DE102020135041A1

DE102020135041A1 - Schweberahmen, Fahrzeug, Schienenanordnung und Magnetschwebebahn

Info

Publication number: DE102020135041A1
Application number: DE102020135041.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bögl; Bert Zamzow; Stefan Friess; Tim Präger
Original assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Current assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-06-30
Also published as: EP4244113A1; CN116710343A; US20240067234A1; TW202224981A; WO2022144393A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schweberahmen (7) für ein Fahrzeug (2) einer Magnetschwebebahn (1) mit einer Magneteinheit (8) zur elektromagnetischen Seitenführung des Fahrzeugs (2) und einer mechanischen Seitenführung (11). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (2) für eine Magnetschwebebahn (1) mit wenigstens einem Schwebegestell (6), wobei das Schwebegestell (6) wenigstens einen Schweberahmen (7) aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Schienenanordnung (3) einer Magnetschwebebahn (1) mit einem Fahrweg (4), der ausgebildet ist ein Schwebegestell (6) eines Fahrzeugs (2) zumindest teilweise zu umschließen. Zuletzt betrifft die Erfindung eine Magnetschwebebahn (1) mit einem Fahrzeug (2) und einer Schienenanordnung (3). Für den Schweberahmen (7) wird vorgeschlagen, dass die mechanische Seitenführung (11) ein Führungselement (13) und zumindest ein Gelenk (14) aufweist, wobei das Führungselement (13) über das Gelenk (14) mit dem Schweberahmen (7) beweglich verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schweberahmen für ein Fahrzeug einer Magnetschwebebahn mit einer Magneteinheit zur elektromagnetischen Seitenführung des Fahrzeugs und einer mechanischen Seitenführung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug für eine Magnetschwebebahn mit wenigstens einem Schwebegestell, wobei das Schwebegestell wenigstens einen Schweberahmen aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Schienenanordnung einer Magnetschwebebahn mit einem Fahrweg, der ausgebildet ist, ein Schwebegestell eines Fahrzeugs zumindest teilweise zu umschließen. Zuletzt betrifft die Erfindung eine Magnetschwebebahn mit einem Fahrzeug und einer Schienenanordnung.
Magnetschwebebahnen und Fahrzeuge sowie Schienenanordnungen für derartige Magnetschwebebahnen sind seit längerem bekannt. Sie basieren auf dem Prinzip ein spurgebundenes Fahrzeug durch die abstoßende und/oder anziehende Wirkung eines Magnetfelds in der Schwebe zu halten. Durch das Fehlen des ständigen Kontakts, beispielsweise zu einem Fahrweg oder zu Schienen, lässt sich die Reibung bei der Fahrt hierdurch deutlich reduzieren. Die Energieeffizienz beim Antrieb des Fahrzeugs lässt sich hierdurch steigern. Auch ist eine Geräuschentwicklung des Fahrzeugs beim Fahren deutlich reduziert. Ein Antrieb des Fahrzeugs ist in der Regel ebenfalls berührungslos ausgebildet. Ein Beispiel für einen solchen Antrieb ist ein Linearmotor. Meist ist eine Antriebseinheit und eine Schwebeeinheit in einer gemeinsamen Magneteinheit zusammengefasst. Ebenfalls kann die Magneteinheit der elektromagnetischen Seitenführung des Fahrzeugs dienen. Die Magneteinheit kann beispielsweise in einem Schweberahmen des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Schweberahmen ist Teil eines Fahrwerks des Fahrzeugs und dient der Unterbringung der mit einer entsprechenden Schienenanordnung wechselwirkenden Komponenten des Fahrzeugs. Jeweils ein Schweberahmen kann beispielsweise zu beiden Seiten einer Mittellinie des Fahrzeugs angeordnet sein. Jeweils zwei Schweberahmen lassen sich zu einem Schwebegestell zusammenfassen. Das Fahrzeug kann insbesondere mehrere Schweberahmen aufweisen, die insbesondere gelenkig miteinander verbunden sind.
Zur Aufrechterhaltung des elektromagnetischen Antriebs, der Schwebe und der Seitenführung des Fahrzeugs ist eine ständige Energieversorgung der Magneteinheit notwendig. Entsprechend müssen Vorrichtungen und Maßnahmen vorgesehen werden, um im Falle eines Ausfalls der Energieversorgung ein sicheres Weiterfahren oder Abbremsen des Fahrzeugs zu gewährleisten. Zur Absicherung der Seitenführung des Fahrzeugs in einem Notfall kann beispielsweise eine redundante mechanische Seitenführung vorgesehen sein.
Ein Fahrzeug für eine Magnetschwebebahn mit einer derartigen mechanischen Seitenführung ist beispielsweise aus der DE 25 51 051 A1 bekannt. Die dort offenbarte mechanische Seitenführung weist Seitenführungselemente auf, die einen auf der Schienenanordnung angeordneten Führungsblock umschließen. Die Wirkung dieser mechanischen Seitenführung wird im Wesentlichen durch eine direkte Kraftübertragung zwischen den Seitenführungselementen und dem Führungsblock erzielt. Ein Eingriff dieser mechanischen Seitenführung kann entsprechend sehr belastend einerseits für das Material der Seitenführungselemente und des Führungsblocks und andererseits für eventuelle Fahrgäste oder Transportgüter der Magnetschwebebahn sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die mechanische Seitenführung einer Magnetschwebebahn zu verbessern, indem die Belastungen im Falle eines Eingriffs der mechanischen Seitenführung reduziert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schweberahmen, ein Fahrzeug, eine Schienenanordnung und eine Magnetschwebebahn mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 11,15 und 18.
Der erfindungsgemäße Schweberahmen für ein Fahrzeug einer Magnetschwebebahn umfasst eine Magneteinheit zur elektromagnetischen Seitenführung des Fahrzeugs und eine mechanische Seitenführung. Wie bereits beschrieben ist der Schweberahmen Teil eines Fahrwerks des Fahrzeugs. Er dient beispielsweise der Aufnahme der Komponenten, die mit einer entsprechenden Schienenanordnung wechselwirken. Die Magneteinheit dient in erster Linie der Erzeugung eines elektromagnetischen Felds. Hierzu kann sie beispielsweise Spulen und/oder Permanentmagnete aufweisen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die mechanische Seitenführung ein Führungselement und zumindest ein Gelenk aufweist, wobei das Führungselement über das Gelenk mit dem Schweberahmen beweglich, insbesondere gelenkig, verbunden ist. Das Führungselement ist somit beweglich gelagert, womit ein weniger ruckartiges Eingreifen der mechanischen Seitenführung ermöglicht wird.
Wie bei der bekannten mechanischen Seitenführung dient das Führungselement in erster Linie einer Wechselwirkung mit der entsprechenden Schienenanordnung. Es ist denkbar, dass eine Rückstellkraft des Führungselements größer wird, je weiter das Gelenk aus einer Normalposition ausgelenkt wird. Die Magneteinheit kann beispielsweise ebenfalls einen Schwebemechanismus und/oder einen Antrieb des Fahrzeugs umfassen. Selbstverständlich können die elektromagnetische Seitenführung, der Schwebemechanismus und der Antrieb auch als separate Bauteile ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem Führungselement und dem Schweberahmen ein Feder- und/oder Dämpferelement angeordnet ist. Ein Federelement kann einen Teil der auf das Fahrzeug wirkenden Kraft aufnehmen. Ein Dämpferelement kann eine eventuelle Schwingung des Fahrzeugs dämpfen. Beides wirkt ruckartigen Bewegungen des Fahrzeugs, insbesondere auf das Fahrzeug wirkenden Stößen, bei einem Eingriff der Seitenführung entgegen. Es ist denkbar, dass zwischen dem Führungselement und dem Schweberahmen ein Federelement oder ein Dämpferelement, ein Federelement und ein Dämpferelement oder ein kombiniertes Federdämpferelement angeordnet ist. Ein Federelement kann insbesondere eine Feder aufweisen. Die Feder kann beispielsweise als Schraubenfeder, insbesondere aus Stahl, ausgebildet sein. Das Dämpferelement kann beispielsweise als hydraulischer Stoßdämpfer oder Reibungsdämpfer ausgebildet sein. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Dämpfungswirkung durch die Verformung eines Verformungskörpers erreicht wird. Der Verformungskörper kann beispielsweise aus einem Elastomer hergestellt sein. Insbesondere können einem Führungselement mehrere Feder- und/oder Dämpferelemente zugeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass eine Feder-und/oder Dämpfungswirkung ebenfalls durch eine gezielte Steuerung der Elastizität des Führungselements erreicht wird. Eine Dämpfungswirkung kann beispielswiese zusätzlich durch die Reibung am Gelenk erreicht oder verstärkt werden. Für das Gelenk können entsprechende Materialien zur Erlangung eines bestimmten Reibungskoeffizienten gewählt werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Gelenk als Scharniergelenk, insbesondere mit sich in Längsrichtung des Schweberahmens erstreckender Gelenkachse, ausgebildet ist und/oder, insbesondere ausschließlich, Bewegungen des Führungselements, insbesondere uni- oder bidirektional, in Querrichtung des Schweberahmens zulässt. Die Längsrichtung des Schweberahmens entspricht hierbei der Richtung der längsten Ausdehnung des Schweberahmens. In der Regel entspricht die Längsrichtung des Schweberahmens einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs in dem der Schweberahmen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch verbaut wird. Die Querrichtung ist senkrecht zur Längsrichtung und entsprechend in der Regel senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, in dem der Schweberahmen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch verbaut wird. Eine aus Längsrichtung und Querrichtung aufgespannte Ebene ist bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Schweberahmens parallel zu einem Untergrund. Eine Hochrichtung des Schweberahmens ist sowohl senkrecht zur Längsrichtung als auch senkrecht zur Querrichtung und entsprechend senkrecht zu dem besagten Untergrund. Die Seitenführung soll ausschließlich eine Bewegung des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung beeinflussen, deshalb ist es von Vorteil, wenn das Gelenk ausschließlich Bewegungen des Führungselements in Querrichtung zulässt. Zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrade verringern einerseits die Stabilität und führen andererseits zu zusätzlichen Materialbelastungen.
Mit Scharniergelenk ist hier ein Gelenk gemeint, das ausschließlich Drehbewegungen um eine bestimmte Achse zulässt. Die Gelenkachse kann vorliegend beispielsweise von einem oder mehreren Bolzen gebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schweberahmens erstreckt sich eine Längsachse des Führungselements in Hochrichtung des Schweberahmens. Die Längsachse des Führungselements verläuft entlang der längsten Ausdehnung des Führungselements. Auf diese Weise steht für die Wechselwirkung des Führungselements mit einer entsprechenden Schienenanordnung ein langer Hebelarm zur Verfügung. Die Wechselwirkung mit der Schienenanordnung kann bei bestimmungsgemäßem Gebrauch beispielsweise oberhalb und/oder unterhalb des Schweberahmens stattfinden.
Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn das Führungselement ein Eingriffselement aufweist, das ausgebildet ist, mit einem Gegenstück an einer Schienenanordnung zu wechselwirken. Das Eingriffselement kann unabhängig vom Führungselement an die besonders hohe Materialbeanspruchung angepasst werden. Beispielsweise können das Führungselement und das Eingriffselement aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Es ist denkbar, dass das Eingriffselement lösbar mit dem Führungselement verbunden ist und als Verschleißteil ausgetauscht werden kann.
Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn das Führungselement als Hebelarm ausgebildet ist und/oder im Bereich seines ersten Endes über das zumindest eine Gelenk am Schweberahmen angelenkt ist und/oder im Bereich seines zweiten Endes das Eingriffselement aufweist. Wie bereits beschrieben, ist es für das Abfangen von Stößen von Vorteil, wenn ein langer Hebelarm zur Verfügung steht. Dies ermöglicht beispielsweise wiederum einen langen Feder- bzw. Dämpferweg. Das erste Ende und das zweite Ende begrenzen das Führungselement vorzugsweise in der Längsachse. Die Ausbildung des Führungselements als Hebelarm bedeutet beispielsweise, dass das Führungselement entlang der Längsachse wesentlich länger ist als in anderen Richtungen.
Das Feder- und/oder Dämpferelement ist insbesondere zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Führungselements angeordnet. Das zweite Ende des Führungselements ist beispielsweise in einer Normalposition zu dem Schweberahmen beanstandet angeordnet. Normalposition bedeutet in diesem Zusammenhang eine Position des Führungselements während die Seitenführung nicht eingreift.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Führungselement im Bereich seines ersten Endes über ein erstes und ein zweites Gelenk angelenkt ist. Das zweite Gelenk kann hierbei die Stabilität des Führungselements erhöhen. Insbesondere weisen das erste Gelenk und das zweite Gelenk eine gemeinsame Gelenkachse auf. Sowohl das erste Gelenk als auch das zweite Gelenk können beispielsweise als Scharniergelenke ausgebildet sein. Das erste Gelenk und das zweite Gelenk können beispielsweise beabstandet voneinander angeordnet sein.
Es ist vorteilhaft, wenn sich eine Längsachse des Eingriffselements parallel zu der Längsrichtung des Schweberahmens erstreckt. Einerseits wird hierdurch die Eingriffswirkung der Seitenführung hauptsächlich auf eine Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs beschränkt. Andererseits kann sich hierdurch die beim Eingriff der Seitenführung wirkende Kraft entlang der Längsachse des Eingriffselements verteilen. Wie zuvor erstreckt sich die Längsachse in der Richtung der längsten Ausdehnung des Eingriffselements. Beispielsweise ist die Ausdehnung des Eingriffselements in Richtung der Längsachse wesentlich länger als in anderen Richtungen.
Es ist darüber hinaus von Vorteil, wenn sich das Führungselement der mechanischen Seitenführung, insbesondere das Eingriffselement, über eine Oberkante des Schweberahmens hinaus erstreckt. Das Führungselement und insbesondere das Eingriffselement kann demnach mit dem Gegenstück, das beispielsweise an einer Unterseite der Schienenanordnung angeordnet ist, wechselwirken, ohne dass die Gefahr einer Berührung von Schienenanordnung und Schweberahmen besteht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Schweberahmens weist der Schweberahmen wenigstens zwei mechanische Seitenführungen auf. Hierdurch erhöht sich die Stabilität des Fahrzeugs, in dem der Schweberahmen bei bestimmungsgemäßem Gebrauch verbaut ist, bei einem Eingriff der Seitenführungen. Insbesondere sind die Seitenführungen beabstandet voneinander angeordnet. Jeweils eine Seitenführung kann beispielsweise in jeweils einem Endbereich, insbesondere einem Endbereich in Längsrichtung, des Schweberahmens angeordnet sein.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug für eine Magnetschwebebahn mit wenigstens einem Schwebegestell, wobei das Schwebegestell wenigstens einen Schweberahmen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Schweberahmen gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist. Die genannten Merkmale des Schweberahmens können dabei einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein. Die bereits genannten Vorteile in Bezug auf die mechanische Seitenführung treffen dementsprechend ebenfalls auf das Fahrzeug zu.
Das Schwebegestell ist beispielsweise Teil eines Fahrwerks des Fahrzeugs. Das Fahrwerk kann beispielsweise mehrere miteinander gelenkig verbundene Schwebegestelle aufweisen. Weiterhin kann das Fahrzeug beispielsweise einen Aufbau aufweisen, der insbesondere über eine Federung mit dem Fahrwerk verbunden ist. Der Aufbau dient insbesondere dem Transport von Gütern und/oder Personen und umfasst beispielsweise einen oder mehrere Waggons. Mittelbar trägt der Schweberahmen durch das Schwebegestell und das Fahrwerk den Aufbau des Fahrzeugs und hält diesen während des Betriebs in der Schwebe.
Es ist für das Fahrzeug von großem Vorteil, wenn das Schwebegestell zwei nebeneinander, insbesondere zueinander parallel, angeordnete Schweberahmen aufweist, wobei jeder Schweberahmen wenigstens eine mechanische Seitenführung aufweist. Die mechanische Seitenführung ist jeweils auf einer dem gegenüberliegenden Schweberahmen zugewandten Innenseite des Schweberahmens angeordnet. Die zwei insbesondere zueinander parallel angeordneten Schweberahmen sorgen für eine erhöhte Stabilität des Fahrzeugs während der Fahrt. Vorzugsweise sind die beiden Schweberahmen symmetrisch zu einer Mittellinie des Fahrzeugs angeordnet und korrespondieren insbesondere zu ebenfalls symmetrisch angeordneten Komponenten einer Schienenanordnung. Die Anordnung der Seitenführung auf der jeweiligen Innenseite des Schweberahmens schützt die Seitenführung beispielsweise vor äußeren Einflüssen.
Jeder Schweberahmen kann beispielsweise wenigstens zwei Seitenführungen aufweisen, folglich kann ein Schwebegestell beispielsweise wenigstens vier Seitenführungen aufweisen. Die Seitenführungen zweier gegenüberliegender Schweberahmen sind beispielsweise ebenfalls genau gegenüberliegend und insbesondere symmetrisch zur Mittellinie des Fahrzeugs angeordnet.
Weiterhin ist es für das Fahrzeug vorteilhaft, wenn das Fahrzeug mehrere Schwebegestelle aufweist, wobei wenigstens ein Schweberahmen eines in Fahrtrichtung gesehen ersten und/oder letzten Schwebegestells, insbesondere im Bereich seines freien Endes, eine mechanische Doppel-Seitenführung aufweist, die eine erste und zweite mechanische Seitenführung umfasst. Das in Fahrtrichtung erste und letzte Schwebegestell ist bei einem Ausfall der elektromagnetischen Seitenführung und entsprechendem Eingriff der mechanischen Seitenführung besonderen Belastungen ausgesetzt. Daher ist es vorteilhaft, in diesen Bereichen eine verstärkte bzw. redundante Seitenführung vorzusehen. Beispielsweise kann bei einem Ausfall der ersten mechanischen Seitenführung der Doppel-Seitenführung dennoch die zweite mechanische Seitenführung eingreifen und eine sichere Weiterfahrt bzw. ein sicheres Abbremsen des Fahrzeugs gewährleisten.
Die erste und die zweite mechanische Seitenführung können insbesondere gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet sein. Es ist aber denkbar, dass die Bestandteile der Doppel-Seitenführung aufgrund der höheren Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit beispielsweise zusätzliche Feder- und/oder Dämpferelemente aufweisen. Auch kann beispielsweise ein Federelement der Doppel-Seitenführung eine größere Federhärte im Vergleich zu den übrigen mechanischen Seitenführungen des Fahrzeugs aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein Dämpferelement der Doppel-Seitenführung durch eine erhöhte Reibung oder eine geringere Elastizität eines Verformungselements eine erhöhte Dämpfungswirkung aufweisen.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn die erste und zweite mechanische Seitenführung der Doppel-Seitenführung zueinander benachbart angeordnet sind und/oder sich einen gemeinsamen Anlenkpunkt am Schweberahmen teilen und/oder ein gemeinsames Mittelgelenk aufweisen. Einerseits können hierdurch die erste und zweite mechanische Seitenführung platzsparend angeordnet werden. Andererseits ist gewährleistet, dass bei einem Ausfall einer der beiden mechanischen Seitenführungen die jeweils andere entsprechend mit derselben Effizienz eingreifen kann.
Die erste und zweite mechanische Seitenführung der Doppel-Seitenführung besitzen insbesondere eine gemeinsame Gelenkachse. Der gemeinsame Anlenkpunkt befindet sich beispielsweise zwischen der ersten und zweiten Seitenführung. Der gemeinsame Anlenkpunkt kann beispielsweise als gemeinsame Verbindungsplatte zweier Gelenke, die die Doppel-Seitenführung mit dem Schweberahmen verbindet, ausgebildet sein. Insbesondere ist der Anlenkpunkt als gemeinsames Mittelgelenk ausgebildet. Das Mittelgelenk kann beispielsweise einen gemeinsamen Bolzen für die erste und die zweite Seitenführung aufweisen. Hierdurch sind zwar die erste und die zweite Seitenführung miteinander verbunden, können sich aber trotzdem unabhängig voneinander bewegen. Die Doppel-Seitenführung kann beispielsweise insgesamt drei Gelenke aufweisen, das Mittelgelenk und zwei Außengelenke.
Die erfindungsgemäße Schienenanordnung einer Magnetschwebebahn umfasst einen Fahrweg, der ausgebildet ist, ein Schwebegestell eines Fahrzeugs zumindest teilweise zu umschließen. Es wird vorgeschlagen, dass die Schienenanordnung ein Gegenstück aufweist, das ausgebildet ist, mit einer mechanischen Seitenführung eines Fahrzeugs, das insbesondere gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist, zu wechselwirken. Bei dem Fahrzeug können insbesondere die bereits genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein. Bei der genannten zumindest teilweise umschließenden Bauweise kann beispielsweise gewährleistet sein, dass empfindliche Elemente vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Das Gegenstück kann in Form und Material in vorteilhafter Weise an die mechanische Seitenführung des Fahrzeugs angepasst sein. Das gleiche gilt umgekehrt für die Anpassung der mechanischen Seitenführung an das Gegenstück. Der Fahrweg der Schienenanordnung kann insbesondere aus Beton hergestellt sein.
Die Schienenanordnung kann beispielsweise weiterhin eine Reaktionsschiene und/oder eine Absetzschiene aufweisen. Die Reaktionsschiene kann insbesondere einer Wechselwirkung mit einer Schwebeeinrichtung und/oder einem Antrieb des Fahrzeugs dienen. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Reaktionsschiene als aktives Element eines Antriebs des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Absetzschiene dient dem sicheren Absetzen des Fahrzeugs im Falle eines Ausfalls der Schwebeeinrichtung.
Besonders vorteilhaft für die Schienenanordnung ist es, wenn das Gegenstück an einer Unterseite des Fahrwegs angeordnet ist. Auch hier ist das Gegenstück vor äußeren Einflüssen, insbesondere Feuchtigkeit und Frost, geschützt.
Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn das Gegenstück als Balken oder Nut ausgebildet ist. Im Falle eines Balkens kann die Seitenführung an einer Seite des Balkens angreifen. Im Falle einer Nut kann die Seitenführung zumindest teilweise von der Nut umschlossen sein. In der Nut kann die Seitenführung prinzipiell in zwei Richtungen wechselwirken, wobei die Nut möglicherweise aufwendiger herzustellen ist als der Balken. Insbesondere können die Nut und der Balken aus Beton hergestellt sein. Das Gegenstück kann beispielsweise unmittelbar neben der Reaktionsschiene angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Magnetschwebebahn umfasst ein Fahrzeug und eine Schienenanordnung. Es wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug und die Schienenanordnung gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet sind. Die genannten Merkmale können hierbei jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein. Insbesondere weist das Fahrzeug eine mechanische Seitenführung und die Schienenanordnung ein dazu korrespondierendes Gegenstück auf. Die mechanische Seitenführung erstreckt sich beispielsweise über eine Oberkante eines Schweberahmens des Fahrzeugs hinaus und wechselwirkt mit dem an einer Unterseite eines Fahrwegs der Schienenanordnung angeordneten Gegenstück. Um das Fahrzeug in der Schwebe zu halten, weist beispielsweise ein Schweberahmen des Fahrzeugs eine Schwebeeinheit auf, die ausgebildet ist, mit einer entsprechenden Reaktionsschiene der Schienenanordnung elektromagnetisch zusammen zu wirken.
Für die Magnetschwebebahn ist es von Vorteil, wenn in einem Normalbetrieb der Magnetschwebebahn keine Wechselwirkung zwischen der Seitenführung des Fahrzeugs und dem Gegenstück der Schienenanordnung stattfindet und besagte Wechselwirkung ausschließlich in einem Notbetrieb der Magnetschwebebahn stattfindet. In einem Normalbetrieb der Magnetschwebebahn soll, wie bereits beschrieben, die Reibung möglichst geringgehalten werden, daher soll die mechanische Seitenführung nur im Notfall eingreifen. In einem Normalbetrieb soll die Seitenführung des Fahrzeugs elektromagnetisch durch die Magneteinheit stattfinden. Notbetrieb bedeutet in diesem Zusammenhang in erster Linie den Ausfall der Magneteinheit des Fahrzeugs, beispielsweise durch einen Stromausfall. Normalbetrieb bedeutet den Betrieb außerhalb des Notbetriebs. Es ist alternativ ebenfalls denkbar, dass die mechanische Seitenführung auch in einem Normalbetrieb eingreift, beispielsweise wenn das Fahrzeug über eine Weiche fährt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Frontansicht einer Magnetschwebebahn,
2 eine vergrößerte Ansicht aus 1 im Bereich des Schweberahmens,
3 eine erste Ansicht eines Fahrwerks des erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
4 eine zweite Ansicht des Fahrwerks des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, und
5 eine dritte Ansicht des Fahrwerks des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den verschiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwähnung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detailliert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen gleichwirkenden oder gleichnamigen Merkmale.
1 zeigt eine schematische Frontansicht einer Magnetschwebebahn 1, mit einem Fahrzeug 2 und einer Schienenanordnung 3. Ein Fahrweg 4 der Schienenanordnung 3 umschließt zumindest teilweise ein Fahrwerk 5 des Fahrzeugs 2. Das Fahrwerk 5 des Fahrzeugs 2 weist wenigstens ein Schwebegestell 6, das zwei Schweberahmen 7 umfasst, auf. Insbesondere die Schweberahmen 7 werden von dem Fahrweg 4 der Schienenanordnung 3 umschlossen. Die Schweberahmen 7 umfassen jeweils eine Magneteinheit 8 (siehe 4), die das Fahrzeug 2 durch eine anziehende elektromagnetische Wechselwirkung mit einer Reaktionsschiene 9 der Schienenanordnung 3 in der Schwebe hält. Die Magneteinheit 8 gewährleistet im Normalbetrieb ebenfalls die seitliche Führung des Fahrzeugs 2. Zum Transport von Personen und/oder Waren weist das Fahrzeug 2 einen Aufbau 10 auf. Der Aufbau 10 ist in einer Hochrichtung Z des Fahrzeugs 2 bzw. des Schweberahmens 7 oberhalb des Fahrwerks 5 angeordnet.
Für den Fall eines Ausfalls der Magneteinheit 8 weisen beide Schweberahmen 7 eine mechanische Seitenführung 11 auf, die ein sicheres Weiterfahren bzw. Abbremsen des Fahrzeugs 2 gewährleistet. Die Seitenführungen 11 sind auf einer dem gegenüberliegenden Schweberahmen 7 zugewandten Innenseite 12 angeordnet.
In 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus dem Bereich des rechten Schweberahmens 7 aus 1 dargestellt. Hier ist der genaue Aufbau der Seitenführung 11 gut zu erkennen. Ein Führungselement 13 der Seitenführung 11 ist über ein Gelenk 14 mit dem Schweberahmen 7 beweglich verbunden. Das Gelenk 14 befindet sich im Bereich eines ersten Endes 15 des Führungselements 13. Im Bereich eines gegenüber des ersten Endes 15 liegenden zweiten Endes 16 weist das Führungselement 13 ein Eingriffselement 17 auf. Das Eingriffselement 17 ist ausgebildet mit einem Gegenstück 18 der Schienenanordnung 3 zu wechselwirken.
In diesem Beispiel ist das Gegenstück 18 als Nut ausgebildet, in die sich das Eingriffselement 17 erstreckt. Die Wechselwirkung zwischen dem Eingriffselement 17 und dem Gegenstück 18 besteht insbesondere in einem Notbetrieb der Magnetschwebebahn 1 darin, dass das Eingriffselement 17 an die Innenflächen des Gegenstücks 18 stößt und somit Seitenführungskräfte auf das Fahrzeug 2 ausübt. Zum Abfedern bzw. Dämpfen dieser eventuellen Stöße ist zwischen dem Führungselement 13 und dem Schweberahmen 7 ein Feder- und/oder Dämpferelement 19 angeordnet, das als Federelement oder Dämpferelement oder als Federdämpferelement ausgebildet sein kann.
Das Führungselement 13 erstreckt sich über eine Oberkante 20 des Schweberahmens 7 hinaus. Das Gegenstück 18 ist an einer Unterseite 21 des Fahrwegs 4 angeordnet. Die Schienenanordnung 3 weist beispielsweise eine Absetzschiene 22 auf, auf der das Fahrzeug 2 im Notbetrieb, insbesondere bei einem Ausfall der Magneteinheit 8 sicher abgesetzt werden kann.
3 zeigt eine erste Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Fahrwerks 4 des Fahrzeugs 2. Das Fahrwerk 4 weist insgesamt fünf Schwebegestelle 6 auf, die jeweils zwei Schweberahmen 7 aufweisen. Die Schweberahmen 7 sind in einer Längsrichtung X bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 hintereinander angeordnet und jeweils gelenkig miteinander verbunden. Jeder Schweberahmen 7 weist wenigstens zwei mechanische Seitenführungen 11 auf. Die Schweberahmen 7 des in Fahrtrichtung gesehen ersten und letzten Schwebegestells 6 weisen jeweils eine Doppel-Seitenführung 23 auf. Die Doppel-Seitenführungen 23 sind hierbei im Bereich von freien Enden 24 der Schwebegestelle 6 angeordnet. Die freien Enden 24 zeichnen sich dadurch aus, dass im Anschluss an die freien Enden 24 keine weiteren Schwebegestelle 6 angeordnet sind.
Auf der Oberkante 20 der Schweberahmen 7 sind die Magneteinheiten 8 teilweise sichtbar. Die Führungselemente 13 der Seitenführungen 11 erstrecken sich wie zuvor über die Oberkanten 20 hinaus. Die Führungselemente 13 und insbesondere die Eingriffselemente 17 sind in Längsrichtung X langgestreckt ausgebildet, wobei eine Längsachse der Eingriffselemente 17 insbesondere parallel zur Längsrichtung X ist. Auf dem dargestellten Fahrwerk 5 kann beispielsweise ein durchgängiger Aufbau 10 angeordnet sein (nicht dargestellt). Die gegenüberliegenden Schweberahmen 7 eines Schwebegestells 6 sind beispielsweise über eine oder mehrere Querstreben 25 miteinander verbunden.
4 zeigt eine vergrößert ausgeschnittene Ansicht des letzten Schwebegestells 6 des Fahrwerks 4 aus 3. Die dargestellten Schweberahmen 7 weisen jeweils eine Seitenführung 11 und eine Doppel-Seitenführung 23 auf. Die Seitenführung 11 weist in diesem Beispiel drei Feder- und/oder Dämpferelemente 19 auf. Das Eingriffselement 17 der Seitenführung 11 ist beispielsweise mit dem Führungselement 13 verschraubt und insbesondere zweigeteilt. Weiterhin ist das Führungselement 13 durch zwei Gelenke 14 mit dem Schweberahmen 7 verbunden. Die Gelenke 14 sind als Scharniergelenke ausgebildet, wobei sich eine Gelenkachse 26 der Gelenke 14 in Längsrichtung X erstreckt. Hierdurch lassen die Gelenke 14 ausschließlich Bewegungen des Führungselements 13 in einer Querrichtung Y des Schweberahmens 7 bzw. des Fahrzeugs 2 zu.
Die Doppel-Seitenführung 23 umfasst wiederum eine erste und eine zweite Seitenführung 11. Die erste und die zweite Seitenführung 11 der Doppel-Seitenführung 23 weisen jeweils zwei Feder- und/oder Dämpferelemente 19 auf. Außerdem weisen die erste und die zweite Seitenführung 11 der Doppel-Seitenführung 23 einen gemeinsamen Anlenkpunkt 27 auf. Auf dem gemeinsamen Anlenkpunkt 27 ist beispielsweise ein gemeinsames Mittelgelenk 28 angeordnet. Die erste und die zweite Seitenführung 11 der Doppel-Seitenführung 23 sind in der Längsrichtung X beispielsweise schmaler als die übrigen Seitenführungen 11.
5 zeigt einen Ausschnitt im Bereich eines mittleren Schwebegestells 6 des Fahrwerks 5 aus 3. Die Schweberahmen 7 des Schwebegestells 6 weisen jeweils zwei gleichförmige Seitenführungen 11 auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Seitenführungen 11 weisen jeweils drei Feder- und/oder Dämpferelemente 19 auf und sind über zwei Gelenke 14 mit dem Schweberahmen 7 verbunden. Die Gelenke 14 der Seitenführungen 11 des Schweberahmens 7 sind um eine sich in Längsrichtung X erstreckende, gemeinsame Gelenkachse 26 rotierbar. Die Gelenke 14 sind wie zuvor als Scharniergelenke ausgebildet und lassen ausschließlich Bewegungen des Führungselements 13 in einer Querrichtung Y des Schweberahmens 7 bzw. des Fahrzeugs 2 zu.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Magnetschwebebahn
2: Fahrzeug
3: Schienenanordnung
4: Fahrweg
5: Fahrwerk
6: Schwebegestell
7: Schweberahmen
8: Magneteinheit
9: Reaktionsschiene
10: Aufbau
11: Seitenführung
12: Innenseite
13: Führungselement
14: Gelenk
15: erstes Ende
16: zweites Ende
17: Eingriffselement
18: Gegenstück
19: Feder- und/oder Dämpferelement
20: Oberkante
21: Unterseite
22: Absetzschiene
23: Doppel-Seitenführung
24: freies Ende
25: Querstrebe
26: Gelenkachse
27: Anlenkpunkt
28: Mittelgelenk
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung
Z: Hochrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2551051 A1 [0004]

Claims

Schweberahmen (7) für ein Fahrzeug (2) einer Magnetschwebebahn (1) mit einer Magneteinheit (8) zur elektromagnetischen Seitenführung des Fahrzeugs (2) und einer mechanischen Seitenführung (11), dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Seitenführung (11) ein Führungselement (13) und zumindest ein Gelenk (14) aufweist, wobei das Führungselement (13) über das Gelenk (14) mit dem Schweberahmen (7) beweglich verbunden ist.
Schweberahmen (7) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungselement (13) und dem Schweberahmen (7) ein Feder- und/oder Dämpferelement (19) angeordnet ist.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (14) als Scharniergelenk, insbesondere mit sich in Längsrichtung (X) des Schweberahmens (7) erstreckender Gelenkachse (26), ausgebildet ist und/oder Bewegungen des Führungselements (13), insbesondere uni- und/oder bidirektional, in Querrichtung (Y) des Schweberahmens (7) zulässt.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Längsachse des Führungselements (13) in Hochrichtung (Z) des Schweberahmens (7) erstreckt.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) ein Eingriffselement (17) aufweist, das ausgebildet ist, mit einem Gegenstück (18) an einer Schienenanordnung (3) zu wechselwirken.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) als Hebelarm ausgebildet ist und/oder im Bereich seines ersten Endes (15) über das zumindest eine Gelenk (14) am Schweberahmen (7) angelenkt ist und/oder im Bereich seines zweiten Endes (16) das Eingriffselement (17) aufweist.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) im Bereich seines ersten Endes (15) über ein erstes und zweites Gelenk (14) angelenkt ist.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Längsachse des Eingriffselements (17) parallel zu der Längsrichtung (X) des Schweberahmens (7) erstreckt.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Führungselement (13) der mechanischen Seitenführung (11), insbesondere das Eingriffselement (17), über eine Oberkante (20) des Schweberahmens (7) hinaus erstreckt.
Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweberahmen (7) wenigstens zwei mechanische Seitenführungen (11) aufweist.
Fahrzeug (2) für eine Magnetschwebebahn (1) mit wenigstens einem Schwebegestell (6), wobei das Schwebegestell (6) wenigstens einen Schweberahmen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweberahmen (7) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
Fahrzeug (2) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwebegestell (6) zwei nebeneinander, insbesondere zueinander parallel, angeordnete Schweberahmen (7) aufweist, wobei jeder Schweberahmen (7) wenigstens eine mechanische Seitenführung (11) aufweist, die jeweils auf einer dem gegenüberliegenden Schweberahmen (7) zugewandten Innenseite (12) des Schweberahmens (7) angeordnet ist.
Fahrzeug (2) gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, gekennzeichnet durch mehrere Schwebegestelle (6), wobei wenigstens ein Schweberahmen (7) eines in Fahrtrichtung gesehen ersten und/oder letzten Schwebegestells (6), insbesondere im Bereich seines freien Endes (24), eine mechanische Doppel-Seitenführung (23) aufweist, die eine erste und zweite mechanische Seitenführung (11) umfasst.
Fahrzeug (2) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite mechanische Seitenführung (11) der Doppel-Seitenführung (23) zueinander benachbart angeordnet sind und/oder sich einen gemeinsamen Anlenkpunkt (27) am Schweberahmen (7) teilen und/oder ein gemeinsames Mittelgelenk (28) aufweisen.
Schienenanordnung (3) einer Magnetschwebebahn (1) mit einem Fahrweg (4), der ausgebildet ist, ein Schwebegestell (6) eines Fahrzeugs (2) zumindest teilweise zu umschließen, gekennzeichnet durch, -ein Gegenstück (18), das ausgebildet ist, mit einer mechanischen Seitenführung (11) eines Fahrzeugs (2), das insbesondere gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14 ausgebildet ist, zu wechselwirken.
Schienenanordnung (3) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (18) an einer Unterseite (21) des Fahrwegs (4) angeordnet ist.
Schienenanordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (18) als Balken oder Nut ausgebildet ist.
Magnetschwebebahn (1) mit einem Fahrzeug (2) und einer Schienenanordnung (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14 und die Schienenanordnung (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17 ausgebildet sind.
Magnetschwebebahn (1) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Normalbetrieb der Magnetschwebebahn (1) keine Wechselwirkung zwischen der Seitenführung (11) des Fahrzeugs (2) und dem Gegenstück (18) der Schienenanordnung (3) stattfindet und besagte Wechselwirkung ausschließlich in einem Notbetrieb der Magnetschwebebahn (1) stattfindet.