DE2021834C3

DE2021834C3 - Magnetschwebebahn

Info

Publication number: DE2021834C3
Application number: DE2021834A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Karch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1970-05-05
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1974-05-09
Also published as: FR2090969A5; GB1341265A; US3797402A; DE2021834B2; DE2021834A1; JPS5341407B1; SU465777A3

Description

F i ii. ■'■ dass Hv wie-1 IHlKn- I-i ,:, \

F i >:.

j·' doch als Schnitt

F i g. 6 die Anordnung der Tragmagnete im Bereich zweier aneinanderstoßender Fahrzeuge, wobei diese nur schematisch und in Teildraufsicht dargestellt sind, schließlich

F i g. 7 eine Teilansicht der Anordnung nach der Fig. 5.

Am Fahrzeugboden S eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs, welches mittels einer nicht weiter dargestellten, bekannten Linearmotoranordnung angetrieben wird, ist der Tragkörper 2 befestigt. Ein gleieher spiegelbildlich dazu ausgebildeter Tragkörper befindet sich auf der anderen Seite des Fahrzeugs.

Der Tragmagnet 1 ist seitlich auskragend am Tragkörper 2 befestigt und besteht aus einer Polplatte 12 mit darin eingebetteten elektrischen Wicklungen 26. Er erstreckt sich über die gesamte Länge des Fahrzeugs, gegebenenfalls unterteilt in einzelne Magnetabschnitte. Über ihm befindet sich mit dem dem Luftspalt 27 entsprechenden Abstand die als Anker für den Tragmagneten 1 dienende Schiene 4, welche vom auf dem Schienenunterbau 35 angeordneten Schienenträger 19 gehalten wird; dieser ist U-förmig ausgebildet und besteht aus seinem Fußteil 9, Mittelteil 20 und Kopfteil 24. Wird nun der Tragmagnet 1 mittels der Wicklungen 26 mit elektrischer Energie beaufschlagt, so bildet sich ein Magnetfeld zwischen ihm und der Schiene 4 aus, vermittels dessen über den Tragmagneten 1 und den Tragkörper 2 das Fahrzeug schwebend gehalten wird; der Luftspalt 27 wird dabei um so kleiner, je größer die Erregerenergie in den Wicklungen 26, und umgekehrt. Um Unebenheiten im Verlauf der Führungsschiene 4 auszugleichen oder auch um Schwankungen des Fahrzeugs, welche beispielsweise durch Windböen verursacht sein können, auszuregeln, ist ein Führungsmagnet 6 ebenfalls am Tragkörper 2 angeordnet und von der ihm als Anker dienende Längsrippe 7 durch einen weiteren Luftspalt 28 getrennt. Je nach Beaufschlagung des Führungsmagneten 6 mit elektrischer Energie sowie des dazu spiegelbildlich auf der anderen Seite des Fahrzeugs angeordneten weiteren Führungsmagneten können die genannten Unebenheiten, Schwingungen usw. ausgeglichen und ein Anstoßen tier sich bewegenden Teile des Fahrzeugs an die feste Schienenanordnung verhindert werden; die dazu erforderlichen Steuer- und Regeleinrichtungen sind in von vielen anderen Steuer- und Regelvorgängen bekannter Weise ausgebildet.

Sollten die Asymmetrien während des Laufs des i-ahrzeugs zu groß werden, so könnte u. U. der Steuer- und Regelvorgang nicht ausreichen, um ein Anstoßen zu verhindern; dasselbe gilt für den Fall, daß das Magnetfeld im Tragmagneten 1 zusammenbricht. Für diese Fälle sind auf dem Schienenträger 19, welcher über die Strecke verteilt in regelmäßigen Abständen, beispielsweise in solchen von 2 m. angeordnet ist. Auf lauf flächen 29 und 30 im Fußteil 9 und im Mittelteil 20 vorgesehen. Auf diese können in dien genannten Fällen die zugeoidneten Teile des Fahrzeugs gleiten und gegebenenfalls durch Umsatz der kinetischen Energie des Fahrzeugs in Reibungswärme den Stillstand des Fahrzeug¹- herbei!uhren. Zweckmäßig ist es dazu, den Abstand 3 /wischen dem Fahrzeugboden 5 und den obersten Teiler, der Schienenanordnung größer zu halten als den Abstand 25 zwischen dem Magnetrücken 8 d. s Tra:- magneten 1 und der Auflauffläche 29; daduteh wiui dort beim Aufsetzen des Fahrzeugs adf den Ruheanschlag (Auflauffläche 29) eine gegenseitige Berührung vermieden.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß das freie Überfahren der Weichen, im Bereich der Übergänge: »Zungen / fest angebrachte Schienen«, und somit eine wesentliche Vereinfachung der Weichenkonstruktion ermöglicht wird, ohne daß bewegliche Teile erforderlich sind:

Zwischen dem durchgehenden Gleis 16 (F i g. 2, 3) und der Zunge 17 bleibt ein Teil frei und bildet den Schlitz 18; dieser muß so breit sein, daß er die vom Fahrzeug ausgehenden weiter oben genannten Seitenbewegungen nicht behindert, also ein Durchlaufen der Tragkörper 2, gegebenenfalls mit den an ihr angeordneten Teilen 1, 6 und 23 ermöglicht. Ein ähnlicher Schlitz 31 befindet sich auf der dem Schlitz 18 gegenüberliegenden Seite der Schienenanordnung und dient dem freien Hindurchtreten der entsprechenden Teile beim Befahren des abbiegenden Gleises 32. Da beim überlaufen des Tragmagneten 1 über den Schlitz 18 der magnetische Kreis durch einen sehr großen Luftspalt unterbrochen und damit das Schwebendhalten des Fahrzeugs nicht mehr ermöglicht wird, setzt das Fahrzeug auf die Fußteile 9 bzw. Anlaufflächen 29 auf und gleitet dort so lange, bis der Magnet voll auf die Zunge 33 (bei Geradeausfahrt) oder auf die Zunge 17 (bei Kurvenfahrt) aufgelaufen ist und im Zusammenwirken mit dem zugeordneten Teil der Schiene 4 wieder trägt.

Dieser betriebsmäßige Vorgang kann durch eine durchlaufende Gleitschiene 21 verbessert werden, welche auf den Fußteilen 9 der Schienenträger 19 angebracht ist. Es wird sinnvoll sein, die Abstände dei Schienenträger 19 im Bereich der Weiche und ganz besonders im Bereich der gegebenenfalls angeordnete. Gleitschiene 21 geringer zu halten als auf der normalen Strecke; so können die hier häufiger auftretenden großen mechanischen Belastungen leichter aufgefangen werden. Durch die angegebene Gleitschiene 21 wird ein stoßfreieres Gleiten als auf den Auflaufflächen 29 gewährleistet. Um die Reibung auf diesen Teilen j:u vermindern, kann man sie mit einem Spezialbelag versehen, der besonders gute Gleiteigenschaften aufweist und aus Polyamiden, Polyurethanen, Fluorwasserstoffpolymerisaten besteht; man kann aber auch die Gleitflächen in konventioneller Weise schmieren.

Eine derartige Anordnung, die etwa dem Auflaufen eines \on der Schieneneisenbahn bekannten Spurkranzrades mit dem Spurkranz auf ein Füllstück im Herzstück von Kreuzungen und Weichen vergleichbar ist und dort zur Stoßverminderung dient, ist zwar einfach, aber nicht verschleißfrei; im übrigen wäre bei der vorgeschlagenen Schwebebahn hier die einzige Stelle, wo im Betriebsfall das Fahrzeug nicht schwebend vorwärtsgleitet.

Eine wesentliche Verbesserung ergibt sich dadurch, daß die Gleitführungen im Bereich der Weichen durch eine magnetische Schwebeführung ersetzt wird, welche im Regelfall einer Umkehrung der weiter oben beschriebenen in der Geradeausfahrt verwendeten Normalführung entspricht. Dazu wird in Weiterbildung der Erfindung ein ortsfester Tragmagnet mit entsprechender Längenausdehnung verwendet und auf der Strecke im Weichenbereich befestigt. Der zugehörige Zusatzanker 23 aus Eisen ist auf dem Fahrzeug angebracht. Die Wicklung des ortsfesten Tragmagneten 22 ist entweder dauernd mit elektri-

schem Strom beaufschlagt oder auch nur dann, wenn sich ein Fahrzeug nähert. In jedem Falle wird das Fahrzeug in den Bereichen der Weiche, wo die durchgehende Schiene 4 unterbrochen ist, vermittels des Tragmagneten 22 und des Zusatzankers 23 schwebend gehalten und dadurch ein Auflaufen auf den Auflaufflächen 29 oder den Gleitschienen 21 vermieden. Es erscheint für den Notfall zweckmäßig, also insbesondere für den Fall des Ausbleibens von magnetischer Erregung, die weiter oben für den Weichenbereich vorgeschlagenen Gleitschienen 21 zusätzlich vorzusehen.

Die Führung des Fahizeugs durch die \Veichen wird dabei alkin o^c;· aiKii nur teil·*eist, von den Führungsmagneten 6 übernommen, wobei die durchlaufende Längsrippe 7 bei Geradeausfahrt links und bei Rechtsabbiegung rechts ve folgt wir J. Die Wal¹. der Richtung wird dabei durch entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung der Erregung der links und rechts unterhalb des Wagenbodens 5 ar.ueordneten Führungsmagneten 6 bewirkt, ei Vi. vom Zug aus und nicht mehr wie sonst üblich übei bewegte Weichenteile am Boden. Sie kann sogar als sogenannte Zielausfahrt im Fahrzeug eir._t>f<-,gnmmiefi sein oder auch für den Notfall als sogenanive Not- ^s ausi'aiirt im fahrenden Fahrzeug gestellt werden.

Die Durchfahrt eines Fahrzeugs durch den Woichenbereich wird durch Hinterdnanderbctrach lung der Fig 1,4 und 5 anschaulich: bei der Stellung des Fahrzeugs entsprechend der · i g. 1 ist neben dem Tr^fmagneten 1 auch dei ortsfeste 1 ragmagne; 22 in Funktion unü übernimmt '■ 1 Rcc! "s^f:\'.rt d-is Scliwebendhalten ö^o linksseitig_" Fahrzeugteües so lanjLc. wie dei Tragmagnet 1 -·ν '.: oder nicht ausreichend von den als Anker dienenden Teilen der Schiene 4 schwebend gebaitei. weiden kann. In der S'f'linni? nach der F i g. 4 befindet sich das Fahrzeug bereits beim Ausiahicu r.us dem \Vpichenberc:en. es wird dabei linksseitig nv vnm Schicnenteil .M) getragen, während der für di> Heradeausfahrt vorge- *-■ sehene Schienenteil 37 auber Funktion bleibt. In der Stellung nach der F ι g. 5 tiÄgt nunmch: !er Vhienenteil 38. während det ;>:r C'radeausfahrt vorgesehene Schienenteil 3v aaBer Funktion bleibt, gleichzeitig endet in dieser Stellung aber auch noch die Funktion, welche vor.; ortsfesten Tragmagneten 40 ausgeht, während der v.eitere ortsfeste Tragmagnet 41 nur bei Geradeausfah; 1 in Funktion getreten ware Durch eine derartige Anordnung entfällt die sonst notwendige Stellzeit der Weichen, so daß zwei unmittelbar hinteremanderfahrende Fahrzeuge getrennt werden können, und zwar selbst dann, wenn sie bis zur Weiche als Einheit gefahren sind.

Wegen des Fehlens bewegter Teile ist es grundsätzlich nicht mehr notwendig, eine Begrenzung des Bogenradius der Weiche vorzunehmen; sie kann auch infolgedessen mit der vollen Fahrgeschwindigkeit befahren werden. Dadurch ist es möglich, daß der die Strecke verlassende Zug erst hinter der Weiche gebremst wird; eine Störung des fließenden Verkehrs auf der Strecke erfolgt also nicht mehr.

Gleiches gilt umgekehrt für die Einfahrt in die Strecke, die also ebenfalls mit voller Geschwindigkeit cfolgen kann. Eine Rücksicht auf den fließenden Yorker-· ist dann nur noch insoueh notwendig, daß die ei forderlichen Abstande /wischen den Fahrzeugen eingehalten werden

Wenn mehre; Fahrzeuge zu einer Einheit iZug) zusammengekoppelt werden, dann müssen die an sich durchgehenden Tragmagnete wegen der Kurven gängigkeil >les Zuges über die ^uglänge ver:eil; an der. Luden ^c nur te"!weise und links von Jei \iiüci linie dargestellten Fahrzeuge 10 mit Lücken 1 et sein (Fit¹ 6). Durch

Lücken wüme

abc ein stetiges !■' hweKv. ccfa'irdel sein in Kar-.ev· \vu; U1.V1 die /v-isdn'n den l'olpiatten "12 der 1 : ·.;:: magnete xorhandci.en Lücken 11 über die Γ·.ιΐ'Μι;^:'· ^!' fallen oder bei g'öße;-.τη Kur\enr,^!dius. uuier ■ ' ständer, auch bei Gcradeausfahrt. ui harten St-. i>::n auf die Fa! -enge K) fuhren. Da^ :tnn nun ei,·.,'- ;c'n veimieden v, .ulen. daL'. die F.nder der ?i-',p!:· \1 der T'.igp'aeneie { -:><\ einer Verzahnt; .; I.¹ e-sehen sind. v> ereile der bei der Fahrbahnansch'·■. ■ ■■·■■- .i üii¹ Brücken aiiccli und die ss^ ineirsand. r.·; :;ii- .' praktisch eine g-jschlossciii¹ Rückcnfiiichi- /oi b-:;-.c'.ci:i>anen "'il-'.uiun 12 ivr_; He...M^n ώ - I :-■·.< : ; ciilsteht \"o?'-tehe-.ii!e Kanten --inii dnbci ··> meioe'T. «.'Γί'/ί: ■-■■ es jHi'.Ar.'..^|;!'.·, ■.·''. ■ . -.-r Zahne 14 ·.,.;, Λ1-:;\ι;·ι^:·., ,eon 15 ,1; %ct-- '·.■■ ':- ; .. " '.. Dure" 0;.."..e Ί ;-i -;:;i!i:i;i w,r.! ,:\\c''\ o, ; Ku"'-erfahrt, also bei einer, ei cen-i .■:... .-n \ ;π· ϊγ'-ο;' ;s ' Fa!-· -vii:c 10 ιπη Cc- "n-eh^viki ?-». ,·-■. r._r.;' ■ --

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Hierzu l W.vAi /eich:-

Claims

Patentansprüche: chen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufflächen (29, 30) ballig geformt sind.

1. Magnetschwebebahn, bei der in einer Schienenanordnung durch beidseitig unterhalb der Fahrzeuge an Tragkörpern angeordnete, als Zugmagnete ausgebildete Tragmagnete die Fahrzeuge an den magnetisch leitfähigen Schienen gegen die Schwerkraft gehalten und durch zusätzlich angeordnete Führungsmagnete gegenüber den Schienen geführt werden, wobei die als Anker der Trag- und Führungsmagnete wirkenden Teile der Schienen als bauliche Einheit ausgebildet sind, dadurchgekennzeichnet, daß der Fahrzeugboden (5) sich oberhalb sämtlicher Teile der Schienenanordnung (19) befindet, von dem die beidseitigen Tragkörper (2) für die Trag- und Führungsmagnete (1 und 6) als bauliche Einheit sich nach unten erstrecken und von einem Teil von den mit Auflaufflächen (29, 30) versehenen Schienen umfaßt werden.

2. Magnetschwebebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Weichenbereich zusätzlich Gleitschienen (21) angeordnet sind.

3. Magnetschwebebahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gleitschienen (21) Teiie des Tragmagneten (1) gleiten.

4. Magnetschwebebahn nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die OVitschienen (21) mit einem Gleitbelag versehen s;:id.

5. Magnetschwebebahn nach den Ansprücher. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Weichenbereich zusätzlich ortsfeste Tragmagnete (22) angeordnet sind, die über Zusatzanker (23! die Fahrzeuge tragen

6. Magnetschwebebahn nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß nur die der jeweiligen Fahrtrichtung zugeordneten, ortsfesten Tragmagnete (22) beim Passieren des Fahrzeugs erregt sind.

7 Magnetschwebebahn nach den Ansprüchen 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet r¹ iL. beim Passieren de Weiche die führungsmagnete (6) entsprechend der Fahrtrichtung erregt werden.

8. Magnetschwebebahn nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrzeuglängsrichlung einander gegenüberliegenden Enden der Polplatten (12) der Tragmagnetc (1) zweier aneinanderstoßender Fahrzeuge nach Ar; einer Verzahnung (13). jedoch berührungslos ineinandergreifen

°. Magnetschwebebahn nach Anspruch S. dndureh t·. kennzeichnet. daß die Rücken der Zähne (14) abgerundet auslaufen.

10. Magnetschwebebahn nach den Auspochen 1 bis 9. dadurch gel· -nnzeichnet. daß die als Anker der Trag- und Führungsmagnete (I und 6) wirkenden TViIe der Schienen (41 .'in den Kopfteilen (241. die Auflauffiächen (29) a:i den Γν.'λ-teileii (91 eier U-förmig ausgebildeten Se¹ oiun träger (19) angeordnet sind.

11. Magnetschwebebahn nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gel: nn/.'ichnet. i\i!- d:. zusätzlichen Auflauffliichen (30) in <ur. Mittelteil en (20) der U-förmieen Schient ii-riicT il'.') angeordnet sind.

12. Magnetschwebebahn nach c- ' Vv ü-

Die Erfindung betrifft eine Magnetschwebebahn, bei der in einer Schienenanordnung durch beidseitig unterhalb der Fahrzeuge an Tragkörpem angeord-

nete, als Zugmagnete ausgebildete Tragmagnete die Fahrzeuge an den magnetisch leitfähigen Schienen gegen die Schwerkraft gehalten und durch zusätzlich angeordnete Führungsmagnete gegenüber den Schienen geführt werden, wobei die als Anker der Trag-

und Führungsmagnete wirkenden Teile der Schienen als bauliche Einheit ausgebildet sind.

Bei einer derartigen, in der ETZ-A, 1953, Seite 1; Fig. 1, beschriebenen Bauweise werden die Tragmagnete an zusätzlichen Tragkörpem unterhalb des

Fahrzeugs, die Führungsmagnete in Einwöibungen seitlich unmittelbar am Fahrzeug angeordnet, während die als Anker der Trag- und Führungsmagnet wirkenden Teile der Schienen als bauliche Einheit ausgebildet sind. Wegen der dadurch verursachten Fahrzeuggeometrie müssen einerseits die Tragkörper quer zur Fahrtrichtung frei schwebend relativ lang ausgebildet sein, wodurch sich eine hohe Drehmoment-Belastung ergibt; andererseits sind wegen des geringen seitlichen Abstandes (Kippmoment) zwisehen den Führungsmagneten die von ihnen aus gehenden Wirkungen herabgesetzt, die Führurn^- eigenschaften also verschlechtert. Das Befahren von Weichen ist dabei noch nicht als gelöst zu betrachten, vor allem hinsichtlich der im Weichenbercieh nicht immer schwebenden Teile des Fahrzeugs. Offen bleibt bei dieser bekannten Anordnung außerdem, was passiert, wenn die Energie fur die Tragmagneu ausfällt, die Fahrzeuge also nicht mehr schweben·: gehalten weiden: die Gefahr der Zerstörung λ<·- Fahrzeug und/oder Schiene ist dabei vor allem K < großen Geschwindigkeiten sehr wahrscheinlich da der Fahrzeugboden dann punktarti:: und intermittierend auf den Schienenträgern aufsitzen würde.

Die Vermeidung dieser Nachteile erfolgt bei einer Magnetschwebebahn der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Fahrzeugboden sich oberhalb sämtlicher Teile der Schienenanordnung befindet, von dem die beidseitigen Tragkörper für die Trag- und Führungsmagnet als bauliche Einheit sich nach unien erstrecken und von einem Teil von den mit Auflauffüichcn versehenen Schienen umfaßt werden.

Weitere Merkmale enthalten die Untcransprüchc. Im Zusammenhang mit der Zeichnung wird ein

Sj Ausführungsbeispiel der Erfindung -.-rlautert. in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Schnitt wesentliche Teile eines Fahrzeugs der Schwebebahn sowie der zugehörigen Schiencnaiumlnunc. und zwar am Ht-ginn ci'.v: Wen Iu

fio (Schnitt l-i c. ι Ι ι g. 2).

Fig. 2 eir.e Di^iisuht auf die Schicnenanordnunr im Wcichcnbcicick. Lind /war am Beginn derselben Hg.." dasselbe wie F;g. 2, jedoch ;>:n l'::de --!ei Weiche.

fr I-ig. .; d;:w!h wie Fig. '. icdoJ' J-Schnitt 1! !I