CN100503969C - 行车道支座和由此制造的磁垫车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行车道支座(11)和一种由此制造的磁垫车。行车道支座(11)具有一个用于磁垫车列车的滑橇的滑动面(14)。依据本发明，滑动面(14)具有涂层(15、16、17)，该涂层至少在外部区域(17)内具有一种与滑橇材料一致的、用于降低摩擦和磨损的添加物。
Description
技术领域
本发明涉及一种行车道支座，具有一个用于磁垫车(Magnetschwebebahnen)的滑动面，其列车各具有至少一个用于沉降在滑动面上的滑橇，还涉及一种由此制造的磁垫车。
背景技术
磁垫车的行车道由行车道支座组成，它们除了用于驱动列车外，常常具有作为长定子-直线电动机(Langstator-Linearmotoren)的定子叠片构成的驱动装置和用于磁道导向的侧导向面，也就是所谓的滑动面。这些滑动面大多安装在行车道支座的上部表面上，既用于列车的正常停车，也用于在紧急情况下借助安装在其底侧的滑橇沉降。“滑动”-面和“滑”-橇的称法在此表示，该滑橇不仅在静止状态，而且在列车运行期间也可以沉降在滑动面上，然后在该面上继续滑行直至列车停止。这种情况例如会在电磁开关断开时出现，因为然后所属的列车段或其悬浮框架这样下降，使列车以至少一个滑橇放在滑动面上。由此在由磁悬浮列车可达到的400km/h和更高速度的情况下引起可观的摩擦能量，并由于这种摩擦能量在相关的滑动副偶件范围内出现高温和强磨损。
迄今为止，对紧急沉降情况下出现的摩擦性能很少关注。确切地说，滑动性能或多或少也许取决于滑橇和滑动面所使用的材料。在此方面的前提是，滑动面同行车道支座一样必须由钢或混凝土构成，而滑橇则必须由比钢或者混凝土具有更高耐磨强度的材料制造。在这种联系上还公知，滑动面在钢制的滑动条上构成并具有以环氧树脂或聚氨酯为基的由锌粉和铁云母组成的防腐层。
在所述类型磁垫车实际运行中的情况表明，按照这种方式所取得的滑动性能出于各种原因还不足够。特别希望的是，只要出现故障，对故障列车不仅能够立即和随车维修或者保养，而且能使故障列车尽可能地继续行驶到适合进行维修和保养工作的车间。在这种情况下，电磁开关断开时迄今公知的滑橇和滑动面之间产生的高摩擦力必然会导致很高的机械负荷和温度，从而在滑橇和/或者滑动面没有完全磨损而安全到达各自最近的车间只有通过将车间沿行车道以相当短的距离设置才能得到保证。在车间之间距离过大的情况下，列车上的很多故障还会对滑动面造成损害，并因此需要维修相关的滑动面和需要时修复整个行车道，这需要相当大的运行成本并必须加以避免。
发明内容
本发明的目的因此基于该技术问题，这样构成开头所述行车道支座的滑动面，使滑动面/滑橇这种滑动摩擦副的滑动性能得到改善，并由此可以加大沿行车道建立的保养和修理车间之间的距离。
根据本发明，提出一种行车道支座，带有一个用于磁悬浮列车的滑动面，所述列车各具有至少一个用于沉降在滑动面上的滑橇，其中，所述滑动面含有涂层，该涂层至少在一个外部区域内由一种基体材料构成，在该基体材料中掺入一种摩擦活性的、用于降低摩擦和磨损的、与滑橇材料一致的添加物。
根据本发明，提出一种磁垫车，具有一条行车道和至少一个磁悬浮列车，所述行车道含有大量具有滑动面的行车道支座，所述列车具有至少一个用于沉降在滑动面上的滑橇，其特征在于，行车道支座按本发明所述构成。
依据本发明的滑动面具有涂层，该涂层含有一种与滑橇材料一致的、用于降低摩擦和磨损的添加物，由此滑动性能可以这样得到优化，使磁悬浮列车在电磁开关断开或者类似情况时或在至少一个滑橇落在滑动面上时，仍可以行驶相当长的一段距离，而不会出现危及行车道和/或者列车的情况。由此可以加大沿行车道设置车间之间的距离，从而明显降低了投资和运行成本。此外，降低紧急沉降时滑动面的磨损本身还带来加大维修间隔的优点。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明，其中：
图1示出常规磁垫车连同行车道支座和列车的横截面示意图；
图2示出依据本发明由混凝土构成的行车道支座的局部示意透视图，其中，同样由混凝土构成的滑动面具有放大厚度示出的涂层；以及
图3示出与图2相应的依据本发明由混凝土构成的行车道支座局部视图，其中加入了钢制的滑动条，其具有放大示出的涂层。
具体实施方式
图1示意示出具有长定子-直线电动机形式传动装置的磁垫车的横截面。该磁垫车含有大量行车道支座1，它们在预先规定路线的方向上依次设置，并在行车道板2的底面上携带具有绕组的定子叠片3。列车4沿行车道支座1可以利用电磁开关5行驶，这些开关与定子叠片3的底面相对，同时为长定子-直线电动机提供励磁场。
在行车道板2的上面具有沿行驶方向延伸的滑动面6，它们例如作为固定在行车道板2上的专用滑动条7的表面构成。滑动面6与固定在列车4底面上的滑橇8共同作用，该滑橇在列车4静止时支承在滑动面6上，从而在定子叠片3和电磁开关5之间存在相当大的间隙9。运行时首先激活电磁开关5，以使滑橇8从滑动面6升起并在由此形成的悬浮状态下将间隙9的量调整到例如10mm。此后列车4开始运动。
这种类型的磁垫车是专业人员普遍公知的(例如“NeueVerkehrstechnologien”，Henschel Magnetfahrtechnik 6/86)。
图2示出一种由混凝土制造的行车道支座11，该支座在其上面具有与其整体制造的凸起部或板条12，它们在其上面具有用于图1磁悬浮列车4滑橇8的滑动面14。这种混凝土行车道支座11例如由文献ZEV-Glas.Ann 105，1989，第205-215页或者“Magnetbahn Transrapid，die neue Dimension des Reisens”，Hertra Verlag Darmstadt 1989，第21-23页有所公开，在此通过对其参考成为本公开书的主题。
板条12迄今为止同行车道支座11一样由混凝土构成，而滑动面14依据本发明具有涂层，它含有三个重叠设置的层15、16和17。在此方面，内层15直接涂覆在滑动面14上，层16作为中间层构成，而层17则作为外层制造，从而在图2的行车道支座11中，本来必须将外层17的上表面称为滑动面，因为在正常情况下只有该层与图1的滑橇8接触。但在本发明的范围内，优选将板条12的表面14称为固有的滑动面，并将由三层15到17组成的层称为滑动面14的涂层。
依据本发明，在图2的实施例中，涂层至少在外部区域内具有一种与滑橇8的材料一致的、用于降低摩擦和磨损的添加物。这种添加物在考虑到迄今为止所使用的大多数滑橇材料的情况下最好是石墨或者聚四氟乙烯，并至少添加在外层17。而内层15则主要用作为衬底或附着底。最后，处于内层15上面和外层17下面的中间层16具有转接层的功能并保证下层15和外层17之间的最佳结合。
内层15最好由一种与混凝土表面或滑动面14一致的环氧树脂系组成。中间层16最好也由环氧树脂组成，它具有的特别优点是，同样利用例如像石墨或者聚四氟乙烯那样的用于降低摩擦和磨损的添加物进行改性。而对于外层17来说，最好使用聚氨酯树脂作为基体材料，在该基体材料中掺入摩擦活性添加物石墨、聚四氟乙烯或者类似材料。此外特别具有优点的是，向外层17的基体添加一种例如像白垩那样的用于降低吸热能力的填料。
在图3的实施例中以相应方式涉及一种复合结构的行车道，它含有大量连续设置的、由混凝土制造的行车道支座18，在其上表面内嵌入设有滑动面19的钢制滑动条20(例如EP-B1-0 381 136)。滑动面19在该实施例中大致超出其余行车道支座18的表面，并以本身公知的方式具有一个用于防腐的涂层，该涂层例如包括一个以环氧树脂为基的由锌粉构成的第一内层21、一个处于该层上以环氧树脂为基的由铁云母构成的中间层22和一个以聚氨酯树脂为基的由铁云母构成的第三外层23。这种类型的层序例如在文献“Der Transrapid，wir stellendie Weichen für China”der Fa.ThyssenKrupp Stahlbau GmbH 2/2002以钢制弯曲道岔为例有所介绍，因此为简化说明，通过引用参考将该文献作为本公开书的主题。
依据本发明，基本上保持一个这样的用于防锈和防腐的涂层，不过如图2所示的实施例那样，至少在外部区域内加入一种与滑橇8的材料一致的、用于降低降低摩擦和磨损的添加物，例如像石墨或者聚四氟乙烯。为此目的，依据本发明，内层21由一种以环氧树脂为基的防锈附着底制造，第二或者中间层22由一种起转接层作用的环氧树脂-基体制造，而外层23则由一种以聚氨酯树脂为基的例如利用石墨或者聚四氟乙烯改性的层制造，其中，特别具有优点的是，中间转接层或层22也利用一种如石墨或者聚四氟乙烯那样的用于降低摩擦和磨损的添加物进行改性。
所述的聚合物树脂体系最好是商业上通用相互确定的体系，这些体系在各自的制造厂家中都额外具有摩擦活性成分。所有层在此方面均最好通过组合的喷涂或者辊涂工艺涂覆在滑动面14或19上。
下面介绍两个优选的实施例，最好它们分别与一种由C-CSiC构成的滑橇材料一致。在这种情况下这是一种利用碳素纤维强化的碳C-C，它部分与硅产生反应，从而部分形成赋予碳所需硬度的碳化硅(SiC)。因此，成品的滑橇材料可以称为碳素纤维强化和富含SiC的碳-陶瓷。
实施例1
从图2的实施例出发，此时最好保持下列的层成分：
1.层15由一种用芳香胺硬化的低分子环氧化物涂料制造，其中，这是一种具有良好渗透性的低粘度产品。该材料通过喷涂进行涂覆。层15的层厚度为250μm。
2.层16利用由两种成分配制的聚酰胺加合物硬化的具有良好浸润性和较低透水性的环氧化物涂料制造。在涂覆到层15上之前，环氧化物涂料掺入约20质量或重量百分比(以下仅简称为重量％)的石墨。成品混合物通过喷涂并这样涂覆在层15上，使干透的层16坚硬和耐磨并具有约250μm的厚度。
3.层17利用一种双成分的聚氨酯丙烯酸面涂料制造，在涂覆到层16上之前掺入约45重量％的石墨。该涂覆通过辊子进行，需要时在附加使用刮铲的情况下进行。层17的厚度约300μm。
成品涂层具有0.8mm的厚度和突出的滑动性能，特别是在使用以C-CSiC为基的由上述碳素纤维强化的陶瓷构成的滑橇8的情况下。
对实施例1使用Hempel公司(D-25421 Pinneberg)的体系，其中，对层15使用硬度95950的Hempadur Sealer 05970的产品，对层2使用硬度97430的Hempadur 45143/4514A的产品并对层17使用硬度95370的Hempel’s 555DE的产品。
实施例2
从图3的实施例出发，此时最好保持以下的层成分：
1.在滑动面19上作为层21通过喷涂涂覆含有两种成分的聚酰胺硬化的锌粉涂料。层厚度约为120μm。
2.层22利用两种成分的聚酰胺硬化的环氧化物涂料制造，利用铁云母着色并在成品状态下硬化和非常耐磨。层厚度约为250μm。通过辊子进行涂覆之前，将环氧化物涂料利用15重量％的PTFE-细粉末进行改性。
3.与实施例1的层17类似，层23利用两种成分的聚氨酯丙烯酸面涂料制造，但用PTFE代替石墨，其中，加入的PTFE-细粉末为35重量％。层23的层厚度约为350μm。
成品涂层具有0.72mm的厚度和突出的滑动性能，特别是在使用以C-CSiC为基的由上述碳素纤维强化的陶瓷构成的滑橇8的情况下。
对实施例2使用Hempel公司(D-25421 Pinneberg)的体系，其中，对层21使用硬度95360的Hempel’s 160DE的产品，对层22使用硬度95360的Hempel’s 552DE的产品并对层23使用硬度95370的Hempel’s 555DE的产品。
利用实施例1和2取得出乎意料的优点，滑动面/滑橇这种摩擦副的滑动摩擦系数迅速降低，而该摩擦副的耐磨强度则上升多达十倍。此外，该涂层整体上取得突出的附着强度。
本发明并不局限于所介绍的实施例，这些实施例可以多种方式进行变化。这一点特别适合于个别情况下存在的行车道支座的结构，其中，除了涉及所述的混凝土和/或者复合结构外，还涉及完全由钢构成的行车道支座。此外，本发明范围内的概念“行车道支座”包括所有适用于制造所述类型的磁悬浮列车行车道的结构(支架、板和模件结构和类似结构)，并不取决于滑动面14、19是处于混凝土支座的凸起部上还是处于钢或混凝土构成的专用滑动条上，它们通过复合结构或者通过焊接、旋接或者其他方法与其他结构件连接成成品行车道支座，或者简单地由混凝土、复合或者钢支座的基本平面的表面组成。此外公知举例介绍的Hempel公司体系也可完全或者部分由其他公司的相应体系所代替，选择不同于不同层所述厚度的其他厚度并在层16、17或22、23中使用其他比例的添加物。作为外层17、23的基体材料例如也可以选择使用一种以环氧树脂或丙烯酸酯树脂为基的材料。此外，合乎目的的是，滑动面14、19分别以一定的尺寸公差范围下限(untermaβ)进行制造，以便在涂层之后，在涂层表面和定子叠片3的底面之间产生所要求的钳口尺寸(Zangenmaβ)。作为选择通过涂层产生的钳口尺寸的凸起部也可以通过相应改变滑橇8进行补偿。最后不言而喻的是，各个特征也可在与所示和所述的不同组合中使用。
Claims (13)
1.行车道支座，带有一个用于磁悬浮列车(4)的滑动面(14、19)，所述列车各具有至少一个用于沉降在滑动面(14、19)上的滑橇(8)，其中，所述滑动面(14、19)含有涂层(15-17；21-23)，该涂层至少在一个外部区域内由一种基体材料构成，在该基体材料中掺入一种摩擦活性的、用于降低摩擦和磨损的、与滑橇材料一致的添加物。
2.按权利要求1所述的行车道支座，其特征在于，添加物含有石墨和/或者聚四氟乙烯。
3.按权利要求1或2所述的行车道支座，其特征在于，涂层多层地构成并含有至少一个由一种利用添加物改性的聚氨酯-、环氧-或者丙烯酸酯树脂构成的外层(17、23)。
4.按权利要求3所述的行车道支座，其特征在于，外层(17、23)取决于滑动面材料地含有30重量％-50重量％的石墨作为添加物。
5.按权利要求3所述的行车道支座，其特征在于，外层(17、23)取决于滑动面材料地含有10重量％-40重量％的聚四氟乙烯作为添加物。
6.按权利要求3所述的行车道支座，其特征在于，涂层含有一个设置在外层(17、23)下面的、起转接层作用的由一种利用添加物改性的环氧树脂构成的第二层(16、22)。
7.按权利要求6所述的行车道支座，其特征在于，第二层(16、22)取决于滑动面材料地含有约10重量％-30重量％的石墨作为添加物。
8.按权利要求6所述的行车道支座，其特征在于，第二层(16、22)取决于滑动面材料地含有10重量％-40重量％的聚四氟乙烯作为添加物。
9.按权利要求3所述的行车道支座，其特征在于，涂层含有一个直接涂覆在滑动面(14、19)上的、以环氧树脂为基的作为附着底构成的内侧第三层(15、21)。
10.按权利要求9所述的行车道支座，其特征在于，滑动面由钢构成并且第三层(23)作为防锈附着底构成。
11.按权利要求1所述的行车道支座，其特征在于，涂层的层厚度总计最多1mm。
12.磁垫车，具有一条行车道和至少一个磁悬浮列车(4)，所述行车道含有大量具有滑动面(14、19)的行车道支座(11、18)，所述列车具有至少一个用于沉降在滑动面(14、19)上的滑橇(8)，其特征在于，行车道支座(11、18)按权利要求1-11之一或多项所述构成。
13.按权利要求12所述的磁垫车，其特征在于，磁悬浮列车(4)的滑橇(8)由一种利用碳素纤维强化的、富含SiC的碳制造。
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