專利名稱：用于磁懸浮列車的磁鐵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的磁鐵裝置。
背景技術(shù)：
已知的這種類型的磁鐵裝置至少具有一個(gè)傳感器，該傳感器用于測(cè) 定一個(gè)磁極面距一個(gè)用于磁懸浮列車的傳導(dǎo)的反作用軌的距離，并且用
于調(diào)節(jié)在/F茲極面與反作用軌之間的間隙的大小(例如DE31 16036 C2、 EP 0 753 718 Bl)。
反作用軌涉及例如一個(gè)長(zhǎng)定子，它由許多 一個(gè)接一個(gè)設(shè)置的定子疊 片(Statorpaketen )組合而成并且是一個(gè)用于磁懸浮列車的長(zhǎng)定子-直線 電機(jī)的一部分。用于這種磁鐵裝置的傳感器一般含有一個(gè)設(shè)有至少一個(gè) 測(cè)量線圏或傳感器線圏的傳感器頭和一個(gè)為傳感器頭配設(shè)的電子裝置功 能塊，該電子裝置功能塊例如包括用來生成、處理和/或評(píng)估傳感器信號(hào) 的電路，且該電子裝置功能塊與一個(gè)帶有一個(gè)調(diào)節(jié)器和一個(gè)勵(lì)磁電流調(diào) 整器的通常的調(diào)節(jié)電路連接，以便由此將在磁極面與反作用軌之間的間 隙的大小保持在一個(gè)預(yù)選的額定值上，如10mm。
所述傳感器的傳感器頭總是設(shè)置在一個(gè)選擇的磁極旁邊并且這樣設(shè) 置，以致它們都接鄰?fù)黄矫?，如其磁極面。在這種情況下，傳感器頭 實(shí)際上與配設(shè)的電子裝置功能塊一起形成各L形的構(gòu)件，其中，傳感器 頭設(shè)置在一個(gè)挨著磁極而遠(yuǎn)離其勵(lì)磁繞組的空間內(nèi)，并且電子裝置功能 塊在磁鐵裝置的面向行車道的前面(例如DE 10 2004 012 748 Al或 ZEVrail Glasers Annalen， Oktober2003， Sonderheft "Transrapid"， S. 62, 63)。 一種這樣構(gòu)成和設(shè)置的傳感器工作起來雖然沒有問題，但 仍不能滿足所需的要求。
例如認(rèn)為不利的是，傳感器在磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)與所屬的磁極一起 運(yùn)動(dòng)，因而與其一樣受到高的機(jī)械負(fù)荷。這些負(fù)荷可能會(huì)對(duì)電子裝置功 能塊和間隙調(diào)節(jié)產(chǎn)生不利影響。雖然出于冗余原因，大多存在兩個(gè)這樣的傳感器。但仍應(yīng)盡量避免電子裝置部件發(fā)生故障，因?yàn)殚g隙大小的一 次可靠調(diào)節(jié)對(duì)于懸浮狀態(tài)來說是絕對(duì)必要的先決條件繼而對(duì)于磁懸浮列 車的運(yùn)行來說也是絕對(duì)必要的先決條件。
已知的磁鐵裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)是由這樣的事實(shí)引起的，即傳感器頭 的表面應(yīng)與磁極面準(zhǔn)確齊平地設(shè)配，其與反作用軌的間隙要受監(jiān)控。這 就需要昂貴的固定技術(shù)并且因此除了提高結(jié)構(gòu)件數(shù)量之外，還會(huì)導(dǎo)致傳 感器的故障安全性的降低。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，這樣設(shè)計(jì)一種本文開始 所述類型的磁^鐵裝置，以致盡量或完全避免所述缺陷。 權(quán)利要求1表明的特征用來解決這一問題。
本發(fā)明自身具有的優(yōu)點(diǎn)是，傳感器頭集成到磁鐵裝置中并且是其一 個(gè)固定的組成部分。這樣， 一方面用于安裝和調(diào)節(jié)傳感器頭的昂貴的措 施變得多余，另一方面不再有在磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)傳感器頭松脫并由此 可能使間隙信號(hào)失真的危險(xiǎn)。此外，將電子裝置功能塊與傳感器頭分開 導(dǎo)致的可能性是，在需要時(shí)將電子裝置功能塊彈性地支承在磁鐵裝置上 或這樣地安裝在一個(gè)遠(yuǎn)離磁鐵裝置的地方，以致它們不需要參與磁極的 運(yùn)動(dòng)。在這兩種情況下，電子裝置功能塊都會(huì)得到保護(hù)，以免由于機(jī)械 振動(dòng)或類似運(yùn)動(dòng)而以后受到損壞，這就大大提高了傳感器的選擇安全性。
本發(fā)明的其它有利的特征由諸從屬權(quán)利要求給出。


下面結(jié)合關(guān)于一些實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。其中 圖1 一輛磁懸浮列車的一個(gè)已知的、具有兩個(gè)磁鐵裝置的模
塊的示意透視圖； 圖2 根據(jù)圖1的磁鐵裝置的一個(gè)傳感器頭的示意透視圖3 傳感器的一個(gè)電子裝置功能塊，傳感器具有用于根據(jù)圖
1的磁鐵裝置的一個(gè)磁極的后續(xù)的調(diào)節(jié)電路； 圖4 磁鐵裝置的前視圖，磁鐵裝置帶有一個(gè)唯一的磁極和一
個(gè)為其配設(shè)的、根據(jù)本發(fā)明的傳感器；
4圖5 根據(jù)圖4的磁鐵裝置的側(cè)視圖，和
圖6和圖7 —個(gè)磁鐵裝置的與圖4和圖5相對(duì)應(yīng)的視圖，磁鐵裝置
帶有三個(gè)并排設(shè)置的磁極和兩個(gè)為其配設(shè)的根據(jù)本發(fā)
明的傳感器。
具體實(shí)施例方式
圖1示意示出一個(gè)在磁懸浮列車上所使用的具有一個(gè)支^ 茲鐵形式 的第一磁鐵裝置1和一個(gè)導(dǎo)引磁鐵形式的第二磁鐵裝置2的模塊。模塊 固定在車架受電弓3上，后者以已知的方式與一輛磁懸浮列車的車廂的 懸浮車架或類似物連接。
在本實(shí)施例中，用于功能"支承"的磁鐵裝置1含有十二個(gè)一個(gè)接 一個(gè)設(shè)置的磁極4，如在圖1中對(duì)一個(gè)磁極4a的放大圖所示的那樣，磁 極的優(yōu)選地電氣成組地串聯(lián)的繞組5和磁心6通常在四周被一個(gè)例如由 環(huán)氧樹脂構(gòu)成的防蝕層7包圍。各磁心6通過圖中未示出的極背 (Polriicken)相互連接并通過圖中未示出的極側(cè)壁(Polwangen )與一 個(gè)磁背箱8固定連接且沿磁鐵裝置1的縱向一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置。在裝入 狀態(tài)，該方向 一般與磁懸浮列車的縱向或行駛方向 一致。
為了這樣調(diào)節(jié)通過繞組5的通過電流，使得在磁極4和一個(gè)圖中未 示出的反作用軌(Reaktionsschiene )例如一個(gè)長(zhǎng)定子之間的間隙的大小 在磁懸浮列車運(yùn)行期間保持恒定，每個(gè)組的磁極4 (圖1)的至少一個(gè)傳 感器9使用一個(gè)由圖2可看出的傳感器頭9a和一個(gè)由圖3可看出的電子 裝置功能塊9b。如圖1所示，已知的傳感器9總體上包括一個(gè)單體的、 L形的構(gòu)件，其中傳感器頭9a設(shè)置在兩個(gè)相鄰的磁極4之間，而電子裝 置功能塊9b則位于磁鐵裝置1的前面。
根據(jù)圖2，傳感器頭9a含有例如至少一個(gè)傳感器線圏或測(cè)量線圏10， 它設(shè)置在一個(gè)朝反作用軌那邊敞開的、傳導(dǎo)的(金屬的)殼體ll的開口 平面中。此外，傳感器頭9a還可以設(shè)有至少一個(gè)另外的線圈12，該線圏 例如面對(duì)著殼體11的底部lla設(shè)置并且設(shè)置在該底部與傳感器線圏10 之間。
圖3以簡(jiǎn)化示意方式示出了設(shè)置在未詳細(xì)示出的殼體中的電子裝置功能塊9b。該功能塊9b含有用于生成、處理和/或評(píng)估傳感器信號(hào)的電 路并且連接到一個(gè)用于配設(shè)的磁極組的調(diào)節(jié)電路14上。這一調(diào)節(jié)電路含 有例如一個(gè)調(diào)節(jié)器15、 一個(gè)勵(lì)磁電流調(diào)整器16和一個(gè)比較器17。比較 器17連接到電子裝置功能塊9b的輸出端和一個(gè)額定值發(fā)送器上并且在 一個(gè)與調(diào)節(jié)器15連接的輸出端以已知方式提供一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)與現(xiàn)實(shí) 間隙大小(實(shí)際值)和一個(gè)固定的或適應(yīng)的額定值之差成比例。調(diào)節(jié)器 15由此檢測(cè)一個(gè)用于勵(lì)磁電流調(diào)整器16的調(diào)整信號(hào)，勵(lì)磁電流調(diào)整器本 身這樣地控制通過所屬磁極的繞組5或通過所屬磁極組的繞組的電流， 使得間隙具有一個(gè)基本恒定的大小并在磁懸浮列車行駛期間保持不變。
在圖2和3中示出一個(gè)傳感器9的各部件，而圖1示出了磁鐵裝置1 優(yōu)選在每一端部各含有兩個(gè)這樣的傳感器9。由此在磁鐵裝置9的每個(gè)端 部上，間隙大小可以冗余地進(jìn)行調(diào)節(jié)。在已知裝置中(圖1)，傳感器 頭9a和電子裝置功能塊9b總是組合成一個(gè)單體的構(gòu)件，該構(gòu)件以未示 出的方式與磁鐵裝置連接并且必須對(duì)準(zhǔn)磁極面。
用于功能"導(dǎo)引"的》茲鐵裝置2在磁極18 (圖1)的數(shù)量、構(gòu)造和 配置方面可以設(shè)計(jì)為不同于磁4失裝置1。然而磁極18也設(shè)有傳感器20， 合乎目的是，這些傳感器原則上與傳感器9 一樣地設(shè)計(jì)和配置并且用于 確定在磁極18和一個(gè)側(cè)導(dǎo)軌形式的反作用軌之間的間隙。傳感器20同 樣也具有傳感器頭和電子裝置功能塊，以至于在這方面可以參看圖2和 圖3。
由開始給出的文獻(xiàn)中大概已知了 一些所述類型的磁鐵裝置、間隙傳 感器和調(diào)節(jié)回路。它們通過引用變成現(xiàn)在公開的主題，以免重復(fù)敘述。
圖4和圖5借助一個(gè)磁鐵裝置示出了本發(fā)明的第一的且被認(rèn)為是最 好的實(shí)施例，該磁鐵裝置具有一個(gè)唯一的磁極22。如圖1所示，磁極含 有一個(gè)帶有要面向一個(gè)反作用軌的磁極面23的磁心6和一個(gè)包圍磁心6 的繞組5。繞組5相對(duì)于磁極面23錯(cuò)后，就是說它終止于一個(gè)位于磁極 面23下方的平面，以致在它與由》茲極面23形成的平面之間產(chǎn)生一個(gè)包 圍/f茲心6的自由空間24。
自由空間24用于至少部分地接收一個(gè)例如按照?qǐng)D2構(gòu)成的傳感器頭9a。在圖4 (側(cè)視圖)的特定情況下，傳感器頭9a約一半處在自由空間 24中，而其另一半側(cè)向伸出繞組5。此外，與圖2相反，傳感器頭9a實(shí) 體上與電子裝置功能塊9b分開，而只有通過一條連接電纜25與它電氣 連接。由此可以將電子裝置功能塊9b與傳感器頭9a的位置無(wú)關(guān)地這樣 安裝在磁鐵裝置的一個(gè)實(shí)際上任意的位置上，以致電子裝置功能塊在磁 懸浮列車運(yùn)行時(shí)不必參與磁極22的運(yùn)動(dòng)。還可以借助一個(gè)適當(dāng)?shù)膹椈蓪?這樣地將電子裝置功能塊9b支承在磁極22或磁背箱8上(圖1 ),以 致使之受到保護(hù)免遭突然運(yùn)動(dòng)。由此確保位于其內(nèi)的電氣構(gòu)件的使用壽 命不受持續(xù)不斷的機(jī)械運(yùn)動(dòng)限制。此外，具有優(yōu)點(diǎn)的還在于，電子裝置 功能塊9b與磁極22的相對(duì)位置不是很嚴(yán)格，也就是說無(wú)需做調(diào)節(jié)工作。 最后，電子裝置功能塊9b在其與磁極22分開設(shè)置時(shí)，還可與另一些電 氣構(gòu)件組合。
根據(jù)本發(fā)明，傳感器頭9a集成到磁極22中并與其組合成一個(gè)單體 的結(jié)構(gòu)單元。這通過以下方法實(shí)現(xiàn)，即至少^磁心6和傳感器頭9a， ^f旦優(yōu) 選還有繞組5，在其按圖4所示的方式組合之后，用一個(gè)公共的防蝕層 26包圍，防護(hù)層在圖4和圖5中用虛線表示。由此帶來的優(yōu)點(diǎn)是，傳感 器頭9a只在生產(chǎn)磁才及22時(shí)才必須一次精確對(duì)準(zhǔn)磁才及面23并且在用一種 環(huán)氧樹脂混合物或類似物澆注成型之后保持與磁極面23的相對(duì)位置不 變。另外，由此實(shí)現(xiàn)了傳感器頭9a在將磁極22正確安裝在磁背箱8中 或上之后自動(dòng)占據(jù)其相對(duì)于磁極面23的正確位置，也就是說，即使對(duì)于 傳感器頭9a，也完全避免了繁瑣的事后要做的調(diào)節(jié)和固定工作。
如圖5所示，傳感器頭9a也向前稍微伸出磁極22的繞組5。由此出 現(xiàn)的可能性是，連接電纜25由傳感器頭9a向下暢通無(wú)阻地伸出。但另 外也可以使傳感器頭9a向前與磁心6的外面齊平地結(jié)束。確定傳感器頭 9a在各情況下的外形尺寸特別取決于現(xiàn)有可用空間，還取決于要容納一 個(gè)多大面積的示例性示出的測(cè)量線圏，以^^產(chǎn)生足夠強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)。
用 一個(gè)防蝕層包封在此感興趣類型的磁極原則上是已知的(例如DE 197 03 497 AI)。本發(fā)明的目的是可以類似的方式運(yùn)用這種已知方法， 必要時(shí)在采用適當(dāng)定位工具的情況下，在將磁極22放入注模之前，使傳感器頭9a以要求的方式定位。
圖6和7借助一個(gè)磁鐵裝置示出了本發(fā)明的笫二實(shí)施例，磁鐵裝置 帶有三個(gè)磁極22a、 22b和22c，其中相同部分用與圖4和圖5相同的標(biāo) 記表示并附加地用字母"a"、"b"和"c"表示，遮蓋線用虛線表示。
由圖6可看出，》茲極22a包括一個(gè)不茲心6a、 一個(gè)繞組5a和一個(gè)傳感 器頭9a，完全如圖4的磁極22那樣構(gòu)成。傳感器頭9a的在圖4所示的、 (向左)伸出繞組5 —半的部分在圖6中位于磁^^裝置的向左隨后相鄰 的磁極22b的一個(gè)相應(yīng)于自由空間24的、面對(duì)磁極22a的自由空間內(nèi)。 傳感器頭9a的這個(gè)部分不需要與磁極22b連接，因?yàn)閭鞲衅黝^9a與磁 極22a固定連接并且兩個(gè)磁極22a、22b定位精確地安裝在磁背箱8中(圖 1)。此外，圖6還示出，包括一個(gè)磁心6b、 一個(gè)繞組5b和一個(gè)另外的 傳感器頭9a的磁極22b與磁極22a構(gòu)成完全相同。為清楚起見，在圖6 中用比普通部分更粗的線條勾畫了兩個(gè)磁極22a、 22b的輪廓。由此可以 看出，磁極22b的傳感器頭9a同樣一半向左伸出繞組5b，以便能以一 種相應(yīng)交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)方式向左連接一個(gè)另外的磁極。
圖6和圖7中，為避免含糊不清，沒有示出一方面包圍所述部分5a、 6a和9b而另 一方面包圍所述部分5b、 6b和9a并且連接成一個(gè)固定的、 統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)單元的防蝕層26。
由圖l可看出，按照?qǐng)D6的裝置主要示出了在應(yīng)用本發(fā)明的情況下 在一個(gè)具有十二個(gè)磁極4的磁鐵裝置的右端部上發(fā)生的情形。因此，如 果與圖1相似，在圖6向左的磁極22b上連接一些另外的沒有傳感器9 的磁極(例如22c)，那么合乎目的的是，圖6最左邊留出的下一個(gè)磁極 22c的自由空間就設(shè)置一個(gè)一直延伸到相應(yīng)磁極面23c的、用虛線表示的 由磁中性材料制成的填塊27。接下來的在圖6中未示出的各磁極然后將 分別具有一個(gè)繞組，該繞組向上大致一直延伸到相應(yīng)的磁極面為止，因 為對(duì)于這些磁極來說不再需要自由空間24。在這種情況下，填塊27跨接 一個(gè)在磁極22c和下一個(gè)磁極之間形成的級(jí)(Stufe)。
在圖1所示的磁鐵裝置的左端部上可以設(shè)置相應(yīng)的傳感器，它們的 傳感器頭9a例如向右伸出所屬的繞組。
8合乎目的的是，按照?qǐng)D6的傳感器具單獨(dú)為它們配設(shè)的電子裝置功 能塊9b。這些電子裝置功能塊設(shè)置在各自的磁鐵裝置的前面上并且覆蓋 兩個(gè)相鄰接的磁極22a、 22b或22b、 22c的繞組的相互面對(duì)的部分。按 照與圖5類似的圖7是一個(gè)單個(gè)磁極22b的側(cè)視圖，這里的電子裝置功 能塊9b雖然直接設(shè)置在相關(guān)的傳感器頭9a下面，但如圖4和圖5所示 那樣實(shí)體上與傳感器頭9a分開，而只是通過圖中未示出的連接電纜與其 電氣連接。因此，就是在本實(shí)施例中，電子裝置功能塊9b也可彈性支承 而不影響傳感器頭9a的功能。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，可以多種方式進(jìn)行改變。特別是由附 圖可以得出，每個(gè)磁鐵裝置的磁極數(shù)量可以在很大范圍內(nèi)變化。除了至 少一個(gè)設(shè)有一個(gè)傳感器9的磁極22之外，還可以存在具有或不具有傳感 器的另外的磁極22b、 22c。就是在一個(gè)磁鐵裝置內(nèi)設(shè)有一個(gè)傳感器的那 些磁極的數(shù)量也可依據(jù)各個(gè)情況做出不同選擇。在這種情況下，可既涉 及用于功能"支承"的磁鐵裝置，又涉及用于功能"導(dǎo)引"的磁鐵裝置。 另外很清楚的是，與圖4和圖7相反，傳感器頭9a不一定由一個(gè)裝入兩 個(gè)相鄰的磁極的相互面對(duì)的自由空間中的單一部分構(gòu)成(圖6)，而是 可以由兩個(gè)或多個(gè)相互電氣連接的部分構(gòu)成，其中例如在圖4中， 一個(gè) 設(shè)置在磁心6左側(cè)(和/或后面)的自由空間24中，而另一個(gè)設(shè)置在萬(wàn)茲 心6右側(cè)(和/或后面)的自由空間24中。在這種情況下，傳感器頭9a 優(yōu)選總體上四周與相關(guān)的繞組5的外表面齊平地結(jié)束。然而， 一般情況 下，傳感器部分在磁心6前或后的配置只在與磁心6配合作用的反作用 軌以相應(yīng)方式向前或向后伸出磁心6時(shí)才有意義。另外很清楚的是，上 述磁鐵裝置在需要時(shí)可以設(shè)置附加構(gòu)件。屬于此類的例如有在其下面磁 性連接相鄰磁心6a、 6b或6b、 6c的普通的磁背28 (圖6和圖7 )和/或 沉埋配置在磁極面23內(nèi)的、直線發(fā)電機(jī)的用于產(chǎn)生電流的繞組。最后可 以理解的是，也可以與上述和圖示的組合不同地應(yīng)用不同的部分。
權(quán)利要求
1. 用于磁懸浮列車的磁鐵裝置，具有至少一個(gè)磁極(22、22a、22b、22c)和至少一個(gè)傳感器(9)，磁極具有一個(gè)確定一個(gè)磁極面(23、23a、23b、23c)的磁心(6、6a、6b、6c)和一個(gè)為了形成一個(gè)自由空間(24)而相對(duì)于磁極面(23、23a、23b、23c)錯(cuò)后的繞組(5、5a、5b、5c)，傳感器用于測(cè)定磁極面(23、23a、23b、23c)距一個(gè)用于磁懸浮列車的反作用軌的距離，其中傳感器(9)具有一個(gè)至少局部設(shè)置在自由空間(24)中的包含的傳感器頭(9a)和一個(gè)電子裝置功能塊(9b)，其特征在于，傳感器頭(9a)實(shí)體上與電子裝置功能塊(9b)分開，而與磁心(6、6a、6b)一起組合成一個(gè)單體的、用一個(gè)公共的防蝕層(26)包圍的結(jié)構(gòu)單元。
2. 按照權(quán)利要求l所述的磁鐵裝置，其特征在于，傳感器頭(9a) 與磁心(6、 6a、 6b)和繞組(5、 5a、 5b) —起組合成所述結(jié)構(gòu)單元。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的磁鐵裝置，其特征在于，該磁鐵裝置 具有至少兩個(gè)相鄰的磁極(22a、 22b)，它們具有相互面對(duì)的自由空間(24),并且傳感器頭(9a)分別大約一半^L置在兩個(gè)自由空間的每一 個(gè)巾。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的磁鐵裝置，其特征在于，傳感器頭(9a ) 具有至少兩個(gè)部分，它們?cè)O(shè)置在一個(gè)屬于同一磁極(22、 22a、 22b)的 磁心(6、 6a、 6b)的不同的側(cè)面上。
5. 按照權(quán)利要求l至4所述的磁鐵裝置，其特征在于，電子裝置功 能塊(9b)被彈性地支承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁懸浮列車的磁鐵裝置，它具有至少一個(gè)磁極(22)，磁極具有一個(gè)確定一個(gè)磁極面(23)的磁心(6)和一個(gè)為了形成一個(gè)自由空間(24)而相對(duì)于磁極面(23)錯(cuò)后的繞組(5)。磁極(22)設(shè)有至少一個(gè)傳感器，該傳感器含有一個(gè)至少局部設(shè)置在自由空間(24)中的傳感器頭(9a)和一個(gè)電子裝置功能塊(9b)。根據(jù)本發(fā)明，傳感器頭(9a)實(shí)體上與電子裝置功能塊(9b)分開，而與磁心(6)一起組合成一個(gè)單體的、用一個(gè)公共防蝕層(26)包圍的結(jié)構(gòu)單元。
文檔編號(hào)B60L13/08GK101505993SQ200780031718
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者F·勒澤, J·弗朗茨黑爾德, 鄭清華 申請(qǐng)人:蒂森克魯伯快速運(yùn)輸有限公司