把电气绕组的护套连接到接地导体上的装置及装有它的磁悬浮列车.pdf

本发明涉及一种用来把放置到长定子的凹槽内的交流绕组(4)的至少部分导电护套(21)连接到接地导体(17)上的装置。该装置包含设有用于接地导体(17)的连接元件(16)的套筒(11)。根据本发明，套筒(11)、接地导体(17)及连接元件(16)仅仅由非腐蚀金属制成。

1.  一种用于把放置到长定子(1)的凹槽(2)中的交流绕组(4)的至少部分导电护套(21)连接到接地导体(17)上的装置，包括部分包围在凹槽区域中的绕组(4)且由不锈钢制成的套筒(11)，所述套筒在至少一个纵向端处设有用于所述接地导体(17)的、也由不锈钢制成的连接元件(16)，其特征在于，所述接地导体(17)唯一地由非腐蚀金属制成。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接地导体(17)由不锈钢制成。

3.  根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述连接元件(16)是预计用于弹性地容纳所述接地导体(17)的弹性通道。

4.  根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接元件(16)借助于连接片(15)以一件式构造连接到所述套筒(11)上。

5.  根据以上权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述套筒(11)设有至少一个向内突出的公称接触点(18)。

6.  根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述公称接触点(18)包括卷边。

7.  根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述套筒(11)在其纵向端处分别设有两个公称接触点(18)，所述公称接触点(18)布置在外边缘处。

8.  根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述卷边具有的径向高度使得该卷边在绕组(4)的安装状态下把该卷边本身压入到绕组(4)的护套(21)中。

9.  根据以上权利要求3至8任一项所述的装置，其特征在于，所述连接元件(16)、连接片(15)及公称接触点(18)为大面积构造，以减小从绕组(4)的护套(21)到套筒(11)和从套筒(11)到接地导体(17)的过渡电阻。

10.  根据以上权利要求1至9任一项所述的装置，其特征在于，所述接地导体(17)在其分离点处的端部通过设有环路(24)的连接件(25)彼此连接。

11.  根据权利要求10所述的装置，其特征在于，夹持连接器(26)设置成把接地导体的端部与连接件(25)相连接。

12.  根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述夹持连接器(26)由不锈钢制成。

13.  根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述夹持连接器(26)设有抗扭曲元件(28)或被设计成这样的元件。

14.  根据以上权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，接地导体的端部连接到用来防止绞起的保险装置(23)上。

15.  一种具有作为长定子直线电机的部分的长定子(1)的磁悬浮铁路，其中，长定子(1)具有凹槽(2)和插入到所述凹槽中的交流绕组(4)，该绕组(4)具有至少部分导电的护套(21)，其特征在于，所述磁悬浮铁路装有根据以上权利要求1至14的一项或多项所述的装置，以便把护套(21)接地。

把电气绕组的护套连接到接地 导体上的装置及装有它的磁悬浮列车
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分中所述类型的装置，并且涉及装有该装置的磁悬浮铁路(磁悬浮列车)。
背景技术
对于具有长定子直线电机的磁悬浮铁路，长定子与导轨并排设置，三相交流绕组插入到该长定子的凹槽中，该绕组例如包括铜或铝电缆和围绕它的绝缘层。因为沿绕组在正常操作中的感应效应出现电压差，并且因为由此引起的电流可以流动，所以已知的是(DE 30 06 382C29)：给绕组提供由电隔离塑料材料制成的附加外部护套，借助于碳黑、石墨、铜网或以其它方式使电隔离塑料材料至少部分地导电，以便放电这些和其它电流；保证对于触点的失效保护和为了其它原因；及把在每个凹槽区域中的这个护套连接到与长定子并排延伸的接地导体上。为了保证在护套与接地导体之间得到小过渡电阻，此外熟知的做法是(DE 196 20 222 C2)，借助于装置把绕组护套连接到接地导体上，这些装置包括部分围绕绕组的套筒以及用于接地导体的连接元件，所述绕组被插入到长定子的凹槽中。由此打算一方面建立在护套与套筒之间的比较大接触，同时另一方面连接元件打算允许对于接地导体的简单连接。为了避免腐蚀，套筒和连接元件由不锈钢制成。
迄今为止接地导体由良好传导材料(例如铜)构成。它们在可选择的点处和以可选择的频度连接到地电位上，并且像交流绕组一样设有传导塑料扩套以提供防腐保护和接触保护。
在磁悬浮铁路的实际使用中，在上述装置中已经显露两个基本弱点。一方面发现接地导体的塑料护套在较长操作时期之后在多个点处烧穿。指示热过载的这样的烧焦点是不能容许的。另一方面，火和/或碳化点也出现在长定子绕组本身的护套中，借此护套逐渐变脆并开始分解。这也是不能容许的。
发明内容
有鉴于此，构成本发明的基础的技术问题是，以这样一种方式构造以上所述种类的装置，从而避免烧焦和碳化区域。而且，提出一种装有这样一种装置的磁悬浮铁路。
在权利要求1和15中的特征化特征用来解决这个问题。
本发明由如下思想产生：当电流从套筒转移到接地电缆时，不希望的高过渡电阻和由此产生的热峰值负载可能由于连接元件的小过渡横截面而出现，该峰值负载超过接地导体的塑料绝缘的热负载承受能力，并因此每当它们最大时引起烧焦。然而，如果使用由金属制成的耐腐蚀接地导体，则热过载的危险被大大地排除。
按照本发明的特定优选实施例，套筒设有公称(理想)接触点，例如向内突出的卷边。因而实现在交流绕组的护套与套筒之间创建确定的接触点，由此避免电流通过偶然形成的点状接触点流出并达到如此高的电流密度以至损坏绕组的护套层。这里假定，迄今为止尽管是大面积套筒，但是电流的过渡只出现在根据绕组的位置和/或弯曲套筒偶然牢固地接触护套的地方。
本发明的其它有利特征从从属权利要求中能明显看出。
附图说明
下面基于所包括的以不同比例画出的附图并通过实施例，更详细地解释本发明，在附图中：
图1示意地表示用于磁悬浮铁路的具有三相交流绕组的直线电机的长定子的立体图；
图2表示在绕组的插入期间在凹槽区域中根据图1的长定子的前视图；
图3表示按照本发明的套筒的立体图；
图4和图5每个表示根据图3的套筒的前视图和横截面；
图6表示在与接地导体一起插入根据本发明的套筒之后根据图1而没有长定子的绕组的立体图；
图7表示根据图3的具有插入绕组的套筒的部分侧视图；
图8表示沿图7的线VIII-VIII的截面；
图9表示在道岔区域中并且具有在道岔中根据本发明的装置的特定构造的长定子地部分和示意侧视图，及
图10和图11每个表示根据图9的装置的夹持连接器的放大前视图和侧视图。
具体实施方式
图1表示用于磁悬浮铁路的直线电机的长定子1的一部分。在预选择距离内，长定子1具有凹槽2，凹槽2在与其纵向轴线3横交的方向上连续地构造，以便容纳三相交流绕组4。例如，设有承载磁体的磁悬浮车辆的反作用部分在长定子1的下侧处沿纵向轴线3的方向被导向。这样一种长定子直线电机的一般安装和操作模式对于本领域的技术人员是众所周知的，例如由出版公报De 39 17 058 C1得知，该公报为了避免重复起见由此形成本公开的整体部分。
根据图2，凹槽2每个是向外和/或向下敞开的贯通凹槽5，并且由壁6约束，壁6具有彼此相对站立的向内突出的突起6a，并且在最窄点处彼此具有比与绕组4的外径相对应的小的距离。
如此外在图2上表示的那样，位于凹槽2的两侧的壁6的部分设有每个靠近敞开狭槽5的支撑肩7。套筒9的两个下部纵向边缘8支撑在这些支撑肩7上，所述套筒包括根据壁6成形的薄不锈钢金属板。套筒9优选地是弹性的，以允许它在图2中表示的箭头的方向上压入凹槽2中，直到纵向边缘8在支撑肩7后面卡到位。由此，套筒9然后在不可旋转状态下固定在凹槽2中，并且被固定以防脱落。
在其中壁6具有其突起6a的那些地方处，套筒9相应地成形，从而在套筒9已经插入之后，凹槽2具有收缩部10。
由于绕组4可稍微弹性变形，所以它们在套筒9已经插入之后，也可在画出箭头的方向上压入凹槽2中，直到它们在收缩部10后面弹性地卡到位，并由此被固定以防脱落。
凹槽2和套筒9的构造对于本领域的技术人员是众所周知的，例如由出版公报De 196 20 222 C1得知，该公报为了避免重复起见由此形成本公开的整体部分。
按照本发明构造的套筒11的细节由图3至5具体地表示，与图2相比在图3至5中，套筒11表示在绕其纵向轴线11a旋转180°的位置中。因而，套筒11包括具有大体遵循圆柱形表面的轮廓的壳层12，该轮廓是如此之大，从而它围绕在安装状态下的绕组4比一半多一点。壳层12在纵向轴线11a的方向上的长度大体与凹槽2的长度相对应，从而它在插入之后在其整个长度上完全填充凹槽2。在一个轴向端处，套筒9具有挡片14，同时它在另一轴向端处设有连接片15形式的另一个挡片，在图6中表示的用于接地导体17的连接元件16紧固到该另一轴向端上。挡片14和连接片15大约在护套底部的中部横交于纵向轴线11a延伸，并且优选地包括元件，这些元件相应于所述壳层12形成，由与壳层相同的材料制成及通过把模压到护套底部的延伸部弯曲近似90°而得到。连接片15离挡片14的距离在这个方向上与长定子1的宽度一样大，从而它们在组装之后都邻接其前和后侧，并且套筒11由此在不可移动的状态下轴向固定在相关凹槽2中。
连接元件16优选地包括弹性通道，接地导体17可弹性地压入到该弹性通道中并由此被不可拆除地固定。
在两个纵向端处和在外边缘处，即如果展开平放则在与四个角部相对应的那些点处，套筒11每个具有向内突出的公称接触点18。每个公称接触点18优选地包括卷边和/或凸出形隆起，该卷边和/或凸出形隆起根据图4和5径向向内拱起，并由此带来壳层12的横截面收缩。
绕组4的通常结构从图6中可明显看出。因而，绕组4包括多股导电良好的芯19、围绕它的高压绝缘层20、及包裹所述层20并且由塑料材料制成的外部护套21，该塑料材料例如借助于碳黑等已经形成至少部分导电的。因而，绝缘层20和护套21是弹力弹性的，并且/或者可在一定的极限内压缩。
公称接触点18的径向高度优选地选择成，它们本身在绕组4已经插入之后刺入柔性护套21中。特别便利的是，以这样一种方式定卷边高度的尺寸，从而这不仅可应用在通常公差的范围内，而且即使绕组4和套筒11由于在夏季和/或冬季期间的温度变化在径向稍微伸展或压缩也可应用。由此，保证在护套与套筒11之间的与季节无关的恒定的同样良好的接触。
与绕组4的护套21合作的公称(理想)接触点18的接触区域18a(图4、5)优选地是光滑的并且稍微拱起，但绝不带角或变尖。除此之外，这些接触区域18a具有比较大的面积，但尽管如此，它们定尺寸成如果它们作用在护套21上则允许护套21的径向偏移。总之，它给出如下优点：根据图6在安装状态下的套筒11始终位于平面内并且可靠地使其公称接触点在绕组4的护套21处。其一个后果是，由此为从护套21到连接片15和从此处进一步到位于连接元件16中的接地导体17的电流过渡创建确定的接触。与公差和气候条件无关，因而始终保证通过接地导体17的电流的确定放电。
套筒11完全由不锈钢金属板制成，例如在冲压步骤之后通过应用通常的成形步骤将元件部分14、15、16、及18模压到套筒11上。
根据图6，连接元件16接纳接地导体17。为了保证这里也得到具有很小过渡电阻的良好接触，连接片15和弹性通道16为大面积构造。鉴于相比较套筒11的这些部分的较小流动横截面这尤其适用。而且，本发明仅仅由耐腐蚀金属生产接地导体17。由此，避免如果像向来那样使用通常的绝缘层则出现的问题，该问题发生在锐边接触点的区域中。此外，接地导体17便利地由与套筒11相同的材料制成，即由不锈钢制成，以便甚至排除如果使用不希望的金属组合，例如Cu/Fe，则由于电化学电压等级在接触点的区域中出现的那些干扰，例如像接触腐蚀。而且，它具有以下优点，即不锈钢是防腐蚀的从而不需要另外的腐蚀保护层。然而，代替不锈钢，也可使用其它耐腐蚀材料，例如镀锡铜、钛等。最后另一个优点是，由于没有绝缘层，所以在连接元件16与接地导体17之间的电流负荷能力载流量显著较大。
除此之外，接地导体17便利地由不锈钢缆制成，即使它也可构造成粗棒。
图7和图8表示根据本发明的公称接触点18的效率。因而，图7表示绕组4的短件的侧视图和使套筒11与其中一个预定接触点18相邻的套筒11的端截面。等电位线由附图标记22指示，该等电位线在操作期间在绕组4中形成，并且在接触点18的区域中比较轻微地变形，而绝不会像在如果有锐角边缘等时的情况下变形得那么多。图8表示在穿过绕组4的短件和压入到其护套21中的公称接触点18的纵向截面中类似的东西，但与图7相反，仅表示位于中心平面4a的一侧的绕组4的一半。由这个视图明显看出，得到等电位线的非常均匀分布。这导致有利的结果：在选择接触点的区域中得到电流的均匀分布，并且不会达到临界电流密度。
为了即使在磁悬浮铁路的导轨中的道岔区域中也保证接地导体17的适当功能，这里描述的装置与图9至图11相一致地构造。因为在彼此邻接的两个长定子段1a、1b之间的距离在道岔区域中可能由于道岔的运动而变化几个毫米，所以出现问题。抗张力接地导体17不跟随这些变化。因此，力通过接地导体17施加到连接元件16上，连接元件16可以由此塑性地变形，并且也减小夹持作用和作为其结果也减小接触表面的尺寸。这可能最终导致在套筒11与接地导体17之间的接触的失效，该失效甚至由在操作期间发生的振荡和振动加速。
根据本发明，因此提供成，在长定子部分1a、1b之间的临界接合点的区域中分离(分隔)接地导体17，并且通过任何种类的保险装置23防止如此得到的端部绞起。例如，拉到所得到的端部上并然后被挤压的管状端部件23适用于此目的。如此得到的接地导体17的端部借助于设有环路24并优选地由接地导体材料制成的柔性连接件25以桥的形式彼此连接，其中连接件25在其端部处借助于夹持连接器26紧固到接地导体17的两个分离端部上。因而，环路24构成可以供给或接纳在长定子部分1a、1b的距离变化的情况下需要的材料量的接地导体的弹性保存部分，而这不会引起对于实际接地导体17的任何拉应力或对于连接元件16等的任何过大负载。
根据图10和图11，夹持连接器26例如由借助于耐腐蚀螺钉27可连接的两个部分26a和26b制成，所述部分在它们之间一方面容纳连接件25并且另一方面容纳接地导体17的适当端部。而且，一部分(例如26b)设有腹板等形式的抗扭曲元件28，该抗扭曲元件28被模压到该部分上，并且在安装状态下把它本身贴着长定子1的侧壁并因而防止夹持连接器26的不希望扭曲。
基于以上概述的这些措施，实现的是：在道岔区域中的接地导体17不过载，并且增加在这些区域中的套筒11的服务寿命。适当的环路也可以安装在长定子部分或接地导体端部之间的其它交界处。
最后由图6成为显然的是，位于绕组头部之间的绕组4的每个直的绕组股设有插入凹槽2(未示出)中的套筒11。在套筒11的插入之后，连接元件和/或弹性通道16同轴地一个位于另一个后面，以便共同地接纳在导轨的纵向方向上延伸的接地导体17。
本发明不限于能以多种方式多样化的所述实施例。特别是，这适用于在套筒11处提供的公称接触点18的数量和形状。此外，有可能的是，给套筒11提供第二连接元件16而不是挡片14，并且在长定子1的两侧处分别放置接地导体17。而且，有可能对于套筒11选择除在图3中表示的之外的形状，特别是如果在长定子1中的凹槽2的形状要求这种不同的形状。也有可能的是，以两部分或多部分构造提供套筒11。例如，一个接地导体17可安装在长定子1的每一侧上，并且设有连接元件17的套筒每一个的一部分可指定给这些接地导体17的每一个。在这种情况下，可完全省略在图3中表示的套筒11的中段。除此之外，显然本发明也覆盖装有以上描述的装置的磁悬浮铁路。最后，不言自明的是，不同的特征也能以除以上描述和表示的那些之外的组合应用。