專利名稱：用于功能性平面的支撐件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于磁懸浮車輛的軌道的功能性平面梁(functional plane beam)。該軌道由包括主梁的軌道支撐部件構成，該主梁插入在兩個功能性平面梁之間。因此，基于此，所述功能性平面梁限定了軌道，即磁懸浮鐵路的路線，或者換言之，快速磁性鐵軌。
背景技術：
快速磁性鐵軌形成了均為非接觸方式的支撐、引導和驅動系統(tǒng)?；陔姶艖腋〉脑?，采用縱向定子線性電機。在該應用中，長定子線性電機與沿著行駛方向纏繞的電動機相對應。該線性電機產(chǎn)生沿著整個軌道的長度延伸的電磁場而不是旋轉磁場。借助于電子控制系統(tǒng)，磁懸浮車輛懸浮在軌道的上表面上方大約10mm處。通過使磁場反向，車輛可以在無需接觸的情況下制動或加速。在該操作中，將驅動主要部件(具體指定子包)嵌入到軌道中。為了容納所述定子包，所述功能性平面梁承擔承載、導向和提升車輛的主要操作。另外，功能性平面梁例如通過在主梁上的連接托架來傳導所有的工作負載，而連接托架通過支柱和底座將所述負載傳遞到地面。
圖5示出了一個常規(guī)的功能性平面梁。為了實現(xiàn)其期望，該功能性平面梁具有面向上方的滑動表面，如果完全斷開驅動(即，電流供應)，則磁懸浮車輛可在該滑動表面上滑動。在這種情況下，磁懸浮車輛自身支撐在專門的滑動元件上以與所述滑動表面相配合，并且沿著其滑動直到逐漸靜止。側向引導凸緣用于磁懸浮車輛的側向引導，所述側向引導凸緣具有沿著行駛方向延伸并垂直于所述滑動表面對齊的活動表面。由磁懸浮車輛的導瓦中的導向磁鐵實現(xiàn)所述導向，所述導瓦布置在所述側向引導凸緣附近。
定子包布置在功能性平面梁的下部區(qū)域中，所述定子包提升并驅動車輛。這些定子包布置成，使得它們通過設置在導瓦中的基本組磁鐵來提升車輛，它們在導瓦中拉動磁鐵。由于在該區(qū)域中，僅允許最小可能的間隙，因此定子包且因此功能性平面梁自身特別對準并固定。
最后，功能性平面梁自身調節(jié)并緊固在面向主梁的安裝表面上。盡管在功能性平面梁的情況下鋼因為公差原因而證實其自身有效，但是單獨的主梁在由鋼制成的情況下一樣，也可以由混凝土(混合梁結構)制成。
DE 19 735 471中所示出的懸掛系統(tǒng)過去成功地用作保持定子包的懸掛裝置。該懸掛系統(tǒng)將定子包設置成封裝在塑料中并使其裝配有沿橫向于行駛方向延伸的水平T形凹槽。另外，功能性平面梁具有所謂的定子承載部件，其在下面具有兩個平行的沿行駛方向延伸的梯形桿(橫梁)，這兩個梯形桿同樣具有沿橫向于行駛方向延伸的所述T形凹槽。所述凹槽間隔開與定子包相同的距離。
盡管在其制造期間所述凹槽布置在定子包中，但是因為形成定子包的各個金屬板為形成凹槽而承受沖壓，所以在定子承載部件中的其它凹槽根據(jù)定子包的所需定位而被機械研磨。通過凹槽配合來實現(xiàn)在定子包和定子承載部件之間的接合，這是由于承載部件的凹槽具有與定子包T形凹槽相同的輪廓。這樣，所述凹槽互補地接合，并且部件(即，定子和定子承載件)在限定的位置處結合在一起。這樣，該凹槽裝配通過螺紋連接到功能性平面梁上而被額外地固定。
DE 19 931 367還公知了另一種定子承載懸掛件，其中結合到定子包上的凹槽橫梁布置在兩個平行的腹板凸緣之間，所述腹板凸緣位于定子承載部件的下面并螺接在其上。這里通過平行于所述螺紋連接布置的固定銷來實現(xiàn)額外的固定。
上述兩個定子懸掛件固定的目的在于，當緊固裝置失效時，可以允許定子包進行一個限定的且可檢測的垂直位移，從而可以繼續(xù)使用軌道，并且可以使懸浮損失局部化。這例如可以對應于沿著軌道適當分布的傳感器來執(zhí)行。
該較多采用的方案的主要缺點在于，通過凹槽橫梁部件或者通過將其它插入件安裝到定子承載部件上而緊固定子包，這對于以機械方式實現(xiàn)并維持而言相對復雜。這種情況的缺點還在于，通過任何這種插入元件而大大地減少了可用的定子高度。
這在為了加速的目的而必須需要以高電流加載定子線圈的情況下尤為重要。然而，電流強度受到電導線的有效截面限制，并且伴隨著溫度升高。太高的電流將導致系統(tǒng)過熱。然而，因為定子包的有限高度，所以較大的導體截面是不可行的。整體高度較大的定子包僅可以在這種情況下安裝，其中功能性平面梁的輪廓將相應地增加。這種改變將因大量設計變動而受到阻礙，甚至包括車輛導瓦自身變動。另外，采用耐高溫材料也受到技術和經(jīng)濟原因的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功能性平面梁，其可以容納較大的定子包，即具有較高容量的定子包。在這些情況下，可以有其他優(yōu)點，例如簡化定子包的懸掛、安裝和對準，并且至少可以補償常規(guī)的功能性平面梁設計的缺點。
通過根據(jù)權利要求1設計的功能性平面梁來實現(xiàn)該目的。其中的原則是將定子包的懸掛件直接接合在定子主體自身中。這樣，可以完全使用定子包自身來完全填充定子的上表面和定子梁的下面之間有效的空間，定子梁在理論上自身可以延伸到遠至滑動表面。即使使用當前系統(tǒng)通常允許的有效空間，現(xiàn)在也可以獲得定子包，其中結合有兩個定子線圈而不只是一個定子線圈。
由此，可以獲得較高的加速度值，而不存在需要更大或者更復雜的定子線圈的缺點。另外，可以縮短加速周期，并且可以增加軌道可能的向上爬坡段，從而軌道輪廓可以更接近現(xiàn)有的地面輪廓。后者也可以簡化軌道的結構。
根據(jù)權利要求2、3實施例的結構涉及一種定子包，其被夾板保持在一起?？梢粤畠r地制造這種定子包，因為它們對密封具有較少的要求。在這種情況下，保持件自身可用于分散連接力。
在權利要求3、4中所述的方案涉及一種外殼，其首先吸收夾板之間的夾緊力，其次用作用于穿過的連接件(以下稱為“螺栓”)的封裝件。
該外殼使得可以精確調節(jié)定子包(即，定子梁)，基于此可以確定在其已調節(jié)的狀態(tài)下外殼自身的最終孔幾何形狀，從而可以通過所述螺栓來實現(xiàn)精確的位置固定。
根據(jù)權利要求6，可能的是，可以完全通過壓配合來固定定子包或者定子梁。
權利要求7和8涉及這樣的方案，其中在用于定子線圈的凹口形成得較深的情況下，可以防止定子金屬板展開。
根據(jù)權利要求9至11的改進方案涉及結構尤為簡單的且有利于固定的定子梁。
在權利要求12和13中可知用于附加的緊固和/或固定的實施方式的依據(jù)。
權利要求14涉及本發(fā)明的功能性平面梁，其中最重要的功能(即，承載、導向、驅動)僅結合在兩個核心部件中。根據(jù)權利要求15、16的實施方式涉及定子包的成形，這在定子包的雙側支撐失效的情況下提供了安全保障性，并同時生成可檢測的凹槽寬度移位信號，通過該信號可以使適當?shù)膫鞲衅髟谲壍郎系陌惭b局部化。


下面參照附圖更加詳細地描述并說明本發(fā)明。在附圖中圖1是本發(fā)明的功能性平面梁的立體圖；圖2是具有多余懸架的功能性平面梁的立體圖；圖3是通過本發(fā)明的功能性平面梁的剖視圖，并具有雙定子線圈；圖4表示沿行駛方向的定子包的凹槽和彈簧連接；以及圖5表示具有已知定子懸掛裝置的常規(guī)功能性平面梁。
具體實施例方式
圖1表示通過焊接結構而組裝成的功能性平面梁，其具有上凸緣3。上凸緣3的頂表面用作滑動表面2，該滑動表面沿行駛方向水平地延伸。在上凸緣3的外邊緣上設置有垂直側向引導凸緣4，其也沿著行駛方向延伸。安裝表面5是垂直凸緣6的表面，該安裝表面自身與側向引導凸緣4平行地延伸，并布置在軌道組件內(nèi)側。凸緣6及其安裝表面5用于連接到主梁7(參見圖3)上，并為了安裝目的而進一步穿有孔8。在凸緣6的下邊緣上緊固有定子梁9。定子梁9形成為倒U形，因此具有兩個側壁10。定子梁9的所述側壁10包含定子包11，該定子包由板狀金屬定子層壓板12構成，這些定子層壓板垂直對齊并且沿行駛方向延伸(圖3)。通過沖壓，首先限定用于定子線圈14(圖3)的凹口13，其次設置用于孔15(該孔沿橫向于行駛方向的方向穿過定子包)的位置，從而形成定子層壓板12。
如圖1中所示，通過對所述定子層壓板涂覆粘合劑并將其封裝在塑料澆注件中而將定子包11形成為塊件(block)。螺栓16提供了用于緊固到定子梁上的裝置，其中所述緊固件包括螺釘、帶螺紋的螺栓、筒形銷、定位銷等。螺栓16穿過定子包11的孔15和臨近的，在定子梁9的側凸緣10中的相應孔17。
上凸緣3、垂直凸緣6、定子梁9和側向引導凸緣4都恰當?shù)睾附釉谝黄?。為了加固，還焊接有橫向放置的肋板18和橫向拉桿18a。
通過連接件(adapter piecer)19來實現(xiàn)將整個功能性平面梁連接到主梁上，該連接件19如圖3中所示模制在主梁7中的相應固定支座20中。所述連接件19同樣可以以接合結構鋼部件(未示出)的常用方式連接到主梁7上。
為了連接功能性平面梁1，連接件19的向外延伸端面21可以被這樣加工，從而當連接功能性平面梁1的安裝表面5時，可以以對于兩個相應的功能性平面梁1所需的精度來構造用于磁懸浮車輛的軌道，所述功能性平面梁1安裝在主梁7的各個外側上。
在安裝過程中，相對于功能性平面梁1額外地調節(jié)定子包11，從而可以獲得應用于定子包11的作用表面22的所需的特別小的間隙。在圖1中所示的實施例顯示出，可以在定子包11的上側23和定子梁9的下側24之間存在有空閑空間，該空閑空間具有與常規(guī)的通過凹槽橫梁進行緊固的(圖5)幾乎相同的自由高度?，F(xiàn)在可以利用該空閑空間，因為現(xiàn)在定子包11填充了該空間并且螺栓16根據(jù)定子梁9的下側24被重新定位。用于定子線圈14的凹口13可以向內(nèi)延伸地更深，從而可以容納兩個定子線圈14，而不必改變功能性平面梁1的輪廓?？梢詮膱D2、3中推斷出該結構的原理。
圖2表示進一步改進的定子包11，其中定子層壓板12夾在兩個夾板25之間。所述夾緊力由連接元件26產(chǎn)生，所述連接元件26使它們自身以(一個或多個)螺栓16或者以附加的連接桿27為基座，所述螺栓穿過定子包和夾板。在這種情況下，也可以通過螺紋連接或者其它常規(guī)的方式來施加所述夾緊力。
在用于容納更多的定子線圈14的所述加深的凹口的情況下，克服了尤其在凹口13之間的凸起區(qū)域28中定子的層壓板12自身會松開的危險，這是因為在這些所述凸起區(qū)域28中安裝有附加的連接桿27。
還可以設置以類似于夾子的方式起作用的夾緊元件(未示出)，并且所述夾緊元件包圍凸起28而使它們自身不會凸出超過外表面，但是仍將定子薄板保持在一起。這些夾子可以同時用于容納并固定定子線圈14。
借助位于側部的托架(console)10a來實現(xiàn)圖2中定子包11的緊固，該托架10a與定子梁9一樣以U形容納區(qū)域沿周向包圍定子包11。在該功能中，側托架10a具有槽形切口，相應加長的螺栓16可以插入其中?？梢酝ㄟ^懸掛元件30(例如，由吊環(huán)螺栓31構成)將螺栓連接到定子梁9上，從而額外地固定以這種方式安裝的定子包11。選擇這些懸掛元件30的力的方向，從而使其可通過螺栓16將定子包11固定在指定插入位置。在根據(jù)圖2的實施例中，螺栓16自身延伸進入小孔31a中，并通過螺母32緊固在其中，從而吊環(huán)螺栓31b的螺紋卷繞部分自身接合到定子梁9中的槽33中，并且通過楔形物34和螺母31c固定在那里。該楔形物用于在螺栓16上施加水平力分量，通過該分量其將定子包11固定在指定位置。
圖3表示本發(fā)明的功能性平面梁1的附加實施例示例，其中功能結合到兩個主要元件35、36中。上凸緣3和側向引導凸緣4組合成單個角材35，而垂直凸緣6和定子梁9在具有側凸緣10的狀態(tài)下組合成T形結構部件，所述凸緣10至少部分地包圍定子包11。該T形部件也可以不帶有側凸緣10。在這種情況下，側托架10a和/或懸掛元件30(參見圖2)可以安裝在基本平坦的定子梁9上。同樣，其它結構元件布置也是可以的。例如，可以允許上凸緣3、垂直凸緣6和定子梁9組可形成為雙T形梁(未示出)，通過側向引導凸緣4將該雙T形梁封閉在形成軌道邊緣的側邊上。為了加固這種類型的結構，可以安裝肋板18和橫向拉桿18a。
圖3表示本發(fā)明的尤為有利的另一實施例。
在該示例中，存在定子包11，其層壓板12壓縮在兩個夾板25之間。在這種情況下，由穿過孔15的外殼37生成夾緊力。所述外殼37在其端部焊接到夾板25上。還可能的是，外殼37僅需要在其一端與夾板25焊接，而另一端通過套環(huán)和相應凹口(其沿孔15的方向延伸)而固定在另一夾板25中。通過螺栓38來實現(xiàn)定子梁9的懸掛，該螺栓38經(jīng)過安裝孔17和外殼37。可以特別簡單且安全地實現(xiàn)螺栓38的安裝，因為所述螺栓可以被冷卻(例如用液態(tài)氮)并因此以減小的尺寸插入。隨著周圍溫度變暖，由所述外殼37以及孔17實現(xiàn)壓縮座。這樣，在螺栓38和定子梁9，10之間，以及在螺栓38和外殼37之間形成壓配合連接。顯然，無需其它緊固元件。即使定子包的操作環(huán)境變暖所述壓縮座也不會松開，這是由于螺栓和定子包的溫度以彼此相同的速率增加。
通過適當?shù)慕Y構構造，外殼37可以允許后加工其內(nèi)表面，甚至在已經(jīng)組裝好了定子包11之后。這是有利的，因為例如通過磨損也不至于損壞定子層壓板，并因此在微調了定子包11的內(nèi)部位置之后，可以在單個工作操作中完成安裝孔17和通過外殼37的內(nèi)通道，并隨后僅需要使螺栓38穿過。當這些完成時，有利的是，僅需要在端部研磨或者碾磨安裝孔17以及外殼37中的通道。
圖4表示沿著行駛方向按順序布置的兩個定子包11的立體圖，它們被構造成具有橫向延伸的凹槽39，在凹槽39的端面處組合有橫向延伸的彈簧40。為了更好地觀察方向，還示出了用于定子線圈的凹口13。沒有示出容納孔、夾緊裝置和定子層壓板。在各個定子包11之間的凹槽與彈簧組合在定子包11緊固失效時提供了額外的安裝措施。這里涉及的是凹槽39，即相鄰定子包11的彈簧40。然后，發(fā)生懸掛失效的定子包11必須依靠寬度為b的裂縫的垂直組成部分，以在功能性平面梁1中移動。該位移可以通過適當?shù)膫鞲衅鳈z測到，所述傳感器然后發(fā)出局部化信號，通過該信號可以識別有缺陷的軌道段。在這種結構的情況下，在0.5和10mm之間的裂縫寬度b尤為有利。凹槽和彈簧組合的幾何形狀并不限于圖4中所示的梯形形狀。可以選擇任何結構元件形狀，其在彼此相鄰的定子包的垂直運動中允許形狀配合干涉。
權利要求
1.一種用于磁懸浮軌道的功能性平面梁，其中限定一個軌道的功能性平面梁(1)具有滑動表面(2)、側向引導凸緣(4)、定子梁(9、10、10a)和用于接合到主梁(7)上的安裝表面(5)，所述定子梁用于承載定子包(11)，該定子包由垂直的且行駛指向的定子層壓板(12)構成，其特征在于，所述定子包(11)具有孔(15)，該孔與所述層壓板(12)的垂直對準方向基本垂直地穿過所述層壓板，并且定子包(11)通過在定子梁(9、10、10a)上的穿透螺栓(16、38)而結合在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的功能性平面梁，其特征在于，所述定子包(11)通過在兩塊夾板(25)之間的規(guī)定夾緊力而壓在一起，這兩塊夾板與定子層壓板(12)基本平行地延伸，并且其中所述螺栓(16、38)也穿過夾板(25)。
3.根據(jù)權利要求2所述的功能性平面梁，其特征在于，所述夾緊力通過放置在螺栓(16)上的夾緊元件(26)而傳遞給夾板(25)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的功能性平面梁，其特征在于，所述夾緊力通過與螺栓(16、38)同軸延伸的外殼(37)被指向，所述外殼穿過定子包(11)和夾板(25)。
5.根據(jù)權利要求4所述的功能性平面梁，其特征在于，所述外殼(37)與一夾板(25)相焊接。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，在組裝期間，所述螺栓(16、38)通過定子包(11)和夾板(25)而與外殼(37)形成壓縮結合。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，所述定子包(11)在用于定子線圈(14)的凹口(13)之間的凸起區(qū)域(28)中具有額外的夾緊元件。
8.根據(jù)權利要求7所述的功能性平面梁，其特征在于，所述夾緊元件以類似于夾子的方式包圍凸起(28)和/或結合到定子層壓板(12)上，并且如果需要還結合到在連接桿(27)穿過區(qū)域中的夾板(25)上。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，所述定子梁(9、10、10a)構造成U形結構部件，并且螺栓(16、38)穿過其兩個臂(10)。
10.根據(jù)權利要求9所述的功能性平面梁，其特征在于，所述螺栓(16、38)與定子梁(9、10、10a)形成壓配合。
11.根據(jù)權利要求9所述的功能性平面梁，其特征在于，所述螺栓(16、38)自身接合在U形結構部件(10、10a)中的槽形切口中。
12.根據(jù)權利要求9至11中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，所述螺栓(16、38)通過額外懸掛件(30、31a、31b、31c、32、33、34)而結合到功能性平面梁上。
13.根據(jù)權利要求12所述的功能性平面梁，其特征在于，所述額外懸掛件(30、31a、31b、31c、32、33、34)設計成將螺栓(16、38)固定在其插入位置。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，所述功能性平面梁(1)由基本兩個滾軋結構形狀件(35、36)構成，具體包括結合有滑動表面(2)和側向引導凸緣(4)的結構角部件(35)以及T形部件(36)，該T形部件(36)承載安裝表面(5)和定子梁(9、10)。
15.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能性平面梁，其特征在于，在定子包(11)的一端面中構造有橫向于行駛方向延伸的水平凹槽(39)，而在其相對端面中，構造有定位成橫向于行駛方向的水平彈簧(40)，從而通過按順序地布置定子包(11)，在所述凹槽(39)中的彈簧(40)與相應相鄰的定子包(11)接合。
16.根據(jù)權利要求15所述的功能性平面梁，其特征在于，所述凹槽(39)和彈簧(40)之間具有寬度為b的間隔距離，所述距離的寬度在0.5和10mm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁懸浮軌道的功能性平面的支撐件(1)。在該軌道中包括的定子包(11)以特別緊湊且有益生產(chǎn)的方式懸掛在定子支撐帶(9)上，該定子包通過布置在其中的孔(15)和穿過所述孔(15)的保持元件(16、38)而連接到定子支撐帶(9、10)上。借助于額外懸掛件(30，…，34)和/或通過為定子包(11)的面向行駛方向的表面提供一輪廓而在相鄰定子包(11)之間形成非剛性連接，從而可以多余的方式固定所述定子包(11)。
文檔編號E01B25/32GK1711396SQ200380103258
公開日2005年12月21日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權日2002年11月14日
發(fā)明者于爾根·費克斯, 羅曼·布林卡 申請人:Cbp導軌系統(tǒng)有限公司