用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架的制作方法

1.本发明涉及一种用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，包括一个框架元件、至少一个设置在框架元件上并用于抬升、承载、引导和/或驱动悬浮车辆的磁体单元和至少一个将磁体单元和框架元件在悬浮框架的纵向上彼此刚性连接的固定轴承。


背景技术：

2.从wo2013/083757a2中已知，磁浮列车车辆的直线电机的承载装置中存在着由热引起的材料膨胀，以及使用弹性楔来补偿由此产生的应力，然而弹性楔会在由此产生的压力下被挤压在一起。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的在于改善现有技术。
4.该目的是通过独立申请专利范围的内容而实现。
5.本发明提出了一种用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，该悬浮车辆通过磁力以悬浮状态被保持在轨道上方和/或被磁力所驱动。
6.悬浮框架包括一个作为悬浮框架基本架构的框架元件。
7.悬浮框架还包括至少一个设置在框架元件上并用于抬升、承载、引导和/或驱动悬浮车辆的磁体单元，该磁体单元可以产生用于抬升该悬浮车辆的抬升力。
8.此外，悬浮框架具有至少一个固定轴承，该固定轴承沿悬浮框架的纵向将磁体单元和框架元件彼此刚性连接；在悬浮框架的纵向上磁体单元通过固定轴承牢固地连接至框架元件。
9.根据本发明，悬浮框架具有至少一个在悬浮框架的纵向上与固定轴承间隔开来的活动轴承，该活动轴承将磁体单元和框架元件以可沿悬浮框架纵向移动的方式相互连接；通过活动轴承，磁体单元可以沿纵向相对于框架元件进行移动，藉此，磁体单元的热膨胀可以在框架元件运行期间在纵向上得到补偿。
10.有利地，活动轴承和/或固定轴承可以在磁体单元和框架元件之间传递用于从磁浮列车的轨道抬升悬浮车辆的拉力，该些拉力是用于将悬浮车辆抬离轨道的抬升力，该些拉力或抬升力可以抵抗重力并且作用于高度方向或垂直方向上；该活动轴承因此可以是属于纵向上的活动轴承；而在垂直方向上，该活动轴承以使得当悬浮车辆被抬升时可以将拉力或抬升力传递到框架元件的方式连接至框架元件。
11.有利地，至少一个活动轴承设置在第一悬浮框架端部的区域内；附加或替代地，至少一个活动轴承也可以设置在与第一悬浮框架端部相对的第二悬浮框架端部的区域中，藉此，该悬浮框架可以具有至少两个设置在第一和第二悬浮框架端部的活动轴承。
12.附加或替代地，固定轴承可以设置在悬浮框架的悬浮框架中心，特别是设置在第一和第二悬浮框架端部之间，而固定轴承位于两个活动轴承之间，磁体单元则位于一个中心区域之中，尤其是位于该二活动轴承之间，并沿纵向刚性连接在框架元件上，藉此，磁体
单元可以在热膨胀期间在其端部进行膨胀。
13.有利地，磁体单元具有一个直线电机的主要部分。该主要部分优选地具有一个磁芯和至少一个线圈单元，线圈单元从电流产生磁场，该磁场可以用于抬升、承载、引导和/或驱动悬浮车辆，磁场也可以通过该磁芯而被加强；该主要部分可以是短定子异步直线电机的一部分。轨道还可以具有一个反应元件，该反应元件与主要部分一起形成直线电机并且与磁场相互作用，从而可以抬升和/或驱动该悬浮车辆。
14.附加或替代地，当悬浮框架，尤其是磁体单元和/或框架元件，包括至少一个用于将磁体单元固定到框架元件上的固定件时，则为有利。
15.有利地，在至少一个活动轴承中，主要部分至少可以相对于框架元件在悬浮框架的纵向上位移；附加或替代地，在至少一个活动轴承和/或固定轴承上磁体单元固定在横向于纵向的横向方向上；活动轴承因此只能是属于一个方向上，即属于纵向上的活动轴承，以使磁体单元可以相对于框架元件进行移动，而在其他方向上，特别是在垂直于纵向的方向上，磁体单元也可以在至少一个活动轴承中与框架元件刚性连接。
16.有利地，磁体单元具有一个承载单元，在其上设有该主要部分和/或至少一个固定件，该承载单元可以设计为承载板；此外，承载单元也可以在至少一个活动轴承中沿纵向相对于框架元件进行移动；附加或替代地，承载单元可以在至少一个固定轴承上沿纵向刚性连接至框架元件。
17.有利地，至少一个固定件以背离主要部分的端部区域连接至框架元件；此外，至少一个固定件可以特别是以正交方式远离延伸该主要部分。
18.有利地，该固定件，特别是在其端部区域，具有一个连接件，固定件可以通过该连接件而连接至框架元件，连接件可以例如是销，其以在纵向定向的方式设置在固定件上。
19.有利地，框架元件具有至少一个凹槽，该用于将磁体单元连接到框架元件的连接件可以被插入该凹槽，其中连接件可以优选地通过螺接件而连接至框架元件；作为连接件的销可以被插入沿纵向于框架元件中延伸的凹槽；由于凹槽与凹槽中的销两者皆以纵向而定向，因此销可以在凹槽中沿纵向移动；然而，销也可以在垂直方向上固定在凹槽中，从而可以传递拉力。
20.此外，连接件可以通过螺接件与凹槽中的框架元件牢固地连接。
21.有利地，固定件设计为柔性件，使得它在悬浮框架的纵向上可被弯曲和/或具有弹性；磁体单元的热膨胀可以藉由沿纵向弯曲的固定件而得到补偿，因此该固定件在纵向上被弯曲。
22.附加或替代地，如果固定件在其纵向延伸中具有抗拉强度，则为有利，藉此，固定件可以传递用于抬升悬浮车辆的拉力或抬升力。
23.有利地，框架元件具有至少一个膨胀凹部；在热膨胀期间，磁体单元，尤其是固定件，可以移动到该膨胀凹部内。
24.本发明还提供了一种用于磁浮列车的悬浮车辆的底盘，其具有多个在底盘的纵向上相互连接的悬浮框架，其中该底盘设置在悬浮车辆的车厢下方。
25.根据本发明，至少一个悬浮框架依据前述和/或下述的至少一个特征设计而成。
26.此外，本发明还提出了一种具有底盘的磁浮列车的悬浮车辆，根据本发明，该底盘依据前述和/或下述的至少一个特征设计而成。
27.以下实施例中描述了本发明的进一步优点。
附图说明
28.图1系悬浮车辆的侧视示意图；
29.图2系磁体单元的透视示意图；
30.图3系框架元件的透视示意图；
31.图4系具有框架元件和磁体单元的悬浮框架的侧剖视图。
具体实施方式
32.图1示出了悬浮车辆2的侧视示意图。该悬浮车辆2被使用于磁浮列车，其中悬浮车辆2可以通过磁力悬浮在轨道(图中未示)上和/或可以通过磁力被驱动。悬浮车辆2包括一个底盘3和一个设置在其上、供乘客和操作人员使用的车厢4，在此，底盘3当然是设置在车厢4下方；从图中可以清楚看出，垂直方向z即高度方向或横向于悬浮车辆2的纵向x的方向。
33.本实施例中，底盘3在每一纵向侧包括五个悬浮框架1a-1e，底盘3因此总共包括十个悬浮框架1；藉助该些悬浮框架1，悬浮车辆2可以在轨道上悬浮和/或被驱动。
34.图2示出了用于抬升、承载、引导和/或驱动悬浮车辆2的磁体单元5的透视示意图。悬浮车辆2可以通过该磁体单元5藉助磁力而被抬离轨道；附加或替代地，悬浮车辆2也可以通过该磁体单元5而被驱动；磁体单元5例如是属于短定子异步直线电机的一部分。由于悬浮车辆2可以藉助磁力而被抬离轨道，也可以藉助磁力被驱动，因此该悬浮车辆2并不与轨道接触，所以能够以特别小的行驶阻力驱动该悬浮车辆2，基本上只存在空气阻力而没有滚动阻力。
35.根据本实施例，磁体单元5包括一个磁芯7和至少一个线圈单元8、9，图中示出了两个线圈单元8、9。线圈单元8、9具有绕组以便能够将电流转换成磁场，而通过磁芯7可以增强磁场，该磁芯7和该至少一个线圈单元8、9一起形成直线电机的主要部分6，直线电机的另一部分则设置在轨道中；轨道可以包括例如与主要部分6的磁场相互作用的反应轨道，以抬升和/或驱动该悬浮车辆2。
36.根据本实施例，磁体单元5还包括一个承载单元10，该主要部分6设置在该承载单元10上；承载单元10可以设计为板片，以便承载该主要部分6。
37.该主要部分6和它的磁芯7、线圈单元8、9以及该承载单元10皆在纵向x上延伸，如图所示。在磁浮列车运行期间，即当线圈单元8、9通电时，磁体单元5，特别是主要部分6，会变热并膨胀，而热膨胀主要发生在纵向x上。
38.磁体单元5还具有至少一个固定件11-14，通过该些固定件11-14可以将磁体单元5设置在悬浮框架1的一个框架元件上。图中示出了四个固定件11-14，第一固定件11设置在第一磁体单元端部15，而第二固定件12则设置在纵向x上与第一磁体单元端部15相对的第二磁体单元端部16上。
39.至少一个附加的固定件13、14，图2所示为两个附加的固定件，设置在磁体单元中心17的区域中，即在第一和第二磁体单元端部15、16之间；根据本实施例，第三和第四固定件13、14被布置成相对第一和第二固定件11、12旋转90度；此外，第三和第四固定件13、14被布置成在横向y上彼此间隔开来。
40.此外，该至少一个固定件11-14沿垂直方向z远离承载单元10而延伸，该垂直方向z源于悬浮框架1在悬浮车辆2上的预期用途；此外，该至少一个固定件11-14远离该承载单元10垂直地延伸。
41.此外，至少一个固定件11-14，尤其是在其背离承载单元10的端部区域中，具有至少一个作为连接件18的销，在此每一固定件11-14都具有两个销，该些销可以为锥形。
42.作为连接件18的销可以被插入框架元件20的凹槽25中，以便例如将磁体单元5对准于框架元件20上(参见图3和4)。
43.此外，该至少一个固定件11-14具有至少一个孔19，例如螺钉可以穿过该孔19，以便将固定件11-14连接至框架元件20，当然在此也可以使用其他连接方式；该孔19也布置成对准于设计为销的连接件18，藉此该连接件18也具有了与孔19同轴的通道，作为示例描述、用于将固定件11-14连接至框架元件20的螺钉因此可以被引导并穿过该孔19和该连接件18的通道。
44.图3示出了悬浮框架1的框架元件20的透视示意图。如图2所示的磁体单元5可以设置在该框架元件20上。
45.框架元件20具有一个第一侧部21和一个在纵向x上与其间隔开来的第二侧部22；此外，框架元件20在一个纵向侧具有一个纵向部23；在本实施例中，框架元件20沿横向y与纵向部23相对的纵向侧为敞开状态，因为图2的磁体单元5具有第三和第四固定件13、14，所以如果框架元件20在此具有一个第二纵向部23(图中未示)则为有利。当磁体单元5连接到框架元件20时，框架元件20围绕磁体单元5的整个周边设置，在此磁体单元5可以在四个侧面的每一个上连接至框架元件20。。
46.此外，框架元件20还具有一个底部24。
47.此外，凹槽25设置在第一侧部21、纵向部23和第二侧部22中；如果框架元件20具有一个第二纵向部23，则凹槽25也可以设置在其中，该第二纵向部例如对称设置于在此所示的纵向部23。由于以透视图方式示出，所以在第二侧部22中无法看到该些凹槽25。
48.图2中的磁体单元5的固定件11-14的例如设计为销的连接件18可以被插入凹槽25中，藉此，磁体单元5可以对准于框架元件20上。
49.此外，凹槽25可以具有图中未示出的螺纹孔，固定件11-14可以通过该些螺纹孔而被螺紧。
50.图4示出了悬浮框架1的侧剖视图，其中悬浮框架包括框架元件20(参见图3)和设置于其上的磁体单元5(参见图2)。
51.此外，为了简明起见，在前面的图中已经描述的特征及其作用不再另行解释。此外，与前面和/或后面的附图相比，相同的特征或至少看起来相似的特征使用相同的附图符号。为了简明起见，例如也可以仅在后续附图中进行特征的描述。
52.磁体单元5在此通过至少一个固定轴承26和至少一个活动轴承27、28连接至框架元件20；在固定轴承26上磁体单元5和框架元件20在悬浮框架1的纵向x上彼此刚性连接；因此，在固定轴承26上该磁体单元5相对于框架元件20在纵向x上是不可移动的，因此该固定轴承26是纵向x上的固定轴承26。
53.此外，悬浮框架1具有至少一个活动轴承27、28，其与至少一个固定轴承26在纵向x上彼此间隔开来；该活动轴承27、28还将磁体单元5和框架元件20彼此连接起来，使得它们
可以沿悬浮框架1的纵向x移动，因此该活动轴承27、28是纵向x上的活动轴承。
54.当发生热膨胀wa时，磁体单元5可以通过活动轴承27、28而相对于框架元件20沿纵向x移动，从而避免在磁体单元5和框架元件20之间产生应力；热膨胀wa在图中用两个向外的箭头标记；藉助该些活动轴承27、28，磁体单元5也可以在收缩的情况下相对于框架元件20进行移动，热收缩的方向与热膨胀wa的方向相反，因此也可以避免应力的产生。
55.第一活动轴承27设置在第一悬浮框架端部29的区域中，而第二活动轴承28设置在第二悬浮框架端部30的区域中，固定轴承26则设置在悬浮框架中心31的区域中，因此固定轴承26位于该二活动轴承27、28之间。
56.此外，例如设计为销的连接件18设置在相应凹槽25中，该凹槽25和销皆为锥形，因此两者可以相互对准；在此示出的三个相应固定件11-13通过该些示意性示出的螺接件32被紧固到第一侧部21、第二侧部22和纵向部23上，此处所示的固定件11-13在螺接件32的区域中被完全连接至框架元件。替代地，代替螺纹连接，也可以在固定件11-14和框架元件20之间形成沿纵向x的活动连接，例如，框架元件20可以具有在活动轴承27、28中以纵向x定向的轴，固定件11、12可以在该轴上沿纵向x移动，并以此补偿热膨胀wa；藉助该轴，固定件11、12沿垂直方向z和横向y固定在活动轴承27、28中，或牢固地连接至框架元件20。
57.根据本实施例，固定件11-14至少在活动轴承27、28中被设计成为柔性梁，其可以在纵向x上弯曲。因此，通过固定件11-14在活动轴承27、28中沿纵向x的弯曲行为可以用来补偿热膨胀wa，固定件在磁体单元5膨胀时向外弯曲，而在磁体单元5收缩时向内弯曲，藉此，即使固定件11-14通过在此所示的螺接件32牢固地连接至框架元件20，也可以进行热膨胀wa的补偿。
58.根据本实施例，框架元件20具有隶属于第一活动轴承27的第一膨胀凹部33和隶属于第二活动轴承28的第二膨胀凹部34，当磁体单元5由于热膨胀wa而膨胀时，该些相应的固定件11、12和/或该磁体单元5可以弯进该二膨胀凹部33、34中。
59.以上附图以及所描述的实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，即使它们在说明书或申请专利范围的不同部分或在不同的实施例中示出和描述，皆应仍属本发明的专利涵盖范围。
60.符号说明
61.1：悬浮框架
62.2：悬浮车辆
63.3：底盘
64.4：车厢
65.5：磁体单元
66.6：主要部分
67.7：磁芯
68.8：第一线圈单元
69.9：第二线圈单元
70.10：承载单元
71.11：第一固定件
72.12：第二固定件
73.13：第三固定件
74.14：第四固定件
75.15：第一磁体单元端部
76.16：第二磁体单元端部
77.17：磁体单元中心
78.18：连接件
79.19：孔
80.20：框架元件
81.21：第一侧部
82.22：第二侧部
83.23：纵向部
84.24：底部
85.25：槽
86.26：固定轴承
87.27：第一活动轴承
88.28：第二活动轴承
89.29：第一悬浮框架端部
90.30：第二悬浮框架端部
91.31：悬浮框架中心
92.32：螺接件
93.33：第一膨胀凹部
94.34：第二膨胀凹部
95.x：纵向
96.z：垂直方向
97.y：横向
98.wa：热膨胀
99.br：弯曲方向

技术特征：
1.一种用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆(2)的悬浮框架(1)，包括：一个框架元件(20)；至少一个磁体单元(5)，设置在所述框架元件(20)上并用于抬升、承载、引导和/或驱动所述悬浮车辆(2)；以及至少一个固定轴承(26)，将所述磁体单元(5)和所述框架元件(20)在悬浮框架(1)的纵向(x)上彼此刚性连接；其特征在于，所述悬浮框架(1)具有至少一个在悬浮框架(1)的纵向(x)上与所述固定轴承(26)间隔开来的活动轴承(27、28)，其将所述磁体单元(5)和所述框架元件(20)以可沿悬浮框架(1)的纵向(x)移动的方式彼此连接起来。2.依据权利要求1所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述活动轴承和/或所述固定轴承(26、27、28)可以在磁体单元(5)和框架元件(20)之间传递用于从磁浮列车的轨道抬升和/或承载悬浮车辆(2)的拉力。3.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述至少一个活动轴承(27、28)设置在一个第一和/或第二悬浮框架端部(29、30)的区域内；和/或所述固定轴承(26)设置在一个悬浮框架(1)的悬浮框架中心(31)，特别是设置在所述第一和第二悬浮框架端部(29、30)之间。4.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述磁体单元(5)具有一个直线电机的主要部分(6)；和/或所述悬浮框架(1)，尤其是所述磁体单元(5)和/或所述框架元件(20)，包括至少一个用于将所述磁体单元(5)固定到所述框架元件(20)上的固定件(11-14)。5.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，在所述至少一个活动轴承(27、28)中，所述主要部分(6)至少可以相对于所述框架元件(20)在悬浮框架(1)的纵向(x)上位移；和/或在所述至少一个活动轴承(27、28)和/或所述固定轴承(26)上，所述磁体单元(5)固定在横向于纵向(x)的横向(y)方向上。6.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述磁体单元(5)具有一个承载单元(10)，在其上设有所述主要部分(6)；和/或在其上设有所述至少一个固定件(11-14)。7.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述至少一个固定件(11-14)以一个背离主要部分(6)的端部区域连接至所述框架元件(20)，特别是沿纵向(x)固定地或可移动地连接至所述框架元件；和/或所述至少一个固定件(11-14)特别是以正交方式远离所述主要部分(6)而延伸。8.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述固定件(11-14)，特别是在其端部区域，具有一个连接件(18)，所述固定件(11-14)可以通过所述连接件而连接至所述框架元件(20)。9.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的
悬浮框架，其中，所述框架元件(20)具有至少一个凹槽(25)，用于将所述磁体单元(5)连接到所述框架元件(20)的所述连接件(18)可以插入到所述凹槽中，其中所述连接件(18)可以优选地通过一个螺接件(32)而连接至所述框架元件(20)。10.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述凹槽(25)设计为特别是锥形孔，而所述连接件(18)设计为特别是锥形销，其中所述孔和所述销相互匹配。11.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述特别是孔的凹槽(25)和所述特别是销的连接件(18)以所述悬浮框架(1)的纵向(x)而定向。12.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述固定件(11-14)设计为柔性件，使其在所述悬浮框架(1)的纵向(x)上具有弹性和/或在各自的纵向延伸(x)中具有抗拉强度。13.依据前述权利要求中的一项或多项所述的用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，其中，所述框架元件(20)具有至少一个膨胀凹部(33、34)，在热膨胀期间(wa)所述磁体单元(5)，尤其是所述固定件(11-14)，可以移动到所述膨胀凹部内。14.一种用于磁浮列车的悬浮车辆(2)的底盘(3)，包括多个在所述底盘(3)的纵向(x)上相互连接的悬浮框架(1)；其特征在于，至少一个悬浮框架(1)是根据前述权利要求中的一项或多项设计而成。15.一种磁浮列车的悬浮车辆(2)，包括一个底盘(3)；其特征在于，所述底盘是根据前一权利要求设计而成。

技术总结
本发明涉及一种用于磁浮列车受限于轨道的悬浮车辆的悬浮框架，包括一个框架元件(20)、至少一个设置在框架元件(20)上并用于抬升、承载、引导和/或驱动悬浮车辆(2)的磁体单元(5)和至少一个将磁体单元(5)和框架元件(20)在悬浮框架(1)的纵向(X)上彼此刚性连接的固定轴承(26)。根据本发明，悬浮框架(1)具有至少一个在悬浮框架(1)的纵向(X)上与固定轴承(26)间隔开来的活动轴承(27、28)，该活动轴承将磁体单元(5)和框架元件(20)以可沿悬浮框架(1)纵向(X)移动的方式彼此连接起来。本发明还涉及一个用于悬浮车辆(2)的底盘(3)和该悬浮车辆(2)。浮车辆(2)。浮车辆(2)。


技术研发人员：斯特凡
受保护的技术使用者：德商马克思博格尔两合公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/9/9