ходовой путь для дороги на магнитной подвеске с линейным приводом с удлиненным статором, а также набор комплектующих элементов и способ сооружения ходового пути

Формула изобретения

1. Ходовой путь для дороги на магнитной подвеске с имеющим, по меньшей мере, два параллельных статора линейным приводом с удлиненным статором, содержащий множество расположенных вдоль трассы, предназначенных для образования прямых и изогнутых участков ходового пути балок (1) и смонтированных на балках (1) статорных участков, которые расположены вдоль параллельных, соответствующих им, отрезков пространственных кривых и составлены из прямых крайних статорных пакетов (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f), и расположенных между ними также прямых средних статорных пакетов (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e), которые в зоне изогнутых участков ходового пути уложены с образованием наружных и внутренних статорных участков (6, 7, 26, 27) в виде ломаной и отделены друг от друга зазорами (23, 24), причем крайние статорные пакеты (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) и средние статорные пакеты (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) имеют заданный по отношению к лежащей между обоими отрезками воображаемой пространственной кривой (2) шаг (16) зубец/паз, а также различные "идеальные" длины, которые отличаются друг от друга на дробные части шага (16) зубец/паз, отличающийся тем, что средние статорные пакеты (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) имеют соответственно «идеальную» длину, которая складывается из длины, определяемой их пакетами (28) железа, на каждом из обоих концов - длины, определяемой покрытием (29), и длины, определяемой монтажными зазорами (23, 24), при этом средние статорные пакеты (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e), по меньшей мере, на одном наружном или внутреннем статорном участке (6, 7, 26, 27) с учетом их различной "идеальной" длины так скомбинированы друг с другом, что общий "реальный" зазор между крайними статорными пакетами (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) и средними статорными пакетами (6b-e; 7b-e; 26b-e; 27b-e) этого статорного участка (6, 7, 26, 27), определяемый в виде разницы между длиной соответствующего этому статорному участку (6, 7, 26, 27) отрезка пространственной кривой (8, 9) и суммой «идеальных» длин, содержащихся на этом статорном участке (6, 7, 26, 27) крайних статорных пакетов (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) и средних статорных пакетов (6b-e; 7b-e; 26 b-e; 27b-e), имеет минимально возможную ширину.

2. Ходовой путь по п.1, отличающийся тем, что средние статорные пакеты содержат "первые" статорные пакеты (6с, 26b-e; 27b, с, е) с "идеальной" длиной, которая соответствует целому кратному шага (16) зубец/паз.

3. Ходовой путь по п.2, отличающийся тем, что средние статорные пакеты содержат "вторые" и "третьи" статорные пакеты (6b,d,e, 7b-e; 27d), "идеальная" длина которых на дробную часть шага (16) зубец/паз больше и, соответственно, меньше длин "первых" статорных пакетов (6с, 26b-e; 27b, с, е).

4. Ходовой путь по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что балки (1) уложены между точками (18, 19) пространственной кривой (2), которые расположены друг от друга на расстоянии, соответствующем целому кратному шага (16) зубец/паз.

5. Ходовой путь по п.4, отличающийся тем, что расстояние между точками (18, 19) преимущественно также соответствует целому кратному "идеальных" длин "первых" статорных пакетов (6с, 26b-e; 27b,c,e).

6. Ходовой путь по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что между граничащими друг с другом в направлении трассы статорными участками двух балок (1) предусмотрены соответствующие расширительные зазоры (20а, 21а) и соответствующие им крайние статорные пакеты (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) имеют "идеальную" длину, которая складывается из длины, определяемой их пакетами (28) железа, длины, определяемой покрытием (29), а также на одном конце - длины, определяемой монтажным зазором (23, 24), а на другом конце - длины, определяемой расширительным зазором (20а, 21а), при этом крайние статорные пакеты (6a,f; 7a,f; 26a,f; 27a,f) имеют «реальную» длину, которая на дробную часть шага (16) зубец/паз меньше длины "первых" статорных пакетов (6с, 26b-e; 27b, с, е).

7. Ходовой путь по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что между граничащими друг с другом в направлении трассы статорными участками двух балок (1) предусмотрены соответствующие расширительные зазоры (20а, 21а) и соответствующие им крайние статорные пакеты укорочены на один шаг (16) зубец/паз по сравнению с "первыми" статорными пакетами (6с, 26b-e; 27b,c,e).

8. Ходовой путь по любому из пп.4-7, отличающийся тем, что точки (18, 19) лежат в плоскостях (11, 12), направленных перпендикулярно пространственной кривой (2).

9. Ходовой путь по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что "вторые" и "третьи" статорные пакеты (6b, d, e, соответственно, 7b-e, 27d) и крайние статорные пакеты (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) имеют шаг (16) зубец/паз, соответствующий шагу (16) зубец/паз "первых" статорных пакетов (6с, 26b, d, e; 27b, с, e), а наибольшая или наименьшая "идеальная" длина получается за счет соответствующего удлинения или укорачивания последних зубцов (17b, с).

10. Ходовой путь по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что "вторые" и "третьи" статорные пакеты и крайние статорные пакеты имеют шаг зубец/паз, который на размер, соответствующий их наибольшей или наименьшей "идеальной" длине, больше и, соответственно, меньше шага зубец/паз "первых" статорных пакетов (6с, 26b-e; 27b, с, e).

11. Ходовой путь по любому из пп.3-8, отличающийся тем, что "вторые" и "третьи" статорные пакеты и крайние статорные пакеты при неизменной ширине пазов имеют ширину зубцов, которая на размер, соответствующий их наибольшей или наименьшей "идеальной" длине, больше и, соответственно, меньше ширины зубцов "первых" статорных пакетов.

12. Ходовой путь по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что он изготовлен с применением выбранного числа типов серийных балок с различными длинами, каждая из которых расположена между точками (18, 19), расстояния между которыми соответствуют различным целым кратным шага (16) зубец/паз и различным целым кратным "первых" статорных пакетов (6с, 26b-e; 27b, с, е).

13. Ходовой путь по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что "вторые" статорные пакеты (6b, d, e) предусмотрены только внутри наружных статорных участков (6, 26) и "третьи" статорные пакеты (7b-e, 27d) -только внутри внутренних статорных участков (7, 27).

14. Ходовой путь по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что крайние статорные пакеты (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) и средние статорные пакеты (6b-е; 7b-e; 26b-e; 27b-е) внутри наружных и внутренних статорных участков (6, 7, 26, 27) так комбинируются друг с другом, что 1 мм G2 мм, где G является разностью между длинами соответствующих статорным участкам (6, 7, 26, 27) отрезков пространственных кривых и суммой "идеальных" длин содержащихся в статорных участках (6, 7, 26, 27) крайних статорных пакетов (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27a, f) и средних статорных пакетов (6b-е; 7b-e; 26b-e; 27b-е).

15. Набор комплектующих элементов для сооружения ходовых путей для дороги на магнитной подвеске с имеющим, по меньшей мере, два параллельных статора, линейным электродвигателем с удлиненным статором, отличающийся тем, что он содержит множество статорных пакетов (6b-е; 7b-e; 26b-e; 27b-е), крайних статорных пакетов (6а, f; 7a, f; 26a, f; 27а, f) и серийных балок по любому из пп.1-14.

16. Способ сооружения ходового пути для дороги на магнитной подвеске с изогнутыми и прямыми участками ходового пути, которые образуют, по меньшей мере, две колеи (31, 32), снабжены статорами для каждого линейного электродвигателя с удлиненным статором для каждой колеи и имеют в соответствии с их изгибами наружные и внутренние участки колеи, причем вдоль заданной трассы двух колей (31, 32), соответствующих пространственным кривым (2а, 2b), устанавливают, по меньшей мере, одну первую и одну вторую обязательные точки (33, 34) и расположенный между ними проектируемый участок (35), вдоль проектируемого участка (35) предусматривают балки (36, 37, 44-49) и их опоры для ходового пути, а также статоры, и снабжают балки (36, 37, 44-49) образующими статоры статорными пакетами, отличающийся тем, что расстояние между двумя обязательными точками (33, 34) устанавливают так, что пространственная кривая (2а) той колеи (31), которая граничит наружным участком колеи со второй обязательной точкой (34), имеет длину, которая соответствует целому кратному выбранного шага (16) зубец/паз для ходового пути, что дополнительно, начиная у первой обязательной точки (33), вдоль соответствующих наружных участков колеи располагают серийные балки (36, 37, 46, 48) из набора комплектующих элементов по п.15, в то время как вдоль соответствующих внутренних участков колеи располагают балки (44, 45, 47, 49), которые укорочены по сравнению с серийными балками (36, 37, 46, 48) на целое кратное шага (16) зубец/паз, причем укорачивание этих балок (44, 45, 47, 49) осуществляют так, что их концы относительно концов соответствующей серийной балки (36, 37, 46, 48) наружного участка колеи сдвинуты не более чем на половину шага зубец/паз, и что все балки (36, 37, 44-49) снабжают статорными пакетами и крайними статорными пакетами из набора комплектующих элементов по п.15.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в случае, когда последняя балка (48) граничащего со второй обязательной точкой (34) наружного участка колеи имеет длину, выходящую за вторую обязательную точку (34), ее укорачивают на целое кратное шага (16) зубец/паз, так что она без сдвига граничит со второй обязательной точкой (34).

18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что при достижении точки (38) изменения направления кривизны пересекающую ее серийную балку (37) укладывают только тогда вдоль наружного перед точкой (38) изменения направления кривизны участка колеи, когда она переходит точку (38) изменения направления кривизны не больше, чем на половину своей длины, в противном случае ее располагают на том участке колеи, который лежит снаружи за точкой (38) изменения направления кривизны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ходовому пути указанного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения типа, а также к набору комплектующих элементов и к способу его сооружения согласно ограничительной части пункта 16 формулы изобретения.

Ходовые пути и наборы комплектующих элементов такого типа уже известны (DE 3928277 С2, DE 3928278 С2). Ходовые пути могут сооружаться с балками из бетона или стали, а также при необходимости на стойках или вблизи поверхности земли. На балки, которые расположены друг за другом в направлении заданной трассы, монтируют все необходимые для работы дороги на магнитной подвеске комплектующие части. Это относится, в частности, к боковым направляющим рельсам, необходимым для направления подвижного состава дороги на магнитной подвеске, а также к необходимым для опоры и привода индуктивным рельсам в виде статорных пакетов, функциональные поверхности которых должны находиться точно на пространственных кривых, заданных трассой.

Для облегчения сооружения такого ходового пути комплектующие части, в частности статорные пакеты, состоят из линейных компонентов, которые внутри изогнутого участка ходового пути приближаются к соответствующей пространственной кривой в виде ломаной линии. Возникающие за счет этого отклонения от идеальной линии очень незначительны, поскольку радиусы закругления ходовых путей по причинам конструкции подвижного состава не могут быть меньше примерно 350 м.

Выполненные, как правило, на нижней стороне ходового пути функциональные поверхности статорных пакетов служат в соединении с расположенными на единице подвижного состава несущими магнитами для создания необходимого для бесконтактной подвески магнитного поля между единицей подвижного состава и путем движения. Кроме того, статорные пакеты дороги на магнитной подвеске с линейным приводом с удлиненным статором в большинстве случаев также на нижней стороне снабжены чередующимися зубцами и пазами, в которые укладывают создающую бегущее магнитное поле обмотку однофазного или многофазного переменного тока (DE 19620221 A1), которая служит для создания бегущего магнитного поля, необходимого для привода дороги на магнитной подвеске. При этом обычно на обеих сторонах единицы подвижного состава предусмотрены идентичные линейные приводы и поэтому каждую колею ходового пути снабжают двумя параллельными статорами. За счет этого возникают две раздельные, однако механически фиксированные относительно друг друга приводные системы. Для того чтобы они могли развивать одинаковые силы тяги, необходимо, чтобы модульная сетка пазов статора на обеих сторонах была идентичной и проходила синхронно относительно воображаемой средней линии, расположенной между обеими соответствующими пространственными кривыми, т.е. обе статорные стороны должны быть идентичны и иметь одинаковый шаг зубец/паз по всей длине ходового пути.

Внутри изогнутых участков ходового пути возникает проблема, связанная с тем, что пространственные кривые обоих статоров на основе их удаления друг от друга имеют различную длину, т.е. проходящая вдоль внутренней стороны изгиба пространственная кривая короче пространственной кривой, проходящей вдоль наружной стороны того же изгиба. До настоящего времени эту проблему решали за счет того, что либо применяли статорные пакеты равной длины и укладывали наружные статорные пакеты с большими материальными зазорами, чем внутренние статорные пакеты, либо выполняли наружные статорные пакеты более длинными, чем внутренние статорные пакеты.

Применение статорных пакетов одинаковой длины предпочтительно по конструктивным и стоимостным причинам, однако имеет недостатки. Они состоят, например, в том, что различные по величине зазоры препятствуют идеальному распределению магнитного поля удлиненного статора. Поскольку отдельные статорные пакеты сравнительно короткие (например, 1000-2000 мм), то это приводит при движении по ним к быстрым периодическим изменениям сил, с помощью которых единица подвижного состава удерживается в подвешенном состоянии, в результате чего части ходового пути или единицы подвижного состава могут приводиться в состояние колебаний. Эти колебания не только сокращают срок службы всех элементов ходового пути и единицы подвижного состава, но также отрицательно влияют на комфорт и шум при движении. За счет применения более длинных наружных статорных пакетов эту проблему принципиально можно устранить, однако, это связано с тем недостатком, что для всех радиусов кривизны, начиная с примерно 350 м, необходимо изготавливать особые статорные пакеты, что нежелательно с точки зрения стоимости. Поэтому на практике только выбранным диапазонам радиусов изгиба соответствуют статорные пакеты с соответственно подогнанными длинами, так что при использовании этого метода также приходится учитывать, по меньшей мере частично, большую ширину зазоров.

К этому добавляется то, что для ходовых путей интересующего в данном случае типа желательно для предотвращения слишком быстрой коррозии покрывать набранные из отдельных металлических листов статорные пакеты антикоррозионным слоем, толщиной, например, до двух миллиметров. Однако, с точки зрения магнитного поля, это приводит к тому, что к упомянутому материальному зазору еще добавляется зазор, обусловленный защитным слоем, так что важные для опоры и движения единицы подвижного состава, магнитные зазоры становятся намного больше, чем чисто материальные зазоры, возникающие между смежными торцевыми сторонами статорных пакетов. Поэтому материальные зазоры необходимо выдерживать максимально малыми.

Проблема величины магнитных зазоров проявляется еще сильнее, если речь идет об изготовлении ходовых путей с, по меньшей мере, двумя колеями, например, с прямой и обратной колеями. В этом случае на изогнутых участках ходового пути различия между длинами наиболее внутренних отрезков пространственной кривой и наиболее наружных отрезков пространственной кривой становятся еще больше, что приводит к тому, что при применении одинаковых статорных пакетов и балок необходимо учитывать сдвиг между обеими колеями или принимать особые меры, например отклонения от выбранного шага зубец/паз, которые дополнительно ухудшают характеристики движения и несущие свойства.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача создания таких ходовых путей и набора комплектующих элементов указанного в начале типа, чтобы при применении статорных пакетов с лишь незначительно различной длиной в значительной степени исключить периодические изменения несущих сил при переезде через них. Кроме того, необходимо создать экономически выгодный способ сооружения ходовых путей, который, в частности, пригоден для сооружения ходовых путей с двумя или более колеями при применении одинаковых статорных пакетов и меньшего количества серийных балок без возникновения нежелательно большого сдвига между колеями или других помех.

Поставленная задача решается тем, что ходовой путь для дороги на магнитной подвеске с имеющим, по меньшей мере, два параллельных статора линейным приводом с удлиненным статором, содержащий множество расположенных вдоль трассы, предназначенных для образования прямых и изогнутых участков ходового пути балок и смонтированных на балках статорных участков, которые расположены вдоль параллельных соответствующих им отрезков пространственных кривых и составлены из прямых крайних статорных пакетов и расположенных между ними также прямых средних статорных пакетов, которые в зоне изогнутых участков ходового пути уложены с образованием наружных и внутренних статорных участков в виде ломаной линии и отделены друг от друга зазорами, причем крайние статорные пакеты и средние статорные пакеты имеют заданный относительно лежащей между обеими отрезками воображаемой пространственной кривой шаг зубец/паз, а также различные «идеальные» длины, которые отличаются друг от друга на дробные части шага зубец/паз, причем средние статорные пакеты в, по меньшей мере, одном наружном или внутреннем статорном участке с учетом их различной «идеальной» длины так скомбинированы друг с другом, что общий «материальный» зазор между крайними статорными пакетами и средними статорными пакетами этого статорного участка, определяемый в виде разницы между длиной соответствующего этому статорному участку отрезка пространственной кривой и суммой «идеальных» длин содержащихся на этом статорном участке крайних статорных пакетов и средних статорных пакетов, имеет минимально возможную ширину. Предпочтительным является то, что средние статорные пакеты содержат «первые» статорные пакеты с «идеальной» длиной, которая соответствует целому кратному шага зубец/паз, причем средние статорные пакеты содержат «вторые» и «третьи» статорные пакеты, «идеальная» длина которых на дробную часть шага зубец/паз больше, соответственно, меньше длин «первых» статорных пакетов.

Целесообразным является то, что балки уложены между точками пространственной кривой, которые расположены друг от друга на расстоянии, которые соответствуют целому кратному шага зубец/паз, а расстояния между точками, в большинстве, также соответствуют целому кратному «идеальных» длин «первых» статорных пакетов.

Согласно изобретению между граничащими друг с другом в направлении трассы статорными участками двух балок предусмотрены соответствующие расширительные зазоры и соответствующие им крайние статорные пакеты с учетом величины расширительных зазоров имеют «материальную» длину, которая на дробную часть шага зубец/паз меньше длины «первых» статорных пакетов, причем между граничащими друг с другом в направлении трассы статорными участками двух балок предусмотрены соответствующие расширительные зазоры и соответствующие им крайние статорные пакеты укорочены на один шаг зубец/паз по сравнению с «первыми» статорными пакетами, а точки лежат в плоскостях, направленных перпендикулярно пространственной кривой. «Вторые» и «третьи» статорные пакеты и крайние статорные пакеты имеют шаг зубец/паз, соответствующий шагу зубец/паз «первых» статорных пакетов, а наибольшая или наименьшая «идеальная» длина получается за счет соответствующего удлинения, соответственно, укорачивания последних зубцов.

Предпочтительным является то, что «вторые» и «третьи» статорные пакеты и крайние статорные пакеты имеют шаг зубец/паз, который на размер, соответствующий их наибольшей или наименьшей «идеальной» длине, больше, соответственно, меньше шага зубец/паз «первых» статорных пакетов, причем «вторые» и «третьи» статорные пакеты и крайние статорные пакеты при неизменной ширине пазов имеют ширину зубцов, которая на размер, соответствующий их наибольшей, соответственно, наименьшей «идеальной» длине, больше, соответственно, меньше ширины зубцов «первых» статорных пакетов.

Целесообразным является то, что ходовой путь изготовлен с применением выбранного небольшого числа типов балок серийных балок с различными длинами, каждая из которых расположена между точками, расстояния между которыми соответствуют различным целым кратным шага зубец/паз и различным целым кратным «первых» статорных пакетов, причем «вторые» статорные пакеты предусмотрены только внутри наружных статорных участков и «третьи» статорные пакеты - только внутри внутренних статорных участков, а крайние статорные пакеты и средние статорные пакеты внутри наружных и внутренних статорных участков так комбинируются друг с другом, что 1 мм G <2 мм, где G является разностью между длинами соответствующих статорным участкам отрезков пространственных кривых и суммой «идеальных» длин содержащихся в статорных участках крайних статорных пакетов и средних статорных пакетов.

Поставленная задача решается тем, что набор комплектующих элементов для сооружения ходовых путей для дороги на магнитной подвеске с имеющим, по меньшей мере, два параллельных статора с линейным электродвигателем с удлиненным статором, причем он содержит множество статорных пакетов, крайних статорных пакетов и серийных балок.

Поставленная задача также решается тем, что способ сооружения ходового пути для дороги на магнитной подвеске с изогнутыми и прямыми участками ходового пути, которые образуют, по меньшей мере, две колеи, снабжены статорами для каждого линейного электродвигателя с удлиненным статором для каждой колеи и имеют в соответствии с их изгибами наружные и внутренние участки колеи, причем вдоль заданной трассы двух колей, соответствующих пространственным кривым, устанавливают, по меньшей мере, одну первую и одну вторую обязательные точки и расположенный между ними проектируемый участок, вдоль проектируемого участка предусматривают балки и их опоры для ходового пути, а также статоры, и снабжают балки образующими статоры статорными пакетами, причем расстояние между двумя обязательными точками устанавливают так, что пространственная кривая той колеи, которая граничит наружным участком колеи с второй обязательной точкой, имеет длину, которая соответствует целому кратному выбранного шага зубец/паз для ходового пути, что дополнительно, начиная у первой обязательной точки вдоль соответствующих наружных участков колеи располагают серийные балки из набора комплектующих элементов, в то время как вдоль соответствующих внутренних участков колеи располагают балки, которые укорочены по сравнению с серийными балками на целое кратное шага зубец/паз и укорачивание этих балок осуществляют так, что их концы относительно концов соответствующей серийной балки наружного участка колеи максимально сдвинуты на половину шага зубец/паз и что все балки снабжают статорными пакетами и крайними статорными пакетами из набора комплектующих элементов.

Предпочтительным является то, что в случае, когда последняя балка граничащего со второй обязательной точкой наружного участка колеи имеет длину, выходящую за вторую обязательную точку, ее укорачивают на целое кратное шага зубец/паз, так что она без сдвига граничит со второй обязательной точкой.

Целесообразным является то, что при достижении точки изменения направления кривизны пересекающую ее серийную балку укладывают только тогда вдоль наружного перед точкой изменения направления кривизны участка колеи, когда она переходит точку изменения направления кривизны не больше, чем на половину своей длины, в противном случае ее располагают на том участке колеи, который лежит снаружи за точкой изменения направления кривизны.

Изобретение основано на понимании того, что больших статорных зазоров и вызванных или отрицательных последствий можно в значительной степени избежать за счет того, что ходовой путь составляется не только из небольшого числа типов статоров различной длины, а за счет того, что на каждом статорном участке эти статорные пакеты так комбинируются друг с другом, что обеспечивается благоприятная материальная ширина зазоров. Этого можно достичь без изменения или с очень небольшим изменением модульной сетки пазов статора. Это обеспечивает дополнительное преимущество, состоящее в том, что можно унифицировать применяемые балки и разделять их на небольшое число типов. Несмотря на небольшое увеличение стоимости изготовления различных типов статоров, обеспечиваются значительные преимущества с точки зрения выбора трассы и проектирования различных конфигураций ходовых путей, а также необходимой для строительства ходового пути логистики.

Ниже приводится подробное описание примеров выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - балка для ходового пути, согласно изобретению, в изометрической проекции;

фиг.2 - изогнутый участок ходового пути при применении балки, согласно фиг.1, на виде сверху, причем штриховыми линиями обозначены статорные пакеты, расположенные под поверхностью балки;

фиг.3 - обычный "первый" статорный пакет на виде сбоку;

фиг.4 - второй вариант выполнения участка ходового пути, на соответствующем фиг.2 виде;

фиг.5-7 - последний зубец выполненных согласно изобретению "первого" и "второго" статорного пакета, а также согласно изобретению крайние статорные пакеты на виде сбоку в увеличенном относительно фиг.3 масштабе;

фиг.8 - "первый" и "второй" статорные пакеты, граничащие друг с другом в зоне зазора, на виде сбоку в увеличенном масштабе;

фиг.9 - два "вторых" статорных пакета различной длины, граничащих друг с другом в зоне зазора, на виде сбоку в увеличенном масштабе; и

фиг.10 - проектируемый участок для ходового пути с двумя колеями.

На фиг.1 изображена состоящая из стали или бетона балка 1, которая пригодна для сооружения ходового пути согласно изобретению для дороги на магнитной подвеске с линейным приводом с удлиненным статором, имеющим, по меньшей мере, два параллельных статора. В данном примере выполнения речь идет о балке 1, которая изогнута вдоль заданной трассы, как обозначено изображенной в ее средней плоскости пространственной кривой 2. Кроме того, схематично изображена прямоугольная система координат с перпендикулярными друг другу осями 3, 4 и 5. Балка 1 и статоры могут быть изогнуты вокруг всех трех осей 3, 4 и 5, причем изгиб вокруг оси 3 соответствует движению в повороте, изгиб вокруг оси 4 - переходу к движению вверх или вниз и изгиб вокруг оси 5 - наклону в смысле возвышения наружного рельса на кривом участке пути.

На нижней стороне балки 1 и по обе стороны от пространственной кривой 2 смонтированы соответствующие статорные участки 6, соответственно, 7, причем в данном примере выполнения статорный участок 6 расположен на наружной стороне проходящей вокруг оси 3 дуги, а статорный участок 7 - на внутренней стороне этой дуги. Статорные участки 6 и 7 расположены вдоль пространственных кривых 8 и 9, которые имеют, например, в качестве общей средней линии пространственную кривую 2 балки 1. Разумеется, что это служит лишь примером, т.е. положения пространственных кривых 2, 8 и 9 могут быть также другими. В качестве альтернативного решения, например, было бы возможно расположить пространственные кривые 2, 8 и 9 в одной плоскости, которая лежит в создаваемом воздушном зазоре между удлиненным статором и несущими магнитами единицы подвижного состава. Каждый из статорных участков 6 и 7 состоит из множества статорных пакетов, которые расположены друг за другом в направлении пространственных кривых 8, соответственно, 9 в виде ломаной линии. Их крепление к балке 1 осуществляется с помощью различных, самих по себе известных способов. Кроме того, весь (не изображенный на чертеже) ходовой путь состоит из множества расположенных друг за другом в направлении пространственной кривой 2 балок 1, которые в зависимости от характеристик трассы могут быть прямыми или изогнутыми. Балки 1 известным способом опираются на опоры или другие опорные конструкции в средней части с помощью неподвижной опоры, а на обоих концах - с помощью соответствующей подвижной опоры, и тем самым разделены на два пролета. Могут быть предусмотрены также другие балки, имеющие только один пролет или более двух пролетов с по-другому расположенными неподвижными и подвижными опорами.

Балки указанного типа, их опоры, крепление статорных пакетов на балках и монтаж, например трехфазной обмотки переменного тока, в пазах статорных участков 6 и 7 известны из уровня техники (DE 3323696 С2, DE 3404061 C1, DE 3928277 C1, DE 3928278 С2) и не требуют подробного описания.

На фиг.2 изображена балка 1, согласно фиг.1, на виде сверху. В соответствии с этим, проекции пространственных кривых 2, 8 и 9 являются в данном примере выполнения сообразными с окружностями, однако могут быть также любыми другими кривыми, как, например, клотоидой или синусоидой. Кроме того, на фиг.2 изображено, что балка 1 имеет воображаемую, обозначенную линией 10 среднюю плоскость и расположена между обозначенными штрихпунктирными линиями плоскостями 11 и 12, которые расположены перпендикулярно пространственным кривым 2, 8 и 9. За счет этого оси неподвижных и подвижных опор (не изображены) балки могут быть также расположены перпендикулярно пространственным кривым 2, 8 и 9, и то же относится к началу 1а балки и к концу 1b балки. Такое расположение целесообразно, в частности, для изготовления ходовых путей с двумя колеями (туда и обратно) с двумя статорами для каждой колеи.

Закрепленные на балке 1 статорные участки 6 и 7 состоят, в данном примере выполнения, каждый из шести прямых статорных пакетов 6а-6f и 7а-7f. Каждый из этих статорных пакетов имеет изображенную на фиг.3, представленную для статорного пакета 6с общую форму и содержит на своей нижней стороне попеременно зубцы 14 и пазы 15 одинаковой длины, которые имеют выбранный относительно пространственной кривой 2 растровый размер, соответственно выбранный шаг 16 зубец/паз. Находящиеся на концах последние зубцы 17 имеют обычно только половину ширины по сравнению с другими зубцами 14, для того чтобы последние зубцы 17 двух граничащих друг с другом статорных пакетов образовывали один зубец с длиной зубца 14.

Согласно изобретению балки 1 независимо от того, являются ли они прямыми или изогнутыми, расположены между двумя лежащими в плоскостях 11, 12 точками 18 и 19 (фиг.2) пространственной кривой 2, расстояние между которыми соответствует целому кратному шага 16 зубец/паз. При этом балки 1 в направлении трассы (пространственной кривой 2) на один размер короче, что позволяет между началами 1а балок, соответственно, концами 1b балок, и соответствующими воображаемыми плоскостями 11, соответственно, 12 оставлять свободным по одному зазору 20, 21, который вместе с соответствующим зазором 21, соответственно, 20 смежной балки образует расширительный зазор. При этом необходимо прежде всего учитывать то, чтобы между находящимися на началах 1а, соответственно, концах 1b балок статорными пакетами 6а, 6f, соответственно, 7а, 7f образовывались достаточно большие расширительные зазоры 20а, 21а, а статорные пакеты 6а, 6f, соответственно, 7а, 7f, были расположены так, что даже при максимальных ожидаемых температурах, а также при всех других возникающих в процессе эксплуатации нагрузках исключалось бы соприкосновение статорных пакетов в этой зоне, соответственно, сжимание статорной обмотки между ними.

Как показано на фиг.2, отрезки пространственных кривых между плоскостями 11 и 12 имеют различную длину, т.е. расстояние между плоскостями 11 и 12 вдоль пространственной кривой 8 является более длинным, чем расстояние между ними вдоль пространственной кривой 9. Поэтому, если бы все статорные пакеты имели одинаковую материальную общую длину, то образованные между статорными пакетами 6а-6f статорного участка 6 зазоры 23 были бы обязательно больше зазоров 24, образованных между статорными пакетами 7а-7f статорного участка 7, что, в частности, при небольших радиусах кривизны может приводить к возникновению указанных выше колебаний на основе неравных несущих сил при переезде через зазоры 23, 24.

Поэтому согласно изобретению предлагается для средних статорных пакетов, лежащих между статорными пакетами 6а, 6f, 7a, 7f внутренних и наружных статорных участков 6 и 7, предусмотреть три типа статорных пакетов, а именно "первые", "вторые" и "третьи" статорные пакеты. Все статорные пакеты являются прямыми. "Первые" статорные пакеты имеют среднюю длину. При этом длина "первых" статорных пакетов выбрана так, что расстояние между точками 18, 19 делится на нее без остатка, соответственно, наоборот, расстояние между точками 18, 19 имеет такой размер, что оно составляет целое кратное шага 16 зубец/паз, а также длины "первого" статорного пакета. В противоположность этому, "вторые" статорные пакеты имеют большую длину, а "третьи" статорные пакеты меньшую длину, чем "первые" статорные пакеты. Кроме того, наружные и внутренние статорные участки 6, соответственно 7, так составлены из "первых", "вторых" и "третьих" статорных пакетов, что материальные зазоры 23, 24 между ними, а также между ними и статорными пакетами могут быть выполнены меньше, чем заданная максимальная величина зазора. Это условие может быть выполнено согласно изобретению, в частности, тогда, когда материальный общий зазор статорного участка 6, соответственно 7, т.е. сумма его зазоров 23, соответственно, 24 имеет наименьшую величину, которую можно получить при комбинировании "первого", "второго" и "третьего" статорных пакетов.

Это показано на фиг.2 и 3 с помощью простого примера выполнения, описание которого приведено ниже.

Предположим, что размер модульной сетки, соответственно, шаг зубец/паз составляет 86 мм. При этом для «первых» статорных пакетов длина зубцов и пазов составляет 43 мм каждого, в то время как последние зубцы 17 имеют половину длины, равную 21,5 мм, так что длина "первых" статорных пакетов равна целому кратному длины модульной сетки. Для "первых" статорных пакетов (например, 6с на фиг.2 и 3) при наличии двенадцати пазов 15, одиннадцати зубцов 14 и двух последних зубцов 17 это приводит к общей длине в 1032 мм. Если, как в данном примере выполнения, необходимо монтировать шесть таких статорных пакетов на одной балке 1, то расстояние между точками 18 и 19 будет в шесть раз больше, т.е. 6192 мм в соответствии с системным расстоянием, что соответствует 72 шагам 16 зубец/паз. Это системное расстояние повторяется при сооружение трассы столько раз, сколько раз применяется балка 1.

Кроме того, предположим, что балка 1 вдоль пространственной кривой 2 изогнута вокруг оси 3 с радиусом 350 м и имеет поперечный наклон вокруг оси 5 на 12 градусов, в то время как продольный наклон вокруг оси 4 выбран равным 0 градусов. В этом случае лежащий между плоскостями 11, 12 отрезок наружной пространственной кривой 8 имеет, например, длину 6212,51 мм, а соответствующий отрезок внутренней пространственной кривой 9 имеет, например, длину 6174,09 мм, что означает разницу в 38,42 мм. При применении шести "первых" статорных пакетов и пяти зазоров 23, 24 это приводит снаружи к средней ширине зазора 23 в примерно 4,1 мм, в то время как внутри даже при ширине зазора 24 в 0 мм образуется длина статорного участка 7, который больше расстояния между плоскостями 11, 12 вдоль пространственной кривой 9.

Для уменьшения ширины наружных зазоров наружный статорный участок 6 имеет статорный пакет (например, 6d на фиг.2) с длиной 1035 мм и два других статорных пакета (например, 6b и 6е на фиг.2) с длиной 1040 мм каждый. Эти удлиненные по сравнению с "первым" статорным пакетом с длиной 1032 мм статорные пакеты 6b, 6d и 6е называются в последующем "вторыми" статорными пакетами. Они приводят к тому, что статорный участок 6 имеет общую длину 3×1032 мм + 2×1040 мм + 1×1035 мм = 6211 мм, что отличается от указанной длины 6212,51 соответствующей пространственной кривой только на 1,51 мм, что соответствует средней ширине зазора 23, равной лишь примерно 0,3 мм.

Во втором примере выполнения, изображенном на фиг.4, предполагается, что при прочих равных размерах балки 1 ее радиус кривизны вокруг оси 3 на фиг.1 составляет 5000 м. Расстояние между точками 18, 19 составляет, также как на фиг.2, 6×1032 мм = 6192 мм. В противоположность к фиг.2 участки пространственных кривых между плоскостями 11 и 12 имеют снаружи длину, например, 6193,44 мм, а внутри, например, 6190,75 мм, что соответствует разнице только в 2,69 мм. В этом примере снаружи укладывают шесть "первых" статорных пакетов 26а-26f, которые приводят к общей длине 6×1032 мм = 6192 мм, что только на 1,44 мм короче длины соответствующего участка пространственной кривой. При пяти зазорах общий зазор в 1,44 мм приводит, соответственно, к средней ширине зазора в примерно 0,29 мм, что соизмеримо с примером на фиг.2.

Для расположенных внутри статорных участков получаются несколько другие соотношения. Если бы, например, на фиг.2 проложенные вдоль пространственной кривой 9 статорные пакеты имели длину 1032 мм, то общая длина была бы слишком большой по сравнению с расстоянием 6174,09 между плоскостями 11, 12, даже при отсутствии зазоров 24. Поэтому предусмотрены "третьи" статорные пакеты 7b, 7c, 7d и 7е с длиной 1029 мм, соответственно, 1024 мм, причем на фиг.2 статорные пакеты 7b, 7d и 7е имеют длину 1029 мм, а статорный пакет 7c - длину 1024 мм. Если бы статорные пакеты 7а и 7f также состояли из "первых" статорных пакетов, то это привело бы к общей длине 3×1029 мм + 1×1024 мм + 2×1032 мм = 6175 мм, что в целом только на 0,91 мм превосходит расстояние 6174,09 мм между плоскостями 11, 12 вдоль пространственной кривой 9. Это незначительное превышение не имеет значения, поскольку в месте стыка между двумя балками 1 согласно особенно предпочтительному варианту выполнения изобретения располагаются статорные пакеты 6а, 6f, соответственно, 7а, 7f, которые имеют длину только 1024 мм, вместо 1032 мм. За счет этого учитывается то обстоятельство, что в месте стыка между двумя статорными участками 6, соответственно, 7 предусмотрены расширительные зазоры 20а+21а, которые в данном примере выполнения имеют общую ширину 16 мм. Поэтому каждый из крайних статорных пакетов 6а, 6f, 7а, 7f короче на половину этого расширительного зазора. Если же имеет место особенно неблагоприятный случай, как это относится к расположенному внутри статорному участку 7 на фиг.2, то наружные крайние статорные пакеты 7а, 7f можно уложить так, что они слегка входят в расширительный зазор, предпочтительно, каждый на половину разницы, т.е. в данном случае на 0,455 мм у начала 1а, соответственно, конца 1b балки 1. В результате при стыковке двух идентичных балок 1 между внутренними статорными участками 7 образуется расширительный зазор, равный только 16 мм - 0,91 мм = 15,09 мм. Поскольку длина расширительного зазора выбирается с определенным запасом, то можно допустить ее сокращение на 0,91 мм.

В показанном на фиг.4 случае при применении шести "первых" статорных пакетов 27а-27f на внутреннем статорном участке 27 получалась бы общая длина 6×1032=6192 мм, что на 1,25 мм длиннее расстояния 6190,75 мм между обеими плоскостями 11, 12. Для того чтобы в этом случае предотвратить вхождение статорных пакетов 27а, 27f в расширительный зазор, один из "первых" статорных пакетов заменяют "третьим" статорным пакетом (например, 27d) с длиной 1029 мм. Тогда для статорных пакетов 27а-27f получается общая длина 5×1032 мм + 1×1029 мм = 6189 мм, что соответствует разнице в 1,75 мм с длиной соответствующего отрезка пространственной кривой и средней ширине зазоров 0,35 мм.

В приведенном выше описании длины статорных участков 6, 7, 26 и 27 всегда соотносились с плоскостями 11, 12. Если же наоборот, как описано применительно к внутреннему статорному участку 7 на фиг.2, принципиально предусматривать расширительный зазор в 16 мм, то длину крайних статорных пакетов 6a, 6f, соответственно, 7а, 7f и т.д. можно всегда задавать равной 1024 мм (длина статорного пакета) + 8 мм (половина расширительного зазора). Тогда размер 1032 мм для этих крайних статорных пакетов является "идеальным" размером, поскольку он включает в себя половину расширительного зазора 20, соответственно, 21. Кроме того, ясно, что начала 1а и концы 1b балок 1 и концы статорных участков не всегда должны заканчиваться заподлицо друг с другом. Вполне также возможно выбирать расстояние между началом 1а и концом 1b балок 1 вдоль пространственных кривых 8, 9 более коротким или более длинным, чем соответствующая общая длина статорных участков 6, 7, соответственно, 26, 27.

Целесообразно указанные длины как для средних статорных пакетов, так и для крайних статорных пакетов обозначать как "идеальные" длины. Статорные пакеты интересующего в данном случае типа можно изготавливать, например, за счет того, что соответствующим образом нарезанную электротехническую листовую сталь штабелировать и затем, например, с применением способа желирования под давлением покрывать слоем антикоррозийного и/или изоляционного покрытия (см. DE 19703497 A1). За счет этого для случаев практического применения образуются показанные на фиг.5-7 соотношения.

На фиг.5 показан последний зубец 17а (аналогичный, например, левому последнему зубцу 17 на фиг.3) "первого" статорного пакета (6с на фиг.2). В соответствии с этим статорный пакет 6с имеет пакет 28 сердечника, который со всех сторон окружен покрытием 29 с толщиной, например, 1 мм. При этом пакет 28 сердечника изготовлен с учетом модульной сетки (в данном примере выполнения 86 мм), поскольку это определяет магнитные свойства. Поэтому пакет 28 сердечника определяет "магнитную" длину статорного пакета 6с. Отсюда следует, что зубцы 14 и пазы 15 с «магнитной» точки зрения имеют, например, длину по 43 мм, в то время как пазы 15, с "материальной" точки зрения, из-за покрытия 29 имеют только длину 43 мм - 2 мм=41 мм, что с магнитной точки зрения не имеет значения. Однако на обоих концах статорного пакета 6с необходимо учитывать покрытие 29, поскольку в данном случае два последних зубца стыкуются друг с другом на воображаемой идеальной линии, соответственно, плоскости 30. Кроме того, необходимо учитывать то, что два статорных пакета граничат друг с другом не с образованием идеального зазора в 0 мм, а также необходимо учитывать реальные монтажные зазоры, например, в 0,2 мм. Если на каждой стороне статорного пакета учитывать половину такого монтажного зазора, как обозначено на фиг.5 линией 30, то получается, что последний зубец 17а имеет "идеальную" длину а=21,5 мм, "материальную" длину b =21,4 мм и "магнитную" длину 20,4 мм. При этом размер а-b=0,1 мм автоматически приходится на материально не проявляющийся, однако, при установке статорных пакетов подлежащий учету общий монтажный зазор 0,2 мм.

Применительно к показанным на фиг.2 и 4 длинам это означает, что при учете того обстоятельства, что каждый статорный пакет имеет два последних зубца 17 (фиг.3), "первый" статорный пакет 6с имеет "идеальную" длину 1032 мм, "материальную" длину 1031,8 мм и "магнитную" длину 1029,8 мм. Возникающие за счет этого на его концах помехи магнитного поля, которые результируются из укорачивания длины стального листа последнего зубца 17а на 1,1 мм, допускаются с точки зрения несущих характеристик и характеристик движения поезда на магнитной подвеске.

На фиг.6 показаны соотношения во "втором" статорном пакете (например, 6d на фиг.2) с длиной 1035 мм. Поскольку статорный пакет 6d в целом на 3 мм длиннее статорного пакета 6с на фиг.5, то на каждом конце последний зубец 17b при прочих равных соотношениях имеет размеры а =23,0 мм, b=22,9 мм и с=21,9 мм, т.е. "магнитная" длина каждого последнего зуба на 1,5 мм длиннее по сравнению с фиг.5. Тем самым, весь статорный пакет 6d имеет "идеальную" длину 1035 мм, "материальную" длину 1034,8 мм и "магнитную" длину 1032,8 мм.

Если "второй" статорный пакет имеет длину 1040 мм (например, 6е на фиг.2), то размер с =24,4 мм. Если же, наоборот, речь идет о "третьих" статорных пакетах, длины которых сокращены относительно "первых" статорных пакетов, то при "идеальной" длине 1029 мм (например, для статорного пакета 7b на фиг.2) размер с =18,9 мм, а при "идеальной" длине 1024 мм (например, для статорного пакета 7с на фиг.2) размер с=16,4 мм.

Наконец, на фиг.7 показан последний зубец 17с для статорного пакета 7а на фиг.2. В этом случае "идеальная" длина 1024 мм вычисляется не до линии 30, которая учитывает монтажный зазор, а, например, до плоскости 11 на фиг.2, которая включает в себя также половину расширительного зазора, т.е. дополнительно 8 мм. В этом случае последний зубец 17с имеет "магнитную" длину только с=12,4 мм, "материальную" длину b=13,4 мм и "идеальную" длину d=13,4 мм + 0,1 мм (доля монтажного зазора) + 8 мм (доля расширительного зазора) = 21,5 мм. Второй последний зубец статорного пакета 7а соответствует последнему зубцу статорного пакета 6с на фиг.5.

На основе приведенных применительно к фиг.7 соотношений "идеальная" длина d=21,5 мм последнего зубца 17с точно равна "идеальной" длине последнего зубца 17а на фиг.5. Поэтому при соприкосновении двух таких статорных пакетов в зоне компенсационного зазора общая длина зубца составляет 2×21,5 мм = 43 мм, т.е. хотя на основе незначительной "магнитной" длины и возникает помеха, однако не возникает изменения шага зубец/паз. Поскольку такие помехи возникают только в зоне между двумя балками 1 и поэтому с не соответствующей длине статорного пакета периодичностью, то они являются сравнительно незначительными. Это относится, в частности, к тому случаю, когда обычно применяют балки, которые на целое кратное шага зубец/паз длиннее балки 1. Кроме того, статорный пакет 7а выполнен так, что его можно, также как статорный пакет 7b, использовать в качестве "третьего" статорного пакета.

Применение "вторых" и "третьих" статорных пакетов осуществляют с учетом шага зубец/паз, также как для крайних статорных пакетов. На фиг.8 показано, например, место стыка между статорными пакетами 6с и 6d. Размеры а -b (например, =0,1 мм) обозначают здесь, также как на фиг.5 и 6, долю статорных пакетов 6с, 6d в воображаемом монтажном зазоре 0,2 мм, в то время как размер е (например, = 0,3 мм) обозначает дополнительную долю зазора, которая образуется из поясненной применительно к фиг.2 разницы в 1,51 мм между "идеальной" длиной наружного статорного участка и длиной пространственной кривой 8 между плоскостями 11, 12. Остающиеся согласно изобретению помехи магнитного поля образуются за счет того, что оба соприкасающихся последних зубца 17а, 17b образуют вместе "идеальную" длину 21,5 мм + 23,0 мм + 0,3 мм = 44,8 мм вместо обычной длины 43 мм. В остальном модульная сетка остается неизменной.

На фиг.9 показано место стыка между статорными пакетами 6d и 6е. Поскольку последний зубец 17с статорного пакета 6е имеет идеальную длину 25,5 мм, то общая длина образованного двумя статорными пакетами 6d, 6е зубца составляет здесь 23 мм + 25,5 мм + 0,3 мм = 48,8 мм вместо 43 мм. В остальном модульная сетка остается неизменной.

За счет изменения согласно изобретению длины последних зубцов на дробные части шага 16 зубец/паз (фиг.3), с одной стороны, достигается то, что имеющие решающее значение для несущих свойств поезда на магнитной подвеске "магнитные" зазоры «М» между последними зубцами остаются очень маленькими даже в наиболее неблагоприятных случаях (например, 2,5 мм на фиг.8 и 9). Поэтому опасность возникновения механических колебаний значительно уменьшается. С другой стороны, влияющие на привод помехи магнитного поля в зоне между двумя последними зубцами являются небольшими, так что не возникает ухудшения комфортности движения. Наконец, за счет разумного комбинирования описанных пяти различных средних статорных пакетов, к которым на началах 1а, соответственно, концах, 1b балок добавляются по одному крайнему статорному пакету, можно реализовать практически все конфигурации ходового пути с изгибом вплоть до радиуса изгиба, например, 350 м, без возникновения в местах стыка статорных пакетов внутри балки 1 зазоров, которые имеют большую ширину, чем заданная максимальная "материальная" ширина зазора «N» (фиг.8, 9), равная, например, примерно 0,6 мм (включая 0,2 мм монтажного зазора).

Описанные выше статорные пакеты и крайние статорные пакеты целесообразно комбинировать друг с другом так, чтобы

-1 мм G <2 мм

где G означает разницу длины соответствующего статорному участку 6, 7, 26, 27 отрезка пространственной кривой между плоскостями 11 и 12 и суммой "идеальных" длин содержащихся на этом статорном участке средних статорных пакетов и крайних статорных пакетов. Таким образом, G является размером материальной ширины общего зазора, который необходимо учитывать внутри статорного участка дополнительно к монтажным зазорам и возникающим за счет покрытия зазорам. Если размер G равномерно распределяется на все находящиеся внутри статорного участка 6, 7, 26, 27 средние статорные пакеты, соответственно, крайние статорные пакеты, то при G<2 мм дополнительно к другим указанным зазорам возникает средний материальный зазор, который меньше 0,4 мм. И, наоборот, для случая - 1 мм G обусловленный изгибом дополнительный материальный общий зазор G=0, поскольку в этом случае излишняя длина статорного пакета переносится в расширительные зазоры.

Применение "вторых" и "третьих" статорных пакетов и крайних статорных пакетов с учетом заданного шага зубец/паз можно альтернативно осуществлять также за счет того, что поясненное применительно к фиг.5-7 изменение длины последних зубцов распределяют пропорционально на все имеющиеся в статорном пакете зубцы и пазы. Итого при 24 зубцах/пазах и изменении длины, например, в 3 мм соответствует изменение модульной сетки, соответственно, шага зубец/лаз на 0,125 мм, что является незначительным как с точки зрения несущей способности, так и с точки зрения характеристик движения. Другая возможность состоит в распределении изменения длины последних зубцов только на имеющиеся зубцы, что соответствует приемлемому изменению длины зубцов на 0,25 мм и имеет то преимущество, что ширина пазов 15 остается без изменения, что желательно для надежной прокладки кабеля переменного тока.

Изобретение описано на основе балки 1 с длиной 6192 мм, измеренной между точками 18 и 19. При этом ясно, что можно также применять балки другой длины. Согласно изобретению предлагается использовать дополнительно две другие балки, которые примерно в 4-10 раз длиннее балки 1 и могут оборудоваться теми же статорными пакетами. При применении этих балок расстояние между соответствующими точками 18, 19, равное, например, 24768 или 61920 мм, также равно целому кратному как шага 16 зубец/паз, так и длине "первого" статорного пакета. Эти обе балки называются в последующем, также как балки 1, серийными балками.

Если расстояние между точками 18, 19 составляет, например, 61920 мм, то между следующими друг за другом балками, соответственно, соответствующими статорными пакетами предпочтительно предусматривать расширительный зазор 86 мм. Для реализации этого зазора, аналогично приведенному выше описанию, используют следующий статорный пакет с "идеальной" длиной 1032 мм, который, однако, в отличие от крайних статорных пакетов 6а, 6f и т.д. имеет "материальную" длину 945,8 мм и "магнитную" длину 943,8 мм. Этот крайний статорный пакет отличается от "первого" статорного пакета тем, что он уменьшен точно на шаг 16 зубец/паз, равный 86 мм, и его "идеальная" длина включает долю монтажного зазора, равную 0,1 мм, и долю расширительного зазора, равную 86 мм. Кроме того, в противоположность балкам 1 в серийных балках этой длины предусмотрено, что расширительный зазор в 86 мм имеется только один раз в месте стыка между двумя балками, т.е. соответствующие начала, соответственно, концы смежных балок выполнены нормально. Как и в случае крайнего статорного пакета длиной 1024 мм можно также использовать крайний статорный пакет с материальной длиной 945,8 мм в качестве "третьего" статорного пакета.

С учетом этих размеров для балки с радиусом кривизны, например, 350 м вокруг оси 3 на фиг.1 и с продольным и поперечным наклоном в 0 градусов вокруг осей 4 и 5, получаем на внутренней стороне общую длину 61723,63 мм и на наружной стороне общую длину 62116,37 мм между плоскостями 11 и 12 вдоль пространственных кривых 9, соответственно, 8. Внутренний статорный участок реализуется, например, следующим образом: используют 55 "третьих" статорных пакетов с "идеальной" длиной 1029 мм и четыре "третьих" статорных пакета с "идеальной" длиной 1024 мм, и, кроме того, в начале или в конце балки устанавливают крайний статорный пакет с "идеальной" длиной 1032 мм и "материальной" длиной 945,8 мм. Это означает 55×1029 мм + 4×1024 мм + 1032 мм = 61723 мм, откуда результируется общая разница G=0,63 мм, соответственно, дополнительная средняя ширина зазора в 0,01 мм. На наружной пространственной кривой используют в противоположность этому 55 "вторых" статорных пакетов с "идеальной" длиной 1035 мм и четыре "вторых" статорных пакета с "идеальной" длиной 1040 мм, в то время как на одном из концов устанавливают указанный крайний статорный пакет. Это соответствует 55×1035 мм + 4×1040 мм + 1×1032 мм = 62117 мм, т.е. возникает разность G=0,63 мм. Аналогично описанному выше примеру эту разность учитывают за счет того, что статорный пакет на этот размер выступает в расширительный зазор, так что он составляет только 85,37 мм, что возможно без дальнейшего назначения допуска. Поэтому дополнительная средняя материальная ширина зазора между статорными пакетами равна нулю.

Соответствующие расчеты можно выполнить для серийной балки, которая расположена между точками 18 и 19, расстояние между которыми составляет 24768 мм.

За счет этого достигается дополнительное преимущество, заключающееся в том, что все ходовые пути можно составлять модульным образом из экономически выгодного в изготовлении набора комплектующих элементов, который содержит, например, три серийные балки различной длины, четыре средних статорных пакета различной длины и два крайних статорных пакета различной длины, которые при необходимости можно также использовать в качестве средних статорных пакетов. В этом случае необходимо только разделить пространственную кривую 2, проходящую через точки 18, 19, на отрезки, длины которых соответствуют длинам применяемых по отдельности балок, за счет чего значительно упрощается проектирование ходового пути.

Распределение статорных пакетов различной длины принципиально может происходить любым образом. Однако предпочтительно применять "вторые" статорные пакеты только для наружных, а "третьи" статорные пакеты только для внутренних статорных участков. Кроме того, целесообразно распределять статорные пакеты, отклоняющиеся от нормальной длины (1032 мм) равномерно по статорному участку.

Изобретение, поясненное на основе приведенных выше примеров выполнения, имеет значительные преимущества, прежде всего, при проектировании и изготовлении ходового пути с двумя колеями, как поясняется ниже со ссылками на фиг.10. Кроме того, это можно перенести также на трассы с более чем двумя колеями.

На фиг.10 показан ходовой путь для дороги на магнитной подвеске с двумя колеями 31 и 32, которые имеют изогнутые и при необходимости также прямые участки ходового пути. Каждая колея 31, 32 выполнена аналогично ходовому пути, согласно фиг.1-9, и поэтому характеризуется пространственной кривой 2а, соответственно, 2b и двумя пространственными кривыми 8а, 8b, соответственно, 9а, 9b, которые соответствуют пространственным кривым 2, 8 и 9 на фиг.2 и 4. При этом предполагается, что на первой стадии способа задаются не только эти пространственные кривые, но также соответствующие обязательные точки 33, 34. При этом обязательная точка 33 может быть, например, началом всего ходового пути, в то время как обязательная точка 34 представляет собой начало особого строительного объекта в виде моста, вокзала или т.п. Лежащая между обязательными точками 33, 34 часть ходового пути называется в последующем проектируемым участком 35.

Сооружение ходового пути внутри проектируемого участка 35 начинается согласно изобретению с того, что сначала задают расстояние между обязательными точками 33, 34 так, что пространственная кривая 2а той колеи 31, которая наружным участком ходового пути граничит со второй обязательной точкой 34, имеет длину, которая точно соответствует целому кратному выбранного шага зубец/паз (в данном случае 86 мм). Это всегда можно просто осуществить, поскольку начало следующего за обязательной точкой 34 особого строительного объекта можно всегда без труда перенести вперед или назад на максимально необходимый для этого размер, соответствующий половине шага зубец/паз (в данном случае 43 мм). Кроме того, ясно, что расстояние между обеими обязательными точками 33, 34 вдоль другой колеи 32 на размер u, максимально равный половине размера модульной сетки, т.е. в данном случае максимально равен 43 мм, больше или меньше соответствует целому кратному выбранного шага зубец/паз. Далее, под наружным участком колеи, аналогично фиг.2 и 4, понимается участок колеи, который в изгибе ходового пути находится снаружи. Если с обязательной точкой 34 (или 33) граничит прямой участок колеи, то он также обозначается как наружный участок колеи, если первый, отклоняющийся от прямого, участок является наружным участком. То же относится к внутренним участкам колеи.

Затем исходя из этого в заданном направлении проектирования (стрелка z) и начиная с первой обязательной точки 33, начинают проектирование балок для ходового пути тем, что в обязательной точке 33 устанавливают предназначенную для наружного граничащего участка колеи серийную балку 36, согласно приведенному выше описанию. Затем для наружного участка колеи планируют другие балки 37 и так до тех пор, пока не будет достигнута точка 38 изменения направления кривизны, которая обозначена здесь как проходящая перпендикулярно пространственной кривой 2b линия. При этом начала и концы серийных балок 36 и 37 задают положение схематично обозначенных подвижных опор 39 и 40, а середины серийных балок 36 и 37 - положение соответствующих неподвижных опор 41, которые затем рассчитывают в соответствии с обычными методиками и дополняют проектированием соответствующих стоек или других оснований.

Схематично обозначенные плоскости 42, соответственно, начала и концы балок, соответствуют на фиг.2 и 4 плоскостям 11 и 12, в которых лежат точки 18 и 19, а плоскости 43, соответственно, середины балок, соответствуют плоскостям 10, причем в зависимости от конкретного случая и местности плоскости 43 и неподвижные опоры 41 могут быть также расположены не в середине балок.

Относительно граничащего с обязательной точкой 33 внутреннего участка колеи 31 можно поступать принципиально тем же образом. Однако вследствие меньшей длины дуги во внутренней зоне это приводило бы к тому, что между началами, соответственно, концами балок образовывался все больший сдвиг, как показано в зоне точки 38 изменения направления кривизны размером v . В неблагоприятных случаях этот сдвиг v был бы настолько большим, что опоры для этих балок нельзя было бы устанавливать на тех же стойках и основаниях, что и для наружного участка колеи, т.е. практически возникали бы два полностью отдельных ходовых пути для каждой колеи, что нежелательно с точки зрения стоимости. В противоположность этому согласно изобретению предлагается применять для внутреннего участка колеи балки, которые по сравнению с использованными для наружного участка колеи так укорочены, что сдвиг v на концах всегда находится внутри назначенного допуска.

Для этого, исходя из обязательной точки 33, сначала для внутреннего участка колеи предусматривают балку 44, длина которой первоначально соответствует длине серийной балки 36, однако, укорочена на такое целое кратное шага зубец/паз, что соответствующая ее концу плоскость 42а сдвинута относительно плоскости 42 на размер w, который меньше половины шага зубец/паз. При этом в зависимости от конкретного случая балка 44 может выходить за плоскость 42 на этот размер, или заканчиваться перед этой плоскостью. Соответствующим образом поступают со следующей в направлении z проектирования балкой, например, балкой 45, которая устанавливается относительно балки 44 тем же образом, описанным выше соединениям применительно к фиг.1-9. В соответствии с положением следующей плоскости 42 эту балку 45 при необходимости снова укорачивают на целое число шагов зубец/паз, так что сдвиг v становится в данном случае меньше 43 мм.

Поскольку находящаяся снаружи балка 37 не выходит больше чем на половину своей длины за точку 38 изменения направления кривизны, то она образует последнюю серийную балку наружного участка. Затем используют серийные балки вдоль лежащего теперь снаружи участка колеи 31 тем, что к первой серийной балке 45 присоединяют балку 45, в то время как на расположенном теперь внутри участке колеи 32 используют балку (например, 47), которая укорочена на целое число шагов зубец/паз с тем, чтобы сдвиг Х был меньше 43 мм. Такой способ действия продолжают, пока не достигнут другой точки изменения направления кривизны или обязательной точки 34.

В зоне обязательной точки 34, как правило, невозможно использовать серийную балку, если только случайно она не будет иметь необходимую длину. Поэтому там и в наружной зоне используют балку 48, которая на целое число шагов зубец/паз является короче, и то же относится к балке 49 на конце внутреннего участка колеи. Кроме того, ясно, что на основании описанного способа действий балка 48 граничит с обязательной точкой 34 со сдвигом ноль, а балка 49 в противоположность этому граничит с обязательной точкой со сдвигом u, который меньше половины шага зубец/паз, причем эта балка 49 может заканчиваться незадолго до обязательной точки 34 или за ней.

Если бы использованная балка 37 была настолько длинной, что она выходила бы более чем на половину своей длины за точку 38 изменения направления кривизны, то смену колеи для серийных балок необходимо было бы начинать с предшествующей балки, т.е. в этом случае балка 45 была бы серийной балкой, а балка 37 - укороченной балкой.

Описанный способ действий имеет существенное преимущество, состоящее в том, что положения для подвижных опор 39, 40 следуют из проектирования расположенных вдоль обеих колей 31, 32 серийных балок, и для подвижных опор укороченных балок можно использовать те же стойки и основания, поскольку сдвиг u, v, w, соответственно, х концов балок является относительно небольшим и в любом месте не более 43 мм. То же относится к неподвижным опорам 41, которые могут быть сдвинуты максимально на эту величину.

После того, как будут установлены вид и длина различных балок, можно их по отдельности комплектовать статорными пакетами. Для серийных балок это выполняется согласно приведенному выше описанию. При этом само собой разумеется, что для длин отдельных серийных балок всегда определяющее значение имеют точки 18, 19 на фиг.2 и 4, так что речь идет об "идеальных" длинах, измеренных между плоскостями 42, как следует из описания применительно к фиг.2 и 4. В отношении укороченных балок единственное отличие состоит в том, что они имеют длину, укороченную на целое кратное число шагов зубец/паз относительно серийных балок. Поэтому они, как и серийные балки, могут быть снабжены статорными пакетами, причем для каждого уменьшения длины на шаг зубец/паз можно использовать описанный выше как крайний статорный пакет, который имеет материальную длину 945,8 мм, т.е. укорочен на шаг зубец/паз относительно "первых" статорных пакетов.

Отсюда следует, что для обеих колей 31 и 32 можно использовать как серийные балки, так и статорные пакеты описанного набора комплектующих элементов, при этом необходимо только укорачивать лежащие внутри балки. В дальнейшем при соединении за обязательной точкой 34 можно действовать аналогичным способом тем, что сначала планируют имеющийся особый строительный объект в 86 - модульной сетке, а затем проектируют следующий участок ходового пути описанным выше образом. За счет этого можно всю подлежащую изготовлению трассу планировать с однажды спланированной модульной сеткой, соответственно, делить на части с длиной, соответствующей шагу зубец/паз, и затем проектировать в выбранном направлении z.

Описанный выше способ действий при проектировании и строительстве ходового пути предпочтителен, в частности, тогда, когда речь идет о серийных балках большой длины (например, 61920 мм или 24768 мм). При применении относительно коротких, в большинстве случаев проложенных в плоскости земли балок (например, балок 1 на фиг.2 и 4), как правило, не обязательно применять описанный способ, поскольку в этом случае можно без проблем подготовить отдельные основания для балок 1. Поэтому укороченные части этих балок необходимо всегда вставлять только в конце образованного из этих балок участка ходового пути, для того чтобы достичь соответствующей обязательной точки со сдвигом менее 43 мм.

Изобретение не ограничивается только описанными примерами выполнения, которые могут быть изменены различным способом. Это относится, в частности, к описанным длинам, шагам зубец/паз, монтажным зазорам, расширительным зазорам и другим величинам. Соответствующие наборы комплектующих элементов из балок и статорных пакетов можно так же реализовать с другими шагами зубец/паз. Кроме того, можно вместо только двух различных "вторых", соответственно "третьих" статорных пакетов и одного "первого" статорного пакета предусмотреть дополнительные "первые", "вторые" и "третьи" статорные пакеты с другими, чем указанные длинами, и/или с другими, чем указанные градациями, или же отказаться от тех или иных "вторых", соответственно, "третьих" статорных пакетов, при этом для G могут возникнуть другие неравенства.

Кроме того, в местах соединения ходового пути с особыми строительными объектами, такими как, например, мосты или т.п., можно предусмотреть дополнительные "третьи" статорные пакеты, в которых, например, полностью отсутствует заданное количество зубцов/пазов или которые укорочены произвольно для компенсации разницы длины, необходимой для соединения с соответствующим особым объектом, соответственно, для создания расширительных зазоров. Кроме того, с помощью изобретения можно реализовывать также ходовые пути для транспортных средств с более чем двумя статорами, или ходового пути с двумя колеями и четырьмя статорами, или ходового пути с тремя или более колеями, причем эти колеи могут быть расположены на одних и тех же балках или на механически соединенных друг с другом и опирающихся на общие неподвижные и подвижные опоры балках. Следовательно, подразумевается, что различные признаки могут применяться в других помимо представленных и описанных комбинациях.