铁路、在铁路上运行的铁路车辆以及包括铁路和铁路车辆的成套设备

摘要

铁路车辆用铁路，其包括沿一条纵向中线(L)延伸的横向隔开的平行的两列导轨(4)。所述铁路车辆用铁路还至少在一个纵向路段上包括一列板(6)，所述一列板沿纵向中线(L)延伸且形成直线性感应电动机的固定部分。每个板(6)都是导电的，并且是非永久性磁化磁性的或者是非磁性的。每个板(6)都电绝缘。

说明书

技术领域

本发明涉及用于沿铁路运行的铁路车辆的牵引系统领域，尤其是 用于在城区沿铁路运行的有轨电车领域。

背景技术

有轨电车铁路至少在一些路段上可具有很大的斜坡，使普通的具 有金属轮的有轨电车上坡或下坡困难，因为金属轮在铁路的金属导轨 上附着力比较小。

可采用气胎轮，但是，这会增大滚动阻力，多耗推动铁路车辆所 需的能量。

DE102006035092A1提出一种成套设备，其包括配有永久磁体的 铁路和配有直线性同步电动机的铁路车辆，所述同步线性电动机与所 述永久磁体相配合，例如在铁路的斜坡路段产生牵引车辆的牵引力。

但是，这种成套设备成本高，因为需要沿铁路线布置永久磁体， 而且不适宜在城市使用。

发明内容

本发明的目的之一是提出一种铁路车辆用牵引系统，其可改进牵 引，使之适于在城市使用。

为此，本发明提出一种铁路车辆用铁路，其包括沿一条纵向中线 延伸的横向隔开的平行的两列导轨，其特征在于，所述铁路车辆用铁 路还在至少一段纵向路段上包括一列板，所述一列板沿纵向中线延伸 的且形成直线性感应电动机的固定部分，每个板都是导电的，并且是 非永久性磁化磁性的或者是非磁性的，每个板都电绝缘。

根据其它实施方式，单独地或根据所有技术上可行的组合，铁路 包括以下一个或多个特征：

－所述一列板布置在所述两列导轨之间；

－板通过沿板的每条纵向边缘的一个纵向接合件电绝缘；

－每个板与相邻的每个板通过一个横向接合件电绝缘；

－每个板与铁路的支承结构通过至少一个布置在板和支承结构之 间的电绝缘的支承件电绝缘；

－板是由铝制成的；

－铁路车辆用铁路铺设在城市中。

本发明也涉及用于沿例如上文限定的铁路车辆用铁路运行的铁路 车辆，所述铁路车辆包括至少一个形成直线性感应电动机的活动部分 的感应器，所述感应器构型成产生适于在铁路车辆用铁路的相对的板 中产生感应电流的磁场，以便反作用地产生纵向作用力。

根据其它实施方式，单独地或根据所有技术上可行的组合，铁路 车辆包括以下一个或多个特征：

－所述感应器安装在铁路车辆的转向架的非悬置部分上；

－通过能改变所述感应器相对于铁路车辆用铁路的高度的高度调 整系统来安装所述感应器；

－其所述铁路车辆还包括至少一个驱动车轮的电动机，用以驱动 铁路车辆的转向架的至少一个车轴的车轮转动。

本发明还涉及一种包括如上文限定的铁路车辆用铁路和沿如上文 限定的铁路车辆用铁路运运行的铁路车辆的成套设备。

附图说明

通过阅读以下仅作为示例给出的并参照附图进行的说明，将更好 地理解本发明及其优点，在附图中：

－图1是本发明的包括铁路和在铁路上运行的铁路车辆的成套设 备的示意性侧视图；

－图2和图3分别是铁路的沿横向平面的剖视图和正视俯视图；

－图4是铁路和车辆的转向架的沿横向平面的剖视图；

－图5是转向架的示意性俯视图；以及

－图6类似于图4，示出根据一个变型的转向架。

具体实施方式

如图1所示，成套设备1包括铁路2和在铁路2上运行的铁路车 辆3。

铁路2和铁路车辆3包括直线性感应电动机或直线性异步电动机， 用以相对于铁路2驱动铁路车辆3。直线性感应电动机包括集成于铁 路2的固定部分和由铁路车辆3承载的活动部分。

如图2和3所示，铁路2包括沿纵向中线L延伸的横向隔开的平 行的两列导轨4，以及沿纵向中线L延伸的一列板6。所述一列板6 形成直线性感应电动机的固定部分。

下文中，术语“水平”、“垂直”、“纵向”、“横向”、“高”和“低”应 理解为相对于铁路及其纵向线路而言。

两列导轨4和一列板6布置在支承面8上。

每列导轨4包括一系列首尾相接地布置的导轨，例如通过焊接或 通过用接轨板使之在其相邻的端部彼此连接。

所述一列板6包括一系列首尾相接地布置的板6，所述板平放在 所述两列导轨4之间。每个板6基本上水平和横向地在两列导轨4之 间延伸。

每个板6呈矩形，包括两个与对置的导轨4平行的纵向边缘6A 和两个相对于导轨4横向延伸的横向边缘6B。板6为实心板。每个板 为薄板，其厚度小于其长度和宽度。

所述板是导电的，并且是非永久性磁化磁性的或者是非磁性的。 优选地，板是非磁性的。

非永久性磁化磁性板具有磁化率。磁性板可逆地进行磁化。当存 在一个外磁场——或励磁磁场——时，磁性板可暂时地磁化，而当外 磁场消失时，进行消磁。

非磁性板具有零磁化率，并且当不存在外磁场时不磁化。

有利地，板为实心板，用非永久性磁化磁性的或非磁性的导电材 料制成。

有利地，板用铝制成，铝为非磁性的材料。

每个板6都电绝缘。因此，每个板6不与另一个导电元件电连接。

铁路2包括至少一个支承每个板6的电绝缘的支承件10。每个支 承件10布置在相应的板6和支承面8之间。因此，每个板6与支承面 8电绝缘。

每个支承件10在垂直方向上、在纵向上和在横向上保持相应的板 6。铁路2这里包括多个支承每个板6的支承件10。每个支承件10例 如由一个弹性体形成。

每个板6与相邻的每个板6通过一个电绝缘的横向接合件12电绝 缘。每个横向接合件12插置在一对相邻的板6中板6的相邻横向边缘 6B之间。

这种电绝缘避免对效率和对车辆范围外的行人的安全有害的游移 电流通过。

每个板6通过沿板6的纵向边缘6A延伸的电绝缘的纵向接合件 14电绝缘。

铁路2包括支撑16，支撑例如用混凝土制成，在导轨4之间沿两 列导轨4纵向延伸。支撑16能够保持两列导轨4之间的间距。

铁路2在每列导轨4和相邻的支撑16之间包括弹性体制成的纵向 接合件18。

支撑16插置在板6和每列导轨4之间。每个支撑16插置在一列 导轨4和所述一列板6之间。每个板6横向地布置在支撑16之间，从 而确保板6的横向保持。

每个纵向接合件14插置在板6和一个支撑16之间，使板6与支 撑16电绝缘。

如图1所示，铁路车辆3包括转向架22，转向架具有至少一个车 轴24，每个车轴24包括两个同轴车轮26。每个转向架22这里包括两 个车轴24，在变型中，可仅包括一个车轴(单轴转向架)。

图4和图5示出铁路车辆3的转向架22，转向架具有形成线性感 应电动机的活动部分25的部件，适于与铁路2的板6相配合，以产生 纵向作用力，以驱动铁路车辆3。

转向架22具有两个车轴24(图6)。每个车轴24具有一条车轴轴 线E-E，且包括两个同轴车轮26，车轮围绕车轴轴线E-E转动地安装 于一个横档28的两端。

横档28是转向架的一个非悬置部分。本身公知地，转向架22包 括底架，底架通过一个主悬架装置和一个副悬架装置悬置在横档28 上，所述副悬架装置布置在底架上，以使车厢悬置在底架上。

横档28为龙门式框架形，包括一个相对于车轴轴线E-E向下偏 置的横梁30，以及两个从横梁30的端部向上延伸的端部部分32，每 个端部部分32支承一个围绕车轴轴线E-E转动的车轮26。这种横档 能够降低铁路车辆的地板。

转向架22包括支承感应器38的板状感应器架36。感应器38适 于在供电时产生磁场。感应器38例如设置成电线圈的形式。

转向架22包括向感应器38供电的供电单元40。

感应器架36安装在横档28上，以基本上水平地和横向地平行于 板6延伸，同时与板6隔开间隙42。

因此，感应器架36支承在转向架22的非悬置部分上，这能够确 保恒定的间隙42，防止靠近车轮26的磨损。

感应器架36纵向布置在转向架的两个车轴24之间。减震限位器 44，例如弹性体制成的限位器，插置在感应器架36的纵向端部36A 和横档28之间。

感应器架36、感应器38和供电单元形成直线性感应电动机的活 动部分25。

运行中，供电单元40向感应器38供电，以便产生可变感应磁场。 该可变磁场在相对于经受感应磁场的感应器架36的每个板6中产生感 应电流(或傅科电流)。每个板6都是电绝缘的，感应电流在板6中成 回路流通，产生感生磁场，该感生磁场与感应磁场相反，这能够反作 用地产生纵向作用力。

在非磁性板的情形中，由傅科电流产生的感生磁场在存在有源感 应器38的情况下暂时出现，然后消失。

在非永久性磁化磁性板的情形中，由傅科电流产生的磁场所感生 的磁场和磁化磁场在存在有源感应器38的情况下出现，然后消失。

因此，在板6中感生的磁场仅在存在有源感应器38的情况下出现， 在不存在感应器38的情况下消失。因此，板6在没有车辆时不产生磁 场，这使得能够在城市使用板，而没有干扰行人和电子设备——例如 心脏起搏器——的危险。优选地，板6是非磁性的，以限制任何干扰 危险。

板6中的感应电流对附近的人员有危险。

因此，优选地，板6的长度设计成，在所述或每个直线性异步电 动机工作时能够产生感应电流的板6，由铁路车辆3所覆盖。

在实施方式中，所述一列板6中两个连续板6的累加长度小于铁 路车辆3的长度。

可选地，如图6所示，感应器架38相对于横档28安装成在工作 低位(图4)和静止高位(图6)之间垂直地活动。静止高位能够在直 线性感应电动机的活动部分25不工作时，保持较大的垂直间距。

优选地，铁路车辆3包括至少一个驱动车轮的电动机50，用以驱 动这里为两个的电动轮26转动。每个驱动车轮的电动机50机械联接 于由该电动机所驱动的每个车轮。所述或每个驱动车轮的电动机50 主要用于驱动铁路车辆3，直线性感应电动机用于辅助例如用于通过 铁路2的斜坡路段。

在这种情况下，可设置成没有板的第一铁路路段，以及配有与铁 路车辆的感应器相配合的板的第二路段。优选地，第二路段是斜坡路 段，其坡度大于第一路段的坡度。

根据本发明，可确保在坡度大的铁路上驱动铁路车辆，而在城市 对行人没有危险。

在坡度小的路段，通过驱动车轴车轮转动、使车轮在导轨上摩擦， 驱动铁路车辆，而在坡度较大的路段，直线性异步电动机与铁路的板 相配合，以产生辅助驱动力，对铁路周围的行人没有危险。

没有铁路车辆时，板不产生可能危及行人的磁场。

本发明尤其应用于有轨电车铁路，一般来说，应用于任何类型的 铁路，城市铁路或城外铁路。