DE2100839A1

DE2100839A1 - Durch magnetische Kräfte entlang einer Tragbahn geführtes und im Schwebezustand gehaltenes Fahrzeug

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Publication number: DE2100839A1
Application number: DE19712100839
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-09
Filing date: 1971-01-09
Publication date: 1972-07-20
Also published as: BE777367A; US3791309A; CA959344A; IT948141B; ES398697A1; FR2121229A5; GB1338725A; AT317996B; CH547193A

Description

MAX BAERMANN 5O6bensbergbezirkköln 8.I.I97I

Scha/Lg 240/71

TELEFON 3051 TELEX 8878430

Durch, magnetische Kräfte entlang einer Tragbahn geführtes und im Schwebezustand gehaltenes Fahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein durch magnetische Kräfte entlang einer Tragbahn geführtes und im Schwebezustand gehaltenes Fahrzeug unter Ausnutzung der abstoßenden Kräfte von Dauermagneten, welche am Fahrzeug und auf der Tragbahn so angebracht sind, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen, die in Fahrtrichtung verlaufen und quer zur Fahrtrichtung in ihrer Polarität wechseln.

In der letzten Zeit sind umfangreiche Bemühungen im Gange, bodengebundene Personen- und/oder Güterbefbrderungsmxttel so ™ weiter zu entwickeln, daß sie den Lufttransportmitteln Konkurrenz zu bieten vermögen. Diese Bemühungen können nur dann erfolgreich sein, wenn es gelingt, solche bodengebundenen Beförderungsmittel zu schaffen, die bei höherer Sicherheit und wesentlich besserem Komfort unabhängig von den Witterungsbedxngungen hohe Reisegeschwindigkeiten bei geringem Geräuschpegel entwickeln. Diese Bedingungen lassen sich vorteilhaft bei frexschwebenden Fahrzeugen mit magnetisch oder induktiv wirkenden Kräften erzielen.

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Es ist bereits bekannt geworden, Fahrzeuge und Züge entlang einer Tragbahn mittels Luftkissen im Schwebezustand zu halten. Die Tragbahn wird hierbei in einer gewissen Höhe durch Pfeiler über dem Erdboden getragen und besteht meistens aus Beton. Die durch das Luftkissen erzeugten, tragenden Kräfte wirken zwischen der Tragbahn und dem gegenüberstehenden Boden und seitlichen Begrenzungsflächen des Fahrzeugs. Die nach diesem Prinzip im Schwebezustand gehaltenen Fahrzeuge weisen eine verhältnismäßig geringe Stabilität auf. Eine gute und schnell wirkende Seitenstabilisierung ist bei diesem Prinzip schwierig zu erreichen; darüber hinaus ist der Geräuschpegel hoch.

Es sind auch bereits entlang einer Tragbahn berührungslos geführte Fahrzeuge beschrieben worden, bei denen die Bahn aus einem magnetisch gut leitenden Werkstoff besteht und am Fahrzeug Elektromagnete angebracht sind, durch welche das Fahrzeug unter Ausnutzung von Anziehungskräften entlang der Bahn mit dazwischen liegendem Luftspalt getragen wird.

Bei diesen magnetischen Schwebezügen ist zur Erregung der Magnete ein verhältnismäßig hoher Energiebedarf erforderlich, um die benötigten, starken, magnetischen Anziehungskräfte zu erreichen. Außerdem muß ein relativ kleiner und in seiner Länge nahezu konstanter Luftspalt eingehalten werden. Abgesehen Amrron den hierfür erforderlichen Steuerungseinrichtungen müssen die den Luftspalt begrenzenden ferromagnetischen Flächen

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exakt plan bearbeitet sein, was insbesondere bei den Flächen der Tragbahn mit hohen Herstellungskosten verbunden ist. Darüber hinaus müssen diese Flächen so ausgebildet sein und aus

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einem solchen Werkstoff xbzksxhbr, daß die Bildung von Wirbelströmen und Hystereseverluste vermieden werden.

Es wurde auch bereits untersucht, supraleitende Magnete für das Schweben solcher Züge zu verwenden. Hierbei ist es ein großes Problem, auf der gesamten Fahrstrecke die Supraleitung bei den erforderlichen sehr niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Es ist daher ein großer Isolations- und entsprechender Kostenaufwand erforderlich.

Ferner wurde eine Transporteinrichtung zur Beförderung von kleinen Gegenständen bekannt, bei welcher ein fortschreitendes, elektromagnetisches Feld, welches durch an einer Führungsbahn angebrachte Elektromagnete erzeugt wird, vorgesehen ist, das die Aufhebung der Reibung zwischen dem Fahrzeug und dessen Bahn bezweckt. Dieses Feld, das durch intermittierenden Gleichoder Wechselstrom erzeugt wird, wirkt induzierend auf das aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Fahrzeug ein, derart, daß eine Abstoßung zwischen den Magneten der Führungsbahn und dem Fahrsseug eintritt, so daß letzteres bei seiner Fortbewegung in der Schwebe gehalten wird.

Es ist auch bereits ein spurschienengebundenes, elektromagnetisches Schwebefahrzeug bekannt geworden, bei welchem unter dem

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Fahrzeugboden Elektromagnete angebracht sind. Diesen Elektromagneten stehen an den Außenseiten der Eisenbahnschienen, insbesondere in jedem Feld zwischen den Schwellen, weitere Elektromagnete gegenüber. Die Magnete am Fahrzeug wie auch am Schienenkörper werden derart erregt, daß ihre Polflächen gleichnamige Pole aufweisen, so daß sie sich abstoßen, wodurch das Fahrzeug im Schwebezustand gehalten wird. Zur Führung des Fahrzeugs ^gegen seitliche Auslenkung ist eine Spurschiene vorgesehen, an deren Seitenflächen am Fahrzeugboden angebrachte Spurrollen während der Fortbewegung des Fahrzeugs entlanggleiten oder -rollen.

Diese Vorschläge erfordern die Anbringung einer großen Anzahl von Elektromagneten entlang der gesamten Strecke, was einen erheblichen Kostenaufwand verursacht. Außerdem ist zur Erregung der Magnete ein hoher Energiebedarf notwendig.

Demgegenüber beruht die vorliegende Erfindung darauf, die abstoßenden Kräfte von Dauermagneten auszunutzen, um ein Fahrzeug bzw. einen Zug im Schwebezustand entlang einer Tragbahn zu halten. Bekanntlich befinden sich zwei mit glechnamigen Polen gegenüberstehende Dauermagnete in einem labilen Gleichgewicht. Ein magnetisches Schweben mit Dauermagneten unter Ausnutzung ihrer abstoßenden Kräfte ist erst dann möglich, wenn man einen Freiheitsgrad begrenzt.

Es sind z.B. magnetische Lagerungen für eine rotierende Welle bekannt geworden, bei denen Dauermagnetscheiben auf der Welle

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befestigt sind, denen feststehende Dauermagnete mit dazwischen liegendem Luftspalt gegenüberstehen. Diese Magnete sind so magnetisiert, daß sich jweils gleichnamige Pole gegenüberstehen, so daß abstoßende Tragkräfte vorhanden sind. Die Welle muß jedoch gegen seitliche Auslenkung geführt sein, was durch mechanische oder elektromagnetische Mittel, deren Regelung

durch eine Induktivitätsänderung von Spulen vrgenommen wird, _,

erfolgen kann, so daß eine völlig reibungslose Lagerung erzielbar ist.

Man hat auch bereits für Versuchs- und Demonstrationszwecke ein kleines Fahrzeug gebaut, das durch an seiner Unterseite angebrachte Daueumagnete über einer Magnetspur schwebt, welche/ ebenfalls aus Dauermagneten zusammengesetzt ist, derart, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen. Dieses Fahrzeug ist gegen seitliches Verschieben mit Hilfe von Rollen gesichert, die einer mittleren Führungsbahn gegenüberstehend angeordnet sind. ^m Diese Rollen gleiten oder rollen während der Fortbewegung des Fahrzeugs an den Seitenwänden der Führungsbahn entlang und halten das Fahrzeug in der Spur.

Die Vorschläge, durch magnetische Kräfte ein Fahrzeug im Schwebezustand zu halten, sind bisher über das Versuchsstadium nicht hinausgelangt und konnten noch keinen Eingang in die Praxis finden.

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Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen technisch durchführbaren, wirtschaftlichen Schwebezustand von Fahrzeugen, welche zur Personen- und/oder Güterbeförderung dienen, entlang einer Tragbahn unter Ausnutzung der abstoßenden Kräfte von Dauermagneten zu ermöglichen, eine stabile Führung des Fahrzeugs unter Vermeidung jeglicher Berührung an den Bahnteilen zu garantieren und große Lasten bei relativ geringen Querkräften, d.h. Seitenkräften senkrecht zur Fahrtrichtung,zu tragen. Es wurde hietobei erkannt, daß die Querkräfte möglichst klein gehalten werden können, wenn der Abstand zwischen den Nord- und Südpolen der tragenden Magnete genügend groß gehalten wird, andererseits aber eine zu starke Vergrößerung bzw. Verbreiterung dieses Abstandes eine Verkleinerung der für die Erzeugung der Tragkraft nutzbaren Polfläche bedeutet.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, dieses Problem zu lösen. Diese Lösung besteht darin, daß der Polabstand a zwischen zwei in Fahrtrichtung verlaufenden Polen entgegengesetzter Polarität der am Fahrzeug und auf der Tragbahn angebrachten Dauermagnete größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie die für das Fahrzeug vorgesehene zulässige Seitenbewegung gewählt ist und daß zum Zwecke der Stabilisierung des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung Stabilisierungsmittel wie z.B. elektromagnetisch wirkende Mittel, die durch Regelglieder, Abtastorgane oder dgl. z.B. auf induktivem oder el#ktronischem Wege gesteuert

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werden, am Fahrzeug und der Tragbahn vorgesehen sind.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gelingt es, bei einer quer zur Fahrtrichtung auftretenden Verschiebung des Fahrzeugs die stark ansteigenden Seitenkräfte in tragbaren Grenzen zu halten, um eine Stabilisierung in der Mittellage durch elektromagnetisch wirkende Mittel mit relativ kleinem Energieaufwand sicherzustellen und hohe Tragkräfte mit Hilfe der Dauermagnete zu erreichen. Mit einer derartigen Magnetanordnung gemäß

der Erfindung werden Tragkräfte von mehr als 0,5 t/m Magnetfläche bei einer Schwebehöhe von ca. 8-10 mm erreicht.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird man die Dauermagnete so auf der Tragbahn und auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugs anordnen, daß eine ungerade Anzahl von Polen, jedoch wenigstens drei in Fahrtrichtung verlaufende Pole, die quer zur Fahrtrichtung abwechselnde Polarität aufweisen, vorhanden sind. Bei einer derartigen Magnetanordnung liegen an den Außenseiten jeweils Nordpole oder Südpale. Die Breite der außenliegenden Pole beträgt hierbei in vorteilhafter Weise die Hälfte der Breite der innenliegenden Pole. Durch diese Ausbildung werden kleine Streuverluste erreicht.

Um das Kippmoment klein zu halten und damit eine möglichst stabile horizontale Lage des Fahrzeugs zu erreichen, sind die Dauermagnete an den Längsseiten des Fahrzeugs und der dem Fahrzeug gegenüberliegenden Tragbahn so angeordnet, daß sie

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mögliehst weit von der mittleren Längsachse des Fahrzeugs entfernt liegen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung, bei der erreicht wird, daß die an den Längsseiten des Fahrzeugs angeordneten Dauermagnete mögliehst weit von der mittleren Längsachse des Fahrzeugs entfernt liegen, kann die mit Dauermagneten versehene Tragbahn in mehrere übereinander angeordnete Bahnen unterteilt werden, um einerseits die Tragkraft zu erhöhen und andererseits eine stabilere Gleichgewichtslage zu erreichen. Zu diesem Zweck sind die Stützpfeiler auf jeder Seite mit beispielsweise zwei übereinander angeordneten Tragarmen versehen, welche die Bahnen tragen, die mit den Dauermagneten belegt sind. Das Fahrzeug ist unterhalb des Fahrzeugbodens mit entsprechend geformten Armen versehen, die eine zu den seitlichen Bahnen parallel liegende Fläche bilden, auf der die Gegenmagnete angebracht sind. Die seitlich an den Stützpfeilern übereinander angeordneten Bahnen sind durch Abdeckungsteile so überdeckt, daß sie gegen Witterungseinflüsse, wie z.B. Schnee und Eis, und gegen Verschmutzungen geschützt sind. In vorteilhafter Weise wird man diese Abdeckungsteile, oder wenn keine Abdeckungsteile vorhanden sind, die Tragbahn selbst mit Heizelementen versehen, die eine Eisbildung verhindern.

Um die Tragkräfte noch weiter zu erhöhen oder bei den erzielten Tragkräften weniger an Magnetmaterial aufwenden zu müssen

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sind die Dauermagnete auf Flächenelementen aus ferromagnetischem Werkstoff, der als Eisenrückschluß dient, angeordnet. Diese vorgefertigten Flächenelemente werden auf der z.B. aus Stahlbeton bestehenden Tragbahn aneinandergereiht und befestigt. Auf diese Weise wird auch eine wirtschaftliche Montage der Elemente auf derTragbahn erreicht. Die einen Eisenrückschluß aufweisenden Dauermagnete sind auch an der Unterseite des Fahrzeugs so montiert, daß sie gleichnamigen Polen der auf der Bahn befindlichen Dauermagnete gegenüberstehen.

Eine weitere Erhöhung der Tragkraft wird dann erzielt, wenn zwischen den tragenden Dauermagneten mit in Fahrtrichtung verlaufenden Polen ungleichnamiger Polarität Zusatzmagnete angeordnet werden, die quer zur Fahrtrichtung magnetisiert sind, derart, daß gleiche Pole der Zusatzmagnete an gleichen Polen der in Fahrtrichtung verlaufenden Pole liegen. Die Zusatzmagnete weisen vorzugsweise eine höhere Koerzitivfeidstärke als die tragenden Dauermagnete auf. Ohne diese Zusatzmagnete, die auch am Fahrzeug vorhanden sind, werden die Streuverluste unter Last sehr groß.

Der Abstand bzw. der Luftspalt zwischen den am Fahrzeug und der Tragbahn angebrachten Magnete verändert sich mit der zu tragenden Last oder bei einer ungleichmäßigen Belastung des Fahrzeugs. Um unabhängig von der Belastung stets einen gleichmäßigen Luftspalt einhalten zu können, sind aa der Unterseite des Fahrzeugs neben den fest angeordneten Dauermagneten senkrecht zur

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Tragbahnebene bewegliche Dauermagnete angebracht, die vorzugsweise durch hydraulische Betätigungsmittel in der Höhe verstellbar sind und entsprechend der jeweiligen Fahrzeugbelastung eine selbsttätige Verstellung über Regelorgane z.B. auf induktivem oder mechanischem Wege bewirken.

Neben der Verwendung von gesinterten Dauermagneten können auch in vorteilhafter Weise Dauermagnete, die aus einem Dauermagnetpulver und einem Bindemittel bestehen, Anwendung finden. Obwohl bei derartigen Dauermagneten das Volumen des wirksamen Dauermagnetwerkstoffes durch das Bindemittel reduziert wird, hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß trotzdem noch eine durchaus günstige und ausreichende Tragkraft erzielt werden kann.

Für den vorliegenden Zweck sind besonders Dauermagnetwerkstoffe mit hoher Koerzitivfeidstärke geeignet, wie sie z.B. anisotropes Strontiumferrit, Bariumferrit oder Mangan-Aluminium aufweisen. Als Bindemittel können sowohl thermo- als auch duroplastische Kunststoffe oder Gummi Verwendung finden, in welchem der pulverförmige Dauermagnetwerkstoff eingebettet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Dauermagnetwerkstoffe und Bindemittel eingeschränkt.

Es besteht auch die Möglichkeit, die pulverförmigen Dauermagnetwerkstoffe direkt in den Beton einzubetten.

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In an sich bekannter Weise kann die Mischung aus Bindemittel und anisotropem Dauermagnetwerkstoff während der Erhärtung des Bindemittels auf mechanischem oder magnetischem Wege so ausgerichtet werden, daß die bevorzugten Achsen der Magnetisierung der Dauermagnetteilchen bei den tragenden Dauermagneten senkrecht zur Ebene der Tragbahn verlaufen und bei den Zusatzmagneten die bevorzugten Achsen der Magnetisierung quer zur Fahrtrichtung verlaufen. (/Λ

Wie bereits eingangs erwähnt, ist es für die Schaffung eines duiich abstoßende Kräfte von Dauermagneten im Schwebezustand gehaltenes Fahrzeug erforderlich, daß eine Stabilisierung des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung erfolgt, die bisher durch am Fahrzeugboden angebrachte Spurrollen, welche an einer mittleren Spurschiene abrollen, erreicht wurde. Diese Spurrollen sind jedoch zur Erzielung von Höchstgeschwindigkeiten nicht geeignet.

Zur Behebung dieser Nachteile wird erfindtmgsgemäß vorgeschlagen, die Stabilisierung des Fahrzeugs berührungslos durchzuführen, indem zu beiden Seiten der Tragbahn in Fahrtrichtung verlaufende Schienen aus ferromagnetischem, lameliiertem Werkstoff angebracht sind, denen am Fahrzeug angebrachte Elektromagnetanordnungen und Selbstinduktionsspulen gegenüberstehen, wobei zur Einhaltung der Mittellage des Fahrzeugs die Regelung des Erregerstromes der Elektromagnete durch eine mehr oder weniger starke Änderung der Selbstinduktion bei seitlicher Verschiebung,

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d.h. Annäherung oder Entfernung der Selbstinduktionsspulen von der ferromagnetischenSchiene erfolgt. Hierbei ist es möglich, über eine Brückenschaltung, in der die Selbstinduktionsspulen liegen, die seitliche Auslenkung des Fahrzeugs elektrisch zu erfassen und das Fahrzeug über elektronische Regelglieder durch stärkere Anziehung der jeweiligen seitlich/ angebrachten Elektromagnetanordnung wieder in die Mittelstellung zu bringen.

Der Antrieb des Fahrzeugs kann durch an sich bekannte Antriebsmittel wie z.B. durch Linearmotoren oder Turbinen vorgenommen werden.

Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:

Fig.1 einen Längsschnitt durch das auf der Tragbann im Schwebezustand gehaltene Fahrzeug in schematischer Darstellung,

Fig.2 einen senkrechten Schnitt durch die Dauermagnetanordnung quer zur Fahrtrichtung,

Fig.3 eine Draufsicht auf die Dauermagnetanordnung, Fig.4 eine senkrecht geschnittene Halbansicht, teilweise dargestellt, einer besonderen Ausführung der Erfindung.

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In der schematischen Darstellung gemäß Fig.1 wird die Tragbahn in einer gewissen Höhe über dem Erdboden durch Stützpfeiler 2 gehalten. Die Tragbahn bildet mit den Stützpfeilern eine Einheit, die z.B. aus Stahlbeton besteht. Die Tragbahn ist auf ihrer gesamten Oberfläche mit tragenden Dauermagneten 3 belegt. Hierbei sind die Dauermagnete auf einer ferromagnetischen Platte 6 befestigt, welche als Rückschluß dient für die Kraftlinien, An der Unterseite 4 des Fahrzeugs 5 sind ebenfalls feststehende Dauermagnete 3 auf einer ferromagnetischen Platte angebracht. Die auf der Tragbahn und am Fahrzeug angeordneten Dauermagnete sind derart magnetisiert, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen, die in Fahrtrichtung verlaufen und quer zur Fahrtrichtung in ihrer Polarität wechseln. Durch die sich mit gleichnamiger Polarität gegenüberstehenden Dauermagnete werden abstoßende Kräfte hervorgerufen, diedas Fahrzeug im Schwebezustand halten.

Da sich der Luftspalt 1h zwischen den sich gegenüberstehenden Dauermagneten mit der Belastung ändert, sind neben den feststehenden Dauermagneten 3 in der Höhe verstellbare Dauermagnet· an der Unterseite des Fahrzeugs vorgesehen. Mit zunehmender Last oder bei ungleichmäßiger Belastung werden der Belastung entsprechend die beweglichen Magnete 7 gehoben oder gesenkt, um einen Höhenausgleich zwischen Fahrzeug und Tragbahn zu erreichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Heben und Senken der beweglichen Magnete 7 hydraulisch vorgenommen, indem Zylinder 8 vorgesehen sind, in welchen der Kolben 9 über eine

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Kolbenstange 10, an welcher die beweglichen Magnete 7 befestigt sind, die Magnete 7 absenkt. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Druckleitungen nicht dargestellt. Wird der hydraulische Druck vermindert, so gehen die abgesenkten Magnete aufgrund der vorhandenen Abstoßungskräfte selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Verstelllung der beweglichen Dauermagnete wird entsprechend der jeweiligen Fahrzeugbelastung selbsttätig über an sich bekannte Regelorgane vorgenommen.

Da sich das durch abstoßende Kräfte von Dauermagneten im Schwebezustand gehaltene Fahrzeug 5 seitlich im la^bilen Zustand befindet, ist es erforderlich, das Fahrzeug gegen seitliche Verschiebung zu stabilisieren. Um eine berührungslose Stabilisierung zu erreichen, sind an den beiden Seitenflächen 11 der Tragbahn 1 in Fahrtrichtung verlaufende Schienen 12 angebracht, die aus ferromagnetischem, lamelliertem Werkstoff, z.B. aus übereinandergeschichteten, gegeneinander isolierten Silizium-Eisenblechen, bestehen. Diesen ferromagnetischen Schienen 12 stehen Elektromagnetθ 13 gegenüber, die am Fahrzeug befestigt sind. Durch eine geeignete Regeleinrichtung, auf die später noch eingehend eingegangen wird, wird der Erregerstrom der Elektromagnete so geregelt, daß bei einer seitlichen Verschiebung nach der einen Seite der gegenüberliegende Elektromagnet entsprechend stärker erregt wird und das Fahrzeug wieder in die Mittellage zieht.
Zur Stromversorgung des Fahrzeugs könnten unterhalb der Tragbahn

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Stromschienen oder Fahrdrähte 15 angebracht werden. Diese Anbringung ist bestmders vorteilhaft, da die Leiter gegen Witterungseinflüsse geschützt liegen.

In Fig.2 ist die Dauermagnetanordnung, die auf der Tragbahn und an der Unterseite des Fahrzeugs angebracht ist, in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Die tragenden Dauermagnete 3 sind senkrecht zur Ebene der Tragbahn magnetisiert und auf einer M Platte 6 aus ferromagnetischem Werkstoff befestigt. Die Pole der Magnete sind durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet.

Wie aus der Zeichnung weiterhin ersichtlich ist, weisen die außenliegenden Dauermagnete die halbe Polbreite gegenüber den innenliegenden Dauermagneten auf. Um die Streuung an den Außenseiten auf ein Mindestmaß herabzusetzen, weisen die außenliegenden Magnete stets gleiche Polarität auf. In der vorliegenden Figur ist eine dreipolige Magnetanordnung dargestellt. » Der Polabstand a zwischen zwei in Fahrtrichtung verlaufenden ^ Polen entgegengesetzter Polarität der am Fahrzeug und an der Tragbahn angebrachten Dauermagnete ist mindestens doppelt so groß wie die für das Fahrzeug vorgesehene Seitenbewegung gewählt ist. Bei einer zugelassenen maximalen Seitenbewegung von z.B. _+ 5 mm sollte der Polabstand a wenigstens / 20 mm betragen.

Zwischen den tragenden Dauermagneten 3 mi* iⁿ Fahrtrichtung verlaufenden Polen sind Zusatzmagnete 16 angeordnet, die quer

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zur Fahrtrichtung magnetisiert sind, derart, daß gleiche Pole der Zusatzmagnete stets an gleichen Polen der tragenden Magnete anliegen, wie aus der Zeichnung durch die eingetragenen Buchstaben N und S hervorgeht. Die Polbreite dieser Zusatzmagnete ist etwa halb so groß wie die Höhe der tragenden Dauermagnete 3·

Durch diese vorteilhafte Ausbildung wird eine weitere Erhöhung der Tragkraft erreicht, weil de Streuung zwischen benachbarten Polen entgegengesetzter Polarität der tragenden Magnete beträchtlich vermindert wird.

Die tragenden Dauermagnete 3 wie auch die Zusatzmagnete 16 können aus gesintertem Dauermagnetwerkstoff möglichst hoher Koerzitivfeidstärke bestehen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Dauermagnete aus einer Mischung von thermoplastischem Bindemittel und pulverförmigem, hochkoerzitivem, anisotropem Strontiumferrit. Als Dauermagnetwerkstoff ist auch anisotropes Bariumferrit oder Mangan-Aluminium beispielsweise geeignet. Es ist auch jedes andere Magnetmaterial geeignet, sofern es eine möglichst hohe Koerzitivfeidstärke aufweist, da durch die sich gegenüberstehenden glabhnamigen Pole entmagnetisierende Kräfte auftreten.

Da sich kunststoffgebundene Dauermagnete in einer größeren Dick· schwieriger herstellen lassen, sind die Magnete aus einzelnen dünneren Bändern 17 zusammengesetzt, wie dies in

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Fig.2 angedeutet ist. Damit die -einzelnen Magnetbänder sich beim Zusammensetzen selbsttätig ausrichten, ist jedes einzelne Magnetband mit einer der Zentrierung dienenden Erhöhung 18 und Vertiefung 19 versehen.

Die Zusatzmagnete 16 sind vorzugsweise aus einem Magnetmaterial hergestellt, das eine höhere Koerzitivfeidstärke aufweist als die tragenden Dauermagnete 3. Die tragenden Magnete sind in W an sich bekannter Weise auf mechanischem oder magnetischem Wege so ausgerichtet, daß ihre bevorzugten Achsen der Magnetisierung der Dauermagnetteilchen senkrecht zur Ebene der Tragbahn verlaufen, während bei den Zusatzmagneten die Ausrichtung so erfolgt ist, daß ihre bevorzugten Achsen der Magnetisierung quer zur Fahrtrichtung verlaufen.

Aus Fig.3 ist die Anordnung und Magnetisierung der tragenden Dauermagnete 3 und der Zusatzmagnete 16 gut ersichtlich. j|

In dem in Fig.k vergrößert dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel sind die Stützpfeiler 2 auf jeder Seite mit zwei übereinander angeordneten Tragbahnen 1 versehen, die mit den Dauermagneten 3 gemäß der in Fig.2 beschriebenen Dauermagnetanordnung belegt sind. Das Fahrzeug 5 weist entsprechend geformte Arme 20 auf, die an ihrer der Tragbahn zugewandten Fläche ebenfalls mit Dauermagneten 3 in gleicher Polanordnung versehen sind.

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Neben den fest angeordneten Dauermagneten, wie bereits in Fig.1 beschrieben, sind beweglich angeordnete, in der Höhe verstell-: bare Dauermagnete 7 zum Zwecke des Höhenausgleichs zwischen Fahrzeug und Tragbahn vorhanden, welche hydraulisch durch einen im Zylinder 8 befindlichen Kolben 9 gesenkt werden können. In dem Ausführungsbeispiel ist die linke Magnetanordnung abgesenkt, während sich die rechte Magnetanordnung im angehobenen Zustand befindet.

Die mit den Dauermagneten 3 versehenen Tragbahnen 1 sind durch eine horizontale Abdeckung 21 gegen Vitterungseinflüsse oder Verschmutzungen geschützt. An den äußeren Enden der Abdeckung befindet sich eine Seitenverkleidung 22, die mit einem Heizelement 23 versehen ist, um eine Eiszapfenbildung zu verhindern. Die Seitenverkleidung 22 kann z.B. aus Kunststoff oder Aluminium bestehen.

Zur berührungslosen Seitenstabilisierung sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel in Fahrtrichtung verlaufende Schienen 12 aus ferromagnetischem, lamelliertem Werkstoff am Stützpfeiler

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angeordnet, denen Elektromagnete/gegenüberstehen, die an den

Enden des Armes 20 befestigt sind.

Ferner sind Abtastmittel vorgesehen, die eine seitliche Auslenkung des Fahrzeugs elektrisch erfassen, wie z.B. Selbstinduktionsspulen, die in einer Brückenschaltung liegen. Die Selbstinduktionsspulen sind zwischen den Elektromagneten 13

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ara Fahrzeug befestigt und wirken auf die gleiche in Fahrtrichtung verlaufende ferrromagnetische Schiene 12, die an der Tragbahn oder am Stützpfeiler der Tragbahn befestigt ist, ein. Bei einer seitlichen Verschiebung des Fahrzeugs aus der Mittellage erfolgt auf der einen Seite eine Annäherung und auf der anderen Seite eine Entfernung der Selbstinduktionsspulen von der -ferromagnetischen Schiene 12. Dadurch tritt eine Änderung d.h. auf der eine Seite eine Vergrößerung und auf der anderen Seite eine Verkleinerung der Selbstinduktion ein, so daß das Gleichgewicht der Brück/ienschaltung gestört wird. Dies hat zur Folge, daß z.B. ein phasenempfindliches Regelglied einen Verstärker derart steuert, daß der Erregerstrom des einen Elektromagneten, der sich von der ferromagnetischen Schiene weiter entfernt hat, verstärkt wird und der Erregerstrom des anderen Magneten geschwächt wird, so daß das Fahrzeug wieder in die Mittellage zurückgezogen wird. Auf diese Weise ist eine ständige, selbsttätige und berührungslose Seitenstabilisierung sichergestellt .

Selbstverständlich können auch andere Stabilisierungsmittel, die auf der Wirkung von abstoßenden Kräften beruhen, Verwendung finden. Als Regelglieder können auch mechanische Abtastmittel vorgesehen werden, die auf elektronischem Wege die Steuerung der Stabilisierungsmittel vornehmen.

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Claims

Patentansprüche

Durch magnetische Kräfte entlang einer Tragbahn geführtes und im Schwebezustand gehaltenes Fahrzeug unter Ausnutzung der abstoßenden Kräfte von hochkoerzitiven Dauermagneten, welche am Fahrzeug und auf der Tragbahn so angebracht sind, daß sich gleichnamige Pole gegenüberstehen, die in Fahrtrichtung verlaufen und quer zur Fahrtrichtung in ihrer Polarität wechseln, dadurch gekennzeichnet, daß der Polabstand (a) zwischen zwei in Fahrtrichtung verlaufenden Polen entgegengesetzter Polarität der am Fahrzeug und auf der Tragbahn angebrachten Dauermagnete größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie die für das Fahrzeug vorgesehene Seitenbewegung gewählt ist und daß zum Zwecke der Stabilisierung des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung Stabilisierungsmittel wie z.B. elektromagnetisch wirkende Mittel, die durch Regelglieder, Abtastorgane oder dgl. z.B. auf induktivem oder elektronischem Wege gesteuert werden, am Fahrzeug und der Tragbahn vorgesehen sind.

2) Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von Polen, jedoch wenigstens drei in Fahrtrichtung verlaufende· Pole, die quer zur Fahrtrichtung

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abwechselnde Polarität aufweisen, je auf der rechten und der linken Längsseite des Fahrzeugs und der Tragbahn vorges ehen s ind.

3) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete so an den Längsseiten des Fahrzeugs und der dem Fahrzeug gegenüberliegenden Tragbahn angeordnet sind, ^ daß sie möglichst weit von der mittleren Längsachse des Fahrzeugs entfernt liegen.

k) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Tragbahn so ausgebildet ist, daß die Stützpfeiler auf jeder Seite mit wenigstens einer, vorzugsweise mit mehreren übereinander angeordneten Tragbahnen versehen sind und daß unterhalb des Fahrzeugs entsprechend geformte Arme angeordnet sind, dieebenfalls mit Dauermagneten belegt sind und den seitlichen Tragbahnen gegenüberstehen, und daß ^

Abdeckungsteile vorgesehen sind, welche die seitlich angebrachten Tragbahnen überragen.

5) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete auf Flächenelementen aus ferromagnetischem Werkstoff, welcher als Eisenrückschluß dient, angeordnet sind und diese Flächenelemente auf der z.B. aus Beton bestehenden Tragbahn aneinandergereiht und befestigt sind.

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6) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Streuung zwischen den Dauermagneten mit in Fahrtrichtung verlaufenden Polen Zusatzmagnete, die quer zur Fahrtrichtung magnetisiert sind, so angeordnet sind, daß gleiche Pole der Zusatzmagnete an gleichen Polen der in Fahrtrichtung verlaufenden Pole liegen und vorzugsweise die Zusatzmagnete eine höhere Koerzitivfeldstärke als die tragenden Dauermagnete aufweisen.

7) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeu«da neben den fest angeordneten Dauermagneten senkrecht zur Tragbahnebene bewegliche Dauermagnete angebracht sind, die vorzugsweise durch hydraulische Betätigungsmittel in der Höhe verstellbar sind und entsprechend der jeweiligen Fahrzeugbelastung eine selbsttätige Verstellung über Regelorgane z.B. auf induktivem oder mechanischem Wege erfolgt.

8) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß die der Fahrzeugbodenfläche zugewandte Fläche der Tragbahn und/oder die Abdeckungsteile mit Heizelementen versehen sind.

9) Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Dauermagnete aus einem Dauermagnetpulver

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mit hoher Koerzitivfeidstärke, wie sie z.B. anisotropes Strontiumferrit, Bariumferrit oder Mangan-Aluminium aufweisen, und einem Bindemittel bestehen und die Dauermagnetteilchen während der Erhärtung des Bindemittels auf mechanischem oder magnetischem Wege so ausgerichtet sind, daß die bevorzugten Achsen der Magnetisierung der Dauermagnetteilchen senkrecht zur Ebene der Tragbahn verlaufen und die bevorzugten Achsen der Magnetisierung der Zusatzmagnete quer zur Fahrtrichtung verlaufen.

10)Fahrzeug nach den Ansprüchen 1-9t dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus thermo- oder duroplastischem Kunststoff oder Gummi besteht, in welchem der pulverförmige Dauermagnetwerkstoff eingebettet x±ut ist.

11) Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Seitenstabilisierung zu beiden Seiten der Tragbahn in Fahrtrichtung verlaufende Schienen aus ferromagnetischem lamelliertem oder aus ferromagnetischem massivem Werkstoff mit sehr kleiner elektrischer Leitfähigkeit angebracht sind, denen am Fahrzeug angebrachte Elektromagnete gegenüberstehen, wobei zur Einhaltung der Mittellage des Fahrzeugs die Regelung des Erregerstromes der Elektromagnete auf induktivem Wege durch mehr oder weniger starke Änderung der Selbstinduktion bei seitlicher Verschiebung von zusätzlich am Fahrzeug angebrachten, einen Eisenkern aufweisenden Spulen erfolgt.

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