DE102013111268A1

DE102013111268A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges einer Magnetschwebebahn sowie ein entsprechendes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013111268A1
Application number: DE201310111268
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Current assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges (1) und ein Fahrzeug (1) einer Magnetschwebebahn auf einem Träger (4) weisen einem Linearantrieb auf, um eine Linearbewegung des Fahrzeuges (1) zu bewirken und elektromagnetisch betriebene Tragmagnete (5), die in einem vorgegebenen Abstand mit Reaktionsschienen (3) zusammenwirken, um das Fahrzeug (1) mittels der bestromten Tragmagnete (5) in einem von dem Träger (4) beabstandeten, angehobenen Schwebezustand zu halten und um das Fahrzeug (1) im unbestromten Zustand der Tragmagnete (5) auf dem Träger (4) abzusetzen, wodurch sich der Abstand (A) zwischen Tragmagneten (5) und Reaktionsschienen (3) außerhalb des vorgegebenen Abstandes (A) befinden kann. Das Fahrzeug (1) wird vor dem elektromagnetischen Anheben durch die Tragmagnete (5) mittels einer mechanischen Hebeeinrichtung (6) angehoben und die Tragmagnete (5) werden durch das Anheben des Fahrzeuges (1) zumindest in die Nähe ihres vorgegebenen Abstandes (A) zu den Reaktionsschienen (3) gebracht und/oder dort gehalten bis die Tragmagnete (5) wieder so bestromt werden, dass sie das Fahrzeug (1) elektromechanisch halten können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges einer Magnetschwebebahn auf einem Fahrwegträger mit einem Linearantrieb, um eine Linearbewegung des Fahrzeuges zu bewirken und mit elektromagnetisch betriebenen Tragmagneten, die in einem vorgegebenen Abstand mit Reaktionsschienen zusammenwirken, um das Fahrzeug mittels der bestromten Tragmagnete in einem von dem Fahrwegträger beabstandeten, angehobenen Schwebezustand zu halten und um das Fahrzeug im unbestromten Zustand der Tragmagnete auf dem Fahrwegträger abzusetzen, wodurch sich der Abstand zwischen Tragmagneten und Reaktionsschienen außerhalb des vorgegebenen Abstandes befinden kann.
Bekannte Fahrzeuge von Magnetschwebebahnen sitzen im unbestromten Zustand auf ihrem Fahrweg, in der Regel einem Fahrwegträger, auf. Zum Antreiben wird das Fahrzeug erst von dem Fahrwegträger vertikal angehoben, um in einen Schwebezustand zu kommen. Anschließend kann das Fahrzeug weitgehend reibungsfrei durch Linearantriebe horizontal bewegt werden. Das vertikale Anheben des Fahrzeuges geschieht mit Hilfe eines Tragmagneten. Indem dieser bestromt wird, wird eine Kraft erzeugt, welche in der Lage ist, das Fahrzeug von dem Fahrwegträger abzuheben. Für dieses elektromechanische Anheben des Fahrzeuges muss der Magnet jedoch ausgelegt sein, waszu einem hohen Gewicht des Eisenkerns führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, dass ein Fahrzeug einer Magnetschwebebahn mit einem leichten Magnet aus einem abgestellten Zustand in einen Schwebezustand gebracht werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein Fahrzeug gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird das Fahrzeug vor dem elektromagnetischen Anheben durch die Tragmagnete mittels einer mechanischen Hebeeinrichtung angehoben. Die Tragmagnete werden durch dieses Anheben des Fahrzeuges durch die mechanische Hebeeinrichtung zumindest in die Nähe ihres vorgegebenen Abstandes zu den Reaktionsschienen gebracht und/oder dort gehalten bis die Tragmagnete wieder so bestromt werden, dass sie das Fahrzeug elektromechanisch halten können. Die Phase des Anhebens, in welcher ein hoher Strombedarf besteht, wird somit überbrückt durch die mechanische Hebeeinrichtung, welche deutlich weniger Strombedarf hat. Außerdem kann der Magnet kleiner und damit der Eisenkern leichter ausgelegt werden, da er für diese Phase des Anhebens nicht mehr vollständig benötigt wird. Die Hebeeinrichtung kann grundsätzlich an dem Fahrzeug selbst oder stationär an dem Fahrweg angeordnet sein. Um allerdings das Anheben des Fahrzeuges auch auf freier Strecke und nicht nur an vorgesehenen Absetzstellen zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn sie sich an dem Fahrzeug selbst befindet und jederzeit verwendet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Hebeeinrichtung zum Anheben des Fahrzeuges aus einer ersten, eingezogenen Position in eine zweite, ausgefahrene Position gebracht wird. Das bedeutet, dass die Hebeeinrichtung, solange sie nicht benötigt wird, eingezogen, eingeschwenkt oder eingeklappt ist. Damit stört sie im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeuges nicht, kann aber bei Bedarf das Fahrzeug anheben. Die mechanische Hebeeinrichtung kann dabei zum Anheben des Fahrzeuges mit den Tragmagneten in Art einer Serienschaltung zusammenwirken.
Vorteilhaft ist es, wenn die Tragmagnete spätestens wenn sie sich im Bereich ihres vorgegebenen Abstandes zu den Reaktionsschienen befinden, so bestromt werden, dass sie alleine den Schwebezustand des Fahrzeuges bewirken können. Nachdem die Bestromung der Tragmagnete alleine in der Lage ist das Fahrzeug in der vorbestimmten Höhe zu halten, kann die Hebeeinrichtung wieder in ihre Ausgangsstellung zurück bewegt werden. Die Bestromung kann aber auch bereits während des Hebens erfolgen, um so die Hebeeinrichtung beim Anheben zu unterstützen. Diese Bestromung kann dennoch gegenüber dem bekannten alleinigen Heben durch die Tragmagnete stromsparend sein. Außerdem können die Tragmagnete leichter ausgeführt sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Hebeeinrichtung spätestens nachdem die bestromten Tragmagnete alleine den Schwebezustand des Fahrzeuges bewirken in ihre erste, eingezogene Position gebracht wird. Um den Fahrbetrieb möglichst schnell aufnehmen zu können, kann aber auch bereits etwas früher damit begonnen werden, die Hebeeinrichtung in ihre erste Position zurück zu fahren. Das Heben des Fahrzeuges erfolgt somit überlappend von der Hebeeinrichtung und den Tragmagneten.
Vorteilhafterweise wird die mechanische Hebeeinrichtung zumindest während der Linearbewegung des Fahrzeuges in ihre erste Position gebracht. Damit wird der normale Fahrbetrieb nicht durch die Hebeeinrichtung gestört und es besteht nicht die Gefahr, dass die Hebeeinrichtung dabei an dem Fahrweg anstößt.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die mechanische Hebeeinrichtung vor dem elektromechanischen Absetzen des Fahrzeuges aus der ersten, eingezogenen Position (I) in die zweite, ausgefahrene Position (II) oder nach dem elektromechanischen Anheben des Fahrzeuges aus der zweiten Position in die erste Position bewegt wird. Die Hebeeinrichtung kann zum Beispiel damit auch als Bremseinrichtung verwendet werden bzw. zum Gleiten des Fahrzeuges auf dem Fahrweg dienen, wenn das Fahrzeug gebremst werden soll oder bei einem Nothalt besonders schnell gebremst werden muss.
Vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Hebeeinrichtung alternativ hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betrieben wird. Wesentlich ist, dass die Hebeeinrichtung in der Lage ist, das Fahrzeug entsprechend anzuheben.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug einer Magnetschwebebahn kann auf einem Fahrwegträger der Magnetschwebebahn mittels einer Trageinrichtung mit elektromagnetischen Tragmagneten und Reaktionsschienen schweben und mittels eines Linearantriebs linear bewegt werden. An dem Fahrzeug sind zumindest Teile des Linearantriebes und der Trageinrichtung angeordnet. Die Tragmagnete sind mit einer Stromerzeugungseinrichtung bzw. einem Stromsteller verbunden, um in bestromtem Zustand einen vorgegebenen Abstand zu den Reaktionsschienen zu erzeugen und dadurch das Fahrzeug in einem von dem Fahrwegträger beabstandeten, angehobenen Schwebezustand zu halten. In unbestromtem Zustand der Tragmagnete sitzt das Fahrzeug auf dem Fahrwegträger ab, wodurch sich der Abstand zwischen Tragmagneten und Reaktionsschienen außerhalb des vorgegebenen Abstandes befinden kann.
Das Fahrzeug weist erfindungsgemäß eine mechanische Hebeeinrichtung auf, um das Fahrzeug vor dem elektromagnetischen Anheben durch die Tragmagnete mechanisch anzuheben und um die Tragmagnete zumindest nahe ihrem vorgegebenen Abstand zu den Reaktionsschienen zu bringen oder zu halten. Durch diese mechanische Unterstützung beim Anheben des Fahrzeuges wird der Strombedarf der elektromechanischen Anhebung durch die Tragmagnete erheblich reduziert. Die Hebeeinrichtung hat darüber hinaus auch den Vorteil, dass sie bei einer entsprechenden Ausgestaltung auch als Bremseinrichtung verwendet werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Hebeeinrichtung aus einer eingezogenen ersten Position (Ruheposition) in eine ausgefahrene zweite Position (Hebeposition) zum Heben des Fahrzeuges verfahrbar ist. Die Hebeeinrichtung kann hierdurch während des Fahrbetriebs des Fahrzeuges so weit von der Fahrbahn entfernt sein, dass sie keinen Kontakt mit der Fahrbahn bekommt. Erst bei ihrem Einsatz zum Anheben des Fahrzeuges wird sie in die zweite Position bewegt. Die erste, eingezogene Position kann auch derart sein, dass bei einem unbeabsichtigten Absetzen des Fahrzeuges auf der Fahrbahn die Hebeeinrichtung Kontakt mit der Fahrbahn erhält und somit einen Nothalt unterstützen kann.
Die mechanische Hebeeinrichtung weist vorteilhafterweise einen hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betriebenen Aktuator zum Verfahren der Hebeeinrichtung aus der ersten Position in die zweite Position auf. Insbesondere ein hydraulischer Aktuator in Form eines Hydraulikzylinders hat sich als besonders geeignet erwiesen, da er auf sehr einfache Weise eine große Kraft zum Anheben des Fahrzeuges aufbringen kann.
Zur Erfassung der Position des Aktuators ist vorzugsweise mindestens ein Sensor vorgesehen. Die Steuerung der Tragmagnete ist dadurch einfacher durchzuführen, weil die Position der Hebeeinrichtung und damit die Position des Fahrzeuges einfach erfasst werden kann.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die mechanische Hebeeinrichtung eine Rückholfeder zum Verbringen und Halten der Hebeeinrichtung in ihrer ersten Position aufweist. Damit ist sichergestellt, dass die Hebeeinrichtung in ihrer ersten, eingezogenen Position gehalten wird, auch wenn der Aktuator ausfällt. Eine Beeinträchtigung des Fahrbetriebs durch einen ausgefallenen Aktuator und eine damit unbeabsichtigt auf dem Fahrweg aufliegende Hebeeinrichtung wird damit vermieden. Außerdem muss dadurch der Aktuator nicht aktiv betrieben sein, wenn die Hebeeinrichtung nicht benötigt wird, da die Rückstellfeder die Hebeeinrichtung selbständig in der ersten, eingezogenen Position halten kann.
Weist die mechanische Hebeeinrichtung eine Gleitkufe auf, so kann vorteilhafterweise das Fahrzeug beispielsweise auf einer Gleitschiene des Fahrwegs kontrolliert zum Stehen gebracht werden, ohne dass der Fahrkomfort des Fahrzeuges beeinträchtigt wird.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Gleitkufe an der mechanischen Hebeeinrichtung gelenkig gelagert ist. Damit ist ein verschleißarmes und sanftes Anheben und Bremsen des Fahrzeuges möglich, da sich die Gleitkufe besser an die Gegebenheit des Fahrweges bzw. der Gleitschiene anpassen kann.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die mechanische Hebeeinrichtung eine Fahrzeugfederung aufweist. Auch dies trägt zu einem komfortableren und verschleißarmen Heben und Bremsen bei.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass bei Ausfall eines oder mehrerer Tragmagnete/s die Hebeeinrichtung ausgefahren werden kann und somit zur Abstützung des Fahrzeuges genutzt werden kann. Das Fahrzeug kann sodann im Notlaufbetrieb weiter bewegt werden und selbständig zur Instandhaltung gefahren werden.
Weitere Vorteile sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
1a ein Fahrzeug einer Magnetschwebebahn in einer abgesetzten ersten Position,
1b das Fahrzeug gemäß 1a in einer angehobenen zweiten Position und
1c ein Fahrzeug gemäß 1a und 1b in einer elektromechanisch angehobenen zweiten Position und
2 eine schematische Darstellung einer Hebeeinrichtung,
3a ein Fahrzeug einer Magnetschwebebahn in einer abgesetzten ersten Position,
3b das Fahrzeug gemäß 1a in einer angehobenen zweiten Position und
3c ein Fahrzeug gemäß 1a und 1b in einer elektromechanisch angehobenen zweiten Position und
4 eine Detailansicht einer Ausführungsvariante einer Gleitkufe.
Die Darstellung der Figuren ist nur skizzenhaft und in Form von groben Ausführungsbeispielen dargestellt. So können zum Beispiel die Hebeeinrichtungen unter anderem wie hier dargestellt am Wagenkasten angreifen. Eine als besser beurteilte Anordnung wäre allerdings an Gelenkpunkten der Magneteinheiten, wenn diese gelenkig miteinander verbunden sind. Wesentlich ist jedenfalls, dass die Hebeeinrichtungen an stabilen Punkten des Fahrzeuges angeordnet sind und auch geeignet sind, das Fahrzeug anzuheben, ohne dass es beschädigt wird oder der Komfort für die Fahrgäste beeinträchtigt wird.
1a zeigt die Skizze eines Fahrzeuges 1 einer Magnetschwebebahn. Das Fahrzeug 1 weist an seiner Unterseite zwei Trageinrichtungen 2 auf, welche jeweils eine Reaktionsschiene 3 eines Fahrwegträgers 4 umgreifen. Je nach Ausführung des Fahrzeuges können auch mehrere Trageinrichtungen 2 bzw. Tragmagnete, beispielsweise in Modulen angeordnet, vorhanden sein. Jede der Trageinrichtungen 2 weist einen Tragmagneten 5 auf, welcher mit der Reaktionsschiene 3 zusammenwirkt, wenn der Tragmagnet 5 bestromt wird. Hierdurch wird eine Anziehungskraft erzeugt, welche in der Lage ist die Trageinrichtung 2 in Richtung zur Reaktionsschiene 3 hin zu bewegen und damit das Fahrzeug 1 anzuheben. Hierbei ändert sich ein Abstand A zwischen dem Tragmagneten 5 und der Reaktionsschiene 3. Die hier dargestellten Dimensionen sind keineswegs maßstäblich. In der Regel werden die Abstände jeweils nur wenige Millimeter oder Zentimeter betragen. Auch muss der Tragmagnet 5 nicht zwangsläufig an dem Fahrzeug 1 angeordnet sein. Er kann sich auch an dem Fahrweg selbst befinden, wobei dann die Reaktionsschiene 3 an dem Fahrzeug 1 angeordnet ist.
An der Unterseite des Fahrzeuges 1 sind weiterhin Hebeeinrichtungen 6 angeordnet. Die Hebeeinrichtungen 6 weisen jeweils eine Gleitkufe 7 auf, welche in der Darstellung der 1a auf einer Gleitfläche 8 des Fahrwegträgers 4 aufsitzt. Im unbestromten Zustand der Tragmagnete 5 steht das Fahrzeug 1 somit mittels der Hebeeinrichtung 6 und der Gleitkufen 7 auf dem Fahrwegträger 4 bzw. dessen Gleitflächen 8 auf. Die Hebeeinrichtung 6 befindet sich dabei in einer ersten, eingezogenen Ausgangsposition I.
Diese Position I der Hebeeinrichtung 6 kann auch eingenommen werden während des normalen Fahrbetriebs, bei welchem ein Linearantrieb eine Vortriebskraft auf das Fahrzeug 1 aufbringt. Im Fall eines Stromausfalles bzw. einer Unterbrechung der Fahrt des Fahrzeuges 1 kann somit das Fahrzeug 1 ohne weitere Betätigung der Hebeeinrichtung 6 bzw. der Gleitkufe 7 auf den Gleitkufen 7 und der Gleitfläche 8 des Fahrwegträger 4 aufsetzen und damit einen Nothalt des Fahrzeuges 1 bewirken, ohne dass eine Beschädigung des Fahrzeuges 1 oder des Fahrwegträgers 4 zu befürchten ist. Selbstverständlich kann die Hebeeinrichtung 6 während des Fahrbetriebs des Fahrzeuges 1 auch in einer anderen, beispielsweise noch weiter eingezogenen Position angeordnet sein.
1b zeigt eine Position II der Hebeeinrichtungen 6, bei welcher sich die Gleitkufe 7 in einer ausgefahrenen zweiten Position befindet. Hierdurch wird das Fahrzeug 1 von dem Fahrwegträger 4 angehoben, so dass der Abstand A zwischen Tragmagnet 5 und Reaktionsschiene 3 verkleinert ist. Dieser Abstand A ist im Wesentlichen gleich dem Abstand, welcher benötigt wird, um den Tragmagneten 5 und die Reaktionsschiene 3 berührungslos das Fahrzeug 1 tragen zu lassen. Hierdurch ist ein reibungsfreier Vortrieb des Fahrzeuges 1 durch eine nicht gezeigte Linearantriebseinrichtung ermöglicht.
Durch das Ausfahren der Gleitkufe 7 der mechanischen Hebeeinrichtung 6 in die Position II wird das Fahrzeug 1 beispielsweise hydraulisch angehoben. Ein elektromagnetisches Anheben des Fahrzeuges 1, wie es im Stand der Technik üblich ist, wird hierdurch nicht oder nur teilweise oder in unterstützter Weise möglich bzw. nötig. Die mechanische Hebeeinrichtung 6 und die Trageinrichtung 2 können einander beim Anheben unterstützten, so dass die Trageinrichtung 2 weniger Strombedarf hat, im Vergleich zu einem Anheben des Fahrzeuges 1 ohne mechanische Hebeeinrichtung 6. Andererseits kann bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung die Hebeeinrichtung 6 auch ohne elektromechanische Unterstützung der Trageinrichtung 2 das Fahrzeug 1 in die Position II anheben. Bei einer entsprechenden konstruktiven Ausgestaltung der Hebeeinrichtung 6 ist es auch möglich, dass die Hebeeinrichtung 6 die ausgefahrene Position II einnimmt, wenn festgestellt wird, dass die Trageinrichtung 2 im normalen Fahrbetrieb versagt und das Fahrzeug einen Nothalt durchführen muss. Beim Wiederanfahren des Fahrzeuges 1 ist somit nur ein relativ geringes elektromagnetisches Anheben des Fahrzeuges 1 mittels des Tragmagnetes 5 und der Reaktionsschiene 3 erforderlich bzw. es wird dann die Tragkraft durch die Trageinrichtung 2 und nicht mehr durch die Hebeeinrichtung 6 übernommen. Beim oder unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeuges 1 kann die Hebeeinrichtung 6 wieder in ihre erste, eingezogene Position bzw. Position I zurückgefahren werden.
Die Hebeeinrichtung 6 kann auch bei Ausfall einzelner Trageinrichtungen 2 bzw. Tragmagnete als Notaggregat dienen, wenn andere Trageinrichtungen des Fahrzeuges noch funktionstüchtig sind. In diesem Fall wird die benötigte Hebeeinrichtung 6 ausgefahren und stützt das Fahrzeug. Die Reibung wird zwar dadurch gegenüber dem normalen Fahrbetrieb erhöht, das Fahrzeug kann aber dennoch weiterfahren.
In 1c ist das Fahrzeug 1 der vorherigen Figuren dargestellt, bei welchem die Hebeeinrichtung 6 eine eingezogene Gleitkufe 7 aufweist. Die Tragkraft wird einzig durch die Trageinrichtung 2 des Fahrzeuges 1 bewirkt. Dies ist auch der Zustand, bei welchem das Fahrzeug 1 mittels der nicht dargestellten Linearantriebseinrichtung vorwärts bewegt werden kann. Die eingezogenen Gleitkufen 7 stören dabei nicht, da sie keinen Kontakt und keine Reibung mit dem Fahrwegträger 4 bzw. der Gleitfläche 8 erzeugen.
Für einen beabsichtigten Halt nach Abbremsen des Fahrzeuges mittels Linearmotor bis zum Stillstand, also nicht einen Nothalt, des Fahrzeuges 1 ist es einerseits möglich, dass die Hebeeinrichtung 6 zuerst ausgefahren wird, so dass das Fahrzeug 1 auf den Gleitkufen zu stehen kommt und anschließend die elektromagnetische Wirkung der Trageinrichtung 2 abgestellt wird. Andererseits ist es auch möglich, dass das Fahrzeug 1 erst durch Reduzierung der elektromagnetischen Kraft der Trageinrichtung 2 abgesenkt wird und dann das Fahrzeug 1 auf den eingezogenen Gleitkufen 7 zu stehen kommt. Beide Varianten sind beim Halt des Fahrzeuges 1 möglich. Vorteilhaft ist es, zuerst die Gleitkufen auszufahren.
Bei der Variante, bei welcher bereits vor Abschalten der Tragkraft durch die Trageinrichtung 2 die Hebeeinrichtung 6 die Gleitkufen 7 ausfährt und das Fahrzeug 1 darauf abstützt, ist der Vorteil darin zu sehen, dass die Hebeeinrichtung 6 das Fahrzeug 1 beim Wiederanfahren nicht anheben muss. Vielmehr kann das Fahrzeug 1 weitgehend in der Position, welche für den Fahrbetrieb erforderlich ist, gehalten werden. Hierdurch ist eine geringere Krafteinleitung durch die Hebeeinrichtung 6 erforderlich, im Vergleich zu der alternativen Variante, bei welcher das Fahrzeug 1 auf den eingezogenen Gleitkufen 7 bei Abschaltung der Trageinrichtung 2 zu stehen kommt und das Fahrzeug durch die Hebeeinrichtung 6 erst wieder angehoben werden muss, um die Trageinrichtung 2 ohne übermäßigen Stromverbrauch zur Wirkung bringen zu können.
In 2 ist eine schematische Darstellung einer Hebeeinrichtung 6 gezeigt. Die Hebeeinrichtung 6 ist unter dem Fahrzeug 1 angeordnet. Sie besteht aus einem Gehäuse 10, in welchem ein Aktuator 11 geführt ist. Der Aktuator 11 ist beispielweise ein Hydraulikzylinder, welcher sich in Doppelpfeilrichtung in das Gehäuse 10 hinein und heraus bewegen kann. Mit dem Aktuator 11 ist eine Lagerplatte 12 und eine Führungsachse 13 verbunden, welche zusammen mit dem Aktuator 11 bewegt werden können. Durch eine Federung 14 zwischen dem Fahrzeug 1 und der Lagerplatte 12 ist der Aktuator 11 federnd mit dem Fahrzeug 1 verbunden. Die Führungsachse 13 dient zur Stabilisierung des Aktuators 11 bei seiner vertikalen Bewegung in Richtung des Doppelpfeils.
Der Aktuator 11, hier ein Hydraulikzylinder, weist einen Kolben 15 auf. Der Kolben 15 ist mit einer Kolbenstange 16 verbunden. Kolben 15 und Kolbenstange 16 bewegen sich entsprechend der Betätigung des Aktuators innerhalb eines Aktuatorgehäuses 17 in vertikaler Richtung nach oben oder unten. An dem Ende der Kolbenstange 16 ist über ein Gelenk 18 die Gleitkufe 7 drehbar bzw. gelenkig gelagert. Hierdurch wird eine Anpassung der Gleitkufe 7 an die Gleitfläche 8 des Fahrwegträgers 4 gewährleistet, auch wenn diese beispielsweise in einer vertikalen Kurve gebogen oder polygonartig verläuft.
Vorteilhafterweise wird der Aktuator 11 aktiv nur dahingehend betätigt, dass der Kolben 15 nach unten bewegt wird. Hierdurch wird die Kolbenstange 16 aus dem Aktuatorgehäuse 17 ausgefahren. Indem der Aktuator 11 nur einseitig aktiv bedienbar ist, ist es für das Zurückbewegen der Kolbenstange 16 bzw. des Kolbens 15 in seine eingezogene Ausgangsposition erforderlich, dass eine Rückholeinrichtung, hier Rückholfedern 19, vorgesehen ist. Die Rückholfedern 19 dienen dazu, dass, wenn der Aktuator 11 drucklos geschaltet wird, die Hydraulikflüssigkeit, falls der Aktuator 11 ein Hydraulikzylinder ist oder die Pneumatikflüssigkeit falls er ein Pneumatikzylinder ist, in die eingezogene Position zurückzuziehen. Außerdem wird sichergestellt, dass sich bei einem Ausfall des Aktuators 11 die Gleitkufe 7 stets in der eingezogenen Position befindet und somit den Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 nicht behindern kann, was der Fall wäre, wenn die Gleitkufe 7 in die Position II der 1b unbeabsichtigt bewegt werden würde.
Sowohl Gehäuse 10 als auch Aktuatorgehäuse 17 weisen Führungen 20 auf, welche gewährleisten, dass einerseits die Kolbenstange 16 in dem Aktuatorgehäuse 17 auf und ab bewegt werden kann und andererseits auch das Aktuatorgehäuse 17 sich in dem Gehäuse 10 der Hebeeinrichtung 6 ebenfalls auf und ab bewegen kann. Insbesondere gewährleistet die Bewegungsmöglichkeit des Aktuators 11 in vertikaler Richtung in Verbindung mit der Federung 14, dass, wenn das Fahrzeug 1 auf den Gleitkufen 7 bzw. der Gleitfläche 8 des Fahrwegträgers 4 aufsitzt, eine Federung und gegebenenfalls auch eine Dämpfung aufweist. Dies ist insbesondere bei einem Nothalt des Fahrzeuges oder auch bei einem Absetzen auf der Gleitkufe 7 bei einem vorbestimmten Halt und ebenso beim Anheben des Fahrzeuges 1 in die Position II für einen komfortablen Betrieb des Fahrzeuges 1 vorteilhaft.
In dem Aktuator 11 sind in diesem Ausführungsbeispiele zwei Abstandssensoren 24 angeordnet. Mit diesen Abstandssensoren 24 wird die Position des Kolbens 15 erfasst. Der Ausfahrzustand der Hebeeinrichtung kann dadurch erfasst werden. Auch kann festgestellt werden, ob ein bestimmter Anhebezustand erreicht ist, um entsprechend die Tragmagnete zu steuern. Die Abstandssensoren wirken daher mit einer nicht dargestellten Steuerung zusammen. Es ist nicht erforderlich, dass zwei Abstandssensoren 24 vorhanden sind. Ebenso ist es möglich, dass nur ein Sensor oder noch mehr Sensoren vorhanden sind, je nachdem, wie genau oder mit welcher Technik der Abstand erfasst wird. Die dargestellten Abstandssensoren 24 sind demnach lediglich symbolisch eingezeichnet. Analog sind bei einer elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Betätigung des Aktuators auch andere Sensoren möglich, welche den Zustand der Hebeeinrichtung erfassen können. Sie können auch an einem anderen Ort, das heißt nicht zwangsläufig direkt an dem Aktuator 11, angeordnet sein.
In den 3a, 3b und 3c ist ein anderer Aufbau des Fahrwegträgers 4 und des Fahrzeuges 1 dargestellt. der Fahrwegträger 4 umgreift dabei die Trageinrichtung 2 des Fahrzeuges 1. Die Funktionsweise der Hebeeinrichtung 6 ist aber dieselbe wie bei den 1a, 1b und 1c dargestellt und beschrieben. 3a zeigt dabei einen Absetzzustand analog 1a, 3b zeigt einen Abhebezustand analog zu 1b und 3c zeigt einen Schwebezustand wie bei 1c.
In 4 ist eine Detailansicht einer Ausführungsvariante einer Gleitkufe 7 dargestellt. Mittels Elastomeren 21 sind Gleitsteine 22 in einem Halter 23 befestigt und elastisch gelagert. Die Gleitsteine 22 können sich dadurch Ungleichmäßigkeiten des Fahrwegträgers 4 bzw. der Gleitfläche 8 anpassen. Durch die passende Wahl des Reibwertes der Gleitsteine 22 kann die Hebeeinrichtung eher zum Bremsen oder eher zum Gleiten bei einem Noteinsatz ausgelegt sein.
Es ist selbstverständlich, dass sowohl die Trageinrichtungen 2 als auch die Hebeeinrichtungen 6 je nach Bedarf an dem Fahrzeug 1 ein oder mehrfach angeordnet sind. Dies hängt sowohl von der Größe des Fahrzeuges 1 als auch von der konstruktiven Ausgestaltung des Fahrzeuges 1 ab. Auch ist aufgrund der lediglich skizzierten Darstellung in den Figuren die konstruktive Ausgestaltung selbstverständlich abhängig von der jeweiligen Gegebenheit. Der Schutzumfang ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche, auch wenn diese nicht in den Ausführungsbeispielen detailgetreu gezeigt sind. Ebenfalls ist es individuell von der Magnetschwebebahn abhängig, ob die Trageinrichtung 2 durch Kurzstatoren oder Langstatoren gebildet wird. Die Energieversorgung kann entweder in dem Fahrzeug 1 erfolgen oder über den Fahrwegträger 4 dem Fahrzeug 1 bzw. der Trageinrichtung 2 und auch der Linearantriebseinrichtung zugeführt werden.
Vorteilhafterweise vereinigt die Hebeeinrichtung 6 zumindest drei Funktionen. So dient sie hauptsächlich zum Anheben des Fahrzeuges um den Strombedarf der Tragmagnete gegenüber herkömmlichen Systemen zu senken. Zweitens kann sie als Notbremse für das Fahrzeug dienen. Bei einem Ausfall der Tragmagnete senkt sich das Fahrzeug auf die Hebeeinrichtung ab und bremst durch die höhere Reibung das Fahrzeug relativ schnell ab. Und drittens kann die Hebeeinrichtung dazu dienen, dass bei einem Defekt einzelne oder aller Tragmagnete das Fahrzeug entweder aus eigener Kraft oder mittels eines Schleppfahrzeuges zu einer Station gebracht werden kann, wo das Fahrzeug repariert werden kann oder zumindest die Fahrgäste aussteigen können.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug einer Magnetschwebebahn
2: Trageinrichtung
3: Reaktionsschiene
4: Fahrwegträger
5: Tragmagnet
6: Hebeeinrichtung
7: Gleitkufe
8: Gleitfläche des Trägers 4
10: Gehäuse
11: Aktuator
12: Lagerplatte
13: Führungsachse
14: Federung
15: Kolben
16: Kolbenstange
17: Aktuatorgehäuse
18: Gelenk
19: Rückholfedern
20: Führungen
21: Elastomer
22: Gleitsteine
23: Halter
24: Abstandssensor
A: Abstand zwischen dem Tragmagnet 5 und Reaktionsschiene 3

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges (1) einer Magnetschwebebahn auf einem Träger (4) – mit einem Linearantrieb, um eine Linearbewegung des Fahrzeuges (1) zu bewirken und – mit elektromagnetisch betriebenen Tragmagneten (5), die in einem vorgegebenen Abstand mit Reaktionsschienen (3) zusammenwirken, – um das Fahrzeug (1) mittels der bestromten Tragmagnete (5) in einem von dem Träger (4) beabstandeten, angehobenen Schwebezustand zu halten und – um das Fahrzeug (1) im unbestromten Zustand der Tragmagnete (5) auf dem Träger (4) abzusetzen, wodurch sich der Abstand (A) zwischen Tragmagneten (5) und Reaktionsschienen (3) außerhalb des vorgegebenen Abstandes (A) befinden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – das Fahrzeug (1) vor dem elektromagnetischen Anheben durch die Tragmagnete (5) mittels einer mechanischen Hebeeinrichtung (6) angehoben wird, und – dass die Tragmagnete (5) durch das Anheben des Fahrzeuges (1) zumindest in die Nähe ihres vorgegebenen Abstandes (A) zu den Reaktionsschienen (3) gebracht und/oder dort gehalten werden bis die Tragmagnete (5) wieder so bestromt werden, dass sie das Fahrzeug (1) elektromechanisch halten können.
Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) zum Anheben des Fahrzeuges (1) aus einer ersten Position in eine zweite Position gebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragmagnete (5) spätestens wenn sie sich im Bereich ihres vorgegebenen Abstandes (A) zu den Reaktionsschienen (3) befinden, so bestromt werden, dass sie alleine den Schwebezustand des Fahrzeuges (1) bewirken können.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) spätestens nachdem die bestromten Tragmagnete (5) alleine den Schwebezustand des Fahrzeuges (1) bewirken in ihre erste Position gebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) zumindest während der Linearbewegung des Fahrzeuges (1) in ihre erste Position gebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) vor dem elektromechanischen Absetzen des Fahrzeuges (1) aus der ersten Position in die zweite Position oder nach dem elektromechanischen Anheben des Fahrzeuges (1) aus der zweiten Position in die erste Position bewegt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betrieben wird.
Fahrzeug einer Magnetschwebebahn, das auf einem Träger der Magnetschwebebahn mittels einer Trageinrichtung mit elektromagnetischen Tragmagneten (5) und Reaktionsschienen (3) schweben und mittels eines Linearantriebs linear bewegt werden kann, – wobei an dem Fahrzeug (1) zumindest Teile des Linearantriebes und der Trageinrichtung angeordnet sind und – die Tragmagnete (5) mit einer Stromerzeugungseinrichtung verbunden sind, – um in bestromtem Zustand einen vorgegebenen Abstand zu den Reaktionsschienen (3) zu erzeugen und dadurch das Fahrzeug (1) in einem von dem Träger (4) beabstandeten, angehobenen Schwebezustand zu halten, wobei – in unbestromtem Zustand der Tragmagnete (5) das Fahrzeug (1) auf dem Träger (4) absitzt und sich dadurch der Abstand (A) zwischen Tragmagneten (5) und Reaktionsschienen (3) außerhalb des vorgegebenen Abstandes (A) befinden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – das Fahrzeug (1) eine mechanische Hebeeinrichtung (6) aufweist, – um das Fahrzeug (1) vor dem elektromagnetischen Anheben durch die Tragmagnete (5) mechanisch anzuheben und – um die Tragmagnete (5) zumindest nahe ihres vorgegebenen Abstandes (A) zu den Reaktionsschienen (3) zu bringen oder zu halten.
Fahrzeug gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) aus einer eingezogenen ersten Position in eine ausgefahrene zweite Position zum Heben des Fahrzeuges (1) verfahrbar ist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) einen hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betriebenen Aktuator (11) zum Verfahren der Hebeeinrichtung (6) aus der ersten Position in die zweite Position aufweist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Position des Aktuators (11) mindestens ein Sensor (24) vorgesehen ist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) eine Rückholfeder (19) zum Verbringen und Halten der Hebeeinrichtung (6) in ihrer ersten Position aufweist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) eine Gleitkufe (7) aufweist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitkufe (7) an der mechanischen Hebeeinrichtung(6) gelenkig gelagert ist.
Fahrzeug nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Hebeeinrichtung (6) eine Fahrzeugfederung (14) aufweist.