同样适用于梁始端1a和梁末端1b。这样一种布局对于制造包括两个各具有两个定子的车轨(例如往返轨)的行车线路是特别恰当的。

固定在梁1上的定子段6和7在本实施例中各由六个直的定子组6a至6f及7a至7f组成。每一个这种定子组有针对定子组6c的图3所示的总体形状和在其下侧包括一些长度相同的交替的齿14和槽15，它们有一个与空间曲线2有关的预选的栅距或预选的齿/槽节距16。在端部的端齿17通常只有其余齿14的一半宽，因此两个互相邻接的定子组的端齿17总是共同构成一个具有齿14的长度的齿。

按本发明，梁1与它是直或是弯曲的无关总是布置在空间曲线2上位于平面11、12内的两个点18和19(图2)之间，它们的间距等于齿/槽节距16的整数倍。在这里，梁1沿路线方向(空间曲线2)短一个尺寸，它允许在梁始端1a或梁末端1b与相关的想象平面11或12之间备留下一个间隙20、21，它与相邻梁的相应间隙21或20共同形成一个伸缩缝。在这里应特别指出，在安装在梁始端1a或末端1b处的定子组6a、6f或7a、7f之间也构成足够大的伸缩缝20a、21a以及定子组6a、6f或7a、7f按这样的方式布置，即，使得即使在可预期的最高温度及所有其他运行中产生的负荷下，定子组在此区域内也不可能相碰撞或定子绕组也不可能在它们之间被挤碎。

如图2所示，在平面11和12之间的空间曲线段有不同长度，换句话说沿空间曲线8测量平面11、12的间距比沿空间曲线9测得的间距大。因此，若所有定子组都有相同的材料总长度，那么定子段6的定子组6a至6f之间形成的间隙23必然大于定子段7的定子组7a至7f之间形成的间隙24，这尤其在曲率半径小的情况下会由于在越过间隙23、24时不一样的支承力而导致前言已说明的振动激励。

因此按本发明建议，对于处在内部和外部定子段6和7的定子端组6a、6f、7a、7f之间的中间定子组规定三种类型，亦即“第一”、“第二”、“第三”定子组。所有定子组都是直的。“第一”定子组有中等长度。在这里“第一”定子组的长度选择为，使在点18、19之间的距离可无剩余地被它分割，或反之，在点18、19之间的距离尺寸确定为既是“第一”定子组齿/槽节距16的整数倍也是“第一”定子组长度的整数倍。与之不同，“第二”定子组有比“第一”定子组大的和“第三”定子组有比“第一”定子组小的长度。此外，外部和内部定子段6或7按这样的方式由“第一”、“第二”和“第三”定子组组成，即，使在这些定子组之间以及在它们与定子端组之间的材料间隙23、24全部可以制成小于一个预选的材料最大间隙尺寸。按本发明尤其可以在下列情况下满足此条件，即一个定子段6或7的材料总间隙，亦即其间隙23或24的总和总是等于可以通过组合“第一”、“第二”和“第三”定子组达到的最小值。

图2和3借助于一种简单的实施例表示了这种情况，下面说明此

实施例。

假定栅距或齿/槽节距为86mm。因此在“第一”定子组中齿和槽的长度各为43mm，而端齿17为此长度的一半即21.5mm，所以“第一”定子组的长度是栅距的整数倍。对于“第一”定子组(例如图2和3中的6c)，当存在12个槽15、11个齿14和两个端齿17时，由此得出的总长度为1032mm。若如在此实施例中那样每根梁1应安装六个这种定子组，则在点18与19之间的距离选为此尺寸的六倍，也就是相应的系统距离为6192mm，这等于齿/槽节距16的72倍。此系统距离沿路线方向的重复次数与所使用的梁1数量相同。

此外假定梁1沿一条半径为350m的空间曲线2绕轴3弯曲以及绕轴5的横向坡度为12度，而绕轴4的纵向坡度确定为0°。在这种情况下外部空间曲线8处于轴11、12之间的那一段例如有长度为6212.51mm，以及，内部空间曲线9的相应段有长度例如6174.09mm，这意味着差值为38.42mm。当采用六个“第一”定子组和各有五个间隙23、24时，这就在外部导致间隙23的平均宽度约为4.1mm，而在内部甚至在间隙24的宽度为0mm时便已得出定子段7的长度将大于平面11、12沿空间曲线9的间距。

为了减小外部的间隙宽度，外部的定子段有一个具有长度为1035mm的定子组(例如图2中的6d)和另外两个各长1040mm的定子组(例如图2中的6b和6d)。这些相对于具有1032mm的“第一”定子组加长了的定子组6b、6d和6e下面称为“第二”定子组。它们使定子段7有总长度为3·1032mm+2·1040mm+1·1035mm＝6211mm，由此得出与上面已说明的所涉及空间曲线段的长度6212.51mm只相差1.5mm，这相应于每个间隙23的平均间隙宽度只有约0.3mm。

在另一个图4所示的实施例中，在梁1的其他尺寸相同的情况下，假定其绕图1中的轴3的曲率半径为5000m。点18、19之间的距离与图2相同为6·1032mm＝6192mm。与图2不同，在轴11与12之间的空间曲线段在外部的有长度为例如6193.44mm和在内部的有长度为例如6190.75mm，相差只等于2.69mm。在此例子中，外部铺设六个“第一”定子组26a至26f，它们得出总长度为6·1032mm＝6192mm，它比所涉及的空间曲线段只小1.44mm。因此，在有五个间隙的情况下得出总间隙为1.44mm或平均间隙宽度约为0.29mm，这与按图2的例子类似。

对于位于内部的定子段则情况有所不同。若例如在图2中沿空间曲线9铺设的定子组有长度各为1032mm，那么它们的总长度与平面11、12的间距为6174.09mm相比甚至在间隙24消失的情况下还大出许多。因此设置具有长度为1029mm或1024mm的“第三”定子组7b、7c、7d和7e，在这种情况下，图2中定子组7b、7d和7e有长度为1029mm和定子组7c为1024mm长。若定子端组7a和7f也由“第一”定子组构成，则由此得出的总长度为3·1029mm+1·1024mm+2·1032mm＝6175mm，这总共还只比轴11、12沿空间曲线9的距离6174.09mm多0.91mm。这一微小的过量关系不大，因为在两根梁1的接缝处按本发明的一种特别优选的实施形式总是设长度只有1024mm而不是1032mm的定子端组6a、6f或7a、7f。因此考虑到这种情况在两个定子段6或7之间的接缝处设有伸缩缝20a+21a，在本实施例中其宽度总共为16mm。所以每个定子端组6a、6f、7a、7f按这样的伸缩缝的一半缩短。若存在着如图2位于内部的定子段7中那样特别不利的情况，则靠外的定子端组7a、7f也可以按这样的方式铺设，即它们在梁1的始端1a或末端1b处分别略微地伸入伸缩缝内最好二分之一，亦即在这里是0.455mm。其结果是，在两根相同的梁1相接时在内部的定子段7之间形成一个只有16mm-0.91mm＝15.09mm的伸缩缝。因为伸缩缝的宽度选择为有一定的裕量，因此缩短0.91mm毫无疑问是可以允许的。

在图4的情况下，当在内部的定子段27内使用六个“第一”定子组27a-27f时得出总长度为6·1032＝6192，这比两轴11、12彼此之间的距离为6190.75mm大1.25mm。为了在这里避免定子组27a、27f必须伸入伸缩缝内，“第一”定子组之一用长度为1029mm的“第三”定子组(例如27d)来代替。于是计算得出定子组27a-27f的总长度为5-1032mm+1·1029mm＝6189mm，这相当于与所涉及的空间曲线段的长度相差1.75mm以及平均间隙宽度为0.35mm。

在以上的说明中定子段6、7、26、27的长度始终涉及平面11、12。若如结合图2中的内部定子段7所说明的那样原则上设16mm的伸缩缝，则定子端组6a、6f或7a、7f等的长度也一律可以表示为1024mm(定子段的长度)+8mm(半个伸缩缝)。于是对于此定子端组而言的尺寸1032mm是一个“理想”尺寸，其中包括了半个伸缩缝20或21。此外，梁1的始端和末端1a、1b与定子段的端部显然不必总是互相齐平地结束。还完全可以设想，梁始端和末端1a、1b沿空间曲线8、9的距离选择为短于或长于定子段6、7或26、27相应的总长度。

合乎目的的是，所说明的长度不仅对于中间定子组而且对于定子端组均可看作“理想”长度。在这里所关心的类型的定子组例如这样制造，即，堆叠适当裁剪好的电工钢片，然后例如采用加压胶凝法用形式上为防腐和/或绝缘层的涂层围绕(见例如DE 19703497A1)。由图5至7可看到的情况便是实际使用状况。

图5表示“第一”定子组(图2中的6c)的端齿17a(例如与图3中左面的端齿17类似)。依此，定子组6c有一个薄板叠28，它的周围被例如1mm厚的涂层29围绕。在这里，薄板叠28在考虑到栅距(在本实施例中为86mm)的情况下制造，决定磁性特性的仅是此薄板叠。因此薄板叠28决定了定子组6c的“磁性”长度。由此得出齿14和槽15从磁性的角度看例如长度各为43mm，而槽15从“材料”的角度看由于有涂层29所以长度只有43mm-2mm＝41mm，而从磁性的观点看这没有重要意义。但在定子组6c的两端必须考虑涂层29，因为两个端齿在这里在假想的理想线或平面30处互相碰靠。此外应考虑两个定子组并不是在形成0mm的理想间隙的情况下彼此邻接，而应考虑例如0.2mm的实际装配间隙。若在定子组的每一端注意计入二分之一这样的装配间隙，如图5中用线30表示的那样，那么得出端齿17a的“理想”长度 a为21.5mm，“材料”长度 b为21.4mm，以及“磁性”长度为20.4mm。在这种情况下尺寸a-b＝0.1在材料上自动消失没有出现，但在定子组装配时应考虑总共0.2mm的装配间隙。

联系到借助于图2和4说明的长度，这意味着在考虑到每个定子组有两个端齿17(图3)这种情况时，一个“第一”定子组6c有一个“理想”长度为1032mm，“材料”长度为1031.8mm，以及“磁性”长度为1029.8mm。由此，由于端齿17a的薄板长度缩短了1.1mm引起的在其端部起作用的磁场干扰，从磁浮铁路的支承和行驶特性方面看是能允许的。

图6表示在长度为1035mm的“第二”定子组(例如图2中的6d)中的情况。因为定子组6d比按图5的定子组6c总共长3mm，所以在其他情况相同时在每一端有一个端齿17b，它有尺寸 a＝23mm， b＝22.9mm和 c＝21.9mm，也就是说每个端齿的“磁性”长度与图5相比长1.5mm。因此总体上看此定子组6d有“理想”长度为1035mm，“材料”长度为1034.8mm，以及“磁性”长度为1032.8mm。

若“第二”定子组长度为1040mm(例如图2中的6e)，则此尺寸c＝24.4mm。若所涉及的是其长度与“第二”定子组相比缩短了的“第三”定子组，则在“理想”长度为1029mm(例如图2中的7b)时尺寸c＝18.9mm，在“理想”长度为1024mm(例如图2中的7c)时得出尺寸c＝16.4mm。

最后，图7表示图2中用于定子端组7a的端齿17c。在这里，“理想”长度1024mm不是一直计算到考虑装配间隙的线30，而例如计算到图2中的平面11，这一平面包括了二分之一伸缩缝，亦即附加8mm的间隙宽度。在这种情况下端齿17c有“磁性”长度仅为 c＝12.4mm，“材料”长度 b＝13.4mm以及“理想”长度 d＝13.4mm+0.1mm(装配间隙分量)+8mm(伸缩缝分量)＝21.5mm。定子组7a的第二个端齿与按图5的定子组6c的端齿一致。

根据借助图7说明的情况，具有 d＝21.5mm的端齿17c的“理想”长度与按图5的端齿17a的“理想”长度完全相同。因此，两个这种定子组在伸缩缝所在区内互相对接，于是总的齿长为2·21.5mm＝43mm，也就是说，尽管由于小的“磁性”长度产生干扰，但齿/槽节距不发生任何改变。此外，因为这种干扰只出现在两根梁1之间的区域内并因而不具有对应于定子组长度的周期性，所以这些干扰相对而言关系不大。这一结论尤其适用于使用普通的梁时，它们比梁1长齿/槽节距的许多倍。此外，将定子端组7a设计为使之如同定子组7b那样也可用作“第三”定子组。

“第二”和“第三”定子组的使用与使用定子端组一样要在考虑齿/槽节距的情况下进行。图8表示了例如定子组6c和6d之间的接缝处。在这里尺寸 a- b(例如为0.1mm)与图5和6中那样表示在想象的装配间隙0.2mm处的定子组6c、6d的分量，而尺寸 e(例如＝0.3mm)意味着附加的间隙分量，它由上面借助于图2说明的外部定子段“理想”长度与平面11、12间空间曲线8长度之间的差值1.51mm得出。按本发明留下的磁场干扰来自于这两个接缝的端齿17a、17b共同有一个“理想”长度为21.5mm+23.0mm+0.3mm＝44.8mm，而不是43mm。除此以外节距保持不变。

最后，图9表示定子组6d和6e之间的接缝。因为定子组6e的端齿17c有理想长度为25.5mm，在这里由两个定子组6d、6e构成的齿的总长度为23mm+25.5mm+0.3mm＝48.8mm而不是43mm。除此以外节距保持不变。

通过按本发明改变端齿的长度为一个齿/槽节距16(图3)中的一部分，一方面做到了对磁浮铁路机车车辆支承特性起决定性作用的端齿之间的“磁”隙即使在最不利的情况下也保持得很小(例如在图8和9中为2.5mm)。因此显著减小了产生机械振动的危险。另一方面在两个端齿之间的区域内影响驱动的磁场干扰也保持得较小，所以不会对乘车舒适性产生任何损害。最后，通过合理组合所说明的五种不同的中间定子组以及在梁始端或末端1a、1b各添加一个定子端组，实际上曲率减小到曲率半径例如350m的所有弯曲的行车线路构型均实现了在梁1内部的定子组接缝处不会产生比预选的最大“材料”间隙宽度(图8、9)例如约0.6mm(其中包括0.2mm装配间隙)有更大宽度的间隙。

所说明的中间定子组和定子端组合乎目的地按这样的方式互相组合，即令

           -1mm≤ G≤2mm

其中 G是配属于定子段6、7、26、27的在平面11与12间的空间曲线段长度与包含在此定子段内的中间定子组及定子端组“理想”长度之和之间的差值。因此 G是材料总间隙宽度的度量，它是在定子段内除了装配间隙和由涂层产生的间隙外应考虑的。若量 G均匀地分布在定子段6、7、26、27内包含的全部中间定子组或定子端组中，则当 G＜2mm时除提及的其他间隙外产生一个平均材料间隙，它小于0.4mm。而对于-1mm≤ G的情况，则由于弯曲引起的附加的材料总间隙 G＝0，因为在这种情况下多余的定子组长度设在伸缩缝内。

在考虑预定的齿/槽节距的情况下采用“第二”和“第三”定子组和定子端组，按一种替换方案也可以这样实现，即，借助于图5至7说明的端齿长度的变化分别按份额分配在所有存在于定子组内的齿和槽中。当总共24个齿/槽和长度变化例如3mm时，意味着栅格或齿/槽节距的改变为0.125mm，这对于支承特性和行驶特性影响都不大。另一种可能性在于，端齿长度的改变只分配在存在的齿上，这相当于齿的可认为正当的长度变化为0.25mm，其优点是槽15的宽度保持不变，这对于可靠地装入交流电绕组是希望的。

下面借助于一种具有在点18和19之间测量的长度为6192mm的梁1来说明本发明。但显然也可以使用有其他长度的梁。按本发明建议，附加地使用两根其他的梁，它们例如是梁1的四倍或十倍长并可配备所说明的相同的定子组。在采用这些梁时，相关点18、19的距离例如24768mm或61920mm，此距离同样等于齿/槽节距16的整数倍，也等于“第一”定子组长度的整数倍。这两种梁在下面如梁1那样称为系列梁。

若点18、19的距离例如为61920mm，则在彼此相继的梁或相关的定子端组之间优选地设一86mm的伸缩缝。为了实现此伸缩缝，类似于上面的说明采用另一个具有“理想”长度为1032mm的定子端组，但它与定子端组6a、6f等不同其“材料”长度为945.8mm和“磁性”长度为943.8mm。此定子端组区别于“第一”定子组之处在于，它正好短一个齿/槽节距16为86mm，因此其“理想”长度包含一个装配间隙分量0.1mm和一个伸缩缝分量86mm在内。此外与梁1不同，在这种长度的系列梁中规定伸缩缝86mm只在两根梁之间的接缝处出现一次，也就是说正常地设计邻接的梁相关的始端或末端。如在1024mm长的定子端组的情况下那样，945.8mm材料长度的定子端组也可以作为“第三”定子组使用。

在考虑到这一尺寸的情况下，对于具有绕图1中轴3的曲率半径例如为350m和具有绕轴4和5的纵向及横向坡度分别为0°的梁，例如在平面11和12之间并沿空间曲线9或8的内侧总长度为61723.63mm和外侧总长度为62116.37mm。内部的定子段例如按下列方式实现：使用55个具有“理想”长度为1029mm的“第三”定子组和四个具有“理想”长度为1024mm的“第三”定子组，此外在梁的始端或末端安装一个具有“理想”长度为1032mm和“材料”长度为945.8mm的定子组。于是得出55·1029mm+4·1024mm+1·1032mm＝61723mm，由此产生总偏差只有 G＝0.63mm或附加的平均间隙宽度为0.01mm。在曲线外侧则采用55个具有“理想”长度为1035mm的“第二”定子组和四个具有“理想”长度为1040mm的“第二”定子组，而在端部之一增添上述定子端组。由此得出55·1035mm+4·1040mm+1·1032mm＝62117mm，这意味着形成一个过量只有G＝0.63mm。此过量类似于前面早已说明的例子那样来考虑，即，此定子端组以此尺寸伸入伸缩缝内，所以伸缩缝只有85.37mm，这毫无疑问是可以接受的。因此在定子组之间附加的平均材料间隙宽度等于零。

对于装在彼此距离为24768mm的点18与19之间的系列梁可作相应的计算。

由此获得了附加的优点，即所有的行车线路按标准构件装配型式可由一种能最经济地生产的组件组成，它例如只包含三种不同长度的系列梁、四种不同长度的中间定子组以及两种不同长度的定子端组，后者在需要时也可用作中间定子组。因此只需要将空间曲线2通过点18、19分成段，它们的长度尺寸与在具体情况下所使用的梁的长度相对应，由此可以大大简化行车线路的设计。

不同长度的定子组的分配原则上可任意进行。但优选地“第二”定子组只使用于外部定子段，“第三”定子组只使用于内部定子段。此外恰当的是，与标准长度(1032mm)不同的定子组在整个定子段中均匀地分布。

借助于上述实施例说明的本发明尤其在设计和制造具有两个车轨的行车线路时也带来突出的优点，如下面借助于图10所述。此外本发明可以没有困难地移植到有多于两个车轨的路线上。

图10表示有两个车轨31和32的磁浮铁路行车线路，它们有弯曲的和必要时也有直的行车线路段。每个车轨31、32类似于按图1至9的行车线路设计，并因此用空间曲线2a或2b和各两条空间曲线8a、8b或9a、9b来表征，它们对应于按图2和4的空间曲线2、8和9。在这里的前提条件是，在方法的第一步不仅确定这些空间曲线，而且还要确定相关的强制点33、34。在这里，强制点33例如可涉及整个行车线路的始端，而强制点34例如意味着形式上为桥梁、车站等特殊建筑物的始端。位于这两个强制点33、34之间的行车线路部分下面称为设计段35。

在设计段35内制造行车线路按本发明从首先这样来确定强制点33、34之间的距离开始，即，令在第二强制点34与外部的车轨段邻接的那个车轨31的空间曲线2a有一个正好等于预选的齿/槽节距(这里例如为86mm)整数倍的长度。这完全可以做到，因为跟随在此强制点34后面的特殊建筑物的始端完全可以向前或向后铺设为此所需的最大等于二分之一齿/槽节距的量(这里为43mm)。除此之外，沿另一个车轨32在两个强制点33、34之间的距离，显然大于或小于沿车轨31一个量 u， u小于或最多等于栅距的一半，亦即在这里最多等于43mm。最后，对于类似于图2和4的外部车轨段理解为位于行车线路曲线外部的那个车轨段。若在强制点34(或33)邻接的是一个直的车轨段，那么只要此原先与直段不同的段是一个外部段，则它同样称为外部车轨段。这相应地也适用于内部车轨段。

现在，以此为出发点，沿预选的设计方向(箭头2)和在第一强制点33处起始先设计行车线路的梁，为此在强制点33按上述说明安装一根规定用于在外部相接的车轨段的系列梁36。与之相接地安排另一根梁37用于外部车轨段，而且其长度一直达到曲率转换点38，在这里它表示为一条与空间曲线2b正交地延伸的线。系列梁36和37的始端和末端确定示意表示的浮动支承39和40的位置，以及系列梁36和37的中心决定了相应的固定支承41的位置，这些支承按普通的方法计算并通过设计相关的支架或其他下部结构补充完全。

示意表示的平面42或梁始端和末端相当于图2和4中点18和19处于其上的平面11和12，以及平面43或梁中心相当于平面10，在这里根据情况和地形，平面43和固定支承41也可以相对于梁偏心地设置。

有关在强制点33相接的车轨31的内部车轨段原则上可按相同的方式进行。由于在内部区弧长较短，显然带来的结果是在梁的始端或末端之间造成越来越大的错移，如在曲率转换点38区域内用量 v所表示的那样。在最不利的情况下此错移 v如此之大，以致用于此梁的支承不能借助用于外部车轨段的相同的支架及下部结构架设，也就是说实际上形成两个用于两个车轨的完全独立的行车线路，从成本上考虑这是不希望的。因此，按本发明建议，对于内部的车轨段采用与用在外部车轨段中的系列梁相比为较短的梁，使得在端部的错移 v始终小于一个可接受的尺寸。

为此，从强制点33出发，对于内部车轨段首先设梁44，它的长度原先与系列梁36的长度一致，但缩短齿/槽节距的若干整数倍，使得决定其端部的平面42a相对于平面42错移一个量 w，它小于二分之一个齿/槽节距。根据情况，梁44可以按此量越过平面42伸出或在此平面42之前结束。相应地处理沿设计方向z后面的梁，例如梁45，它按上面结合图1至9详细阐明的相同的方式装在梁44上。按照下一个平面42的位置，如果需要此梁45再缩短齿/槽节距的整数倍，使错移v小于这里为43mm。

因为在外部的梁37超过曲率中点38伸出不大于其长度的一半，所以它构成外部段最后的系列梁。在继续的延伸过程中沿着现在位于外部的车轨31的车轨段使用系列梁，此时第一根系列梁46连接在梁45上，而在车轨32的现在位于内部的车轨段上则使用缩短齿/槽节距整数倍的梁(例如47)。这种方法继续实施，直至到达另一个曲率转换点或强制点34。

在强制点34的区域内通常不可能使用系列梁，除非它碰巧有所需要的长度。因此在那里在外部区仍使用梁48，它比齿/槽节距小整数倍，以及相应地这也适用于在内部车轨段端部的梁49。此外，基于所说明的方法，梁48显然在强制点34处的错移为零，而梁49却以错移量 u与此强制点邻接， u小于齿/槽节距的一半，在这里梁49可以在强制点34之前或之后不远处结束。

若使用的系列梁37长到它超过曲率转换点38伸出其长度二分之一以上，那么在前面的梁已经随着车轨的转换开始成为系列梁，换句话说在这种情况下梁45已经是系列梁，而梁37是一缩短的梁。

所说明的方法有突出的优点，按此方法，浮动支承39、40的位置可由沿两个车轨31、32布置的系列梁的设计得出以及对于总是缩短了的梁的浮动支承可以使用同一些支架和下部结构，因为梁端部的错移u、 v、 w或 x比较小，以及在任何地方都不大于在这里为43mm。相应地也适用于固定支承41，它们最多可能错移这个数值。

在不同梁的类型和长度确定后，它们可逐个铺设定子组。对于系列梁这按照前面所作的说明进行。不言而喻，对于各系列梁的长度而言按图2和4的点18、19始终是决定性的，所以它所涉及的是在平面42等之间计量的“理想”长度，如由结合图2和4所作的说明可知。至于缩短的梁则存在唯一的差别是它们的长度比系列梁短齿/槽节距的整数倍。因此它们可以与系列梁一样配备定子组，其中为了缩短一个齿/槽节距可例如使用前面称为定子端组的定子组，它的材料长度为945.8mm，也就是比“第一”定子组短一个齿/槽节距。

因此，对于两个车轨31和32既可以使用所说明的组件的系列梁也可以使用其定子组，而只需缩短位于里面的梁。此外，在第二强制点34处可按相似的方法继续连接，此时首先按86的栅距安排必要时存在的特殊建筑物，然后按已说明的方式设计下一个行车线路段。因此要制造的整个铁路线路按一次选择的栅距设计或分成具有与齿/槽节距对应的长度的段，然后沿预选的方向z设计。

上述用于设计和建设行车线路的方法当它涉及大长度例如61920mm或24768mm的系列梁时是特别有利的。在使用较短的大多平地铺设的梁(例如按图2和4的梁1)时，通常不一定要采用所说明的方法，因为在这种情况下完全可以制备用于梁1的单独的下部结构。因此始终只有在由这些梁构成的行车线路段的端头处才需要插入这些梁缩短的段，以便使相关的强制点具有的错移量达到小于43mm。

本发明不限于已说明的实施例，它们可以用简单的方式改变。这尤其是指所说明的长度、齿/槽节距、装配间隙、伸缩缝和其他尺寸数据。由梁和定子组组成的相应的组件当然也可以通过其他齿/槽节距来实现。此外，不仅有各两种不同的“第二”或“第三”定子组和一种“第一”定子组，可再设具有与说明的长度不同的和/或与说明的分级不同的其他“第一”、“第二”和“第三”定子组，或可以取消这一个或那一个“第二”或“第三”定子组，在这种情况下也可能得出其他用于 G的不等式。

此外，为了将行车线路与特殊建筑物例如桥梁等连接，可以设其他的“第三”定子组，在这种定子组中例如完全没有预选齿/槽的数量或被任意缩短，以补偿与该特殊建筑物连接所需的长度差或提供伸缩缝。还有，借助本发明也可以实现有两个以上定子的车辆用的行车线路或有两个车轨及四个定子的行车线路或有三个或更多个车轨的行车线路，其中，这些车轨可装在同一些梁上或装在互相机械地连接并支承在共同的固定和浮动支承上的梁上。最后，不言而喻，也可以采用区别于所画出和说明的组合的不同的特点。

Claims (18)

1.有一个至少具有两个平行定子的长定子线性驱动装置的磁浮铁路的行车线路，包括：许多沿路线排列规定用于构成直的和弯曲的行车线路段的梁(1)和安装在梁(1)上的定子段，定子段沿平行的配属于它们的空间曲线段布置和由直的定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)及排列在定子端组之间同样是直的中间定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)组成，在弯曲的行车线路段区域内这些定子组在构成外部和内部定子段(6、7、26、27)的情况下按折线的方式铺设并通过间隙(23、24)彼此分开，其中，定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)和中间的定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)，涉及位于两个空间曲线段之间的一条想象的空间曲线(2)，有一个预选的齿/槽节距(16)和不同的“理想”长度，后者彼此相差一个齿/槽节距(16)中的一部分，其特征为：在至少一个外部或内部定子段(6、7、26、27)内，中间的定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)在考虑到它们不同的“理想”长度的情况下按这样的方式互相组合，即，使在此定子段(6、7、26、27)的定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)与中间定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)之间的“材料”总间隙有尽可能小的宽度。

2.按照权利要求1所述的行车线路，其特征为：中间定子组包括具有“理想”长度的“第一”定子组(6c、26b-e；27b、c、e)，此长度等于齿/槽节距(16)的整数倍。

3.按照权利要求2所述的行车线路，其特征为：中间定子组包括“第二”及“第三”定子组(6b、d、e；7b-e；27d)，它们的“理想”长度大于或小于“第一”定子组(6c；26b-e；27b、c、e)一个齿/槽节距(16)中一部分。

4.按照权利要求1所述的行车线路，其特征为：在空间曲线(2)两点(18、19)之间铺设梁(1)，这两点之间的距离等于齿/槽节距(16)的整数倍。

5.按照权利要求4所述的行车线路，其特征为：点(18、19)的距离基本上也等于“第一”定子组(6c；26b-e；27b、c、e)“理想”长度的整数倍。

6.按照权利要求1所述的行车线路，其特征为：在两根梁(1)沿路线方向互相邻接的定子段之间总是设伸缩缝(20、21a)，配属于它们的定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)在考虑到伸缩缝(20a、21a)尺寸的情况下有这样一个“材料”长度，即，这一长度比“第一”定子组(6c；26b-e；27b、c、e)的长度小一个齿/槽节距(16)中的一部分。

7.按照权利要求1所述的行车线路，其特征为：在两根梁(1)沿路线方向互相邻接的定子段之间总是设伸缩缝(20a、21a)，配属于它们的定子端组与“第一”定子组(6c；26b-c；27b、c、e)相比短一个齿/槽节距(16)。

8.按照权利要求4所述的行车线路，其特征为：点(18、19)位于空间曲线(2)法向平面(11、12)内。

9.按照权利要求3至8之一所述的行车线路，其特征为：“第二”和“第三”定子组(6b、d、e或7b-e、27d)及定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)有与“第一”定子组(6c；26b-e；27b、c、e)的齿/槽节距(16)一致的齿/槽节距(16)，以及，较大或较小的“理想”长度通过适当加长或缩短端齿(17b、c)达到。

10.按照权利要求3至8之一所述的行车线路，其特征为：“第二”和“第三”定子组及定子端组有一个齿/槽节距，它大于或小于“第一”定子组(6c；26b-e；27b、c、e)齿/槽节距一个与其较大或较小“理想”长度对应的量。

11.按照权利要求3至8之一所述的行车线路，其特征为：“第二”和“第三”定子组及定子端组在槽宽不变的情况下有一个齿宽，这一齿宽大于或小于“第一”定子组齿宽一个与其较大或较小“理想”长度对应的量。

12.按照权利要求1至8之一所述的行车线路，其特征为：它在使用预选的少量具有不同长度的梁类型(系列梁)的情况下制成，不同长度的梁类型分别设在点(18、19)之间，点的距离等于齿/槽节距(16)不同的整数倍和“第一”定子组(6b；26b-e；27b、c、e)不同的整数倍。

13.按照权利要求3至8之一所述的行车线路，其特征为：“第二”定子组(6b、d、e)只设在外部定子段(6、26)内，“第三”定子组(7b-e；27d)只设在内部定子段(7、27)内。

14.按照权利要求1至8之一所述的行车线路，其特征为：定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)和中间定子组(5b-e；7b-e；26b-e；27b-e)在外部和内部定子段(6、7、26、27)内互相组合为使不等式-1mm≤ G＜2mm成立，其中， G是配属于定子段(6、7、26、27)的空间曲线段的长度与包含在定子段(6、7、26、27)内的定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)及中间定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)“理想”长度总和之差。

15.用于制造磁浮铁路行车线路的组件，此磁浮铁路有一个至少具有两个平行定子的长定子线性电动机，其特征为：它包括多个按照权利要求1至14中至少一项所述的定子组(6b-e；7b-e；26b-e；27b-e)、定子端组(6a、f；7a、f；26a、f；27a、f)以及系列梁(1)。

16.制造磁浮铁路行车线路的方法，行车线路有弯曲的和必要时也有直的行车线路段，它们构成至少两个车轨(31、32)、设有每个车轨各一个长定子线性电动机的定子、以及有与它们的曲率相应的外部和内部车轨段，其中，沿预定的路线确定两条配属于车轨(31、32)的空间曲线(2a、2b)、至少一个第一和一个第二强制点(33、34)以及一个设在这两者之间的设计段(35)，沿设计段(35)布置行车线路的梁(36、37、44-49)和它们的支承以及定子，以及，梁(36、37、44-49)设有构成定子的定子组，其特征为：两个强制点(33、34)之间的距离按这样的方式确定，即，使得那个通过外部车轨段与第二强制点(34)邻接的车轨(31)的空间曲线(2a)有一个长度，这一长度等于预选的用于行车线路的齿/槽节距(16)的整数倍；此外，在第一强制点(33)处开始，沿当地的外部车轨段设由按照权利要求15所述组件组成的系列梁(36、37、46、48)，而沿着各个内部车轨段则设梁(44、45、47、49)，它们与系列梁(36、37、46、48)相比短齿/槽节距(16)的整数倍，其中，这些梁(44、45、47、49)的缩短按这样的方式进行，即，使它们的端部相对于外部车轨段配设的系列梁(36、37、46、48)的端部最多错移二分之一个齿/槽节距；以及，全部梁(36、37、44-49)配备有由按照权利要求15所述组件组成的定子组和定子端组。

17.按照权利要求16所述的方法，其特征为：对于与第二强制点(34)邻接的外部车轨段最后一根梁(48)有一个伸出第二强制点(34)的长度的情况，则缩短整数倍的齿/槽节距(16)，使之不错移地与第二强制点(34)邻接。

18.按照权利要求16或17所述的方法，其特征为：在到达曲率转换点(38)时，跨过此转换点的系列梁(37)只要它跨过曲率转换点(38)不超过其长度的一半，便只是沿在曲率转换点(38)之前的外部车轨段铺设，否则设在位于曲率转换点(38)后面在外部的那个车轨段上。